"МУК 4.1.2110-06. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение массовой концентрации формальдегида, ацетальдегида, пропионового альдегида, масляного альдегида и ацетона в пробах мочи методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания"
(утв. Роспотребнадзором 09.08.2006)

Методические указания по определению концентрации алифатических альдегидов и ацетона в моче предназначены для использования Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, лечебными и научными учреждениями, работающими в области профпатологии и экологии человека, научно-исследовательскими институтами, занимающимися вопросами гигиены окружающей среды.

Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля за содержанием альдегидов и ацетона в биологических средах у населения, проживающего в районах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды.

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 "ГСОЕИ. Методики выполнения измерений", ГОСТ Р 1.5-92 "ГСС. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов".

Методика выполнения измерения обеспечивает определение альдегидов в моче в диапазоне концентраций 0,001 - 0,10 мкг/куб. см, ацетона - 0,01 - 2,0 мкг/куб. см с погрешностью, не превышающей 26% - для формальдегида, 20% - для ацетальдегида, 25% - для ацетона, 25% - для пропионового альдегида, 19% - для масляного альдегида, при доверительной вероятности Р = 0,95.

Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) - бесцветный газ с резким раздражающим запахом. Температура кипения: -19,2 °С, плотность: 0,8153 г/куб. см. Хорошо растворим в воде, спиртах и других полярных растворителях. При низких температурах смешивается с неполярными растворителями (толуолом, диэтиловым эфиром, этилацетатом) [5]. Обладает раздражающим, сенсибилизирующим и кожно-резорбтивным действием, оказывает гепатотропный эффект, относится к веществам, обусловливающим канцерогенную опасность [3].

Ацетальдегид (уксусный альдегид) - бесцветная жидкость с удушающим запахом. Температура кипения: 20,16 °С, плотность: 0,778 г/куб. см. Смешивается во всех соотношениях с водой и большинством органических растворителей [1]. Оказывает наркотическое, раздражающее, мутагенное и канцерогенное действие [3].

Пропионовый альдегид (пропаналь) - бесцветная жидкость с характерным запахом. Температура кипения: 48,8 °С, плотность: 0,8058 г/куб. см. Растворим в воде, смешивается со многими органическими растворителями [4]. Оказывает наркотическое действие, вызывает изменения со стороны дыхательной системы, паренхиматозных органов, угнетает гемопоэз [3].

Масляный альдегид (бутаналь) - бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом. Температура кипения: 75,7 °С, плотность: 0,817 г/куб. см [2]. Растворим в воде, смешивается со многими органическими растворителями. Оказывает наркотическое, раздражающее и кожно-резорбтивное действие [3].

Ацетон (диметилкетон) - летучая бесцветная жидкость с характерным запахом. Температура кипения: 56,1 °С, плотность: 0,792 г/куб. см [1]. Смешивается с водой и органическими растворителями (эфиром, хлороформом, бензолом, четыреххлористым углеродом). Обладает наркотическим и кожно-резорбтивным действием, угнетает репродуктивную функцию. Преимущественно действует на центральную нервную систему [3].

Методика основана на предварительном переводе альдегидов и ацетона в соответствующие 2,4-динитрофенилгидразон производные, концентрировании продуктов дериватизации из биологического материала экстракцией гексаном, высушивании гексанового экстракта, растворении высушенного остатка в ацетонитриле и анализе на жидкостном хроматографе.

Измерение концентрации альдегидов и ацетона выполняют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием УФ-детектора.

Измерению не мешают спирты, органические кислоты, кетоны и другие альдегиды.

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

Хромовая смесь

Элюент для хроматографии

2 М водный раствор хлористоводородной кислоты

0,2%-й раствор 2,4-динитрофенилгидразина в

2 М хлористоводородной кислоте

Исходный раствор альдегидов для калибровки

Исходный раствор ацетона для калибровки.

Допускается применение других типов средств измерений, вспомогательного оборудования, химреактивов и материалов, по метрологическим и техническим характеристикам не уступающих перечисленным.

4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.

4.2. При выполнении измерений с использованием жидкостного хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79, противопожарной безопасности - ГОСТ 12.1.004-85 и меры безопасности, указанные в "Руководстве по правилам эксплуатации прибора".

К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика и владеющие техникой жидкостно-хроматографического анализа.

6.1. При подготовке проб к анализу и приготовлении растворов соблюдают следующие условия:

- температура воздуха 15 - 25 °С;

- атмосферное давление 630 - 800 мм рт. ст.;

- влажность воздуха не более 80% при температуре 25 °С.

6.2. Выполнение измерений на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка посуды и растворителей, приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки, установление градуировочной характеристики.

Используемую посуду замочить на 1 ч в хромовой смеси, промыть проточной водопроводной водой, ополоснуть дистиллированной водой и просушить при температуре 120 °С.

