RO129027A2

RO129027A2 - Metodă de determinare multireziduală a ftalaţilor în probe alimentare de lapte prin extracţie ultrasonică, microextracţie în fază solidă în headspace şi gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă ()

Info

Publication number: RO129027A2
Application number: ROA201200330A
Authority: RO
Inventors: Mirela Miclean; Oana Cadar; Cecilia Roman; Erika Levei
Original assignee: Incdo-Inoe 2000, Filiala Institutul De Cercetări Pentru Instrumentaţie Analitică
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-11-29
Also published as: RO129027B1

Abstract

Invenţia se referă la o metodă analitică de determinare a ftalaţilor din probe de lapte. Metoda conform invenţiei constă din extracţia cu ultrasunete a probelor de lapte cu un amestec de solvenţi ciclohexan:diclormetan, la temperatura ambiantă, timp de 15...30 min, urmată de evaporarea extractului, apoi de distrugerea acidă a lipidelor, microextracţia în faza solidă a analiţilor şi determinarea simultană a celor 6 esteri ftalici prin gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă.

Description

Metodă de determinare multireziduală a ftalaților în probe alimentare de lapte prin extracție ultrasonică, microextracție în fază solidă în headspace și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (USE-HS-SPME-GC/MS)

DESCRIERE

Invenția se referă la o metodă analitică de determinare multireziduală, rapidă, simplă și sensibilă a 6 esteri italici (dimetil ftalat - DMP, dietil ftalat - DEP, dibutil ftalat - DBP, butilbenzil ftalat - BBP, di-(2-etilhexil) ftalat - DEHP și di-n-octil ftalat DNOP) în probe de lapte, prin extracție cu ultrasonare, urmată de microextracție în fază solidă în headspace și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (USE-HS-SPME-GC/MS).

Extracția ultrasonică se poate aplica pentru compuși organici nevolatili sau semi-volatili, cum sunt esterii italici, din probe lichide/fluide, cum este laptele.

Esterii italici sunt aditivi larg utilizați în producția materialelor plastice, pentru creșterea flexibilității acestora. Utilizarea lor excesivă a dus la contaminarea factorilor de mediu, inclusiv a laptelui, fiind considerați poluanți de mediu ubicuitari. Datorită proprietăților lor fizico-chimice, ftalații migrează ușor din ambalaje în alimente. Concentrațiile cele mai ridicate de ftalați s-au determinat în produsele alimentare grase, cum sunt laptele, carnea, peștele, uleiurile vegetale [1], Unii esteri italici, cum sunt BBP, DBP și DIBP au efecte estrogenice, influențând negativ sistemul endocrin uman și animal [2],

Datorită concentrațiilor extrem de scăzute ale ftalaților în probe de lapte sunt necesare metode de extracție și determinare foarte sensibile și precise.

în străinătate se aplică metode analitice cuplate pentru extracția, detecția și cuantificarea esterilor italici în probe de lapte, apă, ulei de măsline, derivate din carne, cum sunt: extracția lichid-lichid (LLE), extracția în fază solidă (SPE), microextracția în fază solidă în headspace (HS-SPME), extracția prin sorbție pe agitator magnetic (SBSE) urmată de determinare prin gaz/lichid cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (GC-MS, LC-MS) [1, 2, 3, 4, 5], De asemenea, în ultimii ani s-au dezvoltat metode de pretratament a probelor solide prin ultrasonare pentru determinarea bifenililor policlorurați și a pesticidelor organoclorurate [6, 7],

(λ-2 Ο 1 2 - Ο Ο 3 3 Ο - 1 4 -05- 2012

Descrierea invenției >

în țară, s-a realizat și aplicat o metodă de determinare a esterilor italici din probe de lapte prin tehnica microextracție în fază solidă în headspace și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (HS-SPME-GC/MS) [8]. După informațiile noastre nu s-a utilizat sau aplicat o metodă analitică pentru determinarea esterilor italici în probe de lapte USE-HS-SPME-GC/MS.

Scopul prezentei invenții este elaborarea unei metode analitice de determinare multicomponent a 6 esteri italici (DMP, DEP, DBP, BBP, DEHP și DNOP) în probe alimentare (lapte), prin extracție cu ultrasonare urmată de microextracție în fază solidă în headspace și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (USE-HS-SPME-GC/MS).

