RO128663B1 - Metodă de determinare a hormonilor steroidieni în matrice apoasă - Google Patents

Description

Invenția se referă la o metodă analitică de determinare a hormonilor steroidieni (estronă și β-estradiol) în matrice apoasă, prin microextracție pe fază solidă cu imersare directă a fibrei (DI-SPME), urmată de derivatizare pe fibră în headspace cu N-metil-N-(trimetiIsiIiI) trifluoroacetamidă (MSTFA) și detecție prin gaz cromatografie capilară cuplată cu spectrometrie de masă (GC-MS).

în ultima perioadă, există o preocupare continuă legată de disruptorii endocrini care afectează viața animalelor și a oamenilor. Estrona și β-estradioluI pot avea efecte adverse chiar și în cantități mici, așa cum este prezentat de Shore (L. S., Shemesh M., în Naturally produced steroid hormones and their release into the Environment, Pure and Applied Chemistry, 75, 2Q03, 1859-1871), și de Jiang, (J. Q., Yin Q., Zhou J. L., Pearce P., în Occurrence and treatment trials of endocrine disrupting Chemicals (EDCs) in wastewaters, Chemosphere, 61, 2005, 544-550). Hormonii steroidieni se găsesc în apele naturale și în apele reziduale, provenite de la stațiile de tratare a apei (Neale A. N., Escher B.I., Schăfer, A. I., pH dependence of steroid hormone-organic matter interactions at environmental concentrations, Science of the Total Environment, 407, 2009,1167-1173 și Zhang Z., Duan H., Zhang L., Chen X., Liu W., Chen G., Directdetermination ofanabolic steroids in pig urine by a new SPME-GC-MS method, Talanta, 78, 2009,1083-1089).

în străinătate, se aplică metode analitice pentru detecția și cuantificarea estronei și a β-estradiolului, cum sunt: gaz cromatografia cuplată cu spectrometria de masă (GC-MS) sau cu spectrometria de masă în tandem (GC-MS-MS), lichid cromatografia cuplată cu spectrometria de masă (LC-MS) sau cu spectrometria de masă în tandem (LC-MS-MS), vezi Sebok A., Vasanits-Zsigrai A., Helenkar A., Zaray Gy., Molnar-Perl /., Multiresidue analysis of pollutants as their trimethylsilyl derivatives, by gas chromatography-mass spectrometry, Journal of Chromatography A, 1216, 2009, 2288-2301 și în Ouyang G., Pawliszyn J., Recent developments in SPME for on-site analysis and monitoring, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 25, 2006, 692-703.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în elaborarea unei metode analitice de determinare a hormonilor steroidieni (estronă și β-estradiol) în matrice apoasă, prin extracție SPME, urmată de derivatizarea analiților cu MSTFA și detecție simultană prin gaz cromatografie capilară cuplată cu spectrometrie de masă (GC-MS).

Metoda de determinare a hormonilor steroidieni în matrice apoasă conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că proba de apă se recoltează, se filtrează pentru îndepărtarea suspensiilor, apoi se supune etapei de microextracție în fază solidă, prin utilizarea unei fibre de poliacrilat de 85 pm, la temperatura de 25...45°C, timp de 100...120 min, urmată de derivatizarea analitului în vapori de N-metil-N-(trimetilsilil)trifluoroacetamidă timp de

40...60 min, la temperatura de 25...45°C, și de identificarea și cuantificarea simultană prin gaz cromatografie capilară cuplată cu spectrometrie de masă la 290°C, timp de 5 min.

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:

- o metodă analitică rapidă, economică, foarte versatilă, extrem de sensibilă și selectivă;

- nu necesită utilizarea solvenților organici toxici;

- are mare potențial pentru analize efectuate la locul recoltării;

- permite analiza unor volume reduse de probe de apă.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este elaborarea unei metode analitice rapide, economice, foarte versatile, extrem de sensibile și selective, de determinare a hormonilor steroidieni (estronă și β-estradiol) în probe de apă potabilă, de suprafață sau reziduală, prin utilizarea unei metode de microextracție în fază solidă pe fibră polimerică specifică, care permite extracția rapidă și specifică a analiților, fără interferențe de matrice, și care nu necesită

RO 128663 Β1 utilizarea solvenților organici toxici, urmată de derivatizarea analiților cu MSTFA, în vederea 1 creșterii volatilității lor, apoi de separarea, identificarea, detecția și cuantificarea simultană a celor doi analiți cu GC-MS pe coloană capilară. întreaga metodă analitică propusă se remarcă 3 prin simplitate și rapiditate, permite obținerea unor limite de detecție extrem de scăzute, are mare potențial pentru analize efectuate la locul recoltării, și permite analiza unor volume reduse 5 de probe de apă, eliminând complet utilizarea solvenților organici toxici.

