Разработка и совершенствование методов идентификации и определения органических аналитов в пробах неизвестного состава тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

Крылов, Анатолий Иванович АВТОР
доктора химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
2012 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.02 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Разработка и совершенствование методов идентификации и определения органических аналитов в пробах неизвестного состава»
 
Автореферат диссертации на тему "Разработка и совершенствование методов идентификации и определения органических аналитов в пробах неизвестного состава"

На правах рукописи

005044981

КРЫЛОВ Анатолий Иванович

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ АНАЛИТОВ В ПРОБАХ НЕИЗВЕСТНОГО СОСТАВА

Специальность 02.00.02 - Аналитическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

2 4 МАЙ 2012

Санкт-Пстербург-2012

005044981

Работа выполнена в научно-исследовательском отделе государственных эталонов в области физико-химических измерений ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт им. Д.И.Менделеева» (ВНИИМ)

Ведущая организация: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Химический факультет, г. Москва

Защита состоится «_14_» _июня_ 2012 г. в 15 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.232.37 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний проспект 41/43, Большая химическая аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета

Автореферат разослан «_»_2012 г.

Официальные оппоненты:

Другов Юрий Степанович, доктор химических наук, научный консультант ООО «Мониторинг»

Родинков Олег Васильевич, доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии химического факультета Санкт-Петербургского государственного университета

Пономарев Дмитрий Андреевич, доктор химических наук, профессор Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.232.37 к.ф.-м.н. Панчук Виталий Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальності, проблемы. Качественный анализ органических соединений в настоящее время привлекает внимание многих исследователей. Это обусловлено тем, что в различных областях, таких как: экоаналитические исследования, анализ биосред, включая допинговый контроль, фармакокинетику и фармакодинамику, экспертиза состава веществ и материалов, анализ наркотических и токсичных веществ и др., - наряду с количественным определением аналитов требуется их надежная идентификация. Существующие, и вновь разрабатываемые методы контроля состава различных объектов ориентированы, как правило, на определение конкретных веществ с использованием регламентированных процедур анализа. Однако, зачастую, даже при определении конкретных индивидуальных веществ, традиционно используемые методики оказываются малоэффективными из-за неопределенности, связанной именно с идентификацией определяемых аналитов.

Особое значение проблема идентификации приобретает при анализе проб неизвестного состава, когда при наличии минимальной априорной информации необходимо получить максимально полные сведения о составе анализируемого образца. С учетом того, что уже известны миллионы органических веществ, присутствующих в віще сложных смесей, а концентрации многих веществ необходимо измерять в микро- или нанограммовом диапазоне, вопросы идентификации становятся едва ли не более важными, чем количественное определение аналитов. Основной проблемой при анализе такого типа смесей становится не только необходимость обеспечения надежной идентификации заранее оговоренных для измерения компонентов, но и проведение идентификации других зарегистрированных сопутствующих веществ неизвестной природы, присутствие которых в пробе заранее было не оговорено или не известно.

Возможности современной техники газовой (ГХ), высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в сочетании со спектральными (масс-спектрометрия (МС), ИК-Фурье спектроскопия (ИКФС), УФ-спектроскопия и др.) методами позволяют выполнять как хроматографическое разделение компонентов смесей, так и последующую их идентификацию в варианте использования интерпретирующих систем, либо на основании компьютерного библиотечного поиска с помощью доступных баз данных. Повышение надежности идентификации в последнем случае связано как с расширением соответствующих библиотек (масс-спектров, ИК-спектров, индексов удерживания и т.п.), так и с совершенствованием способов интерпретации получаемых результатов. Таким образом, появляется необходимость в развитии и совершенствовании новых методологических и методических подходов, позволяющих проводить исследования в условиях, когда информация о составе пробы недоступна или ограничена.

Цели исследования;

Разработать общие методологические походы к идентификации и определению органических аналитов (как заранее оговоренных - целевых, так и

неизвестных) в пробах неизвестного состава с привлечением априорной информации о характеристиках исследуемого объекта и способах подготовки и/ми обработки проб. Для достижения поставленной цели было необходимо:

1. Разработать алгоритмы проведения идентификации органических соединений в пробе неизвестного состава на основе применения методов газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ/МС) и инфракрасной Фурье спектроскопией (ГХ/ИКФС) и способов совместной интерпретации результатов компьютерного библиотечного поиска. Оценить границы применимости этих методов (совместно и по отдельности) в зависимости от типа аналитов, характера анализируемой пробы и необходимого конечного результата.

2. Оценить информативность и границы применения данных по параметрам удерживания, включая индексы удерживания при программировании температуры (ИУПТ), в газохроматографическом анализе органических аналнтов, как в контексте анализа "пробы неизвестного состава", так и при определении целевых соединений и усовершенствовать методы измерения ИУПТ для повышения межлабораторной воспроизводимости.

3. Исследовать возможности непосредственного использования масс-спектрометрии с электронной ионизацией и с электрораспылением и в сочетании с высокоэффективной жидкостной хроматографией для идентификации гомологов и изомеров нелетучих органических соединений (на примере фуллеренов, их производных и эндофуллеренов).

4. Провести оценку вклада используемых схем предварительной подготовки проб, включая процедуры экстракции, фракционирования, дериватизации и др. п влияние этого вклада на надежность идентификации аналитов при анализе сложных многокомпонентных матриц неизвестного состава.

5. Реализовать найденные общеметодические решения в методиках анализа важнейших объектов для определения приоритетных органических загрязнителей воздуха, воды и почвы, эндо- и экзогенных компонентов биологических матриц (моча, кровь).

Научная повита работы:

1. Предложены новые алгоритмы проведения анализа проб неизвестного состава, основанные на принципах комплексного использования информации о происхождении проб, применяемых схемах предварительной обработки, фракционирования образцов и методах обработки и интерпретации данных компьютерного библиотечного поиска по базам данных масс-спектров, ИК-спектров и индексов удерживания.

2. На примере нескольких классов органических аналитов (углеводороды алифатического и ароматического рядов, спирты, эфиры и др.) изучена, систематизирована и статистически оценена правильность результатов идентификации по предложенным алгоритмам. На этой основе сформулированы принципы нового подхода к интерпретации результатов компьютерного библиотечного поиска при использовании масс-спектрометрических и ИК-спектроскопических баз данных и оценены на

конкретных примерах возможности их применения для идентификации компонентов проб неизвестного состава.

3. Предложены и экспериментально обоснованы способы контроля правильности измерения ИУПТ на основе минимизации отклонения экспериментально определенных ИУПТ для н-алканов от приписанных им значений (равным 100/1, где п - число атомов углерода в 7/-алкане). Определены границы применения ИУПТ в сочетании со спектральными данными для идентификации органических компонентов в "пробе неизвестного состава". На примере анализа терпенов и углеводородов нефтяных и газоконденсатных фракций показано, что использование ИУПТ, в дополнение к масс-спектрометрической информации, является более эффективным, чем применение второго спектрального метода, в частности ИК-спектроскопии.

4. На примере соединений, содержащих функциональные группы с подвижным атомом водорода (карбоновые кислоты, фенолы) оценены возможности привлечения химических методов модификации аналитов (дериватизации) для увеличения надежности ГХ/МС и ГХ/ИКФС идентификации. Показано, что метилирование кислот повышает, а ацилирование фенолов снижает надежность их структурной идентификации, при этом обе процедуры дают существенную дополнительную информацию об аналитах (нерегистрируемых в обычном режиме) в пробах неизвестного состава.

5. Определены границы применения высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (с электрораспылением) для анализа фуллеренов и установлены условия воспроизводимого получения соответствующих масс-спектров, которые могут служить основой для идентификации индивидуальных веществ, а также соответствующих аналитов в сложных смесях.

6. Предложены способы оценки влияния используемых методов пробоподготовки: экстракция, фракционирование, дериватизация и др., на селективность определения целевых аналитов в пробах неизвестного состава.

Практическая значимость работы и использование полученных результатов.

1. Разработаны общие подходы и методология определения органических аналитов в пробах неизвестного состава, основанные на учете предварительной информации об анализируемой пробе, ожидаемых физико-химических свойствах аналитов и результатах интерпретации данных библиотечного поиска (при использовании методов ГХ/МС ГХ/ИКФС, ГХ, ВЭЖХ и ВЭЖХ/МС). Предложенные схемы выполненггя анализов и алгоритмы интерпрегации результатов апробированы при выполнении различного рода экологических экспертиз, экспертиз состава различных продуктов и материалов (сточные и природные воды, промышленные газовые выбросы, илы систем водоочистки, фармпрепараты, продукты промышленного и полупромышленного синтеза) и явились основой для принятия ряда административных и технических решений, перечней мероприятий в области защиты окружающей среды разработанных на Новолипецком

металлургическом комбинате, комбинате «Печенганикель», АО «Киришинефтеоргсинтез», Приозерский ЦБК, фабриках «Дирол-Кэдбери» и «Ригли», табачных фабриках «Филипп-Морисс» и др.

2. С использованием предложенных подходов разработан ряд новых высокоточных МВИ на основе ГХ, ВЭЖХ и ГХ/МС для определения приоритетных экотоксикантов, которые широко используются многими организациями (Новолипецкий металлургический комбинат, КИНЕФ, ЦЛАТИ по СЗФО, центры Санэпиднадзора и др.) для целей производственного и экологического контроля. В течение 5-ти лет решением Правительства Санкт-Петербурга внедрена и используется система мониторинга органических загрязнений атмосферного воздуха. При выполнении международных ключевых сличений и интеркалибраций установлена высокая степень сходимости результатов полученных с использованием разработанных МВИ с результатами ведущих зарубежных институтов (MST, LGC, ВАМ, IRMM и ДР-)-

Положения, выносимые на защиту:

1. Алгоритмы идентификации органических аналитов в пробах неизвестного состава на основе совместной интерпретации результатов библиотечного поиска при использовании масс-спектрометрических и ИК-спектроскопических баз данных. Сравнительные оценки возможностей комплекса ГХ/МС и ГХ/ИКФС методов для анализа модельных и реальных объектов. Формализованные показатели, позволяющие проводить оценку надежности идентификации с помощью библиотечного поиска для соединений различных классов.

2. Алгоритмы улучшения межлабораторной воспроизводимости измерения ИУПТ, основанные на контроле отклонений в правильности измеренных в тех же условиях ИУПТ для н-алканов от теоретических значений. Целесообразность применения введенного критерия правильности ИУПТ для н-алканов при обработке литературных данных по параметрам удерживания. Сравнительная оценка возможностей использования ИУПТ в сочетании с ГХ/МС и ГХ/ИКФС методами в анализе модельных и реальных объектов.

3. Результаты исследования возможностей использования методов хроматографии (ГХ, ВЭЖХ) в сочетании с масс-спектрометрией для групповой идентификации при определении различных групп органических аналитов: душистые вещества и ароматизаторы (терпены, сложные эфиры, альдегиды), нефтепродукты (моно-, ди- трициклические ароматические углеводороды), фуллерены (фуллерены, их производные, металлофуллерены).

4. Подходы к выбору схем предварительной подготовки проб и использования химических методов модификации соединений с разными функциональными группами для увеличения надежности их идентификации и (или) регистрации при анализе пробы неизвестного состава.

5. Результаты применения предложенных подходов в экспертизе различных реальных объектов, выполняемых по предложенным схемам выполнения анализов проб неизвестного состава. Аттестованные методики выполнения измерений различных классов органических соединений (алифатических,

ароматических и галогенуглеводородов, ПАУ, ПХБ, ХОП и др.) в объектах окружающей среды, промышленной продукции (ПАУ, ПХБ и др.).

Вклад автора в разработку проблемы. Постановка проблемы, общее планирование работы, экспериментальные исследования, обработка и анализ результатов выполнены либо лично автором, либо при его непосредственном участии. В выполнении работы принимали участие соискатели ученой степени кандидата химических наук Е.И.Савельева, И.А.Васильева, другие сотрудники возглавляемых автором лабораторий в НИИГПЭЧ и ВНИИМ им.Д.И.Менделеева, что отражено в соответствующих публикациях.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 1-й Всесоюзной Конференции «Хроматография в биологии и медицине», (Москва, 1983), 5-й Всесоюзной Конференции «Аналитическая химия органических соединений» (Москва, 1984), международных симпозиумах «Хроматография и масс-спектрометрия в анализе объектов окружающей среды» (С.-Петербург, 1994), «Хроматография и спектроскопия в анализе объектов окружающей среды и токсикологии» (С.-Петербург, 1996), на конференции «Диоксины: экологические проблемы и методы анализа» (Уфа, 1995), конгрессе «ЭКВАТЭК-96» (Москва, 1996). «Научно-практические аспекты управления качеством воздуха "ВОЗДУХ 95" (С.-Петербург, 1995), на симпозиуме «5-,h IAWQ Symposium on Forest Industry Wastewater» (Канада, Ванкувер, 1996), на конференции «International and National aspects of ecological monitoring» (С.Петербург, 1997), на 9-м семинаре по парофазному анализу, посвященному памяти профессора Б.В.Иоффе, на 3-ей Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-98» (Краснодар, 1998), на Всероссийской конференции «Химический анализ веществ и материалов» (Москва, 2000), на 4-ой Всероссийской конференции «Экоаналитика -2000» (Краснодар, 2000), на Всероссийской конференции «Актуальные проблемы аналитической химии» (Москва, 2002), на 5-й Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2003» (Спб,2003), на II Всероссийской конференции по проблемам диоксинов в России (Уфа, 2004), на 3-ей Всероссийской конференции с международным участием "Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы" (Москва, 2009), 7-й Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2011» (Архангельск, 2011).

Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано более 60 работ, в том числе 36 статей (включая 3 обзора и 2 авторских свидетельства).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и приложений. В первой главе приведен обзор литературы; во второй изложены техника и условия эксперимента; в главах от третьей до седьмой обсуждаются результаты проведенных исследований. Работа изложена на 309 страницах машинописного текста, содержит 54 таблицы, 40 рисунков, список литературы из 355 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы и сформулированы цели исследования. Отмечено, что развитие новых подходов к идентификации актуально не только при определении органических аналитов в пробе неизвестного состава, но имеет не меньшую значимость и в анализе целевых соединений. В 1-й главе (обзор литературных данных) обсуждено применение хроматографических и спектральных методов для идентификации органических аналитов в пробе неизвестного состава. Особое внимание уделено сочетанию методов ГХ/МС и ГХ/ИКФС с использованием компьютерного библиотечного поиска. Рассмотрены также существующие системы определения индексов удерживания в газовой хроматографии с программированием температуры и перспективы создания на их основе баз данных. Во 2-й главе рассматриваются общие характеристики объектов и методов исследования, приведено описание используемых экспериментальных условий проведения анализов, представлено информационное обеспечение выполняемых исследований. В 3-7 главах представлены основные результаты, посвященные исследованию особенностей применения ГХ/МС, ГХ/ИКФС, ВЭЖХ/МС, индексов удерживания, специфики пробоподготовки при идентификации и определении органических аналитов в пробах неизвестного состава.

1 Газовая хроматография в сочетании с масс- н ИК-Ф> рье спектрометрией в идентификации органических аналитов (на примерах модельных смесей и промышленных композиций)

Исследование проб неизвестного состава может предполагать решение двух разноплановых задач:

■ Первая задача - получение максимально полной информации о качественном составе компонентов пробы. Ключевой стадией в этом случае является идентификация аншгатов, зафиксированных в процессе инструментального анализа образца;

■ Вторая задача - определение в пробе известных заранее оговоренных компонентов. В этом случае решение проблемы надежности идентификации аналитов достигается за счет сочетания адекватного выбора методов конечного приборного анализа и соответствующих процедур предварительной пробоподготовки.

