CS224868B1

CS224868B1 - Determination method of trace quantities of dimethyl nitrosamine in hard organic materials

Info

Publication number: CS224868B1
Application number: CS569081A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Pecenka; Viktor Ing Mejstrik; Ludek Sagner
Original assignee: Vladimir Ing Pecenka; Viktor Ing Mejstrik; Ludek Sagner
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález se týká stanovení stopových množství dimethylnitrosaminu v tuhých organických materiálech pomocí diferenčně pulsní polarografie.The invention relates to the determination of trace amounts of dimethylnitrosamine in solid organic materials by differential pulse polarography.

V posledních letech se stále zvyšuje pozornost, věnovaná expozici člověka nitrosaminy jako potenciálními karcinogeny obsaženými v potravinách. Stanovení nitrosaminů v potravinách a stejně tak v jiných komplexních směsích je složitý analytický problém. Dokazovaná množství nitrosaminů bývají řádu desítek nanogramů, přičemž látky interferující při detekci se vyskytují v koncentracích až o pět řádů vyšších. Důsledkem je, že např. pro stanovení nitrosaminů pomocí plynové chromatografie s běžnými nepříliš selektivními detektory, jako jsou APID, ECD a CECD, musí být vzorek složitým a pracným způsobem upravován. Během úpravy vzorku dochází k odstranění všech látek, interferujících při detekci, a k zakoncentrování nitrosaminů do malého objemu. I přes složité předŠišlování vzorku před analýzou pomocí uvedených detektorů trvá nebezpečí falešně pozitivních výsledků a pozitivní nálezy musí být ověřovány na hmotnostním spektrometru. Proto se ve světě velmi osvědčila metoda využívající kombinace plynového či kapalinového chromatografu s vysoce selektivním a citlivým chemiluminiscenčním detektorem nitrosaminů, kde postačuje jednoduchá a časově nenáročná úprava vzorku. Nevýhodou této metody je ovšem velmi nákladné a zcela jednoúčelové intrumentélní vybavení.In recent years, attention has been steadily increasing to human exposure to nitrosamines as potential carcinogens in food. The determination of nitrosamines in foods as well as in other complex mixtures is a complex analytical problem. The detected amounts of nitrosamines are of the order of tens of nanograms, while the substances interfering with detection occur in concentrations up to five orders of magnitude higher. As a result, for example, for the determination of nitrosamines by gas chromatography with common, not very selective detectors, such as APID, ECD and CECD, the sample must be complicated and laborious. During sample treatment, all interfering substances are removed and nitrosamines are concentrated to a small volume. Despite the complex pre-scaling of the sample prior to analysis with the aforementioned detectors, the risk of false positive results remains and the positive findings must be verified on a mass spectrometer. Therefore, a method using a combination of a gas or liquid chromatograph with a highly selective and sensitive chemiluminescent nitrosamine detector, where simple and time-saving sample preparation is sufficient, has proven to be very successful in the world. The disadvantage of this method, however, is the very costly and entirely dedicated intrumentel equipment.

224 868224 868

Polarografie byla již navržena pro stanovení nitrosaminů ve zvířecí tkáni. Navržené metody však nejsou používány, nebot nedosahují potřebná citlivosti a při aplikaci na složitější systémy, než je zvířecí tkáň, poskytují falešně pozitivní výsledky·Polarography has already been proposed for the determination of nitrosamines in animal tissue. However, the proposed methods are not used as they do not achieve the necessary sensitivity and give false positive results when applied to more complex systems than animal tissue ·

Nyní byl nalezen způsob stanovení stopových množství dimethylnitrosaminu, jako nejdůležitějšího představitele nitrosaminů, v tuhých organických materiálech pomocí diferenčně pulsní polarografie, který podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že ee rozemletý vzorek materiálu extrahuje směsí chloroformu a metanolu, extrakt ae odpaří na 20 až 50 ml, po přidání vody se odpaří zbytek organické fáze, vodná fáze ae předestiluje, destilát se promyje tetrachlormetanem, po přidání hydroxidu sodného se provede extrakce dichlormetanem, extrakt se promyje kyselinou sírovou o koncentraci až 5 mol/l, provede se extrakce z dichlormetanu do kyseliny sírové o koncentraci 6 až 10 mol/l, takto vyčištěný vzorek se oxiduje manganistanem draselným v kyselém prostředí, nadbytek manganistanu draselného ee zredukuje a vzorek ae dále čistí destilací a po přidání hydroxidu sodného se extrahuje do chloroformu, z něhož ee po odpaření na 2 ml převede přítomný dimethylnitros amin extrakcí do 0,2 ml kyseliny sírové o koncentraci 8 až 12 mol/l, v níž ae pak stanoví při teplotě -20 až 0 °C po zředění na koncentraci kyseliny sírové 1 až 3 mol/l.We have now found a method for determining trace amounts of dimethylnitrosamine, the most important representative of nitrosamines, in solid organic materials by differential pulse polarography, which comprises extracting the ground material sample with a chloroform / methanol mixture, extracting and evaporating to 20-50 ml , after the addition of water, the residue of the organic phase is evaporated, the aqueous phase is distilled, the distillate is washed with carbon tetrachloride, after the addition of sodium hydroxide is extracted with dichloromethane, the extract is washed with sulfuric acid up to 5 mol / l, extracted from dichloromethane into sulfuric acid 6 to 10 mol / l, the sample thus purified is oxidized with potassium permanganate in an acid medium, the excess potassium permanganate is reduced and the sample is further purified by distillation and, after addition of sodium hydroxide, extracted into chloroform, after evaporation to 2 ml the dimethylnitrosine is present by extraction into 0.2 ml of 8 to 12 mol / l sulfuric acid, in which it is then determined at -20 to 0 ° C after dilution to a sulfuric acid concentration of 1 to 3 mol / l.

