4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение массовой концентрации
метил-трет-бутилового эфира в крови
методом капиллярной газовой
хроматографии

Методические указания
МУК 4.1.3357-16

Москва 2016

1. Разработаны Федеральным бюджетным учреждением науки «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (Т.С. Уланова, Н.В. Зайцева, Т.В. Нурисламова, Н.А. Попова, О.А. Мальцева, Г.И. Терентьев).

2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (протокол от 17 декабря 2015 г. № 2).

3. Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 10 марта 2016 г.

4. Введены впервые.

СОДЕРЖАНИЕ

 

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение массовой концентрации
метил-трет-бутилового эфира в крови
методом капиллярной газовой хроматографии

Свидетельство об аттестации № 88-16374-055-01.00076-2014 от 08.08.2014.

1. Назначение и область применения

1.1. Настоящие методические указания устанавливают порядок применения метода капиллярной газовой хроматографии для измерения массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в пробах крови в диапазоне от 0,0059 до 0,059 мг/дм³.

1.2. Методические указания по измерению массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в пробах крови предназначены для использования в санитарно-гигиенических, экологических, лечебных и научных организациях, осуществляющих деятельность в области профпатологии и экологии человека.

1.3. Методические указания носят рекомендательный характер.

2. Физико-химические и токсикологические свойства

Метил-трет-бутиловый эфир (трет-бутилметиловый эфир, 2-метил-2-метоксипропан, МТБЭ) - бесцветная, прозрачная, легкоподвижная, летучая жидкость с эфирным запахом. Добавление метил-трет-бутилового эфира в бензины снижает содержание оксида углерода, углеводородов и полициклических ароматических соединений в отработавших газах автотранспорта.

Действует угнетающе на центральную нервную систему, отмечена зернистая дистрофия гепатоцитов, ретикулоцитоз, десквамация бронхиального и трахеального эпителия.

3. Метрологические характеристики методики
выполнения измерений

При соблюдении всех регламентированных условий и проведения анализа в точном соответствии с данной методикой значения погрешности (и ее составляющих) результатов измерений не превышают значений, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Диапазон измерений, значения точности
(правильности и прецизионности) методики

Значения показателя точности используют при:

- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

- оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;

- оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики измерений в конкретной лаборатории.

4. Метод измерения

Измерение массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в крови выполняют газохроматографическим методом на капиллярной колонке с использованием детектора ионизации в пламени с предварительным выделением метил-трет-бутилового эфира из биологического материала (кровь) путем нагревания объекта. Анализ метил-трет-бутилового эфира в крови осуществляют методом статического равновесия паровой фазы и количественного определения по градуировочному графику.

Определению не мешают предельные и ароматические углеводороды.

Длительность измерений - 20 мин.

5. Средства измерений, вспомогательные устройства,
материалы и реактивы

5.1 Средства измерений

Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.

5.2 Реактивы

Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.

5.3. Вспомогательные устройства, материалы

Примечание. Допускается использование вспомогательных устройств и материалов с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

6. Требования безопасности и охраны окружающей среды

6.1. При выполнении работ необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.

6.2. Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

6.3. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-09 и инструкцией по эксплуатации прибора.

6.4. При работе с сосудами, работающими под давлением, необходимо соблюдать правила их устройства и безопасной эксплуатации в соответствии с ПБ 03-576-03.

6.5. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать допустимых значений по ГОСТ 12.1.005-88, ПДК (ОБУВ), установленных ГН 2.2.5.1313-03 и ГН 2.2.5.2308-07.

6.6. Организуют обучение работников безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90.

6.7. При работе с биологическими средами соблюдают санитарно-эпидемиологические правила СП 1.3.2322-08.

7. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются специалисты, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика и опыт работы в химической лаборатории, прошедшие обучение и владеющие техникой проведения работ на газовом хроматографе.

8. Условия измерений

При выполнении измерений в лаборатории соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

- атмосферное давление 84,0 - 106,7 кПа (630 - 800 мм рт. ст.);

- относительная влажность воздуха 30 - 80 %;

- напряжение в сети (220 ± 10) В;

- частота переменного тока (50 ± 10) Гц.

Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

9. Подготовка к выполнению измерений

При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы:

- подготовка посуды;

- подготовка хроматографической системы;

- приготовление растворов;

- приготовление градуировочных растворов;

- построение градуировочной характеристики;

- отбор проб.

9.1. Подготовка посуды

Используемую посуду необходимо замочить в свежеприготовленном 3 %-м растворе бихромата калия в серной кислоте, промыть проточной водопроводной водой, ополоснуть дистиллированной водой и высушить в сушильном шкафу при температуре 105 °С.

9.2. Подготовка хроматографической системы

Подготовку хроматографа к работе осуществляют в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа.

9.2.1. Подготовка хроматографической колонки.