Пути идентификации органических (неизвестных заранее) аналитов в контексте решения 1-й задачи в первую очередь связаны с привлечением комплекса хроматографических и спектральных методов с соответствующими базами данных и алгоритмами поиска. Получаемые в результате такого поиска формальные данные далеко не всегда приводят к достоверной идентификации аналитов и требуют разработки подходов к дополнительной интерпретации всего комплекса имеющейся спектральной, структурной, хроматографической и т.п. информации.

С учетом этого нами была исследована связь между структурой органических аналитов и результатами библиотечного поиска ГХ/МС и ГХ/ИКФС методов на модельных смесях различных классов органических веществ. Интерпретация результатов компьютерного библиотечного поиска по масс-спектрам позволила систематизировать 40 модельных соединений в пределах 3-х групп:

1. соединения, которые в результате библиотечного поиска только по масс-спектру могут быть идентифицированы в качестве единственно возможной структуры (нитробензол, фенол, бензиловый спирт, бензальдегид, бензофенон, бензилацетат, метилбензоат и др.);

2. соединения, для которых в рапорт МС поиска с близкими вероятностями наряду с искомой структурой входит и ряд альтернативных. По результатам только МС-поиска они могут быть идентифицированы в пределах группы возможных вариантов (изопропилбензол, бутилбензол, 1,2-дихлорбензол, 4-нитротолуол, 1-метилнафталин, фенантрен, антрацен и ДР-);

3. соединения, для которых возможны вариации структуры, относящиеся к 4-му классу совпадения Мак-Лафферти (ундекан, тридекан, гексадекан, 1-октанол, гексадеканол и др.).

Метод ИК спектрометрии практически для всех типов рассмотренных соединений не позволил провести однозначную идентификацию аналитов, поскольку и в случае рассмотрения результатов поиска по ИК-спектрам остается проблема исключения альтернативных структур (табл. 1). Привлекаемый в качестве дополнительного к МС метод ИКФС, позволяет однозначно решить проблему идентификации только для соединений 1-2-й групп. Несоответствие искомой структуре первого номера в рапорте результатов поиска по ИК-спектру, а также совпадающие неверные ответы в рапортах библиотечного поиска с использованием методов и ГХ/МС, и ГХ/ИКФС (например, результат идентификации - гептадекан при идентификации гексадекана) является характерной особенностью многих соединений 3-й группы.

Таблица 1. Пример результатов поиска для аналитов Ьй, 2-й и 3-й групп

Результат поиска МС/ИК {№ в списке и степень совпадения} Альтернативная структура МС поиска Альтернативная структура ИК поиска

1 Нитробензол {1(91)/1(966)} - Нитротолуол (932)

1 Бензальдегид {1(90)/1(1000)} - Никотиновый альдегид (941)

1 Метилбензоат {1(95)/1(952)} - Алкилбензоаты (938-930)

2 1-Метилнафталин {2(94)/1(1000)} 2 -Метилнафталин 1(94) 1-Этилнафталин (933)

3 Гексадекан {1(91 )/5(988)} Гептадекан, 2(91) Гептадекан 1(991)

В целом, предложенная классификация, основанная на особенностях масс-спектральных характеристик вещества и, соответственно, его химической природы, позволяет систематизировать ограничения каждого из изученных

спектральных методов при идентификации аналитов в пробе неизвестного состава. На этой основе возможна выработка методических подходов для оценки достоверности результатов идентификации и определения пределов ее надежности, а также способов расширения указанных пределов.

С целью исследования возможных неверных ответов при идентификации веществ 2-3-й групп для различных классов ароматических и алифатических соединений были выделены масс- и ИК-спектры из имеющихся библиотек и по ним же проведен компьютерный библиотечный поиск. В качестве примера представлены результаты для гомологического ряда н-1 -алкенов С3-С2о (табл.2).

Таблица 2. Результаты систематизации данных компьютерного библиотечного поиска С3-С2о н-1-алкенов по базам масс-спектров WILEY и ИК-спектров EPA-RevA. Где D - доля (%) данного типа ответов от общего числа ответов в рапорте библиотечного поиска, СТ - центр тяжести числа атомов углерода у группы ответов

№ п/ п Группа альтернативных структур Масс-спектр альный поиск, D (СТ) ИК- спектральный поиск, D (СТ)

1. Гомологичный н-1-алкен, образованный «присоединешіем или отнятием» п (СН2) 22(16) 47(11)

2. н-Алкен с альтернативным положением

двойной связи: Изомерный Гомологичный 16(11) 18(16) -

3. нзо-1 -Алкен 1(4) 6(7)

4. Циклоалкап с различным размером цикла и строением боковых цепей 23(10) 7(11)

5. /¡-Алканол 11(14) -

мзо-Алканол - 6(5)

6. Циклический кетон или дикетон 4(8) -

7. н-Ачкан - 26(14)

8. Диен - 1(4)

9. 1-(Хлор- или тио-) алкан - 3(18)

Альтернативные структуры, принимаемые к рассмотрению, выбирались на основании численных данных правильности идентификации по результатам МС- или ИК-спектралыгого поиска. В случае масс-спектрометрии - выбирались ответы в рапорте поиска с величиной Р;>0,9Рср, где Рср - среднее значение показателя правильности для всех правильных ответов (особенность библиотеки WILEY, в которой для одного вещества может быть несколько спектров, и соответственно, несколько результатов правильных ответов); в случае ИК-спектроскопии - MQ^O/JMQ^p, где MQnp - значение показателя правильного ответа.

В целом основная область перекрывания двух множеств структурных вариаций при идентификации 1-алкенов по результатам анализа ответов библиотечного поиска по масс- и ИК-спектрам приходится на гомологичные

структуры. Ошибки идентификации 1-алкен/1-алканол начинаются с С8 и связаны со снижением вклада кислородсодержащих ионов с ростом молекулярной массы спиртов. Ошибки при идентификации алкен/цикланон не связаны впрямую с длиной углеводородной цепи, а обусловлены факторами, характерными для соединений 2-3-й групп. Таким образом, совместное рассмотрение результатов библиотечного поиска позволяет: 1) надежно отнести к гомологическому ряду н-1-алкенов аналиты, входящие в 3-ю группу; 2) провести индивидуальную идентификацию аналитов, входящих в 1-2-ю группы.

Обобщенные результаты - по разным классам соединений, позволяют заключить, что использование комплекса ГХ/МС - ГХ/ИКФС наиболее плодотворно при идентификации аналитов с циклическими, полициклическими, ароматическими и полиароматическими структурами, когда вариации структуры (например, изомерия) не отражаются на масс-спектре, а интенсивность молекулярных ионов достаточна для установления места в ряду гомологов.

Таблица 3 (фрагмент). Результаты идентификации компонентов каменноугольного пека с использоваш1ем комплекса методов ГХ/МС-ГХ/ИКФС

Результат предварительной идентификации по масс-спектру Брутго-формула Результат уточненной идентификации по ИК-спектру

1, 2, 8*,-Азулен(91-53)") 3-6, 9 - Нафталин (72-49) 7 - 1-метилен-1-Н-Инден (53) СюНя -«- -«- Нафталин

1 - Изохинолин (95) 2 - Хинолин (94) 3 - З-Фенил 2-пропешштрил (91) С9Н7К Хинолин

1 - 7-Н-Бензоциклогептен (83) 2 - -1,4-Дигадро-1,4-метано-нафталин (78) 3 - Вшшлинден (72) 4, 5, 6 - 1 -Метилнафталин (70-60) 7 - 2-Метилнафталин (55^19) СцН10 2-Метилнафталин

1 - 7Н-Бензоциклогептен (90) 2 - Виншшнден (87) 3 - Бензоборнадиен (87 4, 6, 8 - 1-Метилнафталин (87-68) 5, 7 - 2-Метилнафталин (70-68) СцНю 1 -Метилнафталин

номера, под которыми данное вещество представлено в рапорте о результатах библиотечного поиска.

значение функции Р, характеризующей степень совпадения масс-спектра с библиотечным.

Такими веществами являются углеводороды и их производные, относимые к группе терпенов (составляющие эфирных масел), а также ароматические и полиароматические углеводороды, входящие в состав каменноугольных смол и пеков. В связи с этим нами был проведен анализ образцов пихтовых масел, а

также пеков, получаемых при коксохимических процессах. В качестве примера в таблице 3 приведены результаты идентификации ГХ/МС-ГХ/ИКФС методами некоторых компонентов каменноугольного пека.

Из всего перечня зарегистрированных аналитов только флуорен (отнесенный к 1-й группе вследствие уникального масс-спектра) удалось однозначно идентифицировать методом ГХ/МС. Остальные компоненты относились ко 2-й группе и, как можно видеть нз данных таблицы. 3, в МС поиске им соответствовали различные структуры. Аналогичные результаты были получены при идентификации терпенов как компонентов эфирных масел. В целом можно заключить, что использование ГХ/ИКФС метода (в дополнение к ГХ/МС) практически во всех случаях (если спектры присутствуют в библиотеке) позволяет однозначно выполнить идентификацию.

В общем случае идентификация неизвестных аналитов должна базироваться на результатах МС библиотечного поиска и предполагаемой на этой основе химической природе аналита (табл. 4). Метод ГХ/ИКФС (равно как и другие методы) можно рассматривать в этом контексте как вспомогательные: подтверждающие или уточняющие результаты ГХ/МС идентификации.

Таблица 4. Методология идентификации органических аналитов в пробе неизвестного состава комплексом методов ГХ/МС-ГХ/ИКФС_

№ груп пы Особенности структуры и масс-спектра Роль метода ГХ/МС Роль метода ГХ/ИКФС

1 Отсутствие элементов структуры, описываемых IV классом надежности Мак-Лафферти или отсутствие вырожденности масс-спектра по этим элементам. Индивидуальная идентификация. Подтверждающая идентификация независимым методом.

2 Моно- и поли-, гомо- и гетероциклы, часто конденсировашше. Масс-спектр неспецифичен, интенсивный молекулярный ион. Формировшше набора изомерных и (или) изобарных структур. Выбор единственного правильного ответа.

3. Соединения с алкильными цепями (R>C9). Присутствуют элементы структуры, описываемые IV классом надежности Мак-Лафферти. Возможны повторяющиеся фрагменты структуры. Молекулярный ион отсутствует или не выражен отчетливо. Выявление элементов структуры. Составление перечня вариантов для идентификации. Установление природы функциональных групп. Составление перечня вариантов для групповой идентификации.

2 Хромато-масс-спсктрометрия для скрншшговой н групповой идентификации органических аналитов

Как показано выше, при идентификации органических аналитов (включая минорные компоненты «пробы неизвестного состава») основным методом, безусловно, является ГХ/МС. Разработанные подходы использовались нами при ГХ и ГХ/МС анализе различных объектов: образцов почвы и шлака (после пожара на производственных свалках), конденсатов отходящих газов завода по утилизации мусора и др. В пробах шлаков и почв, например, были идентифицированы 35 соединений, относящихся к классам алкилфенолов, алифатических углеводородов, фталатов, эфиров жирных кислот, полихлорбифенилов (часть из которых идентифицированы до индивидуальных структур, часть - в пределах класса или гомологического ряда). Однако только на основании ГХ/МС анализа даже групповую идентификацию удается провести не во всех случаях, поскольку из-за ограниченности числа масс-спектров в библиотеке, невозможно избежать ошибок II рода. Так, для ряда аналитов библиотечный поиск не позволяет выявить соединения с масс-спектрами, совпадающими или близкими к масс-спектрам исследуемых веществ и, таким образом, сформировать гипотезу о предположительной природе аналита.

В целом, ГХ/МС с библиотечным поиском можно рассматривать как метод скрининговой идентификации аналитов в пробах неизвестного состава, позволяющий получить информацию о качественном составе: перечень идентифицированных аналитов, относимых к 1-й группе, групповой состав -идентификация в пределах класса (2-я группа веществ), а также общее число идентифицированных и неидентифицированных аналитов.

ГХ/МС как метод групповой идентификации может быть использован при определении веществ, относимых ко 2-й группе. Существует ряд аналитических задач, для решения которых требуется именно групповая идентификация. Одной из таких задач является измерение душистых веществ н ароматизаторов для целей контроля их суммарного содержания. Установленный ПДК «летучих компонентов ароматизаторов, применяемых в производстве жевательной резинки», в атмосферном воздухе составляет 0,02 мг/м3. Необходимость контроля соблюдения указанного норматива требует соответствующего методического обеспечения. В связи с этим нами был исследован качественный состав промышленных выбросов фабрик по производству жевательной резинки («Ригли» и «Дирол-Кэдбери»), С учетом полученных экспериментальных результатов под термином «летучие компоненты ароматизаторов, применяемых при производстве жевательной резинки», можно понимать суммарную массовую концентрацшо летучих органических соединений (входящих в состав ароматических композиций, натуральных и искусственных эфирных масел, используемых в производстве жевательной резинки, например, мятное масло, апельсиновое масло и т.п.), относящихся к следующим основным классам: альдегиды С4 - С12; простые и сложные эфиры; терпены и терпеноиды.

Для измерения содержания душистых веществ и ароматизаторов в воздухе использовался метод ГХ/МС в комбинации с термодесорбцией и предварительным отбором и концентрированием проб воздуха на патроны с сорбентами. Идентификация компонентов, проводимая по масс-спектрам с помощью соответствующих баз данных и компьютерного библиотечного поиска, позволяла установить химическую структуру аналитов, либо провести их групповое соотнесение.

Особенностью поставленной задачи являлось то, что качественный состав проб мог варьировать и, соответственно, список веществ, подлежащих количественным измерениям, оставался неопределенным. Для решения этой задачи на примерах модельных смесей нами была изучена возможность измерения суммарного содержания аналитов: сложных эфиров, терпенов и карбонильных соединений, с использованием разных вариантов построения градуировок. Установлено, что при ограниченном наборе реперных веществ (для градуировок) без существенного увеличения неопределенности измерений, возможно определение суммарной массовой концентрации душистых веществ и ароматизаторов в атмосферном воздухе. На этой основе разработан алгоритм выполнения измерений душистых веществ и ароматизаторов (рис.1) в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах, положенный в основу разработанных и аттестованных методик.

Рис. 1. Алгоритм определения душистых веществ и ароматизаторов в воздухе (промвыбросы, рабочая зона, атмосфера), основанный на групповой ГХ/МС идентификации терпенов, сложных эфиров и альдегидов.

Таким образом, на основе ГХ/МС в режиме групповой идентификации разработан подход и соответствующее методическое обеспечение для определения суммарного содержания нескольких классов аналитов в воздухе.

Возможности использования ГХ/МС в режиме групповой идентификации также были изучены в контексте решения двух задач: 1) для оценки группового (или фракционного) состава нефтепродуктов и 2) установления идентичности нефтепродуктов (включая задачи экологического контроля - выявление источников загрязнения ООС нефтепродуктами).

В рамках выполнения работы по определению содержания moho-, ди- и триароматических углеводородов в промежуточных продуктах гидрогенизации и гидроочистки (образцы предприятия «Салаватнефтеоргсинтез») был реализован подход, основанный на групповой идентификации целевых ароматических углеводородов как дающий наиболее достоверную и полную информацию. Для определения массовой доли моноароматических углеводородов в качестве внутреннего стандарта использовали о-фтортолуол; для вычисления массовой доли ди- и триароматических углеводородов в качестве внутренних стандартов были выбраны изотопомеченые аналоги определяемых веществ (техника изотопного разбавления). Для каждой группы веществ выделялись характерные ионы в масс-спектрах, по которым и проводилась реконструкция и обработка хроматограмм с последующей количественной оценкой суммы аналитов.