Zvýšená selektivita a citlivost metody podle tohoto vynálezu oproti dříve navrženým polarografickým metodám byla dosažena vyřešením dokonalého odstranění interferujících látek způsobem podle vynálezu, provedením polarografického stanovení dimethylnitrosaminu v silně kyselém prostředí a za snížené teploty a využitím diferenčně půlení polarografie, které je selektivnější a řádově citlivější modifikací klasické polarografie.The increased selectivity and sensitivity of the method of the present invention over previously proposed polarographic methods was achieved by solving complete removal of interfering substances by the method of the invention, performing a polarographic determination of dimethylnitrosamine in a strongly acidic environment and at reduced temperature. polarography.

Výhoda způsobu stanovení stopových množství nitrosaminu v tuhých organických materiálech podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že potřebná přístrojové vybavení, tj. diferenčně pulsní polarograf, ja oproti přístrojovému vybavení nutnému pro dosud běžně používanou chemiluminiscenční metodu, tj. plynový čl kapalinový chromatograf spojený a chemiluminiscénčním detektorem nitrosaminů, řádově levnější a dostupnější. Navíc diferenčně pulsní polarograf není jednoúčelové zařízení.a může být využit pro stanovení širokého spektra látek.An advantage of the method of determining trace amounts of nitrosamine in solid organic materials according to the present invention is that the required instrumentation, i.e. the differential pulse polarograph, is in comparison with the instrumentation necessary for the currently used chemiluminescence method, i.e. gas-liquid chromatograph coupled to nitrosamines, on the order of cheaper and more affordable. Moreover, the differential pulse polarograph is not a dedicated device and can be used to determine a wide range of substances.

Analytický postup, který je předmětem tohoto vynálezu, poskytuje reprodukovatelné výsledky a dosahuje velmi dobrých mezí citlivosti.The analytical process of the present invention provides reproducible results and achieves very good sensitivity limits.

Způsov podle vynálezu ilustruje následující příklad.The following example illustrates the process of the invention.

Příklad provedeníExemplary embodiment

Stanovení množství dimethylnitrosaminu přítomného ve sladu. 50 g mletého sledu bylo extrahováno 2 hodiny v 250 ml Soxhlatově extraktoru směsí 250 ml chloroformu a 30 ml metanolu. Extrakt v 500 ml destilačni baňce byl odpařen na objem 40 ml pod sypanou destilačni kolonou výšky 50 cm a šířky 2,5 cm při refluxu 4 : 1. Destilačni zbytek tyl společně a 50 ml vody odpařován ve 250 ml destilačni baňce na rotační vakuové odparceDetermination of the amount of dimethylnitrosamine present in malt. 50 g of the milled sequence was extracted for 2 hours in a 250 ml Soxhlat extractor with a mixture of 250 ml chloroform and 30 ml methanol. The extract in a 500 ml distillation flask was evaporated to a volume of 40 ml under a loose distillation column 50 cm high and 2.5 cm wide at a reflux of 4: 1. The bottoms residue together and 50 ml water were evaporated in a 250 ml distillation flask on a rotary evaporator

224 868 do vydestilování organické fáze. Poté bylo přidáno 20 ml n-hexanu a bylo pokračováno v odDflřoiíání iti Jníi ipiiiobiia. Sbírce jíoí rodná f ási r diitilaíní banot byla pro pildání i224 868 until distilling off the organic phase. Then, 20 ml of n-hexane was added and the filtration was continued. The collection of her native f f ri diilate banot was for pilding as well