Хроматографическую колонку перед эксплуатацией устанавливают в хроматограф и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 4 см³/мин при температуре 240 °С в течение 2 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору и проверяют стабильность нулевой линии при рабочей температуре термостата колонок. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе.

9.2.2. Режим работы газового хроматографа.

Устанавливают режим работы газового хроматографа в соответствии со следующими условиями:

- температурный режим термостата колонки: первоначальная температура 50 °С, подъем со скоростью 10 °С/мин до 200 °С;

- режим испарителя: температура 200 °С; деление потока: 1:20;

- режим детектора: температура 250 °С;

- режим расхода газа-носителя (азота): 32 см³/мин;

- время удерживания метил-трет-бутилового эфира: (9,59 ± 0,04) мин.

Записывают нулевую линию при установленных режимных параметрах. При отсутствии флуктуации приступают к работе.

9.3. Приготовление растворов

9.3.1. Приготовление исходного раствора. В мерную пробирку объемом 10 см³ дозатором добавляют толуол в объеме 5 см³, вводят микрошприцем 2 мм³ метил-трет-бутилового эфира. Весовое содержание метил-трет-бутилового эфира в исходном стандартном растворе составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества): 0,296 мг/см³. Срок хранения раствора 12 ч.

9.3.2. Приготовление рабочего стандартного раствора. В мерную пробирку объемом 10 см³ дозатором добавляют толуол в объеме 4,0 см³, 1,0 см³ исходного раствора метил-трет-бутилового эфира. Весовое содержание метил-трет-бутилового эфира в рабочем стандартном растворе составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества) 0,0592 мг/см³. Срок хранения раствора 12 ч.

9.3.3. Приготовление 1 %-го раствора серной кислоты. В термостойкий химический стакан помещают 100 см³ бидистиллированной воды, при непрерывном помешивании приливают 1,1 см³ концентрированной серной кислоты. Раствор охлаждают. Срок хранения неограничен.

9.3.4. Приготовление 3 %-го раствора калия двухромовокислого. В термостойкий стакан вместимостью 1 дм³ помещают 25 г калия двухромовокислого, осторожно приливают по палочке частями, тщательно перемешивая, 1 дм³ концентрированной серной кислоты.

9.4. Приготовление градуировочных растворов

9.4.1. Приготовление градуировочных растворов. Градуировочные растворы метил-трет-бутилового эфира готовят в мерных пробирках объемом 5 см³. Для этого в каждую пробирку дозатором вносят по 5 см³ бидистиллированной воды, добавляют рабочий стандартный раствор в соответствии с табл. 2 с концентрацией С = 59,2 мг/дм³ и тщательно перемешивают.

Таблица 2

Растворы для установления градуировочной характеристики
при определении концентраций метил-трет-бутилового эфира

9.5. Построение градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают на градуировочных растворах методом абсолютной градуировки. Приготовленные градуировочные растворы метил-трет-бутилового эфира хроматографируют на капиллярной колонке не менее 5 раз. На полученной хроматограмме определяют площади пиков определяемого компонента и по средним результатам из 5 серий растворов для градуировки строят градуировочную характеристику. Она выражает зависимость площади пика исследуемого вещества на хроматограмме (мВ - при автоматическом обсчете с использованием программно-аппаратного комплекса) от концентрации (мкг/см³). Каждая серия состоит из 5 растворов.

В виалы объемом 20 см³ помещают дозатором по 5 см³ градуировочных растворов (табл. 2) и подкисляют 1 %-м раствором серной кислоты до pH = 2 - 3. Виалы закрывают алюминиевыми колпачками с септами и ставят в дозатор равновесного пара. По истечении 10 мин осуществляется автоматический отбор парогазовой пробы объемом 2 см³ и ее ввод в хроматографическую колонку через испаритель. Процедуру повторяют аналогично для каждого градуировочного раствора. На полученной хроматограмме определяют площади пиков определяемого компонента и по средним результатам из 5 серий строят градуировочную характеристику.

Градуировку проводят 1 раз в месяц и при смене реактивов.

9.6. Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал в анализируемой серии измерений. Образцами для контроля стабильности являются градуировочные растворы, выбранные таким образом, чтобы массовая концентрация метил-трет-бутилового эфира соответствовала нижней, верхней границам и середине диапазона построения градуировочной характеристики. Градуировка признается стабильной при выполнении условия:

С - заданная массовая концентрация метил-трет-бутилового эфира в градуировочном растворе, мг/дм³;

С_m - результат измерения массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в образце для градуировки, мг/дм³;

К_гр - норматив контроля стабильности градуировочной характеристики, мг/дм³, рассчитанный по формуле:

δ_гр - погрешность установления градуировочной характеристики, %, (δ_гр = 9 %).

При невыполнении условия стабильности градуировочной характеристики эксперимент повторяют с другим градуировочным раствором. При повторном невыполнении условия стабильности градуировочной характеристики выясняют и устраняют причины нестабильности градуировочной характеристики и устанавливают новую градуировочную характеристику.