Результаты проведенной работы показали перспективность использования метода ГХ/МС для определения содержания групп ароматических соединений в пробах нефтяного сырья и продуктов его переработки (табл. 5). Данный метод позволяет не только с необходимой точностью измерять суммарное содержание moho-, ди- и триароматических углеводородов, но и, при необходимости, измерять содержание каждого из индивидуальных компонентов (идентифицированных по библиотеке масс-спектров, с привлечением данных по параметрам удерживания — индексам удерживания).

Таблица 5. Результаты определения суммарной массовой доли фракций ароматических углеводородов в образцах нефтепродуктов_

Показатель фракционного состава Диапазоны фракций (е.и.у.) и массовая доля (%)

Проба №234 Проба №235 Проба №236 Проба №237 Проба №238 Проба №239 Проба №240 Проба №241

Диапазон индексов удерживания 10001300 11001600 13001800 15002100 8001300 10002100 17002300 8002700

«Моноароматика» 6,2 0,06 0,002 0,016 7,79 1,99 0,007 2,88

«Диароматика» 1,0 2,98 2,22 0,07 1,05 1,45 0,013 0,77

« Триаро матика» <0,002 <0,002 <0,002 0.25 <0,002 0,1 0,70 0,14

В связи с необходимостью решения проблемы идентификации нефтепродуктов, и установления источников загрязнения ООС нефтепродуктами нами предпринята попытка разработать алгоритм выполнения работ по установлению идентичности образцов нефтепродуктов, который мог бы быть положен в основу документов, регламентирующих как

процедуры идентификации источников загрязнения ООС, так и способы установления подлинности различной продукции нефтепереработки.

С использованием метода ГХ/МС производилась регистрация хроматограмм образцов нефтепродуктов (или их экстрактов выделенных из природных матриц), которые далее реконструировались по ионам, характеристичным для каждой группы соединений. Идентификация индивидуальных н-алканов и изопреноидов пристана и фитана проводилась по абсолютным временам удерживания (определенным заранее по градуировочным растворам) и масс-спектрам с использованием электронных библиотек масс-спектров. При наличии в пробе соединений, не относящихся к углеводородам (например, маркерных - ионол в маслах), идентификация проводилась по электронным библиотекам масс-спектров. Полученные результаты являются основой расчета базовых показателей (уравнения 1-5), принятых для установления идентичности нефтепродуктов методами газовой хроматографии (как правило,

с пламенно-ионизационным детектором). Щ (1) ПН = £ (2)

н - С„ /пристан = (3) н -С,8 ! фитан = (4) пристав фитан= (5)

пристан

— п , - -г -г „

^ фитан фигтн

где: ЦТ - «центр тяжести н-алканов» (отвечающий максимуму в распределении н-алканов на хроматограмме), - площадь н-алкана, содержащего 1 атомов углерода; ИН - индекс нечетности V»? , У5 суммарная площадь пиков н-алканов с нечетным и четным

печет ¿ш-й чет

количеством атомов углерода; соотношение изопреноидов пристана, фитана и н-алканов.

Однако использование такого ограниченного перечня показателей может приводить к ошибочным (ошибочно положительным - образцы идентичны) результатам, в особенности, когда исследуемые пробы подвергались процессам выветривания, деградации и т.п. Наиболее устойчивыми в окружающей среде являются Сз-фенантрены (РЬ3) и С3-дибензотиофены (03), хроматограммы для этих групп соединений, в отличие от углеводородных, остаются практически неизменными в процессе «старения». Соотношения Оз /РЬз и Г)2 /РЬ3 остаются постоянными в процессе «старения» и могут рассматриваться как критерии идентификации (индикаторы «происхождения») нефтепродуктов, в то время как остальные соотношения, уменьшаются.

Метод ГХ/МС в режиме групповой идентификации позволяет провести и определение соотношении различных групп полиароматических углеводородов. На рис.2 представлены типовые хроматограммы С2 - и С3 -фенантренов для разных проб нефтепродуктов. Обобщенный перечень предлагаемых показателей на основе соотношений различных групп «ароматики», используемых при идентификации нефтепродуктов в дополнение к общепринятым, приведен в таблице 6.

Рис. 2. Пример масс-хроматограмм С2 -фенантренов и С3 -фенантренов для двух различных проб нефтепродуктов.

Таблица 6. Перечень дополнительных групповых показателей, используемых при идентификации источников нефтяных загрязнений

Показатель Расшифровка

Бз/РЬз отношение суммарной площади пиков С3 -дибензотиофенов к суммарной площади пиков С3 -фенантренов

02/РЬ3 отношение суммарной площади пиков С2 -дибензотиофенов к суммарной площади пиков С3 -фенантренов

Б] /РЬз отношение суммарной площади пиков С! -дибензотиофенов к суммарной площади пиков С3 -фенантренов

Ы3 /РЬ3 отношение суммарной площади пиков Сз -нафталинов к суммарной площади пиков С3 -фенантренов

N2 /РЬ3 отношение суммарной площади пиков С2 -нафталинов к суммарной площади пиков С3 -фенантренов

N1 /Р1г3 отношение суммарной площади пиков С) -нафталинов к суммарной площади пиков С3 -фенантренов

Если значение Оз/РЬз и В2/РЬ3, наряду с другими показателями для пробы, отобранной на месте загрязнения, отличаются от таковых для пробы из источника загрязнения не более чем на 15%, пробы признают идентичными. Процедура идентификации считается законченной, если для всех проб, отобранных в месте загрязнения, установлена их идентичность или не идентичность пробам из предполагаемых источников загрязнения по всей группе показателей согласно обобщенной схеме (алгоритму) проведения процедуры идентификации нефтепродуктов (рис. 3).

Рис. 3. Схема проведения идентификации источников нефтяных загрязнений.

Возможности хромато-масс-спектрометрии в варианте ВЭЖХ/МС были исследованы при идентификация фуллеренов в связи с решением проблем развития и совершенствования новых измерительных технологий для обеспечения потребностей как их производства, так и применения. Метод ВЭЖХ с традиционными детекторами, как и большинство хроматографических методов, имеет присущие им ограничения, связанные с невозможностью идентификации веществ, для которых нет аутентичных стандартов. Соответственно, при наличии на хроматограмме нескольких пиков, можно достоверно идентифицировать только те из них, для которых существуют образцы сравнения (индивидуальные вещества).

В результате проведенных исследований показано, что в отработанных нами условиях фуллерены дают воспроизводимые масс-спектры отрицательных ионов при использовании метода ионизации электрораспылением -«электроспрей». Установлено, что для фуллеренов, их производных (оксидов, перфторалкил замещенных и некоторых других), а также для эндофуллеренов с атомами металлов - Ст<3, Бт, ТЬ, основным ионом в спектре (наряду с незначительными количествами кластерных ионов) является молекулярный ион. Это обстоятельство позволяет проводить идентификацию фуллеренов в зависимости от числа атомов углерода, природы и количества заместителей (для производных фуллеренов) или природы атомов металла в эндофуллеренах.

Типовые хроматограммы промышленных смесей фуллеренов и некоторые спектры фуллеренов и эндофуллеренов представлены на рис. 4 и 5.

1 . f .

%'„.'.. Тт„ C?OOJ

11 * м «0

■? Ш: tiw*

4 Т Cii

С»

Рис. 4. Хроматограмма промышленной смеси фуллеренов. (LC/MS-ESI, YMC-Pack Pro С18 (150 х 4,6 mm ID, S-5mkm), элюент толуол:метанол (55:45)) и ИЭР масс-спектры отрицательных ионов для некоторых пиков.

(I

Рис. 5. ИЭР масс-спектры отрицательных ионов для эндофуллеренов: ТЬ@Сбо; Са@С82; 5т@С82.

Ограничением метода является неразличимость масс-спектров для изомерных структур. Тем не менее, с помощью указанного метода в сочетании с высокоэффективной жидкостной хроматографией проанализированы различные смеси фуллеренов, получены масс-спектры и проведена идентификация для большинства зарегистрированных компонентов. Таким образом, разработаны условия и режимы использования техники ВЭЖХ/МС-ИЭР, позволяющие проводить идентификацию фуллеренов, их производных, а также металлофуллеренов в сложных смесях. Одновременно следует отметить, что выполненные работы создают основу для создания спектральных библиотек масс-спектров отрицательных ионов для режимов электрораспылительной ионизации фуллеренов, их производных, эндофуллеренов с атомами различных металлов.

3 Алгоритмы повышения точности определении индексов удерживания при программировании температуры и особенности их использования в сочетании с хромато-масс-спектрометрической идентификацией

Важнейшим условием практического использования величин индексов удерживания (ИУ), как и любых справочных характеристик, является их межлабораторная воспроизводимость, которая в газовой хроматографии с программированием температуры не всегда достигается и, как правило, не контролируется. Нами изучено влияние ряда параметров хроматографического разделения, включая температурные режимы, скорость газа-носителя, размеры используемых капиллярных колонок на правильность и воспроизводимость определения ИУПТ. Предложено использовать н-алканы в качестве как моделей аналитов, так и реперных соединений, для которых по определению правильными значениями ИУПТ будут величины, равные 100 п. Соответственно, в качестве меры правильности ИУПТ можно считать величину Л1, представляющую собой расхождение между значением индекса, полученным экспериментально (1ЭКСГ), и его теоретическим значением:

А/= /^-100«

В экспериментальных исследованиях влияния параметров хроматографического разделения на правильность ИУПТ в качестве модельных соединений использовали н-алканы, а в качестве характеристик правильности и повторяемости - величины А1 и (стандартное отклонение). В результате изучения влияния различных факторов на ИУПТ н-алканов установлено:

• величина А1, характеризующая отклонение ИУПТ для н-алканов от их теоретических значений, может использоваться в качестве меры систематической погрешности определения ИУПТ;

• использование величин А1 для н-алканов позволяет контролировать экспериментальные условия и алгоритм расчета ИУПТ и улучшить воспроизводимость ИУПТ определяемых веществ;

• повторяемость значений ИУПТ для ?/-алканов в рамках конкретных условий хроматографического разделения определяется стабильностью измерения исходных параметров удерживания (времен удерживания), и их среднеквадратичное отклонение не превышает десятых долей единиц индекса (е. и.)- Это позволяет проводить раздельное определение хроматографических параметров реперных соединений и компонентов исследуемой смеси, снимая ограничения, связанные с числом и набором реперных веществ.

Для того чтобы выявить оптимальные условия ГХ разделения аналитов для получения воспроизводимых значений ИУПТ, необходимо выполнение определенной последовательности действий (рис.6). Представленный подход был использован как при экспериментальном определении ИУПТ для некоторых рядов модельных соединений, так и при расчете ИУПТ на основе исходных литературных параметров удерживания. В таблице 6, в качестве примера, приведены результаты измерений ИУПТ для эфиров карбоновых

кислот, выполненные двумя различными методами, свидетельствующие о хорошей сходимости полученных значений.

Таблица 6. Обобщенные индексы (О) и ИУПТ (расчет методом кубических парабол) бензиловых эфиров алифатических карбоновых кислот С,-С6 на колонке с диметилсилоксановой неполярной фазой НР-1 (фрагмент)._

Название вещества С1 (ряд н-алканов) ИУПТ (ряд н-алканов Сд -С,7) АI

с9 899.1 -0.9

Сю 1000.1 0.1

Бензилформиат 1057.0 (С9,С10,С„) 1058.3 (С10,С1ЬС12) 1056.6 (С9,С„,С13) <71^=1057.2 1057.0

С„ 1099.4 -0.6

Бензилацетат 1141.8 (С10,С„,С12) 1143.1 (С1ЬС12,С13) 1138.9 (Cio.Ci2.Ci4) &ср=11413 1141.0

С,2 1201.2 1.2

Бензилпропионат 1239.7 (СцАьСв) 1234.4 (С,2,С,з,С,<) 1237.2 (С,,,0,3,0,5) „,=1237.1 1236.9

В целом, разработанные и сформулированные алгоритмы определения ИУПТ позволяют рационализировать как создание и пополнение баз данных, так и их использование в практике газохроматографического анализа.

Применение ИУПТ в сочетании с масс-спектральными данными было исследовано на примере идентификации терпенов, экспертизе состава нефтяных II газоконденсатных фракций. Роль хроматографических индексов удерживания возрастает при идентификации соединений, имеющих много вариантов структуры, соответствующих одной брутто-формуле, что особенно характерно для терпенов. Рассматривая результаты библиотечного поиска с точки зрения структурных вариаций, к которым масс-спектр малочувствителен, можно сделать заключение, что практически для всех компонентов исследуемых образцов не представляется возможным проведение однозначной идентификации методом ГХ/МС. По данным ГХ/МС анализа можно привести только брутто-формулы и провести групповую идентификацию. Поэтому, полученные результаты поиска по масс-спектрам целесообразно было рассматривать как предварительные, требующие последующего привлечения других методов для уточнения структуры. В дополнение к спектральным характеристикам нами были определены индексы удерживания. Алгоритм идентификации по масс-спектрам и ИУПТ приведен на рис. 7.

Рис. 7. Алгоритм проведи шя идентификации по масс-спектрам и ИУПТ.

Этот же подход был использован при идентификации компонентов газоконденсатных фракций. В качестве результата ГХ/МС идентификации для каждого соединения был получен перечень как минимум из 3-5 равнозначных альтернативных ответов. Для последующего уточнения структур компонентов определялись ИУПТ, которые сравнивались с литературными данными (величины А1 для реперных н-алканов не превышали 1.5 е.и). Фрагмент результатов, иллюстрирующих проведение идентификации по масс-спектрам и ИУПТ, приведен в таблице 7. В итоге было идентифицировано 87 соединений для кубового остатка, от 18 до 40 соединений для промежуточных нефтяных фракций, доля идентифицированных компонентов в каждом случае составляла более 90% от общего содержания зафиксированных компонентов.

Таблица 7. (фрагмент) Результаты ГХ/МС и ИУПТ идентификации компонентов газового конденсата.__

ИУПТ Группа равновероятных ИУПТ Результат

вещества ответов идентификации по (собств. идентификации

масс-спектрам данные)

1039 1 -Метил-4-изопропил бензол 1011 1-Метил-З-

1,2-Диметил-4-этил бензол 1073 пропилбензол

1 -Метил-З-пропилбензол 1039

1 -Метил-2-изоиропилбензол 1025

1,2,3,5-Тетраметилбензол 1108

874 З-Метилоктан 873 3-Метил октан

2,5-Диметилоктан 933

732 2,4-Диметилгексан 731 2,4-Диметилгексан

2,2-Диметилгексан 728

947 1,2,4-Триметил бензол 978 1,3,5-

1,3,5-Тримет ил бензол 953 Триметил бензол

1,2,3-Триметил бензол 1006

852 о-Ксилол 876 м- или п- ил1ы/+«-

л (-Ксилол 853 Ксилолы

»-Ксилол 853

Таким образом, установлена информативность и достаточность применения ИУПТ дополнительно к масс-спектрометрической информации в подтверждающем анализе изомерных углеводородов нефти. Следует отметить, что при идентификации групп соединений, имеющих, подобно терпенам или изомерным углеводородам нефти, много вариантов структурных аналогов, применение информации по параметрам удерживания оказывается более информативным, чем использование второго независимого спектрального метода, например ГХ/И1СФС. Однако и в этом случае остается проблема наличия и объема используемых баз данных, но теперь уже по индексам удерживания.

4 Алгоритмы выполнения исследований проб неизвестного состава и

способы оценки вклада процедур дериватшащш и подготовки проб в повышение надежности идентификации органических аналитов

Схема выполнения анализов проб неизвестного состава выбирается в зависимости от поставленной перед аналитиком конкретной задачи исходя из предварительной информации о месте отбора пробы, ее внешнем виде и предположительном составе. При реализации такого типа анализов требования к специфичности процедур подготовки проб минимизированы и обусловлены необходимостью соблюдения максимально полного соответствия компонентного состава пробы в целом и ее части, подвергаемой тому или иному виду инструментального анализа. В связи с этим, важную роль при формировании схемы анализа и интерпретации результатов играет предварительная информация о происхождении и типе пробы и, соответственно, вероятных классах аналитов. Разработанный нами обобщенный алгоритм анализа проб неизвестного состава для идентификации и определения не регламентируемых органических аналитов представлен на рис.8.