g síranu amonného destilována přes sestupný Liebigův chladič. Prvých 15 ml destilátu bylo v 50 ml dělicí nálevce promyto 2krát 5 ml tetrachlormetanu a vodná fáze byla po přidání 20 ml hydroxidu sodného o koncentraci hydroxidu sodného 10 mol/l extrahována 2krát 5 ml dichlormetanu. Spojený extrakt byl v 50 ml dělicí nálevce pronyt 4 ml kyseliny sírové o koncentraci 4 mol/l a vodná fáze byla reextrahována 10 ml dichlormetanu ve spojení se souřadnicovým zapisovačem za těchto podmínek:g of ammonium sulfate distilled through a descending Liebig condenser. The first 15 ml of distillate was washed 2 times with 5 ml of carbon tetrachloride in a 50 ml separatory funnel and the aqueous phase was extracted 2 times with 5 ml of dichloromethane after addition of 20 ml of 10M sodium hydroxide. The combined extract was in a 50 ml separating funnel pronyte 4 ml of 4 mol / l sulfuric acid and the aqueous phase was re-extracted with 10 ml of dichloromethane in conjunction with a plotter under the following conditions:

měřicí elektroda: Novotného rtuťová kapková srovnávací elektroda: normální kalomelová operace: diferenčně půlení-polarografie počáteční potenciál: -400 mV měřicí rozsah: -1 500 mV nárůst napětí: 5 mV/a doba řízené kapky: 1 s amplituda pulsu: 50 mV citlivost analyzátoru: 17 citlivost zapisovače: obě souřadnice 100 mV/cm.measuring electrode: Novotný mercury droplet electrode: normal calomel operation: differential bisection-polarography initial potential: -400 mV measuring range: -1 500 mV voltage increase: 5 mV / a controlled drop time: 1 s pulse amplitude: 50 mV analyzer sensitivity : 17 Recorder sensitivity: both coordinates 100 mV / cm.

Pro výpočet obsahu dimethylnitrosaminu v sladu byl vzat v úvahu výtěžek dimethylnitrosaminu během zpracování vzorku, který dosahuje 46 %. Za kvalitativní důkaz skutečnosti, že sledovaný pík při diferenčně pulsní polarografii je způsoben dimethylnitrosaminem, bylo považováno zmizení píku po 45 minutách ozařování světlem o vlnové délce 360 nm za podmínek, kdy poločas fotolytiekého rozkladu dimethylnitrosaminu byl 11 minut. Dosažené výsledky analýzy sladu:For the calculation of the dimethylnitrosamine content in malt, account was taken of the yield of dimethylnitrosamine during the sample processing, which is 46%. The disappearance of the peak after 45 minutes of light irradiation at 360 nm under conditions where the half-life of the photolytic decomposition of dimethylnitrosamine was 11 minutes was considered as qualitative evidence that the peak in differential pulse polarography was due to dimethylnitrosamine. Results of malt analysis:

analýza č. analysis no. nález dimethylnitrosaminu v ^uft/ke sladu: finding dimethylnitrosamine in µmph / malt: 1 1 3,1 3.1 2 2 3,5 3.5 průměr diameter 3,3 3.3

Směrodatná odchylka jedné analýzy byla 8 %, mez citlivosti byla 0,6/Ug dimethylnitrosaminu/kg sladu.The standard deviation of one analysis was 8%, the sensitivity limit was 0.6 µg dimethylnitrosamine / kg malt.

Na výkrese je znázorněn polarografický záznam analýzy sladu.The drawing shows a polarographic record of malt analysis.

Na ose y je vynášena hodnota proudu I a na ose x potenciál rtuťové kapkové elektrody proti normální kalomelová elektrodě.On the y-axis, the value of current I is plotted, and on the x-axis, the potential of the mercury drop electrode against the normal calomel electrode.

Křivka χ představuje záznam analýzy vzorku, křivka 2 představuje záznam analýzy vzorku po standardním přídavku a křivka X představuje záznam analýzy vzorku po standardním přídavku a fotolýze.Curve χ represents the sample analysis record, curve 2 represents the sample analysis record after standard addition and curve X represents the sample analysis record after standard addition and photolysis.

224 868224 868

Claims

Method for determination of trace amounts of dimethylnitrosamine in solid organic materials by differential bisection of polarography, characterized in that the ground material sample is extracted with a mixture of chloroform and methanol, the extract is evaporated to 20 to 50 ml, the water is evaporated, , the distillate is washed with carbon tetrachloride, extracted with sodium hydroxide, extracted with dichloromethane, the extract is washed with 1 to 5 mol / l sulfuric acid, extracted from dichloromethane into 6 to 10 mol / l sulfuric acid, the sample thus purified ee oxidized with potassium permanganate in an acidic medium, the excess potassium permanganate is reduced and the sample is further purified by distillation and after addition of sodium hydroxide it is extracted into chloroform, from which, after evaporation to 2 ml, the dimethylntrosamine present is converted into 0.2 ml of sulfuric acid up to 12 mol / l, in which it is determined at a temperature of -20 to 0 ° C after dilution to a sulfuric acid concentration of 1 to 3 molA.