ОПРЕДЕЛЕНИЕ N-(4-ГИДРОКСИФЕНИЛ) АЦЕАМИДА И ЕГО МЕТАБОЛИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗОВОГО ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРА HEXIN GCMS 1000

Авторы:

Баклыков В.Г., к.х.н., ООО «КР-Аналитика», general@kr-analytical.ru
Манаков П.М., ГАУЗ БСМЭ, Pavel.manakov@gmail.com
Решетников В.В., ООО «Профтрейдлаб», serivce@proftradelab.ru
Работу химической лаборатории невозможно представить без современного высокотехнологичного оборудования, в числе которого не последнее место занимают комплексы для газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Данные инструменты химического анализа широко применяются в различных областях науки и производства, в том числе для исследования и контроля состава наиболее сложных многокомпонентных объектов: биологических жидкостей, нефтепродуктов, фармпрепаратов, продуктов питания, объектов окружающей среды и др.

Компания Guangzhou Hexin Instrument Co. Ltd (КНР) специализируется на решениях для широкого круга аналитических задач и производит оборудование для жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии, а также масс-спектрометры с индуктивно-связанной плазмой. Одна из последних и наиболее перспективных разработок компании в области газовой хромато-масс-спектрометрии – Hexin GCMS 1000.

В последнее время доступ российских пользователей к приобретению современного высокоэффективного оборудования для химического анализа от признанных мировых лидеров рынка сопряжен со значительными трудностями, а в большинстве случаев просто невозможен. В то же время потребность российской науки и производства в качественном химическом анализе в последние годы не только не уменьшается, а напротив – стремительно растет, особенно в высокотехнологичных наукоемких отраслях: химическом и биохимическом синтезе, фармацевтике, нефтепереработке и нефтехимии, электронике, экологии, пищевой промышленности и пр. Соответственно, растет и спрос на аналитическое оборудование. В последние несколько лет возросшие потребности российского рынка удалось частично перекрыть поставками оборудования альтернативных производителей. Однако, резкое изменение логистических цепочек, а также появление на аналитическом рынке ранее неизвестных брендов оборудования создало серьезный дополнительный стресс-фактор для пользователей. Понимая сложность ситуации, специалисты компании «КР-Аналитика» провели анализ потребностей российских химиков-аналитиков, а также рынка доступного высокотехнологичного оборудования для химического анализа. Детальные сравнения технических спецификаций, а затем и практические испытания наиболее перспективных образцов оборудования позволили остановить выбор на хромато-масс-спектрометре Hexin GCMS 1000 производства компании Guangzhou Hexin Instrument Co. Ltd – крупнейшего китайского производителя, специализирующегося на решениях для масс-спектрометрии.

Описание и область применения

Газовый хромато-масс-спектрометр Нexin GCMS 1000 создан с учетом всех современных требований к оборудованию. Низкие пределы обнаружения целевых компонентов, хорошее соотношение сигнал/шум и воспроизводимость результатов сочетаются с надежностью прибора. При этом система прекрасно адаптирована для работы в условиях высокой нагрузки, что немаловажно для лабораторий с большим объемом проводимых измерений.

В хромато-масс-спектрометре Нexin GCMS 1000 реализован ряд интересных технологических решений. Использование инертных керамических материалов в конструкции источника ионов обеспечивает эффективную ионизацию, снижает вероятность декомпозиции термолабильных аналитов и повышает устойчивость к загрязнению. Конструкционные особенности ионного источника делают простой и удобной его очистку. Квадрупольный префильтр сводит к минимуму потенциальное загрязнение основного квадруполя. Программное обеспечение, управляющее прибором, позволяет задавать параметры работы прибора, проводить его автонастройку, создавать аналитические методы, собирать и обрабатывать полученные данные. Кроме этого, в приборе реализована уже ставшая привычной для пользователя функция выключения филаментов на время выхода растворителя, что позволяет существенно увеличить срок их службы.

Система Hexin GCMS 1000 идеально подходит для контроля содержания вредных и токсических веществ, в том числе микропримесей, в образцах различной природы: пищевых продуктах, объектах окружающей среды, образцах растительных и животных тканей, сырья и продукции химических предприятий. Конфигурация прибора позволяет комплектовать его необходимыми дополнительными модулями, создавая полностью кастомизированное инструментальное решение в зависимости от аналитической задачи. Помимо масс-селективного детектора, Hexin GCMS 1000 может быть оснащен пламенно-ионизационным (ПИД), пламенно-фотометрическим (ПФД) и микро-электронзахватным (микро-ЭЗД) детекторами. Возможно также дооснащение части газового хроматографа парофазным пробоотборником или термодесорбером для решений в фармацевтической и экологической отраслях, соответственно.