На первом этапе предусмотрено выполнение элементного анализа пробы, в первую очередь определение общего органического и «летучего органического» углерода. Полученные данные могут служить основой для оценки общего содержания органических аналитов, а также вкладе в это содержание аналитов, которые могут быть определены методами ГХ (ГХ/МС, ГХ/ИКФС и т.п.). С учетом полученной информации также может быть принято решение о целесообразности (или нецелесообразности) привлечения методов ВЭЖХ/МС для идентификации и определения нелетучих органических аналитов. В зависимости от типа пробы могут быть использованы различные варианты подготовки пробы (рис. 8) для проведения инструментального ГХ/МС анализа и идентификации аналитов по алгоритмам, рассмотренным в предыдущих разделах.

Возможности и границы использования хроматографических и спектральных методов для идентификации органических аналитов могут быть существенно расширены путем включения в процедуру подготовки проб стадии химической модификации (дериватизация). В этом случае производится перевод анализируемых соединений в форму, пригодную для газохроматографического анализа, улучшение хроматографических характеристик и т.п. Важным преимуществом, достигаемым с помощью дериватизации, является расширение спектра соединений, которые могут быть проанализированы и идентифицированы методами ГХ и ГХ/МС.

Так, при решении задач испытаний и стандартизации производства нового химиотерапевтического (противоракового) препарата - Олипифата (что является сокращенным от - «окисленный лигнин - пирофосфат») для изучения компонентного состава труднолетучих органических соединений одновременно с ГХ/МС анализом экстрактов выполнялся также анализ продуктов после предварительного метилирования этих же экстрактов.

ПРОБЫ

Первичные показатели - Измерение: рН; общего/органического/летучсго органического углерода; других элементов (N/S и т.п.); воды по Фишеру;

+

Варианты иробоподготов- ки проб к инструментальным измерениям Прямой анализ пробы (если возможно) или ее раствора; Летучие органические соединения: прямой анализ газовой фазы или статический парофазный анализ (для жидких и твердых матриц); для микропримесей -концентрирование на сорбенты с последующей термодесорбцией или десорбцией растворителем. Полулетучие и нелетучие органические соединения: экстракция растворителями (при вариации рН), твердофазная экстракция.

Получение информации для первичной идентификации К'ОМЦОНСНТСШ (масс-спектры) =i> Анализ методом газовой хроматографнн/масс-снектрометрни Предварительная идентификация компонентов пробы по библиотекам масс-спектров NIST и Wiley Анализ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии/масс-сп ектрометрин. Предварительная идентификация путем интерпретации спектров.

Получение информации для уточняющей идентификации компонентов Анализ с использованием вспомогательных методов для уточнения результатов идентификации: • Измерение индексов удерживания (ГЖХ, ВЭЖХ); • Анализ методами ГЖХ с ИК-Фурье и/или атомно-эмиссионной спектроскопией; • Использование методов получения производных (дериватизации);

|

Окончательный рапорт о составе пробы и уровнях концентраций идентифицированных веществ Количественный анализ идентифицированных компонентов по аттестованным методикам. В случае отсутствия аттестованных методик -полуколичественный анализ методами газовой хроматографии, газовой хроматографии/масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Piic.8. Алгоритм анализа пробы неизвестного состава на содержание органических соединений.

Метилирование анализируемых проб являлось необходимой процедурой, так как смоляные кислоты не определяются в условиях прямого газохроматографического анализа. В исследованных пробах обнаружено 5 смоляных кислот: три компонента относятся к ряду С20Н30О2, из них точную структуру (абиетиновой кислоты) можно приписать только одному компоненту. Остальные являются изомерными структурами в пределах данной брутто-формулы. Две другие смоляные кислоты описываются брутто формулой С20Н28О2 и являются дегидрированными изомерными соединениями по отношению к упомянутым выше. Наиболее представительный пик на масс-хроматограмме пробы олипифата (18 мкг/г) и полифепана (11 мкг/г) соответствует метиловом}' эфиру дегидролевопимаровой кислоты.

При выполнении экологической экспертизы по оценке степени загрязненности воды оз. Дроздово (сток Приозерского ЦБК) в результате ГХ/МС анализа и последующего библиотечного поиска по библиотеке масс-спектров был сформирован перечень органических токсикантов. Проведение повторного анализа образцов после их метилирования гидроксидом триметиланилиния в испарителе хроматографа (flash methylation) позволило заметно расширить перечень зафиксированных компонентов за счет серии непредельных и динепредельных кислот, двухатомных фенолов, которые в неметилированном виде не определяются в условиях ГХ анализа. В метилированном экстракте зафиксировано 10 компонентов, не определяемых прямым ГХ анализом.

Алкил- и диалкил- тио- и дитиофосфаты - широко распространенные промышленные сурфактанты, не метилируются с помощью известных методик. В связи с этим нами была разработана процедура метилирования этих соединений йодистым метилом в диметилформамиде в присутствии щелочного катализатора, позволяющая анализировать их в виде соответствующих метиловых эфиров методом газовой хроматографии.

Использование оригинальной процедуры метилирования, осуществляемой метилиодидом в среде ДМФА в условиях щелочного катализа, позволило проанализировать с помощью газовой хроматографии и идентифицировать в виде соответствующих метиловых эфиров основные загрязнители стоков комбината по переработке никеля — дибутилдитиофосфат («Аэрофлот») и продукты его деструкции. На этой основе предложен метод целевого анализа содержания дибутилдитиофосфата в сточных водах, по своим характеристикам существенно превышающий известную фотоколориметрическую процедуру. Разработанная методика ГЖХ-определения «Аэрофлота» в воде была опробована при анализе сточных вод комбината «Печенганикель».

Принадлежность хроматографического пика метиловому эфиру дибутилдитиофосфорной кислоты была подтверждена с помощью ГХ/МС исследования (с электронной ионизацией) как метилированного образца заведомого «Аэрофлота», так и метилированных экстрактов проб сточной воды.

Масс-спектры кислот и их метиловых эфиров хорошо изучены и достаточно широко представлены в массивах справочных данных. Заранее известно, что

□ m/z 60 ■ m/z 74

успех в установлении структуры соединения зависит от факта наличия и удельного веса диагностических фрагментов в масс-спектре, а правильное установление гомологического номера в большинстве случаев возможно после выявления молекулярного иона. Однако, основываясь лишь на анализе масс-спектров, нельзя предсказать ожидаемую эффективность и надежность идентификации соединений с помощью метода ГХ/МС с компьютерным библиотечным поиском, поскольку при этом окажутся неучтенными следующие факторы:

• представлено ли и каким количеством спектров, идентифицируемое соединений в используемой базе данных;

• представлены ли и насколько полно, в базе данных соединения с близкими масс-спектрами, т.е. потенциальные неверные ответы;

• в какой степени воспроизводимы масс-спектры идентифицируемого соединения из области возможных неверных ответов (плохая воспроизводимость масс-спектров может носить как «объективный» характер, если она обусловлена физико-химической природой вещества, так и «субъективный», если связана с ошибочными справочными данными);

Рис. 9. Сопоставление относительных интенсивностей (1ср.) ионов с m/z 60 и m/z 74 (в % от максимального) в усредненных масс-спектрах некоторых кислот ряда RCOOH (С6) и их метиловых эфиров, соответственно (RCOOH: 1- С-С-С-С-С-; 2- С-С-С(СН3)-С; 3- С-С(СН3)-С-С-; 4- С-С-С-С=С-; 5- С-С-С=С-С-; 6- С-СС-С-С-; 7- С=С-С-С-С-).

Анализ с учетом перечисленных выше факторов для выборки кислот ряда С6 с различными вариантами строения углеводородной цепи, а также соответствующих метиловых эфиров показал, что возможности структурной идентификации метиловых эфиров существенно выше (см. рис. 9, где относительная интенсивность ионов с массовым числом 74, характеристичных

в пределах класса для метиловых эфнров, существенно превышает относительную интенсивность ионов с массовым числом 60 в масс-спектрах исходных кислот). Учитывая также целый рад преимуществ, достигаемых с помощью метилирования, групповой ГХ/МС анализ кислот в пробе неизвестного состава следует считать более достоверным, если он включает стадию метилирования.

Второй важнейшей группой исследованных соединений с кислотными функциями являются фенолы, широко представленные в выбросах самых различных предприятий и подлежащие обязательному аналитическому контролю в силу токсичных свойств. Получение ацильных производных позволяет определять двух- и трехатомные фенолы (прямое газохроматографическое определение которых затруднено), а также, обеспечивает более полное и воспроизводимое извлечение фенолов из водной среды

Резюмируя полученные результаты в целом можно отметить: метилирование кислотных групп существенно расширяет перечень регистрируемых с помощью газовой хроматографии соединений, улучшает их хроматографическое разделение и повышает надежность как групповой, так и структурной идентификации; ацилирование фенолов обеспечивает успешное их извлечение из водной матрицы, делает возможным газохроматографический анализ многоатомных фенолов, но снижает возможность структурной идентификации (за счет менее характеристичных спектров феннлацетатов в сравнении со спектрами фенолов). Предложенные схемы оценки информативности сочетания методов МС с процедурами метилирования или ацилирования для идентификации кислот и фенолов могут быть расширены как на другие классы веществ, так и на другие виды производных (перфторацильные, триметилсшшльные и т.п.).

5 Идентификация в методическом обеспечении анализа целевых соединений (на примере приоритетных органических токсикантов окружающей среды и некоторых эндо- и экзогенных компонентов биосред)

На примерах разработки унифицированных методик контроля приоритетных летучих органических загрязнителей воздуха (как на основе активного, так и на основе пассивного пробоотбора) показано, что при условии обеспечения постоянства качественного состава проб (подтвержденного, например, на этапе внедрения МВИ методом ГХ/МС или другим способом) требуемая надежность идентификации достигается на основе параметров удерживания. В результате выполненных исследований:

• предложен метод анализа органических загрязнений воздуха и газовых промышленных выбросов с использованием термодесорбции ЛОС одновременно в две хроматографические колонки большого диаметра, исключающий при этом стадию предварительного криофокусирования. Для достижения достоверной идентификации аналитов на этапе разработки и внедрения МВИ предлагается проводить предварительный

скрининг по индексам удерживания (ИУПТ) с целью выявления влияния сопутствующих ЛОС. В рамках МВИ идентификацию выполняют по параметрам удерживания на 2-х колонках, лнбо с предварительным ГХ/МС выявлением отсутствия влияния сопутствующих веществ - для однотипных проб (объекты «условно» постоянного состава).

• разработанный метод положен в основу ряда МВИ, прошедших метрологическую аттестацию, успешно апробированных на многочисленных объектах и зарегистрированных в Госреестре РФ. На этой же основе разработаны методики пассивного пробоотбора, которые в течение последних 5-ти лет используются для мониторинга загрязнений атмосферного воздуха г.Санкт-Петербурга, Киришей и др., а также для мониторинга загрязненности воздуха санитарно-защитных зон предприятий (например, «Киришинефтеоргсинтез»),

При определении Г1АУ в режиме ВЭЖХ с УФ- или флуоресцентным детекторами даже использование специфичных процедур пробоподготовки не всегда позволяет обеспечить требуемую надежность идентификации. Для этой группы веществ, также как и для группы стойких органических загрязнителей (ХОП, ПХБ, ПХДД/ПХДФ), наивысшая надежность идентификации аналитов обеспечивается совокупностью факторов: специфичностью процедур пробоподготовки, регистрацией сигналов характеристичных ионов, совпадением параметров удерживания в сочетании с использованием техники изотопного разбавления.

В целом при использовании метода ГХ/МС с изотопным разбавлением (С13 меченные стандарты) вещество можно считать идентифицированным при выполнении следующих критериев:

1. время удерживания определяемого аналита не должно отличаться более чем на 0,1 мин от времени удерживания соответствующего внутреннего стандарта;

2. относительная интенсивность пиков двух вспомогательных ионов в масс-спектрах определяемых аналитов не должна отличаться более чем на 20% от интенсивности этих же пиков в спектрах градуировочных растворов;

3. соотношение сигнал/шум для каждого из выбранных ионов не должно быть меньше 3:1.

На основе проведенных исследований разработан ряд МВИ ГХ/МС методом ПАУ, ПХБ, ХОП в ООС. Для решения проблем производства и экспорта мишеней для стендовой стрельбы (на Новолипецком металлургическом комбинате) при поддержке Спорткомитета РФ был разработан национальный стандарт, включающий раздел, посвященный измерению ПАУ методом ГХ/МС с изотопным разбавлением. Разработанные МВИ апробированы при различных международных межлабораторных экспериментах и сличениях, в качестве примера на рис. 10 приведены результаты измерения ПХБ в иловых осадках сточных вод.

1ывзш;»изкь

РСВ118

¿йЬа^аСол

РСВ180

МО 3130 о 120

£ по

о №0

g 80 о- 70 60

теапЗб.Орд.'д

- 1

^ / / / / / / ' / <? £ V * *

«

*

230 а 210 »190 о 170

? ко g 130 а. 110

-¡-4.

// / / ^

f /

штж

w:

Рис. 10. Результаты сличений, выполненных в рамках ЕВРОМЕТ по измерению реперных ПХБ в иловых осадках сточных вод (Russia - наши данные).

При анализе эндогенных компонентов анализируемая проба рассматривается как проба постоянного состава, а надежность идентификации в рамках используемых методов анализа определяется совокупностью факторов, связанных с процедурой пробоподготовки и последующего инструментального анализа. При идентификации по параметрам удерживания в ГХ анализе карбоновых кислот и аминокислот и при ВЭЖХ анализе стероидов эффективность процедуры подготовки проб предлагается определять посредством экспертной оценки соотношения числа потенциальных аналитов, выделенных в процессе подготовки к хроматографическому анализу, к общему числу аналитов, полученных в результате поиска по базе данных (например, базе масс-спектральных данных) по брутто-формуле или молекулярной массе.

Так, например, для масляной кислоты (определение низших карбоновых кислот в биоматериале для диагностики инфекций) из 27 кандидатов выбранных по брутто-формуле C^gCb только два кандидата выделяются в процессе пробоподготовки в виде соответствующих алкиловых эфиров: масляная и изомасляная кислоты. Таким образом, степень эффективности процедуры пробоподготоки можно оценивать как 2/27=7/100, т.е. 93%. В этом случае требование к хроматмрафическому анализу - достижение разделения масляной и изомасляной кислот (эфиров), что обеспечит достоверность идентификации только по параметрам удерживания.

Те же принципы могут быть использованы и при оценке эффективности процедур пробоподготовки при определении эндогенных аминокислот. В этом случае селективность достигается как за счет стадий дериватизации, так и за счет специфичности выделения аналитов из биологической матрицы на ионообменных колонках (см. схему на рис. 11).

Рис. 11. Схема выполнения анализа аминокислот в биосредах.

Аналогичные подходы были развиты для определения метилированных аминокислот -1-й 3-метилгистидинов. Интерес к указанным аминокислотам обусловлен тем, что 3-метилгистидин входит в состав сократительных белков актина и миозина и не реутилизируегся в организме. Таким образом, изменение концентраций этой аминокислоты в биосредах используется для определения скорости деградации мышечных белков.

При определении экзогенных компонентов, когда заранее факт приема не установлен (допинговый контроль, криминалистическая экспертиза), хроматографический анализ можно рассматривать лишь как вариант скринингового, позволяющего установить факт отсутствия тех или иных ксенобиотиков в пробах. На примере симпатомиметических аминов, психомоторных стимуляторов, стимуляторов центральной нервной системы, наркотических анальгетиков нами отработан двустадийный подход к идентификации указанных веществ в биологических жидкостях.