Problemele tehnice pe care le rezolvă invenția sunt:

- Reduce timpul de extracție cu 90% față de metodele convenționale (extracția Soxhlet dureaza 10-16 ore.

Avantajele metodei:

- metoda de extracție USE permite extracția eficientă a ftalaților din probe alimentare complexe, cum este laptele, permite obținerea unor limite de detecție extrem de scăzute, este mai rapidă, mai ieftină și scade consumul de solvenți organici toxici comparativ cu metodele convenționale;

- metoda de extracție SPME este rapidă, simplă și nu utilizează solvenți organici și concentrează într-o singură etapă extracția și concentrarea analiților, iar prin imersarea fibrei în headspace (HS) se elimină coextracția altor compuși organici din matricea probei (de exemplu, lipide) așa cum sar putea produce în cazul extracțiilor convenționale (de exemplu, Soxhlet);

- separarea, identificarea, detecția și cuantificarea analiților se realizează simultan prin GC-MS pe coloană capilară nepolară, în modul SIM (monitorizarea ionilor selectați), astfel încât metoda analitică propusă de determinare a 6 ftalați în probe de lapte este economică, rapidă, foarte versatilă, extrem de sensibilă.

Metoda propusă permite determinarea multireziduală a 6 esteri ftalici (DMP, DEP, DBP, BBP, DEHP și DNOP) în probe de lapte. Metoda folosită la pre-extracția analiților din probe este ultrasonarea (USE), urmată de concentrarea extractului, apoi distrugerea lipidelor pentru eliminarea interferențelor matricei, reluarea analiților cu apă, microextracția lor în fază solidă în headspace, separarea analiților pe

⁶V 2 O 1 2 - O O 3 3 O - 1 4 -05- 2012

Descrierea invenției coloană capilară nepolară, identificarea și cuantificarea lor prin spectrometrie de masă în modul SIM, pentru creșterea sensibilității metodei.

După recoltare, proba de lapte a fost omogenizată și s-a supus preextracției cu ultrasonare. Pentru aceasta, s-a cântărit cu exactitate o masă m la care s-a adaugat un volum V de ciclohexan:diclormetan, în raport 3:1 (v/v), într-un flacon de sticlă. Flaconul s-a introdus în baia de ultrasonare, menținând nivelul apei deasupra nivelului de solvent din flacon și proba s-a supus extracției ultrasonice timp de

15.. .30 min, la o frecvență și putere de 35 kHz și respectiv 320 W. După sonicare, extractul a fost filtrat prin hârtie de filtru, iar în reziduul solid s-a adaugat un volum V de amestec de solvenți ciclohexan:diclormetan, 3:1 (v/v), și s-a resupus extracției ultrasonice timp de 15...30 min, analog primei extracții. După sonicare, extractul a fost filtrat prin hârtie de filtru, iar reziduul solid a fost spălat succesiv cu câte Vi ml amestec de solvent de extracție. Extracțiile a avut loc la temperatură ambiantă. Filtratele obținute s-au reunit într-un flacon sferic și s-au supus evaporării la rotavapor, până la un volum de 1 ml. Anterior extracției SPME, s-a realizat distrugerea lipidelor pentru eliminarea acestor interferențe. Pentru aceasta, la volumul obținut de 1 ml s-au adaugat v₂ml acid sulfuric 20...40%, s-a agitat flaconul până ce statul organic a fost incolor. Extractul obținut s-a evaporat la rotavapor până aproape de sec, apoi s-a introdus într-un flacon pentru headspace și s-a evaporat la sec sub un flux de azot. Pentru extracția HS-SPME, reziduul probei s-a reluat cu v₃ml apă ultrapură, s-au adaugat mț g NaCI pentru facilitarea volatilizării analiților, s-a introdus un agitator magnetic pentru omogenizarea amestecului, apoi flaconul s-a sigilat cu dop cu septum de PTFE. Flaconul s-a introdus într-o baie de încălzire la

60.. .90°C, viteza de agitare s-a reglat la 700...1000 rot/min, apoi fibra SPME de tip PDMS-100 pm s-a introdus în spațiul de deasupra probei (în headspace), iar extracția s-a efectuat timp de 70...90 min. Analog s-a preparat o probă blanc, a reactivilor. Analiza probei s-a efectuat prin GC-MS.