9.7. Отбор проб

Отбор проб венозной крови объемом не менее 10 см³ производят в одноразовый шприц, оттуда переносят в пластмассовые пробирки с антикоагулянтом и закручивающимися крышками (использование резиновых крышек недопустимо). В качестве антикоагулянта используется гепарин (из расчета на 5 см³ крови - 0,05 см³ гепарина с концентрацией 5000 ЕД/см³). Анализ крови проводят в течение суток. Возможно хранение пробы крови в морозильной камере не более пяти дней.

10. Выполнение измерений

В виалы помещают по 5 см³ крови, подкисляют 1 %-м раствором серной кислоты до pH = 2 - 3. Виалы закрывают алюминиевыми колпачками с септами и ставят в дозатор равновесного пара. По истечении 10 мин осуществляется автоматический отбор парогазовой пробы объемом 2 см³ и ее ввод в хроматографическую колонку через испаритель.

Процедуру повторяют аналогично для второго образца и проводят выполнение измерений двух параллельных проб крови. Условия выполнения измерений аналогичны условиям при установлении градуировочной характеристики (п. 9.5).

11. Обработка (вычисление) результатов измерений

11.1. На хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике определяют массовую концентрацию метил-трет-бутилового эфира в крови.

11.2. За окончательный результат измерения принимают результат среднего арифметического значения двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости C₁, С₂ (параллельных определений), для которых выполняется условие:

r - предел повторяемости. Значения предела повторяемости приведены в табл. 3.

При невыполнении условия (3) получают дополнительно еще два результата измерений. За результат измерений принимают среднее арифметическое четырех результатов измерений, полученных в условиях повторяемости, для которых выполняется условие:

CR_0,95(4) - критический диапазон. Значения критического диапазона приведены в табл. 3;

С_max,4 - максимальное значение из четырех результатов измерений;

С_min,4 - минимальное значение из четырех результатов измерений;

C₁, С₂, С₃, С₄ - значения четырех результатов измерений (параллельные определения).

При невыполнении условия (4) в качестве окончательного результата измерений принимают медиану четырех результатов измерений, полученных в условиях повторяемости (параллельных определений). Дополнительно выявляют и устраняют причины, приводящие к невыполнению условий (3) и (4).

Таблица 3

Значения пределов повторяемости, внутрилабораторной прецизионности и
критического диапазона при доверительной вероятности Р = 0,95

12. Оформление результатов измерений

Результат измерений представляют в виде:

 - средний результат измерений массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира, полученный в соответствии с процедурами раздела 9.5, мг/дм³;

±Δ_л - границы абсолютной лабораторной погрешности измерений массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира, мг/дм³ при Р = 0,95.

Значение Δ_л рассчитывают по формуле:

значение δ_л приведено в табл. 1.

13. Процедуры обеспечения достоверности измерений

13.1. Обеспечение достоверности измерений в пределах лаборатории организуют и проводят путем проведения проверки приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, оперативного контроля процедуры измерений и контроля стабильности результатов измерений в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-6.

13.2. Контроль процедуры измерений с использованием образцов для контроля.

Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К_к рассчитывают по формуле:

 - результат измерений массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в пробе с известной добавкой - среднее арифметическое двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости, расхождение между которыми удовлетворяет условию (3);

 - результат измерений массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в исходной пробе - среднее арифметическое двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости, расхождение между которыми удовлетворяет условию (3);

С_д - величина добавки.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле:

 - значения характеристики погрешности результатов измерений, рассчитанные по формуле (6) или установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации метил-трет-бутилового эфира в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно.

Процедуру измерений признают удовлетворительной при выполнении условия:

При невыполнении условия (9) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (9) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.3. Проверка приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях внутрилабораторной прецизионности.

Образцами для проверки приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях внутрилабораторной прецизионности, являются образцы крови с внесенными в них добавками градуировочных растворов метил-трет-бутилового эфира, подготовленных в соответствии с п. 9.4.

Проверку приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях внутрилабораторной прецизионности (в пределах одной лаборатории, разными операторами, в разное время), проводят по результатам измерений массовых концентраций метил-трет-бутилового эфира в образцах крови с одинаковым содержанием метил-трет-бутилового эфира.

Результаты измерений признают приемлемыми при выполнении условия:

С₁ и С₂ - результаты измерений массовых концентраций метил-трет-бутилового эфира, полученные в условиях внутрилабораторной прецизионности, т.е. в одной лаборатории в разное время, разными операторами;

R_л - предел внутрилабораторной прецизионности, значения предела внутрилабораторной прецизионности приведены в табл. 3.

При невыполнении условия (10), процедуру повторяют. При повторном превышении предела внутрилабораторной прецизионности выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.4. Оперативный контроль процедуры измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений приводят в документах лаборатории, устанавливающих порядок и содержание работ по организации контроля стабильности результатов измерений в пределах лаборатории.