На первой стадии, из биологической матрицы проводится выделение искомых аналитов и, практически без дополнительной пробоподготовки, выполняется газохроматографический анализ полученных экстрактов. Поскольку все определяемые соединения относятся к классу азотсодержащих, для регистрации используется селективный термоионный (азотно-фосфорный) детектор. Предварительная идентификация осуществляется по хроматографическим параметрам удерживания. Газовая хроматография в данном случае выступает исключительно как скрининговый метод анализа, отвечающий на вопрос да/нет. Таким образом, на второй стадии проводится анализ методом ГХ/МС и идентификация осуществляется как по параметрам удерживания, так и (в первую очередь) путем сравнения масс-спектров с библиотечными и спектрами аутентичных препаратов, зарегистрированных в тех же условиях.

32

ВЫВОДЫ

1. Предложен н развит комплексный подход к идентификации и определению органических соединений в пробе неизвестного состава на основе интерпретации результатов библиотечного поиска при использовании масс-спектрометрических и Ж-спектроскопических баз данных, а также данных по индексам удерживания с учетом информации о происхождении пробы и используемых схемах предварительной пробоподготовки. Установлены границы применимости разработанного подхода к идентификации различных классов органических аналитов: углеводороды алифатического и ароматического рядов, полиароматические углеводороды, терпены, сложные эфиры, фенолы кислоты и др.

2. Сформулированы основные принципы систематизации органических аналитов в рамках получаемых ответов при МС идентификации с помощью баз данных и разработана стратегия применения ИКФС в качестве дополнительного метода. На основании сравнительной оценки возможностей комплекса ГХ/МС и ГХ/ИКФС методов для анализа модельных и реальных объектов предложены формализованные показатели, основанные на учете параметров ИК- и масс-спектров, позволяющие проводить оценку надежности идентификации с помощью библиотечного поиска для соединений различных классов.

3. Разработаны алгоритмы использования метода ГХ/МС в режиме групповой идентификации для установления идентичности сложных композиций. На примерах анализа модельных смесей и некоторых реальных объектов (промвыбросы и воздух СЗЗ предприятий «Дирол» и «Ригли», вода водоемов Ленобласти и Карелии) показана возможность применения данных подходов к установлению источников запахов, а также для выявления виновников загрязнения окружающей среды нефтепродуктами.

4. Предложены унифицированные алгоритмы измерений индексов удерживания в режиме программирования температуры, позволяющие контролировать правильность величин ИУПТ как при формировании баз данных, так и при идентификации неизвестных аналитов с использованием этих баз. Показано, что величины разности (АГ) между экспериментально определенными индексами удерживания для н-алканов и их теоретическими значениями (равными 100п, где п - число атомов углерода в молекуле) можно использовать в качестве параметра, определяющего точность и воспроизводимость измерения ИУПТ аналитов при программировании температуры. Для достижения лучшей сходимости величин ИУ аналитов необходимо минимизировать величины А1 путем оптимизации режимов хроматографического анализа (например, температурных программ).

5. На примерах анализов объектов окружающей среды, промышленных смесей сложного состава установлено, что привлечение данных по ИУПТ позволяет уточнить результаты ГХ/МС идентификации в рамках серий гомологов, изомеров или конгенеров (то есть для веществ относимых ко второй группе при идентификации по масс-спектральным базам данных). Результаты

библиотечного поиска по масс-спектрам в сочетании с данными по ИУПТ позволяют провести однозначную идентификацию для аналитов, входящих в перечисленные группы веществ, в пробах неизвестного состава.

6. Предложена общая схема оценки вклада процедур отбора и предварительной подготовки проб в систему обеспечения надежности идентификации аналитов, заключающаяся в рассмотрении этих стадий как шагов в последовательности операций приведения пробы неизвестного (или условно неизвестного) состава к пробе известного состава. В сочетании с адекватно выбранными методами конечного определения эта схема реализована на примерах определения некоторых приоритетных загрязнителей окружающей среды (ПАУ, ПХБ, ХОП, ПХДД/ПХДФ), а также ряда экзо- и эндогенных компонентов (симпатомиметические амины, стимуляторы центральной нервной системы, аминокислоты и свободные жирные кислоты) в биологических материалах и позволила достигнуть высокой надежности идентификации при определении перечисленных аналитов.

7. Показано, что при использовании смесей растворителей (толуол/метанол) ионизация электрораспылением фуллеренов (Сео-Сэд) приводит к образованию отрицательных ионов, основными среди которых являются соответствующие молекулярные ионы. Аналогичные масс спектры получены для оксидов фуллеренов, ряда некоторых замещенных фуллеренов, а также для эндофуллеренов (ТЪ@Сбо5 Gd@Cg2; Sm@C82). На основании полученных результатов сформулированы общие подходы к идентификации фуллеренов.

8. Сформирована обобщенная схема выполнения исследований пробы неизвестного состава и проведена ее апробация на примерах комплексных исследований различного типа объектов. Установлено, что основным препятствием при установлении структуры неизвестных компонентов является ограниченность используемых баз данных, в первую очередь по ИК-спектрам и индексам удерживания.

9. На основе выполненных исследований разработаны и аттестованы унифицированные МВИ приоритетных экотоксикантов:

• Методика выполнения измерений концентраций предельных, ароматических и галогенпроизводных углеводородов в атмосферном воздухе. (Свид. аттест. № 2420/667-95/0779 от 05.10.95).

• Методика выполнения измерений концентраций предельных, ароматических и галогенпроизводных углеводородов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах. (Свид. аттест. № 2420/478-95/0616 от 02.08.95).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации органических веществ в воздухе рабочей зоны и выбросах предприятий газохроматографическим методом с фотоионизационным детектором. ПНД Ф 13.1:2.91-98. Москва 1998. 25с.

• Методика выполнения измерений массовой концентрации органических веществ (18 соединений) в сточных водах газохроматографическим методом с использованием газовой экстракции и универсального многоразового пробоотборника. (Свид. аттест. №2420/10-99 от 15.02.99).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полиароматических углеводородов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Свид. аттест. № 2420/10-99 от 15.02.99).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полиароматических углеводородов в пробах воды водоемов и сточных вод методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Свид. аттест. № 2420/103-99 от 24.12.99).

• Методика выполнения измерений массовой доли полиароматических углеводородов в пробах почвы и донных отложений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Свид. аттест. №2420/104-99 от 24.12.99).

• Методика выполнения измерений массовой доли хлорорганических пестицидов в почвах и донных отложениях методом хромато-масс-спекгрометрии. ПНД Ф 16.1:2.26-97. Москва 1997. 34с.

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных бифенилов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. М МВИ 02-97. (Свид. аттест. №2420/199-97/199 от 21.03.97).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных бифенилов в почве и донных отложения методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. М МВИ 09-97. (Свид. аттест. №2420/463-97/0463 от 20.06.97).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации бензола и толуола в воздухе населенных мест газохроматографическим методом с использованием пассивного пробоотбора. М-МВИ 166-05. (Свид. аттест. № 242/139 от 24.10.2005 г).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации фенола в воздухе населенных мест газохроматографическим методом с использованием пассивного пробоотбора. М-МВИ 180-06. (Свид. аттест. № 242/95 от 01.09.2006 г).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации формальдегида в воздухе населенных мест методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием пассивного пробоотбора. М-МВИ 179-06. (Свид. атгесг. № 242/94 от 01.09.2006 г).

• Методика выполнения измерений массовой доли хлорорганических пестицидов в пробах почв и донных отложений методом хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением. М-МВИ-209-08. (Свид. аттест. № 242/41-08).

• Фуллерены. Измерение массовой доли полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ) методом хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением. ФР.1.31.2010.07625.

• Методика выполнения измерений летучих компонентов ароматизаторов, применяемых при производстве жевательной резинки, в атмосферном воздухе

методом хромато-масс-спектрометрии. М-МВИ-251-10 (Свид. аттест. № 242/352010).

Разработан также национальный стандарт ГОСТ Р 52909-2008 (Мишени для

стендовой стрельбы и спортинга. Общие технические условия).

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Крылов А.И., Давыдова О.Г. Скрининг-анализ и идентификация "летучих" допинговых веществ в биологических жидкостях В кн.: Медицинский и допинговый контроль спортсменов. JI. 1981. С. 108-116.

2. Крылов А.И., Хлебникова Н.С. Новый метод анализа пемолина. В кн.: Медицинский и допинговый контроль спортсменов. JI. 1981. С.122-129.

3. Крылов А.И., Давыдова О.Г. Скрининг-анализ некоторых фармакологических препаратов в биологических жидкостях. // Лаб. Дело. 1982. №12. С.732-734.

4. Крылов А.И. Высокоэффективная жидкостная хроматография андрогенных и анаболических стероидов (обзор). В кн.: Мышечная деятельность и гормоны. Л. 1982. С.36-42.

5. Krylov A.I., Khlebnikova N.S. Quantitative gas-liquid chromatographic determination of pemoline using trimethylanilinium hydroxide. // J. Chromatogr. 1982. V.252.P.319-324.

6. Куклин B.H., Сморыго H.A., Ивин Б.А., Крылов А.И. и др. 2-Арил-4-окси-1,3-тиазин-4,6-дионы, обладающие противоопухолевой активностью. Авт. Свидетельство СССР №1048732 от23.02.1982.

7. Куклин В.Н., Кириллова Е.Н., Сморыго Н.А., Крылов А.И. и др. Замещенные 2-фенил-4-метокси-6-оксо-1,3 -тиазины, обладающие противоопухолевой активностью. Авт. Свидетельство СССР №1220300 от 20.04.1984.

8. Бородина В.Л., Крылов А.И., Рогозкин В.А. Экспресс-метод количественного определения аминокислот с помощью газожидкостной хроматографии. // Лаб. Дело. 1984. №7. С.395-398.

9. Крылов А.И., Хлебникова Н.А., Рогозкин В.А. Определение тестостерона и эпитестостерона в биологических жидкостях с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. // Лаб. Дело. 1985. №12. С.594-597.

10. Крылов А.И., Алексеев А.Т., Рогозкин В.А. Триметилсилилацетилацетон -эффективный силилирующий агент для газохроматографического анализа. //Журн. Аналит. химии. 1985. Т.40, №11. С.2087-2089.

11. Крылов А.И., Бородина В.Л., Рогозкин В.А. Количественный газохроматографический анализ аминокислот с использованием микронабивных колонок. //Журн. Аналит. химии. 1985. Т.40. №12. С.2235-2240.

12. Рогозкин В.А., Мелещенко Л.Н., Алексеев А.Т., Крылов А.И. Количественный газохроматографический анализ 3-метилгистидина в биологических жидкостях. // Укр. биохим. журн. 1986. Т.58. №1. С.62-66.

13. Rogozkin V.A., Krylov A.I., Khlebnikova N.S. Quantitative gas-chromatographic analysis of 1- and 3-methylhistidines in biological fluids. // J. Chromatogr. Biomed. Appl. 1987. V.423. P.33-40.

14. Крылов А.И., Куклин ВН., Ивин Б.А. Исследование азиыов и азолов. 64. Масс-спектры и таутомерия 2-арил-4,6-диоксо-1,3-тиазинов. // ХГС. 1987. №Ю. С.1409-1412. "

15. Тарарин П.А., Королюк A.M., Крылов А.И. Газохроматографический анализ продуктов метаболизма анаэробных бактерий. Сообщение 1. Разработка методики. //Лаб. Дело. 1988. №1. С.65-67.

16. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Полуяктова С.К. Газохроматографическое определение свободных жирных кислот крови с применением экстрактивного алкилирования. // Журн. Аналит. химии. 1991. Т.46. №12. С.2428-2435.

17. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Волынец Н.Ф., Беляева Т.В., и др. Газохроматографический и хромато-масс-спектрометрический анализ образцов почвы и шлака после пожара на производственной свалке. // Ж. Экол. химии. 1992. №1. С.112-123.

18. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Волынец Н.Ф, Костюк И.О. и др. Хроматографическое и хромато-масс-спектрометрическое исследование конденсатов отходящих газов завода но утилизации мусора. // Ж. Экол. химии. 1992. №1. С.124-134.

19. Петрова H.A., Михалева Л.П., Жаковская З.А., Костюк И.О., Крылов А.И. Газохроматографическое определение ацетонциангидрина в водных растворах. //Журн. Аналит. химии. 1993. Т.48. №4. С.759-762.

20. Крылов А.И., Волынец Н.Ф., Костюк И.О. Концентрирование органических веществ из водных сред на полимерных сорбентах серии полисорб и полихром. //Журн. Аналит. химии. 1993. Т.48. №9. С.1462-1468.

21. Крылов А.И., Васильева И.А., Хлебникова Н.С. О влиянии параметров хроматографического разделения на правильность и воспроизводимость определения индексов удерживания при программировании температуры. // Журн. Аналит. химии. 1994. Т.49. №10. С.1097-1103.

22. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Макеева Н.М., Савельева Е.И. Химико-экологическая экспертиза иловых осадков систем водоочистки стоков. В кн.: Диоксины: экологические проблемы и методы анализа. Уфа. 1995. С. 304-309.

23. Крылов А.И. Хроматографический анализ в экологической экспертизе (обзор). //Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №.3. С.230-241.

24. Крылов А.И., Костюк И.О., Волынец Н.Ф. Определение полиароматических углеводородов в воде методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с концентрированием и фракционированием на ХАД-2. // Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №.5. С.543-551.

25. Костюк И.О., Крылов А.И. Определение полиароматических углеводородов в образцах почвы и донных отложений. // Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №.5. С.552-556.

26. Крылов А.И., Волынец Н.Ф., Костюк И.О., Буевец В.В. Концентрирование органических веществ из водных растворов па углеродных сорбентах серии СКС, СКН и Карбохром. //Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №. 9. С.924-930.

27. Савельева Е.И., Тарарин П.А., Хлебникова Н.С., Крылов А.И. Газохроматографическое определение дибутилдитиофосфата и продуктов его гидролиза в водных средах. //Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №. 11. С.1188-1192.

28. Савельева Е.И. Хлебникова Н.С., Васильева И.А., Крылов А.И. Об использовании хромато-масс-спектрометрии и хромато-ИК-Фурье спектроскопии в идентификации терпенов. // Журн. Общ. Химии. 1996. Т.66. №4. С.678-686.

29. Крылов А.И. Основы методического обеспечения в контроле приоритетных органических загрязнителей при санитарно-химической и экологической экспертизе. //Медицина экстремальных ситуаций. 2000. №4. С.32-37.

30. Крылов А.И. Компонентный состав низкомолекулярной фракции органических соединений в препаратах Полифепан и Олппифат. В кн.: Опыт доклинического исследования на примере олипифата, под ред.

B.А.Филова, А.М.Берковича. С-Петербург НИКА. 2002. С.256-259.

31. Крылов А.И. Сопоставление российских и европейских методов определения органических токсикантов в почвах. В кн.: Методы оценки качества почв в России и странах ЕС. С-Петербург. 2002. С. 135-138.

32. Крылов А.И. Определение приоритетных органических токсикантов при санитарно-химической и экологической экспертизах: методологические подходы и методическое обеспечение (обзор). // Рос. Хим. Ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). 2004. T.XL VI11. №2? С.34-43.

33. Конопелько JI.A., Крылов А.И. Кустиков Ю.А., Харитонов С.Г. Новые методы мониторинга приоритетных органических токсикантов в атмосферном воздухе Санкт-Петербурга. // Мир измерений. 2006. № 10.

C.11-14.

34. Крылов А.И., Конопелько Л. А., Харитонов С.Г. Новые подходы к химико-аналитическим измерениям загрязнителей воздуха. // Журнал Экология производства. 2007. № 4. С.77-80.