7.2.2. Очистка диэтиламина от примесей. В колбу вместимостью 1,0 куб дм помещают 0,5 куб. дм диэтиламина и перегоняют с прямым холодильником. Первую и последнюю порции (50 куб. см) отбрасывают, оставляют среднюю порцию. Перегнанный раствор должен быть бесцветным.

7.2.3. Очистка этилового спирта от альдегидов и кетонов. К 1 куб. дм 96%-го спирта добавляют 2 г 2,4-динитрофенилгидразина, 0,5 куб. см концентрированной хлористоводородной кислоты и кипятят с шариковым холодильником 1 ч. Перегоняют с дефлегматором в приборе со стеклянными шлифами, отбрасывая первые и последние 100 куб. см, после этого отгоняют вторично.

7.3.1. Хромовая смесь. В термостойкий стакан вместимостью 2 куб. дм насыпают 50 г хромово-кислого калия, осторожно приливают по палочке частями, тщательно перемешивая, 1 куб. дм концентрированной серной кислоты.

7.3.2. Элюент для хроматографии. Смешивают 40 куб. см дистиллированной воды с 60 куб. см очищенного ацетонитрила. Подвижную фазу фильтруют через воронку Шотта (пор 16) и дегазируют барботированием гелия в течение 5 мин. со скоростью 50 - 60 куб. см /мин. Затем добавляют 2,5% уксусной кислоты и 1% диэтиламина (объемные %).

7.3.3. Хлористоводородная кислота, 2 моль/куб. дм. В мерную колбу вместимостью 1 куб. дм, наполненную до половины объема дистиллированной водой, прибавляют 61,0 куб. см концентрированной хлористоводородной кислоты (плотность 1,19 г/куб. см), доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

7.3.4. 2,4-Динитрофенилгидразин, 0,2%-й раствор в 2 М хлористоводородной кислоте. В мерную колбу на 100 куб. см вносят 0,2 г 2,4-динитрофенилгидразина и доводят до метки 2 М раствором хлористоводородной кислоты.

7.3.5. Исходный раствор альдегидов для калибровки (раствор А): 4 куб. см ГСО формальдегида с концентрацией 1,0 мг/куб. см (4,0 мг), 5,0 куб. мм (3,9 мг) ацетальдегида, 5,0 куб. мм (4,03 мг) пропионового альдегида, 5,0 куб. мм (4,08 мг) масляного альдегида переносят в мерную колбу вместимостью 200 куб. см, содержащую дистиллированную воду, в которую предварительно добавляют 5 куб. см 0,2%-го раствора 2,4-динитрофенилгидразина и доводят водой до метки. Стандартные растворы готовят с предварительным охлаждением альдегидов и дистиллированной воды. Используют свежеприготовленный раствор. Содержание альдегидов в растворе А составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества): формальдегида - 20,00 мкг/куб. см; ацетальдегида - 19,5 мкг/куб. см; пропионового альдегида - 20,1 мкг/куб. см; масляного альдегида - 20,4 мкг/куб. см.

Исходный раствор ацетона для калибровки (раствор В): 5,0 куб. мм (3,96 мг) ацетона переносят в мерную колбу вместимостью 200 куб. см, содержащую дистиллированную воду, в которую предварительно добавляют 5 куб. см 0,2%-го раствора 2,4-динитрофенилгидразина и доводят водой до метки. Используют свежеприготовленный раствор. Содержание ацетона в растворе В составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества) 19,8 мкг/куб. см.

7.3.6. Получение 2,4-динитрофенилгидразонов формальдегида, ацетальдегида, пропионового альдегида, масляного альдегида и ацетона (используются для идентификации гидразонов альдегидов и ацетона в анализируемых пробах). Эквимолярные количества 2,4-динитрофенилгидразина и альдегида (или ацетона) кипятят в очищенном от альдегидов и кетонов этиловом спирте 1 ч в присутствии каталитических количеств хлористоводородной кислоты. Выпавший в осадок 2,4-динитрофенилгидразон соответствующего альдегида (или ацетона) отфильтровывают и перекристаллизовывают из этанола до постоянной температуры плавления.

Колонку устанавливают на хроматограф и подают элюирующую жидкость, подготовленную в соответствии с п. 7.3.2, со скоростью 100 куб. мм/мин. до установления равновесия колонки, которое определяют по стабильности нулевой линии детектора.

7.5.1. Строят две зависимости площади хроматографического пика от концентрации альдегидов и ацетона в крови в диапазонах 0,001 - 0,010 мкг/куб. см и 0,01 - 0,10 мкг/куб. см - для альдегидов, 0,01 - 0,10 мкг/куб. см и 0,1 - 2,0 мкг/см - для ацетона. Градуировочные характеристики устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из пяти растворов, готовят из растворов А и В (см. п. 7.3.5).