Analiza gaz cromatografică a celor 6 esteri italici s-a efectuat prin injectarea fibrei în inletul gaz cromatografului, în modul „splitess”, menținut izoterm la 280°C, timpul de desorbție fiind de 10 minute. Coloana capilară nepolară utilizată a fost de tip HP-5MS, 30 m x 0,25 mm x 0,25 pm. Gazul purtător He de înaltă puritate, cu un debit de 1 ml/min. Programul aplicat pentru temperatura coloanei în GC a fost următorul: temperatura inițială este de 100°C, de la 100 la 260°C cu o rampă de

O 1 2 - O O 3 3 O - 1 4 -05- 2012

Descrierea invenției _________________________ _____________l_________

8°C/min; de la 260 la 310°C cu o rampă de 35°C/min și menținută la 310°C pentru 10 minute. Operarea spectrometrului de masă s-a efectuat în modul SIM pentru cei 6 analiți, pentru fiecare din acești alegându-se ionii de identificare și cuantificare specifici. Au fost monitorizați următorii ioni: 77, 91, 149, 150, 163, 167, 177, 279.

Metoda USE-HS-SPME-GC/MS propusă este eficientă pentru determinarea multireziduală a 6 esteri ftalici în probe de lapte la nivel de urme. Prin cuplarea tehnicilor de extracție USE și SPME se obține o tehnică mai eficientă, în comparație cu aplicarea celor două metode singure, scurtând timpul de preparare a probelor, crescând sensibilitatea metodei și reducând volumele de solventi organici utilizate.

Parametrii de performanță ai metodei de determinare a celor 6 ftalați (DMP, DEP, DBP, BBP, DEHP și DNOP) în lapte, prin USE-HS-SPME-GC/MS sunt:

limitele de cuantificare pentru cei 6 analiți variază între 0,62-1,95 pg/kg; gradele de recuperare pentru cei 6 analiți variază între 95-102 %.

1. Serodio P., Nogueira J.M.F., Considerations on ultra-trace analysis of phthalates in drinking water, Water Research, 40, 2006, 2572-2582.

2. Amiridou D., Voutsa D., Alkylphenols and phthalates in bottled waters, Journal of Hazardous Materials, 185, 2011,281-286.

3. Feng Y.L., Zhu J., Sensenstein R., Development of a headspace solid-phase microextraction method combined with gas chromatography mass spectrometry for the determination of phthalate esters in cow milk, Analytica Chimica Acta, 538, 2005, 41-48.

4. Cavaliere B., Macchione B., Sindona G., Tagarelli, A., Tandem mass spectrometry in food safety assessment: The determination of phthalates in olive oii, Journal of Chromatography A, 1205, 2008, 137-143.

5. Guo Z., Wang S., Wei D., Wang M., Zhang H., Gai P., Duan J., Development and application of a method for analysis of phthalates in ham sausages by solid-phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry, Meat Science, 84, 2010, 484-490.

6. Lambropoulou D.A., Konstantinou I.K., Albanis T.A., Sample pretreatment method for the determination of polychlorinated biphenyls in bird livers using ultrasonic extraction followed by headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry, Journal of Chromatography A, 1124, 2006, 97-105.

7. Lambropoulou D.A., Konstantinou I.K., Albanis T.A., Coupling of headspace solid phase microextraction with ultrasonic extraction for the determination of chlorinated pesticides in bird livers using gas chromatography, Analytica Chimica Acta, 573-574, 2006, 223-230.

8. Miclean M., Cadar O., Roman C., Determination of phthalates in bottled milk using Headspace Solid-Phase Microextraction coupled with Gas Chromatography-Mass

O 1 2 - O O 3 3 O - 1 4 -05- 2012

Claims

Metodă de determinare multireziduală a ftalaților în probe alimentare de lapte prin extracție ultrasonică, microextracție în fază solidă în headspace și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă caracterizată prin aceea că are la bază determinarea a 6 esteri italici (dimetil ftalat, dietil ftalat, dibutil ftalat, butilbenzil ftalat, di-(2-etilhexil) ftalat și di-n-octil ftalat) în lapte, prin tehnica USE-HS-SPMEGC/MS, prin extracția cu ultrasunete a probelor cu amestec de solvenți ciclohexan:diclormetan, la temperatura ambiantă, timp de 15...30 min, urmată de evaporarea extractului, apoi de distrugerea acidă a lipidelor, microextracția în fază solidă a analiților și determinarea simultană a celor 6 analiți prin gaz cromatografie cuplată cu spectrometri de masă.