35. Крылов А.И. Современные измерительные технологии для контроля приоритетных оргашгческих токсикантов окружающей среды. В кн.: Метрология физико-химических измерений. Под ред. Конопелько JI.A., Рожнова М.С. С-Петербург. 2011. С.179-214.

36. Крылов А.И., Конопелько Л.А., Лопушанская Е.М., Попов О.Г., Грушко Ю.С. Метрологическое обеспечение при производстве фуллеренов. // Журнал Измерительная техника. 2011. № 10. С. 58-62.

Подписано в печать 13.03.2012 г. Тираж 120 экз. Заказ №415 Отпечатано в ООО «АиБ» 190013, Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.9

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора химических наук, Крылов, Анатолий Иванович

Наименование раздела Стр.

раздела

Введение (актуальность, цели и задачи, положения, 7 выносимые на защиту)

1 Хроматографические и спектральные методы в 14 идентификации органических аналитов при анализе проб неизвестного состава (Обзор литературы)

1.1 Использование спектральных методов (ГХ/МС и ГХ/ИКФС) 19 с применением компьютерного библиотечного поиска для идентификации компонентов в пробе неизвестного состава

1.2 Индексы удерживания и пути их использования для 31 идентификации компонентов в пробе неизвестного состава

2 Общая характеристика объектов и методов 46 исследования: эксперментальные и информационные методы

3 Газовая хроматография в сочетании с масс- 57 спектрометрией и ИК-Фурье спектроскопией в идентификации органических аналитов (на примере модельных смесей и промышленных композиций)

3.1 Исследование возможностей идентификации органических 60 аналитов при совместном использовании методов ГХ/МС и ГХ/ИКФС на модельных смесях при библиотечном поиске по «идеальным» (библиотечным) и реальным спектрам

3.2 ГХ/МС и ГХ/ИКФС идентификация органических аналитов 88 в пробах промышленных композиций каменноугольных пеков (ПАУ), смесей ароматизаторов и эфирных масел (углеводороды терпенового ряда).

4 Масс- и хромато-масс-спектрометрия в индивидуальной 96 и групповой идентификации органических аналитов границы применения на примерах анализа различного типа объектов и композиций)

4.1 Хромато-масс-спектрометрическая идентификация для 99 оценки компонентного состава проб (исследование состава образцов некоторых промышленных продуктов и отходов различных процессов)

4.2 Хромато-масс-спектрометрия как метод групповой 105 идентификации (измерение душистых веществ и ароматизаторов для целей контроля их суммарного содержания)

4.3 Применение газовой хроматографии - масс-спектрометрии 119 для оценки группового состава и установления идентичности нефтепродуктов.

4.4 Хромато-масс-спектрометрическая (ВЭЖХ/МС) 146 идентификация фуллеренов и их производных

4.5 Масс-спектрометрическая идентификация 160 таутомерных форм в чистых веществах (Масс-спектры и таутомерия 2-арил-4,6-диоксо-1,3-тиазинов)

5 Алгоритмы повышения точности определения индексов 166 удерживания при программировании температуры и особенности их использования в идентификации органических аналитов сочетании с данными ГХ/МС

5.1 Влияние параметров хроматографического разделения на 166 правильность и воспроизводимость индексов удерживания при программировании температуры.

5.2 Алгоритмы получения данных по ИУПТ из литературных 180 источников

5.3 Применение ИУПТ в сочетании с ГХ/МС при 191 идентификации терпенов, экспертизе состава нефтяных и газоконденсатных фракций.

6 Алгоритмы выполнения исследований пробы 201 неизвестного состава и способы оценки вклада процедур дериватизации и подготовки проб в повышение надежности идентификации органических аналитов

6.1 Обобщенные схемы выполнения анализов пробы 202 неизвестного состава и алгоритмов идентификации органических аналитов

6.2 Химическая модификация (дериватизация) - как способ 207 получения дополнительной информации при идентификации аналитов в хроматографическом анализе

6.3 Способы оценки вклада методов пробоподготовки при 220 идентификации целевых органических аналитов в пробе неизвестного состава

7. Идентификация в методическом обеспечении анализа 222 целевых соединений (на примере приоритетных органических токсикантов окружающей среды и некоторых эндо- и экзогенных компонентов биосред)

7.1 Методическое обеспечение определения приоритетных 222 органических токсикантов в окружающей среде

7.1.1 Унифицированные методики контроля приоритетных 223 летучих органических загрязнителей воздуха. Новые подходы к мониторингу атмосферного воздуха на основе пассивного пробоотбора

7.1.2 Методическое обеспечение определения 239 полиароматических углеводородов (ПАУ)

7.1.3 Методическое обеспечение определения стойких 251 органических загрязнителей в объектах окружающей среды

7.2 Методы анализа эндогенных (аминокислот, низших 259 карбоновых и жирных кислот, некоторых андрогенных стероидов) и экзогенных (некоторых допинговых веществ и их метаболитов) компонентов биологических сред

7.2.1 Особенности идентификации эндогенных стероидов, 259 аминокислот и карбоновых кислот в биологических средах

7.2.2 Особенности идентификации экзогенных 264 фармакологических препаратов в биологических жидкостях Выводы 268 Список литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ООС - объекты окружающей среды

ГХ - газовая хроматография

ИУ - индекс удерживания

ИУПТ - индекс удерживания при программировании температуры

ЛОС - летучие органические соединения

ГХ/МС - газовая хроматография/масс-спектрометрия

ГХ/ИКФС газовая хроматография/ ИК-Фурье спектроскопия

ГХПТ- газовая хроматография с программированием температуры

ВЭЖХ- высокоэффективная жидкостная хроматография ВЭЖХ/МС- высокоэффективная жидкостная хроматография/массспектромерия

ИЭР- ионизация электрораспылением

ЭИ- электронная ионизация

ИР- изотопное разбавление

ЭЗД - электронозахватный детектор

ТИД - термоионный детектор

ФИД - фотоионизационный детектор

МКП - метод кубических парабол

ПДК - предельно допустимая концентрация

МВИ - методика выполнения измерений

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия

ПАУ - полициклические ароматические углеводороды

ПХБ- полихлорированные бифенилы

 
Введение диссертация по химии, на тему "Разработка и совершенствование методов идентификации и определения органических аналитов в пробах неизвестного состава"

Актуальность проблемы. Качественный анализ органических соединений в настоящее время привлекает внимание многих исследователей. Это обусловлено тем, что в различных областях, таких как: экоаналитические исследования, анализ биосред, включая допинговый контроль, фармакокинетику и фармакодинамику, экспертиза состава веществ и материалов, анализ наркотических и токсичных веществ и др., - наряду с количественным определением аналитов требуется их надежная идентификация. Существующие, и вновь разрабатываемые методы контроля состава различных объектов ориентированы, как правило, на определение конкретных веществ с использованием регламентированных процедур анализа. Однако, зачастую, даже при определении конкретных индивидуальных веществ, традиционно используемые методики оказываются малоэффективными из-за неопределенности, связанной именно с идентификацией определяемых аналитов.

Особое значение проблема идентификации приобретает при анализе проб неизвестного состава, когда при наличии минимальной априорной информации необходимо получить максимально полные сведения о составе анализируемого образца. С учетом того, что уже известны миллионы органических веществ, присутствующих в виде сложных смесей, а концентрации многих веществ необходимо измерять в микро- или нанограммовом диапазоне, вопросы идентификации становятся едва ли не более важными, чем количественное определение аналитов. Основной проблемой при анализе такого типа смесей становится не только необходимость обеспечения надежной идентификации заранее оговоренных для измерения компонентов, но и проведение идентификации других зарегистрированных сопутствующих веществ неизвестной природы, присутствие которых в пробе заранее было не оговорено или не известно.

Возможности современной техники газовой (ГХ), высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в сочетании со спектральными (массспектрометрия (МС), ИК-Фурье спектроскопия (ИКФС), УФ-спектроскопия и др.) методами позволяют выполнять как хроматографическое разделение компонентов смесей, так и последующую их идентификацию в варианте использования интерпретирующих систем, либо на основании компьютерного библиотечного поиска с помощью доступных баз данных. Повышение надежности идентификации в последнем случае связано как с расширением соответствующих библиотек (масс-спектров, ИК-спектров, индексов удерживания и т.п.), так и с совершенствованием способов интерпретации получаемых результатов. Таким образом, появляется необходимость в развитии и совершенствовании новых методологических и методических подходов, позволяющих проводить исследования в условиях, когда информация о составе пробы недоступна или ограничена.

Цели исследования:

Разработать общие методологические походы к идентификации и определению органических аналитов (как заранее оговоренных - целевых, так и неизвестных) в пробах неизвестного состава с привлечением априорной информации о характеристиках исследуемого объекта и способах подготовки и/или обработки проб. Для достижения поставленной цели было необходимо:

1. Разработать алгоритмы проведения идентификации органических соединений в пробе неизвестного состава на основе применения методов газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ/МС) и инфракрасной Фурье спектроскопией (ГХ/ИКФС) и способов совместной интерпретации результатов компьютерного библиотечного поиска. Оценить границы применимости этих методов (совместно и по отдельности) в зависимости от типа аналитов, характера анализируемой пробы и необходимого конечного результата.

2. Оценить информативность и границы применения данных по параметрам удерживания, включая индексы удерживания при программировании температуры (ИУПТ), в газохроматографическом анализе органических аналитов, как в контексте анализа "пробы неизвестного состава", так и при определении целевых соединений и усовершенствовать методы измерения ИУПТ для повышения межлабораторной воспроизводимости.

3. Исследовать возможности непосредственного использования масс-спектрометрии с электронной ионизацией и с электрораспылением и в сочетании с высокоэффективной жидкостной хроматографией для идентификации гомологов и изомеров нелетучих органических соединений (на примере фуллеренов, их производных и эндофуллеренов).

4. Провести оценку вклада используемых схем предварительной подготовки проб, включая процедуры экстракции, фракционирования, дериватизации и др. и влияние этого вклада на надежность идентификации аналитов при анализе сложных многокомпонентных матриц неизвестного состава.

5. Реализовать найденные общеметодические решения в методиках анализа важнейших объектов для определения приоритетных органических загрязнителей воздуха, воды и почвы, эндо- и экзогенных компонентов биологических матриц (моча, кровь).

Научная новизна работы:

1. Предложены новые алгоритмы проведения анализа проб неизвестного состава, основанные на принципах комплексного использования информации о происхождении проб, применяемых схемах предварительной обработки, фракционирования образцов и методах обработки и интерпретации данных компьютерного библиотечного поиска по базам данных масс-спектров, ИК-спектров и индексов удерживания.

2. На примере нескольких классов органических аналитов (углеводороды алифатического и ароматического рядов, спирты, эфиры и др.) изучена, систематизирована и статистически оценена правильность результатов идентификации по предложенным алгоритмам. На этой основе сформулированы принципы нового подхода к интерпретации результатов компьютерного библиотечного поиска при использовании массспектрометрических и ИК-спектроскопических баз данных и оценены на конкретных примерах возможности их применения для идентификации компонентов проб неизвестного состава.

3. Предложены и экспериментально обоснованы способы контроля правильности измерения ИУПТ на основе минимизации отклонения экспериментально определенных ИУПТ для н-алканов от приписанных им значений (равным 100«, где п - число атомов углерода в н-алкане). Определены границы применения ИУПТ в сочетании со спектральными данными для идентификации органических компонентов в "пробе неизвестного состава". На примере анализа терпенов и углеводородов нефтяных и газоконденсатных фракций показано, что использование ИУПТ, в дополнение к масс-спектрометрической информации, является более эффективным, чем применение второго спектрального метода, в частности

ИК-спектроскопии.

4. На примере соединений, содержащих функциональные группы с подвижным атомом водорода (карбоновые кислоты, фенолы) оценены возможности привлечения химических методов модификации аналитов (дериватизации) для увеличения надежности ГХ/МС и ГХ/ИКФС идентификации. Показано, что метилирование кислот повышает, а ацилирование фенолов снижает надежность их структурной идентификации, при этом обе процедуры дают существенную дополнительную информацию об аналитах (нерегистрируемых в обычном режиме) в пробах неизвестного состава.

5. Определены границы применения высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (с электрораспылением) для анализа фуллеренов и установлены условия воспроизводимого получения соответствующих масс-спектров, которые могут служить основой для идентификации индивидуальных веществ, а также соответствующих аналитов в сложных смесях.

6. Предложены способы оценки влияния используемых методов пробоподготовки: экстракция, фракционирование, дериватизация и др., на селективность определения целевых аналитов в пробах неизвестного состава.

Практическая значимость работы и использование полученных результатов.

1. Разработаны общие подходы и методология определения органических аналитов в пробах неизвестного состава, основанные на учете предварительной информации об анализируемой пробе, ожидаемых физико-химических свойствах аналитов и результатах интерпретации данных библиотечного поиска (при использовании методов ГХ/МС ГХ/ИКФС, ГХ, ВЭЖХ и ВЭЖХ/МС). Предложенные схемы выполнения анализов и алгоритмы интерпретации результатов апробированы при выполнении различного рода экологических экспертиз, экспертиз состава различных продуктов и материалов (сточные и природные воды, промышленные газовые выбросы, илы систем водоочистки, фармпрепараты, продукты промышленного и полупромышленного синтеза) и явились основой для принятия ряда административных и технических решений, перечней мероприятий в области защиты окружающей среды разработанных на Новолипецком металлургическом комбинате, комбинате «Печенганикель», АО «Киришинефтеоргсинтез», Приозерский ЦБК, фабриках «Дирол-Кэдбери» и «Ригли», табачных фабриках «Филипп-Морисс» и др.

2. С использованием предложенных подходов разработан ряд новых высокоточных МВИ на основе ГХ, ВЭЖХ и ГХ/МС для определения приоритетных экотоксикантов, которые широко используются многими организациями (Новолипецкий металлургический комбинат, КИНЕФ, ЦЛАТИ по СЗФО, центры Санэпиднадзора и др.) для целей производственного и экологического контроля. В течение 5-ти лет решением Правительства Санкт-Петербурга внедрена и используется система мониторинга органических загрязнений атмосферного воздуха. При выполнении международных ключевых сличений и интеркалибраций установлена высокая степень сходимости результатов полученных с использованием разработанных МВИ с результатами ведущих зарубежных институтов (NIST, LGC, ВАМ, IRMM и др.). Положения, выносимые на защиту:

1. Алгоритмы идентификации органических аналитов в пробах неизвестного состава на основе совместной интерпретации результатов библиотечного поиска при использовании масс-спектрометрических и ИК-спектроскопических баз данных. Сравнительные оценки возможностей комплекса ГХ/МС и ГХ/ИКФС методов для анализа модельных и реальных объектов. Формализованные показатели, позволяющие проводить оценку надежности идентификации с помощью библиотечного поиска для соединений различных классов.

2. Алгоритмы улучшения межлабораторной воспроизводимости измерения ИУПТ, основанные на контроле отклонений в правильности измеренных в тех же условиях ИУПТ для //-алканов от теоретических значений. Целесообразность применения введенного критерия правильности ИУПТ для н-алканов при обработке литературных данных по параметрам удерживания. Сравнительная оценка возможностей использования ИУПТ в сочетании с ГХ/МС и ГХ/ИКФС методами в анализе модельных и реальных объектов.

3. Результаты исследования возможностей использования методов хроматографии (ГХ, ВЭЖХ) в сочетании с масс-спектрометрией для групповой идентификации при определении различных групп органических аналитов: душистые вещества и ароматизаторы (терпены, сложные эфиры, альдегиды), нефтепродукты (moho-, ди- трициклические ароматические углеводороды), фуллерены (фуллерены, их производные, металлофуллерены).