Datorită unei slabe volatilități a compușilor steroidieni, este necesară o etapă de 7 derivatizare, pentru producerea unor produși mai volatili și pentru îmbunătățirea sensibilității. Sililarea contaminaților chimici înainte de analiza prin gaz cromatografie duce la formarea unor 9 compuși sililați stabili și volatili, care potfi analizați prin GC.

Metoda propusă permite determinarea unor hormoni naturali (estona și β-estradiolul) din 11 probe cu matrice apoasă. Metoda folosită la extracția analiților din probe este microextracția în fază solidă (SPME), prin imersarea directă în probele de apă, sililarea pe fibră, urmată de deter- 13 minarea simultană a derivaților sililați prin gaz cromatografie cuplată cu spectrometria de masă. N-Metil-N-(trimetilsilil) trifluoro-acetamida (MSTFA) a fost folosită ca agent de derivatizare, 15 pentru îmbunătățirea sensibilității și selectivității hormonilor analizați.

în continuare, se prezintă un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1...2, 17 care reprezintă:

- fig. 1, etapele metodei analitice de determinare a hormonilor steroidieni în matrice 19 apoasă, prin GC-MS, după microextracție în fază solidă (SPME) și derivatizare pe fibră;

-fig. 2, cromatograma SIM a hormonilorsteroidieni analizați din apă, după microextracție 21 în fază solidă (SPME) și derivatizare pe fibră.

Exemplul 1 23

Pentru extracțiile SPME, se utilizează o fibră de poliacrilat (PA) de 85 pm, care, anterior fiecărei utilizări, este condiționată în modul split în inletul gaz cromatografului, timp de 2 h, la 25 300°C.

Proba de apă recoltată se filtrează pentru îndepărtarea suspensiilor. Un volum V de 27 probă se introduce într-un flacon sigilat, acoperit cu septum, prevăzut cu agitator magnetic. Se adaugă clorură de sodiu (10%) pentru descreșterea solubilității hormonilorsteroidieni. Extracția 29 se efectuează prin introducerea fibrei în flacon, prin septum, în proba de apă, la temperatura de 25...45°C, timp de 100...120 min. Analiții se adsorb în învelișul fibrei, iar după terminarea 31 timpului de extracție, fibra este trasă în ac și acul este retras din flacon. Derivatizarea analiților are loc prin tehnica headspace, prin expunerea fibrei în vapori de V pi MSTFA, timp de 33

40...60 min, la 25...45°C.

Analiza gaz cromatografică a hormonilor steroidieni din apă (identificarea și cuantifi- 35 carea) se efectuează prin injectarea fibrei in inletul gaz cromatografului, în modul „splitess, menținut izoterm la 290°C, timpul de desorbție fiind de 5 min. 37

Coloana capilară nepolară utilizată este de tipul HP-5MS, 30 m x 0,25 mm x 0,25 pm.

Gazul purtător este He de înaltă puritate, cu un debit de 1 ml/min. Programul aplicat pentru 39 temperatura coloanei în GC este următorul: temperatura inițială este de 90°C, menținută pentru 2 min, de la 90 la 180°C cu o rampă de 30°C/min; de la 180 la 240°C cu o rampă de 10°C/min; 41 de la 240 la 270°C cu 3°C/min; de la 270 la 300°C la 15°C/min, și menținută la 300°C pentru 2 min. Operarea spectrometrului de masă se efectuează în modul SIM pentru derivații sililați ai 43 hormonilor steroidieni analizați: 342 și 416 pentru estronă și, respectiv, pentru β-estradiol.

Parametrii de performanță ai metodei, exprimați prin limitele de detecție și gradele de 45 recuperare a analiților, sunt:

- limitele de detecție pentru estronă și β-estradiol: 0,013 pg/l și, respectiv, 0,008 pg/l; 47

- gradele de recuperare pentru estronă și β-estradiol: 89% și, respectiv, 93%.

Claims (5)

1 Revendicare

3 Metodă de determinare a hormonilor steroidieni în matrice apoasă, caracterizată prin aceea că proba de apă se recoltează, se filtrează pentru îndepărtarea suspensiilor, apoi se

5 supune etapei de microextracție în fază solidă, prin utilizarea unei fibre de poliacrilat de 85 pm, la temperatura de 25...45°C, timp de 100...120 minute, urmată de derivatizarea analitului în

7 vapori de N-metil-N-(trimetilsilil) trifluoroacetamidă timp de 40...60 min, la temperatura de

25...45°C, și identificarea și cuantificarea simultană prin gaz cromatografie capilară cuplată cu

9 spectrometrie de masă la 290°C, timp de 5 min.