7.5.2. Для приготовления градуировочных смесей собирается суммарная проба мочи объемом не менее 1,5 куб. дм (от нескольких человек). В соответствии с п. 8 проводят анализ пробы мочи на содержание альдегидов и ацетона. При наличии анализируемых веществ в холостой пробе вычитают их фоновое содержание при построении калибровки.

7.5.3. Растворы для установления градуировочных характеристик готовят в мерных колбах вместимостью 50 куб. см. Для этого в каждую колбу вносят растворы А и В в соответствии с табл. 1 и 2, доводят объем до метки мочой и перемешивают. Анализируют свежеприготовленные растворы.

В делительную воронку помещают 50 куб. см градуировочного раствора, добавляют 2,5 куб. см 0,2%-го раствора 2,4-динитрофенилгидразина в 2 М хлористоводородной кислоте, 2 капли концентрированной хлористоводородной кислоты, 5 куб. см гексана и экстрагируют 15 мин. После расслоения гексана и мочи верхний слой (гексановый) переносят в центрифужную пробирку с завинчивающейся крышкой и центрифугируют 20 мин. со скоростью 1500 об./мин., затем 2 куб. см гексана переносят в бюксу и высушивают в потоке воздуха. Высушенный остаток растворяют в 0,5 куб. см элюента и аликвотную часть (10 куб. мм) анализируют в условиях:

элюент - (ацетонитрил:вода = 60:40) + 2,5% уксусной кислоты + 1% диэтиламина;

Для отбора проб мочи используют чистую стеклянную посуду объемом 100 куб. см с плотно закрывающейся крышкой. Срок хранения пробы в холодильнике - 12 ч.

Проводят два параллельных измерения образца мочи. В делительную воронку вместимостью 250 куб. см помещают 50,0 куб. см мочи, добавляют 2,5 куб. см 0,2%-го раствора 2,4-динитрофенилгидразина в 2 М хлористоводородной кислоте, 2 капли концентрированной хлористоводородной кислоты, 5 куб. см гексана и экстрагируют 15 мин. После отстаивания верхний слой (гексановый) переносят в центрифужную пробирку с завинчивающейся крышкой и центрифугируют 20 мин. со скоростью 1500 об./мин. После расслоения жидкостей 2 куб. см гексанового экстракта переносят в бюксу и высушивают в потоке воздуха. Высушенный остаток растворяют в 0,5 куб. см элюента, вводят в хроматограф аликвотную часть (10 куб. мм) и анализируют в условиях, указанных в п. 7.5.

Идентификацию хроматографических пиков 2,4-динитрофенилгидразонов формальдегида, ацетальдегида, пропионового и масляного альдегидов и ацетона проводят путем сравнения времен удерживания хроматографических пиков в анализируемой пробе и в растворах 2,4-динитрофенилгидразонов альдегидов и ацетона, полученных согласно п. 7.3.6.

Концентрацию альдегидов и ацетона в моче (мкг/куб. см) вычисляют по формуле:

Внутренний контроль качества (ВКК) результатов измерений - повторяемость, внутрилабораторная прецизионность (воспроизводимость), точность - осуществляют с целью получения оперативной информации о качестве результатов измерений и принятия при необходимости оперативных мер по его повышению в соответствии с нормативным документом МИ 2335-2003 "ГСОЕИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа".

Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с нормативами, не превышающими значений, приведенных в табл. 3 и 4.

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал в анализируемой серии измерений. Определяют содержание исследуемых соединений в градуировочных растворах, которые соответствует началу, середине и концу диапазона измерений. Градуировка признается стабильной, если расхождение между заданными и измеренными значениями концентраций не превышает 5%.

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

Внутренний контроль качества воспроизводимости проводят с использованием рабочей пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в соответствии с методикой, максимально варьируя условия проведения анализа (разные операторы, разное время, разные партии реактивов одного типа, разные наборы мерной посуды и т.д.). Воспроизводимость результатов контрольных измерений признают удовлетворительной, если выполняется условие:

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

При превышении норматива контроля точности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Периодичность контроля воспроизводимости и точности регламентируется в руководстве по качеству лаборатории.

1. Химическая энциклопедия/Под. ред. И.Л. Кнунянц. М.: "Советская энциклопедия", 1988. Т. 1.

2. Химическая энциклопедия/Под. ред. И.Л. Кнунянц. М.: "Советская энциклопедия", 1990. Т. 2.

3. Филов В.А., Тиунов Л.А. Вредные химические вещества. Галоген- и кислородсодержащие органические соединения: Справочник. С.-Пб.: "Химия", 1994.

4. Химическая энциклопедия/Под. ред. Н.С. Зефирова. М.: "Большая российская энциклопедия", 1995. Т. 4.

5. Химическая энциклопедия/Под. ред. Н.С. Зефирова. М.: "Большая российская энциклопедия", 1999. Т. 5.

Методические указания разработаны Пермским научно-исследовательским клиническим институтом детской экопатологии (Т.С. Уланова, Т.Д. Карнажицкая).