4. Подходы к выбору схем предварительной подготовки проб и использования химических методов модификации соединений с разными функциональными группами для увеличения надежности их идентификации и (или) регистрации при анализе пробы неизвестного состава.

5. Результаты применения предложенных подходов в экспертизе различных реальных объектов, выполняемых по предложенным схемам выполнения анализов проб неизвестного состава. Аттестованные методики выполнения измерений различных классов органических соединений (алифатических, ароматических и галогенуглеводородов, ПАУ, ПХБ, ХОП и др.) в объектах окружающей среды, промышленной продукции (ПАУ, ПХБ и

ДР-).

Вклад автора в разработку проблемы. Постановка проблемы, общее планирование работы, экспериментальные исследования, обработка и анализ результатов выполнены либо лично автором, либо при его непосредственном участии. В выполнении работы принимали участие соискатели ученой степени кандидата химических наук Е.И.Савельева, И.А.Васильева, другие сотрудники возглавляемых автором лабораторий в НИИГПЭЧ и ВНИИМ им.Д.И.Менделеева, что отражено в соответствующих публикациях.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 1 -й Всесоюзной Конференции «Хроматография в биологии и медицине», (Москва, 1983), 5-й Всесоюзной Конференции «Аналитическая химия органических соединений» (Москва, 1984), международных симпозиумах «Хроматография и масс-спектрометрия в анализе объектов окружающей среды» (С.-Петербург, 1994), «Хроматография и спектроскопия в анализе объектов окружающей среды и токсикологии» (С.-Петербург, 1996), на конференции «Диоксины: экологические проблемы и методы анализа» (Уфа, 1995), конгрессе «ЭКВАТЭК-96» (Москва, 1996). «Научно-практические аспекты управления качеством воздуха "ВОЗДУХ 95" (С.-Петербург, 1995), на симпозиуме «5-th IAWQ Symposium on Forest Industry Wastewater» (Канада, Ванкувер, 1996), на конференции «International and National aspects of ecological monitoring» (С.-Петербург, 1997), на 9-м семинаре по парофазному анализу, посвященному памяти профессора Б.В.Иоффе, на 3-ей

Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-98» (Краснодар, 1998), на Всероссийской конференции «Химический анализ веществ и материалов» (Москва, 2000), на 4-ой Всероссийской конференции «Экоаналитика -2000» (Краснодар, 2000), на Всероссийской конференции «Актуальные проблемы аналитической химии» (Москва, 2002), на 5-й Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2003» (Спб,2003), на II Всероссийской конференции по проблемам диоксинов в России (Уфа, 2004), на 3-ей Всероссийской конференции с международным участием "Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы" (Москва, 2009), 7-й Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2011» (Архангельск, 2011).

Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано более 60 работ, в том числе 37 статей (включая 3 обзора и 2 авторских свидетельства).

 
Заключение диссертации по теме "Аналитическая химия"

268 ВЫВОДЫ

1. Предложен и развит комплексный подход к идентификации и определению органических соединений в пробе неизвестного состава на основе интерпретации результатов библиотечного поиска при использовании масс-спектрометрических и ИК-спектроскопических баз данных, а также данных по индексам удерживания с учетом информации о происхождении пробы и используемых схемах предварительной пробоподготовки. Установлены границы применимости разработанного подхода к идентификации различных классов органических аналитов: углеводороды алифатического и ароматического рядов, полиароматические углеводороды, терпены, сложные эфиры, фенолы кислоты и др.

2. Сформулированы основные принципы систематизации органических аналитов в рамках получаемых ответов при МС идентификации с помощью баз данных и разработана стратегия применения ИКФС в качестве дополнительного метода. На основании сравнительной оценки возможностей комплекса ГХ/МС и ГХ/ИКФС методов для анализа модельных и реальных объектов предложены формализованные показатели, основанные на учете параметров ИК- и масс-спектров, позволяющие проводить оценку надежности идентификации с помощью библиотечного поиска для соединений различных классов.

3. Разработаны алгоритмы использования метода ГХ/МС в режиме групповой идентификации для установления идентичности сложных композиций. На примерах анализа модельных смесей и некоторых реальных объектов (промвыбросы и воздух СЗЗ предприятий «Дирол» и «Ригли», вода водоемов Ленобласти и Карелии) показана возможность применения данных подходов к установлению источников запахов, а также для выявления виновников загрязнения окружающей среды нефтепродуктами.

4. Предложены унифицированные алгоритмы измерений индексов удерживания в режиме программирования температуры, позволяющие контролировать правильность величин ИУПТ как при формировании баз данных, так и при идентификации неизвестных аналитов с использованием этих баз. Показано, что величины разности (ЛГ) между экспериментально определенными индексами удерживания для н-алканов и их теоретическими значениями (равными 100п, где п - число атомов углерода в молекуле) можно использовать в качестве параметра, определяющего точность и воспроизводимость измерения ИУПТ аналитов при программировании температуры. Для достижения лучшей сходимости величин ИУ аналитов необходимо минимизировать величины АI путем оптимизации режимов хроматографического анализа (например, температурных программ).

5. На примерах анализов объектов окружающей среды, промышленных смесей сложного состава установлено, что привлечение данных по ИУПТ позволяет уточнить результаты ГХ/МС идентификации в рамках серий гомологов, изомеров или конгенеров (то есть для веществ относимых ко второй группе при идентификации по масс-спектральным базам данных). Результаты библиотечного поиска по масс-спектрам в сочетании с данными по ИУПТ позволяют провести однозначную идентификацию для аналитов, входящих в перечисленные группы веществ, в пробах неизвестного состава.

6. Предложена общая схема оценки вклада процедур отбора и предварительной подготовки проб в систему обеспечения надежности идентификации аналитов, заключающаяся в рассмотрении этих стадий как шагов в последовательности операций приведения пробы неизвестного (или условно неизвестного) состава к пробе известного состава. В сочетании с адекватно выбранными методами конечного определения эта схема реализована на примерах определения некоторых приоритетных загрязнителей окружающей среды (ПАУ, ПХБ, ХОП, ПХДД/ПХДФ), а также ряда экзо- и эндогенных компонентов (симпатомиметические амины, стимуляторы центральной нервной системы, аминокислоты и свободные жирные кислоты) в биологических материалах и позволила достигнуть высокой надежности идентификации при определении перечисленных аналитов.

7. Показано, что при использовании смесей растворителей (толуол/метанол) ионизация электрораспылением фуллеренов (С6о-С9о) приводит к образованию отрицательных ионов, основными среди которых являются соответствующие молекулярные ионы. Аналогичные масс спектры получены для оксидов фуллеренов, ряда некоторых замещенных фуллеренов, а также для эндофуллеренов (ТЬ@С6о5 С(1@С82; 8т@С82). На основании полученных результатов сформулированы общие подходы к идентификации фуллеренов.

8. Сформирована обобщенная схема выполнения исследований пробы неизвестного состава и проведена ее апробация на примерах комплексных исследований различного типа объектов. Установлено, что основным препятствием при установлении структуры неизвестных компонентов является ограниченность используемых баз данных, в первую очередь по ИК-спектрам и индексам удерживания.

9. На основе выполненных исследований разработаны и аттестованы унифицированные МВИ приоритетных экотоксикантов:

• Методика выполнения измерений концентраций предельных, ароматических и галогенпроизводных углеводородов в атмосферном воздухе. (Свид. аттест. № 2420/667-95/0779 от 05.10.95).

• Методика выполнения измерений концентраций предельных, ароматических и галогенпроизводных углеводородов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах. (Свид. аттест. № 2420/478-95/0616 от 02.08.95).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации органических веществ в воздухе рабочей зоны и выбросах предприятий газохроматографическим методом с фотоионизационным детектором. ПНД Ф 13.1:2.91-98. Москва 1998. 25с.

• Методика выполнения измерений массовой концентрации органических веществ (18 соединений) в сточных водах газохроматографическим методом с использованием газовой экстракции и универсального многоразового пробоотборника. (Свид. аттест. № 2420/10-99 от 15.02.99).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полиароматических углеводородов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Свид. атгест. № 2420/10-99 от 15.02.99).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полиароматических углеводородов в пробах воды водоемов и сточных вод методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Свид. аттест. № 2420/103-99 от 24.12.99).

• Методика выполнения измерений массовой доли полиароматических углеводородов в пробах почвы и донных отложений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Свид. аттест. №2420/10499 от 24.12.99).

• Методика выполнения измерений массовой доли хлорорганических пестицидов в почвах и донных отложениях методом хромато-масс-спектрометрии. ПНД Ф 16.1:2.26-97. Москва 1997. 34с.

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных бифенилов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. М МВИ 02-97. (Свид. аттест. №2420/199-97/199 от 21.03.97).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных бифенилов в почве и донных отложения методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. М МВИ 0997. (Свид. атгест. №2420/463-97/0463 от 20.06.97).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации бензола и толуола в воздухе населенных мест газохроматографическим методом с использованием пассивного пробоотбора. М-МВИ 166-05. (Свид. аттест. № 242/139 от 24.10.2005 г).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации фенола в воздухе населенных мест газохроматографическим методом с использованием пассивного пробоотбора. М-МВИ 180-06. (Свид. аттест. № 242/95 от 01.09.2006 г).

• Методика выполнения измерений массовой концентрации формальдегида в воздухе населенных мест методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием пассивного пробоотбора. М-МВИ 179-06. (Свид. аттест. № 242/94 от 01.09.2006 г).

• Методика выполнения измерений массовой доли хлорорганических пестицидов в пробах почв и донных отложений методом хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением. М-МВИ-209-08. (Свид. аттест. № 242/41-08).

• Фуллерены. Измерение массовой доли полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ) методом хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением. ФР. 1.31.2010.07625.

• Методика выполнения измерений летучих компонентов ароматизаторов, применяемых при производстве жевательной резинки, в атмосферном воздухе методом хромато-масс-спектрометрии. М-МВИ-251-10 (Свид. аттест. №242/35-2010).

Разработан также национальный стандарт ГОСТ Р 52909-2008 (Мишени для стендовой стрельбы и спортинга. Общие технические условия).

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, доктора химических наук, Крылов, Анатолий Иванович, Санкт-Петербург

1. Аналитическая химия. Том 1. методы идентификации и определения веществ. Под ред. Москвина Л.Н. СПб. Академия. 2008. 576 с.

2. Крылов А.И. Хроматографический анализ в экологической экспертизе. // Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №.3. С.230-241.

3. Зенкевич И.Г. Проблемы идентификации органических соединений в разведочных и подтверждающих экоаналитических исследованиях. // Ж. Экол. химии. 1993. №3. С.287-293.

4. Бродский Е.С., Клюев Н.А. Определение органических загрязнителей в окружающей среде с помощью сочетания газовой хроматографии и масс-спектрометрии. //Ж. Экол. химии. 1994. №1. С.1-9.

5. Зенкевич И.Г., Максимов Б.Н., Родин А.А. Газохроматографическое определение галогенсодержащих органических соединений в объектах окружающей среды. Разведочный и подтверждающий анализ. // Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №.2. С.118-135.

6. Москвин JI.H. Аналитический контроль водного и воздушного бассейнов большого города. // Ж. Экол. химии. 1992. №2. С.75-80.

7. Крылов А.И. Основы методического обеспечения в контроле приоритетных органических загрязнителей при санитарно-химической и экологической экспертизе. Медицина экстремальных ситуаций. 2000. №1, С.32-37.

8. Rivera J., Ventura F., Caixach J. e. a. GC/MS, HPLC and FAB Mass spectrometric analysis of organic micropollutants in Barselona's water supply //Intern. J. Environ. Anal. 1987. V. 12. P. 15—35.

9. Levsen K. Mass-spectrometry in environmental organic analysis. Org. Mass Spectrom. 1988. V.23. P.406-415.

10. Kastler J., Ballshmiter K. Identification of alkyl dinitrates in ambient air of central Europe. // Fresenius J. Anal. Chem. 1999. V. 363. N1. P.l-4.

11. Kappler K., Sheim U., Keidel F., Just U. Identification of low molecular vaporizable components in silicone resins using gas chromatography/mass spectrometry. // Fresenius J. Anal. Chem. 1996. V. 354. N1. P.21-26.

12. Хмельницкий Р.А., Бродский Е.С. Хромато-масс-спектрометрия. М. Химия. 1984. 211с.

13. Мишарина Т.А., Журавлева И.Л., Головня Р.В. Методы концентрирования следовых количеств летучих органических соединений. // Журн. Аналит. химии. 1987. Т.42. №.4. С.586-605.

14. Виттенберг А.Г., Иоффе Б.В. Газовая экстракция в хроматографическом анализе. Л. Химия. 1982. 279 с.

15. Neu A.S. Gas chromatography in environmental analysis. Aims and challenges. //Fresenius J. Anal. Chem. 1990. V. 337. P.583-588.

16. Alfieri A., Craford G., Ahmad I. One step sample preparation technique for broad spectrum gas chromatography/mass spectrometric determination of organic priority pollutants in water. // J. Assos. Anal. Chem. 1989. V.72. P.760-765.

17. Hass J.R., Harvan D.J., Marbury G.D. Strategies for the identification of organic chemical contaminants when routine methods fail. // Adv. Water Anal. Treat. 1987. V.14. P.965-972.

18. Poole S.K., Dean T.A., Oudsema F.M., Poole C.V. Sample preparation for chromatographic separation and overview. // Anal. Chim. Acta. 1990. V.236. Nl.P.3-42.

19. Другов Ю.С., Родин А.А., Кашмет В.В. Пробоподготовка в экологическом анализе. Практическое руководство. М. Лаб-Пресс. 2005.756 с.

20. NIST Standard reference Database 1А. NIST/EPA/NIH Mass Spectral database (NIST 11) and NIST Mass Spectral Search Program (Version 2.0g). // http://www.nist.gov/srdr/nistla.cfm (дата обращения 10.11.2011.).

21. Wiley Registry1"1 of Mass Spectral Data, 9th Edition, 8th Edition, and Other Specialty Wiley Mass Spectral Libraries. //http://www.sisweb.com/software/ms/wiley.htm(дата обращения1011.2011.).

22. Schauer N., Steihauser D., Strelkov S., Shomburg D., etc. GC-MS libraries for the rapid identification of metabolites in complex biological samples. // Febs Lett. 2005. V.579.N6. P.1332-1337.

23. Ausloos P., Clifton C.L., Lias S.J., Mikaya A.I., Stein S.E., Tchekhovskoi D.V., Sparkman O.D., Zaikin V., Zhu D. The critical evaluation of a comprehensive mass spectral library // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1999. V.10. P.287-299.

24. McLafferty F.W., Hertel R.H., Villwock R.D. Probability based matching of mass spectra. Rapid identification of specific compound in mixtures. // Org Mass Spectrom. 1974. V.9. P.690-702.

25. Pesina G.M., Venkataraghavan R., Dayringer H.E., McLafferty F.W. Probability based matching system using a large collection of reference mass spectra. //Anal. Chem. 1976. V.48. N.9. P.1362-1368.

26. Stauffer D.B., McLafferty F.W., Ellis R.D., Peterson D.W. Probability-Based-Matching Algorithm with forward searching capabilities for matching unknown mass spectra of mixtures. // Anal. Chem. 1985. V.57. N5. P. 10561060.

27. Atwater B.L., Stauffer D.B., McLafferty F.W., Peterson D.W. Reliability ranking and scaling improvements to the probability based matching system for unknown mass spectra. // Anal. Chem. 1985.V.57.N4. P.899-903.

28. Loh S.Y., McLafferty F.W. Exact-mass probability based matching of high resolution unknown mass spectra. // Anal. Chem. 1991. V.63. N6. P.546-550.

29. Hennenberg D. Software systems for mass spectrometry. Remark in view of GC/MS analysis of water pollutants. // In: Analysis of Organic Micropollutants in Water. Ed. Bjorseth A., Angeletty G. Dordrecht, Holland, 1981. P.219-230.

