RO129027B1

RO129027B1 - 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: RO129027B1
Application number: ROA201200330A
Authority: RO
Inventors: Mirela Miclean; Oana-Alina 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: 2016-09-30
Also published as: RO129027A2

Description

Invenția se referă la o metodă analitică de determinare multireziduală, rapidă, simplă și sensibilă a 6 esteri ftalici (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 semivolatili, cum sunt esterii ftalici, din probe lichide/fluide, cum este laptele.

Esterii ftalici 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 [Serodio P., Nogueira J. M. F., “Considerations on ultra-trace analysis ofphthalatesin drinkingwater”, Water Research, 40,2006,2572-2582], Unii esteri ftalici, cum sunt BBP, DBP și DIBP, au efecte estrogenice, influențând negativ sistemul endocrin uman și animal [Amiridou D., Voutsa D., “Alkylphenols and phthalates in bottled waters”, Journal of Hazardous Materials, 185, 2011, 281-286],

Datorită concentrațiilor extrem de scăzute ale ftalațilorîn 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 ftalici 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” (spațiul de deasupra probei) (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) [Serodio P., Nogueira J. M. F., “Considerations on ultra-trace analysis of phthalates in drinking water”, Water Research, 40, 2006, 25722582; Amiridou D., Voutsa D., “Alkylphenols and phthalates in bottled waters”, Journal of Hazardous Materials, 185, 2011, 281-286; 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; 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; 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, 84,2010,484490], De asemenea, în ultimii ani s-au dezvoltat metode de pretratament a probelor solide prin ultrasonare, pentru determinarea bifenililor policlorurați și a pesticidelororganoclorurate [Lambropoulou D. A., Konstantinou I. K., Albanis T. A., “Samplepretreatment 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, 97105; 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],

RO 129027 Β1 în țară, s-a realizat și aplicat o metodă de determinare a esterilor italici din probe de 1 lapte prin tehnica microextracție în fază solidă în “headspace” și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (HS-SPME-GC/MS) [Miclean M., Cadar O., Roman C, 3 “Determination of phthalates in bottled milk using Headspace Solid-Phase Microextraction coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry”, Studia 5 Universitatis Babes-Boyai CHEM IA, 57(1), 2012,127-133], După informațiile noastre, nu s-a utilizat sau aplicat o metodă analitică pentru determinarea esterilor ftalici în probe de 7 lapte USE-HS-SPME-GC/MS.

Scopul prezentei invenții este elaborarea unei metode analitice de determinare multi- 9 component a 6 esteri ftalici (DMP, DEP, DBP, BBP, DEHP și DNOP) în probe alimentare (lapte), prin extracție cu ultrasonare, urmată de microextracție în fază solidă în “headspace” 11 și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (USE-HS-SPME-GC/MS).

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este aceea că reduce timpul de extracție 13 cu 90% față de metodele convenționale (extracția Soxhlet durează 10...16 h).

Metoda de determinare a ftalaților în probe alimentare de lapte, conform invenției, 15 presupune determinarea a 6 esteri ftalici, adică dimetil ftalat, dietil ftalat, dibutil ftalat, butilbenzil ftalat, di-(2-etilhexil) ftalat și di-n-octil ftalat, prin extracție ultrasonică, microextracție 17 în fază solidă în “headspace” și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă, care cuprinde extracția cu ultrasunete a probelor de lapte cu un amestec de solvenți ciclo- 19 hexan:diclormetan, la temperatura ambiantă, timp de 15...30 min, urmată de evaporarea extractului, apoi de distrugerea acidă a lipidelor, de microextracția în fază solidă a ftalaților 21 de analizat și determinarea simultană a acestora prin gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă. 23

Avantajele metodei sunt:

- metoda de extracție USE permite extracția eficientă a ftalaților din probe alimentare 25 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 27 metodele convenționale;

- metoda de extracție SPME este rapidă, simplă și nu utilizează solvenți organici, și 29 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 31 exemplu, lipide), așa cum s-ar putea produce în cazul extracțiilor convenționale (de exemplu, Soxhlet); 33

- separarea, identificarea, detecția și cuantificarea analiților se realizează simultan prin GC-MS pe coloană capilară nepolară, în modul SIM (monitorizarea ionilor selectați), 35 astfel încât metoda analitică propusă, de determinare a 6 ftalați în probe de lapte, este economică, rapidă, foarte versatilă, extrem de sensibilă. 37

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu figura ce reprezintă cromatograma GC/MS-SIM a unei probe de lapte pentru determinarea esterilor 39 ftalici prin USE-HS-SPME-GC/MS.

Metoda propusă permite determinarea multireziduală a 6 esteri ftalici (DMP, DEP, 41 DBP, BBP, DEHP și DNOP) în probe de lapte. Metoda folosită la preextracția analiților din probe este ultrasonarea (USE), urmată de concentrarea extractului, apoi distrugerea 43 lipidelor, pentru eliminarea interferențelor matricei, reluarea analiților cu apă, microextracția lor în fază solidă în “headspace”, separarea analiților pe coloană capilară nepolară, 45 identificarea și cuantificarea lor prin spectrometrie de masă în modul SIM, pentru creșterea sensibilității metodei. 47

RO 129027 Β1

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 adăugat 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 adăugat 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 v₁ ml amestec de solvent de extracție. Extracțiile au avut loc la temperatura 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 adăugat v₂ ml 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 adăugat m₁ 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

6O...9O°C, viteza de agitare s-a reglat la 700...1000 rot/min, apoi fibra SPME de tip PDMS100 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 ftalici s-a efectuat prin injectarea fibrei în inlet-ul gaz cromatografului, în modul „splitess, menținut izoterm la 280°C, timpul de desorbție fiind de 10 min. Coloana capilară nepolară utilizată a fost de tip HP-5MS, 30 m x 0,25 mm x 0,25 pm. Gazul purtător He a fost 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 8°C/min; de la 260 la 310°C, cu o rampă de 35°C/min și menținută la 310°C pentru 10 min. Operarea spectrometrului de masă s-a efectuat în modul SIM pentru cei 6 analiți, pentru fiecare dintre aceștia 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 solvenți 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 în intervalul 0,62...1,95 pg/kg;

- gradele de recuperare pentru cei 6 analiți variază în intervalul 95...102%.

Claims

Revendicare 1

Metodă de deteminare a ftalaților în probe alimentare de lapte prin microextracție în 3 fază solidă în “headspace” și gaz cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă, caracterizată prin aceea că presupune determinarea a 6 esteri ftalici, adică dimetil ftalat, dietil 5 ftalat, dibutil ftalat, butilbenzil ftalat, di-(2-etilhexil) ftalat și di-n-octil ftalat, prin extracție ultrasonică, microextracție în fază solidă în “headspace” și gaz cromatografie cuplată cu spectro- 7 metrie de masă, care cuprinde extracția cu ultrasunete a probelor de lapte cu un amestec desolvenți ciclohexan:diclormetan, la temperatura ambiantă, timp de 15...30 min, urmată de 9 evaporarea extractului, apoi de distrugerea acidă a lipidelor, de microextracția în fază solidă a ftalaților de analizat, și determinarea simultană a acestora prin gaz cromatografie cuplată 11 cu spectrometrie de masă.