Основные характеристики

Параметр, ед.изм. Значение
Материал ионного источника Инертная керамика
Температура ионного источника, ℃ 50–350
Диапазон масс, а.е.м. 1,5–1250
Режимы сканирования
• Мониторинг выбранных ионов
• Синхронное сканирование
• Полное сканирование
Скорость сканирования, Да/с ≤12 500
Динамический диапазон 107
Чувствительность (соотношение сигнал/шум)
По октафторнафталину (при введении 1 пкг) ≥1500:1

Комплексные испытания

Для подтверждения заявленных производителем характеристик были проведены комплексные испытания Hexin GCMS 1000 на образцах различного типа с привлечением специалистов российской сервисной службы производителя. Также решено было привлечь к испытанию потенциальных пользователей, заинтересованных в надежном и удобном оборудовании такого типа. Одной из ключевых областей применения метода газовой хромато-масс-спектрометрии является практика химико-токсикологических лабораторий. Наши коллеги из БСМЭ оказались заинтересованы принять участие в этих испытаниях. В качестве первой пробы для испытаний была выбрана проба биологического материала человека после отравления парацетамолом (N-(4-гидроксифенил)ацетамид) – анальгетиком и антипиретиком из группы анилидов. Парацетамол содержится в более 200 лекарственных средств (ЛС), в том числе продаваемых без рецепта, среди которых значительное количество детских препаратов в жидкой, таблетированной и капсульной форме, включая ЛС от кашля и простуды. Широкая доступность препарата обусловлена его относительной безопасностью при приеме терапевтических доз, однако в различных странах передозировка парацетамола является самой распространенной причиной поражения печени, требующего в ряде случаев проведения трансплантации. Согласно литературным данным, в Великобритании в структуре острых отравлений в качестве причины парацетамол занимает 3-е место, на отравления им ежегодно приходится 50 тысяч случаев, в США каждый год регистрируют 80 тысяч обращений по поводу отравления парацетамолом, из которых в 30 тысячах случаев требуется госпитализация.

Известно, что отравление парацетамолом может вызвать гастроэнтерит уже через несколько часов и значительное поражение печени через 1–3 дня после приема препарата. Тяжесть поражения печени после однократной острой передозировки прогнозируется определением уровня парацетамола в сыворотке. Испытания аналитической системы Hexin GCMS 1000 проводились с целью качественного определения N-(4-гидроксифенил)ацетамида и его самого токсичного метаболита N-ацетил-p-бензохинонимина (NAPQI; ИЮПАК: N-(4-Oxo-1-cyclohexa-2,5-dienylidene)acetamide), с последующим сопоставлением полученных результатов с данными из библиотеки масс-спектров NIST 2020. В качестве объекта исследования использовался материал смыва желудка пациента.

Подготовка пробы к анализу проводилась по следующей схеме: 100 г желудка и его содержимого заливали в стакане 50 мл cмеcи ацетон-вода (1:1), подкисленной до pН 2-3 (по универсальному индикатору) 10% спиртовым раствором щавелевой кислоты и оставляли при комнатной температуре в течение часа. Экстракцию проводили еще 2 раза при тех же условиях. Далее извлечения объединяли, центрифугировали 20 минут при 5000 об/мин. Надосадочную жидкость сливали в фарфоровую чашку, испаряли до исчезновения запаха ацетона. Водное извлечение насыщали сульфатом аммония до 10 % содержания, экстрагировали смесью эфир-этилацетат (1:1) по 3 минуты 3 раза порциями по 50мл. Водное извлечение подщелачивали 25% раствором аммиака до pН 7,0-8,0 (по универсальному индикатору) и экстрагировали смесью эфир-этилацетат (1:1) по 3 минуты, 3 раза порциями по 50 мл.

По результатам испытаний был сделан вывод о том, что аналитическая система Hexin GCMS 1000 дает хорошую точность определения, позволяющую однозначно интерпретировать компоненты пробы.

Рис. 2. Масс-спектр материала смыва желудка пациента после отравления парацетамолом, полученный на газовом хромато-масс-спектрометре Hexin GCMS 1000

Для увеличения чувствительности системы при анализе известных компонентов возможно использование масс-селективного детектора в режиме мониторинга выделенных ионов (SIM), что позволяет количественно определять хроматографически не разделенные компоненты. Кроме того, хроматографическая часть системы демонстрирует достаточную степень разделения сложных матриц, что является критичным параметром при определении действующих веществ в биологических объектах. Таким образом, проведенные испытания подтвердили эффективность газового хромато-масс-спектрометра Hexin GCMS 1000 для проведения скрининговых анализов при решении аналитических задач в области химической токсикологии.

Стоит подчеркнуть, что применение испарителей типа Split/Splitless с программированием давления на входе в колонку позволяет работать со сложными растворителями, имеющими высокий коэффициент линейного расширения. Использование доступной широкой номенклатуры вставок испарителя (лайнеров) также улучшает хроматографическое разделение, что позволяет повысить точность детектирования и чувствительность системы в целом.

Высокая чувствительность и значительная степень корреляции полученных в результате проведения эксперимента масс-спектров с масс-спектрами из библиотеки NIST 2020 подтверждает эффективность системы как для качественного, так и для количественного анализа.

После комплексного тестирования прибора на образцах различной природы и проведения государственных испытаний, система Hexin GCMS 1000 внесена в Государственный реестр средств измерений (регистрационный номером 88159-23).

Заключение

Компания «КР-Аналитика» является официальным дистрибьютором Guangzhou Hexin Instrument Co. Ltd на территории РФ и поставляет весь спектр масс-спектрометрического оборудования данного производителя. Пользователям доступны консультации не только по подбору аналитических и метрологических характеристик интересующих их систем, но и по практическому применению оборудования для решения конкретных задач лаборатории. Обширный практический опыт специалистов компании позволит оперативно подобрать максимально эффективное оборудование.

За годы работы компания «КР-Аналитика» зарекомендовала себя в качестве надежного партнера с высокими стандартами качества и актуальными современными решениями. Выбирая сотрудничество с нашей организацией, клиенты получают самое современное оборудование, надежные решения и уверенность в том, что любая задача будет по плечу. КР-Аналитика – это команда профессионалов!

По всем интересующими вопросам вы можете обращаться к нам по электронной почте general@kr-analytical.ru или по телефону +7 495 118 4160.