30. Grosh A. Complex mixture analysis using differential gas chromatography/mass spectrometry. // Anal. Chem. 1989. V.61. N18. P.2118-2121.

31. McLafferty F.W. Stauffer D., Loh S.Y. Comparative evaluation of mass spectral data bases. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1991. V.2. P.43 80440.

32. Stein S.E. Estimating probability of correct identification from results of Mass Spectral Library Searches. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1994. V.5. P.316-323.

33. Stein S.E., Scott D.R. Optimization and testing of Mass Spectral Library Search algorithms for compound identification. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1994. V.5. P.859-866.

34. NIST/EPA/NIH Mass Spectral database (NIST 11) and NIST Mass Spectral Search Program (Version 2.0g). User's Guide. May 2011. NIST. Gaithersburg, MD 20899. 65 p.

35. Самохин A.C., Ревельский А.И., Ревельский И.А. Сопоставление масс-спектров ионизации электронами ряда органических соединений (ММ<200 Да), зарегистрированных с помощью различных типов масс-спектрометров. // Масс спектрометрия. 2011. Т.8. №2. С.106-110.

36. Stein S. Е. An integration method for spectrum extraction and compound identification from gas chromatography/mass spectrometry data. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1999. V.10. P.770-781.

37. Stein S. E. An overview of automated GC/MS identification // http://chemdata.nist.gov/mass-spc/amdis/docs/auto-gc.html (дата обращения 11.11.2011.).

38. Mallard W.G., Reed J. Automated Mass Spectral Deconvolution & Identification System. AMDIS User Guide. National of Standards and Technologies. 1999. Gaithsburg. USA. 59 p.

39. Вершинин В.И., Дерендяев Б.Г., Лебедев K.C. Компьютерная идентификация органических соединений. М. ИКЦ Академкнига. 2002. 197с.

40. Milman B.L. Identification of chemical compounds. // Trends Anal. Chem. 2005.V.24. N6. P.493-508.

41. Мильман Б.Л. Введение в химическую идентификацию. С-Пб. ВВМ. 2008. 179 с.

42. Lacroix В., Huvenne J.P. Gas chromatography with Fourier transform infrared spectrometry for biomedical application. // J. Chromatogr. 1989. V.492. P.109-136.

43. White R. Chromatography/Fourier transform infrared spectroscopy and its application. NY. M. Dekker. 1989. 344 p.

44. Wilkins C.L. Directly-Linked Gas Chromatography Infrared - Mass Spectrometry (GC/IR/MS). In: Handbook of Vibrational Spectroscopy. // J. Wiley. 2006. P. 175-210.

45. Malissa H., Kreindli Jr., Winsauer Т.К. GC/FTIRS Applications in organic trace analysis. // Fresenius J. Anal. Chem. 1990. V.337. P.843-847.

46. Williams D.T., Tran Q., Felling P., Brice K.A. Evaluation of Gas chromatography Fourier transform infrared spectroscopy - mass spectrometry for analysis of phenolic compounds. // J. Chromatogr. 1991. V.549. P.297-311.

47. Wurrey C.J. Applications of Gas chromatography Fourier transform infrared spectroscopy in environmental analysis. // Trends Anal. Chem. 1989. V.8. N2. P.52-58.

48. Kin S., Chiu S., Bieman K. Structural characterization of polycyclic aromatic compounds by combined gas-chromatography/mass spectrometry and gas-chromatography/Fourier transform infrared spectroscopy. // Anal. Chem. 1985.V.56. P1610-1615.

49. Grainger J.S., Reddy V.V., Patterson D.G. Pentachlorodibenzo-p-dioxin isomer differentiation by capillary gas chromatography/Fourier transform infrared spectroscopy.//Appl. Spectrosc. 1988. V.42. N5. P.800-806.

50. Doumenq P., Gulliano M., Mille G. Polychlorobiphenyls differentiation and identification by gas-chromatography Fourier transform infrared spectroscopy. Talanta. 1992. V.39. P.149-154.

51. Lohninger H. Spectral Data Bases and Interpretation Systems. Comprehensive Table of Spectroscopic Databases. // http://www.lohninger.com/spectroscopy/dball.html (дата обращения 08.11.2011.).

52. Jacson P., Dent G., Carter D., Schofield D.S. Identification of high sensitivity GC-FTIR as an analytical tool for structural identification. // J. High Resolut. Chromatogr. 1993. V.16. P.515-521.

53. Haaland D.M., Thomas E.V., Blair D.S. Improvement in methods for special combination of gas chromatography/Fourier transform infrared spectroscopic data. //Appl. Spectrsc. 1993. V.47. P.1612-1619.

54. NIST/EPA Gas-Phase Infrared database JCAMP Format. // http://www.nist.gov/srd/nist35.cfm (дата обращения 08.11.2011.).

55. Li Shi Ying, Levine S.P., Tomelini S.A., Lowry S.R. Self-Training, Self-Optimizating Expert System for Interpretation of Infrared Spectra of Environmental Mixture. //Anal. Chem. 1987. V.59.N17. P.2197-2203.

56. Carry B. A distributed expert system for interpretation GC/IR/MS data. //Comput-Enhanced Anal. Spectrosc. 2. N.Y. Plenum. 1990. P.l83-209.

57. Ellington J.J., Collete T.W., Payne W.D. GC/FT-IR analysis of the thermally labile compound tris (2,3-dibromopropyl)phosphate. // J. High Resolut. Chromatogr. 1989. V.12.P.337-340.

58. Craveiro A.A., Alencar S.W. // Identification of monoterpens by library search computer programs: integrated spectral approach. // Quirn. Nova. 1988. V.ll. P.398-401.

59. Konig W.A., Kruger A., Ichen D., Runge Т. Enantiomeric composition of the chiral constituents in essential oils. // J. High resolute. Chromatogr. 1992. V. 15. P.184-189.

60. Wilkins Ch.L. Hyphenated techniques for analysis of complex organic mixtures. // Science. 1983. V.222. N4621. P.291-296.

61. Krock K.A., Ragunathan N., Klawun C.H., Sasaki Т., Wilkins Ch.L. Multidimentional gas chromatography Infrared spectrometry - mass spectrometry Plenary Lecture. // Analyst. 1994. V.l 19. P.483-489.

62. Wilkins Ch.L. Multidimentional GC for qualitative IR and MS mixtures. // Anal. Chem. 1994. V.66. N5. P.295A-301A.

63. Gurka D.F., Hiatt M., Titus R. Analysis of hazardous waste and environmental extracts by capillary gas chromatography/Fourier transform infrared spectrometry and capillary gas chromatography/mass spectrometry. // Anal. Chem. 1984. V.56. P.l 102-1110.

64. Cooper J.R., Wilkins Ch.L. Utilization of spectrometric in linked gas chromatography — Fourier transform infrared spectroscopy mass spectrometry. //Anal. Chem. 1989. V.61. P.1571-1577.

65. Cooper J.R., Bowater I.C., Wilkins Ch.L. Gas chromatography/Fourier transform infrared/ mass spectrometry using mass selective detector. // Anal. Chem. 1986. V.58. P.2791-2796.

66. Smyrl N.R., Hembree D.M., Davis W.E., Williams D.M., Vance J.C. Simultaneous GC-FT-IR/GC-MS analysis for isomer-specific identification and quantification of complex mixture component. // Appl. Spectrosc. 1992. V.46. N2. P.277-282.

67. Laude D.A., Brissey Gr.M., Ijams C.F., Brown R.S., Wilkins Ch.L. Linked Gas chromatography/Fourier transform infrared/Fourier transform mass spectrometry with integrated electron impact and chemical ionization. Anal. Chem. 1984. V.56. P.l 163-1168.

68. Wilkins Ch.L., Glass G.N., White R.L., Brissey Gr.M., Onyirica Em.C.

69. Mixture analysis by gas chromatography/Fourier transform infraredspectrometry/mass spectrometry. // Anal. Chem. 1982. V.54. P.2260-2264.11

70. Клюев H.A. Бродский E.C. Современные методы масс-спектрометрического анализа органических соединений. // Рос. Хим. Ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). 2002. T.XLV11. №4. С.57-63.

71. Бродский Е.С. Системный подход к идентификации органических соединений в сложных смесях загрязнителей окружающей среды. // Журн. Аналит. химии. 2002. Т.57. №.6. С.585-594.

72. Kosjek Т., Heath Е. Application of mass spectrometry to identifying pharmaceutical transformation products in water treatment. // Trends Anal. Chem. 2008.V.27. N10. P.807-820.

73. Shimanski E.L., Meinert C., Meringer M., Brack W. The use of MS classifiers and structure generation to assist in the identification of unknowns in effect-directed analysis. // Anal. Chim. Acta. 2008. V.615. N1-2. P. 136-147.

74. Best Practices in Mass Spectral Library Usage for Accurate Structural Identification and Spectra Interpretation of Unknown Compounds. // ChemSW publication. 2011. 25 p. (http://www.ChemSW.com дата обращения 08.11.2011)

75. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г., Карцова Л.А., Зенкевич И.Г., Калмановский В.И., Каламбет Ю.А. Практическая газовая и жидкостная хроматография. СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета. 1998. 612с.

76. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии. Л.: Химия. 1988. 334с.

77. Sadtler gas chromatography standard retention index library. 4 vol. Set. -Sadder Research Laboratory. 1986.

78. Gonzalez F.R., Nardillo A.M. Retention index in temperature-programmed gas chromatogtaphy // J. Chromatogr. 1999. V.842. P. 29-49.

79. Giddings. Gas Chromatography, (Brenner, Callen and Weiss, eds). New York: Academic Press. 1962. P.57.

80. Guichon G. Retention indices in programmed temperature gas chromatography.// Anal.Chem.1964- V.36. P.663-665.

81. Lee J., Taylor D.R. Relationships between temperature programmed and isotermal Kovats indices in gas-liquid chromatography. // Chromatographia. 1982. V.16. P.286-289.

82. Krupcik J., Cellar P., Garoj J., Guiochon G. Use of Kovats retention indices for characterization of solutes in linear temperature-programmed capillary gas-liquid chromatography.// J.Chromatogr. 1986. V.351. P.l 11-121.

83. Golovnya R. V., Uraletz V.P. Corellation isotermal index for temperature gas chromatography. // J.Chromatogr. 1968. V.36. P.276-290.

84. Erdey L., Takacs J., Szalanczy E J. Contribution to the theory of the retention index system. I. Retention indices using programmed-temperature gas chromatography. // J. Chromatogr. 1970. V.46. P. 29-32.

85. H. van den Dool, Kratz P.D. A generation of the retention index system including linear temperature programmed gas-liquid partition chromatography. // J.Chromatogr. 1963. V.l 1. № 4. P.463^171.

86. Habgood H.W., Harris W.E. Retention indices in programmed temperature gas chromatography. // Anal. Chem. 1964. V.36. P. 663-665.

87. Харрис В., Хэбгуд Г. Газовая хроматография с программированием температуры. Пер. с англ. под ред. Руденко Б.А. М.: Мир. 1968. 340с.

88. Janssens Q. Calculation of retention indices in programmed-temperature gas chromatography by improved linear interpolation. // Anal. Chim. acta. 1977. P.153-159.

89. Зенкевич И.Г. Обобщенные индексы удерживания для газохроматографического анализа с линейным программированием температуры. //Журн. аналит. химии. 1984. Т. 39. С.1297-1307.

90. Вигдергауз М.С., Семенченко JI.B., Езрец В.А., Богословский Ю.Н. Качественный газохроматографический анализ. М.: Наука. 1978. 244с.

91. Wang Т., Sun Y. Definition and methods of calculation of the temperature-programmed retention index, 1^.// J.Chromatogr. 1987. V.390. P. 261-267.

92. Halang W.A., Langlais R., Kugler E. Cubic spline interpolation for the calculation of retention indices in temperature-programmed gas-liquid chromatography.// Anal. Chem. 1978. V.50. P.l829-1832.

93. Fernandez-Sanchez E., Garsia-Dominguez J.A., Menendez V., Santiuste. Programmed-temperature retention indices. A survey of calculation methods.// J.Chromatogr. 1990. V.498. P. 1-9.

94. Simpson C.I.C., Jackson Y.A. Comments on predictive strategies for determining retention indexes.// J. Chromatogr. 1998. V.808. P. 277-278.

95. Evans M.B., Haken J.K., Toth T. Solute characterization in gas chromatography by an extention of Kovats retention index system. Dispersion and selectivity indices.// J.Chromatogr. 1986. V.351. P.155-164.

96. Korhonen Ilpo O.O., Mantykoski K.M. Gas-Liquid chromatographic analyses. La.Retention, dispersion and selectivity indices of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans.// J.Chromatogr. 1989. V. 477. P.327-336.

97. Peng С. Т., Ding S.F., Hua R.L. Yang Z.C. Prediction of retention indexes. I. Structure-retention index relationship on apolar columns. // J.Chromatogr. 1988. V.436. P.137-172.

98. Зенкевич И.Г., Цибульская И.А., Родин А.А. Газохроматографическая идентификация низкокипящих фторсодержащих соединений по индексам удерживания на силипоре 600.// Журн. аналит. химии. 1991. Т.46. №1. С. 101-109.

99. Wang T., Sun Y. Reproducibility of temperature programmed retention indices on several OV-lOl columns. // J.Chromatogr. 1987. V. 407. P.79-86.

100. Sun Y., Huang A., Zhang R., He L. Practical aspects in the utilization of the Sadtler Standard Gas Chromatography Retention Index Library.// J.Chromatogr. 1993. V. 648. P.395-405.

101. Yin H.F. Sun Y.L. The achievement of reproducible temperature-programmed retention indices in gas chromatography, when using different columns and detectors. // Chromatographia. 1990. V. 29 (N1/2). P.39-43.

102. Kokko M. Gas-chromatographic screening for neostogmine and physostigmine using temperature-programmed retention indices. // J. Chromatogr. A. 1993. V.648. P.501-506.

103. Hawkers S.J. Extrapolating programmed gas chromatographic data from one set of conditions to another. // J. Chromatogr. 1996. V.746. P.282-285.

104. Analytical Method Commitee. Application of gas-liquid chromatography to the analysis of essential oils. Part XVII. Monographs for Five Essential Oils. //Analyst. 1993. V.118. P.1089-1096.

105. Analytical Method Commitee. Fingerprinting of essential oils by temperature-programmed gas-liquid chromatography using capillary columns with nonpolar stationary phases. // Analyst. 1997. V.122. P.l 167-1174.

106. Tudor E. Analysis of the equation for the temperature dependence of the retention index.//J. Chromatogr. 1999. V.859. P.49-57.

107. Knoppel H., De-Bortoli M., Peil A., Schauenburg H. and Vissers H. The determination of linear PTGC retention indices for use in environmental organic analysis.//J. Chromatogr. 1983. V.279. P.483-492.

108. Pell R.J., Gearhart H.L. Elution order inversions observed on using different gas velocities in temperature programmed gas chromatography // J.High Resolut. Chromatogr. 1987. V.10. P.388-390.

109. Gastello G., Testini G. Determination of retention indices of polychlorobiphenyls by using other compounds detectable by electron-capture detection or selected polychlorobiphenyls as the reference series. // J. Chromatogr. 1996. V.741. P.241-249.

110. Gastello G., Testini G. Gas-chromatographic retention index system for polychlorinated biphenyls: possibilities and limitations. // J. Chromatogr. 1997. V.787. P.215-225.

111. Chu S., Miao X., Xu X. Retention index system for identification of polychlorinated biphenyl congeners in gas-chromatographic analysis. // J. Chromatogr. 1996. V.724. P.392-397.

112. Guillen M.D., Blanco J, Bermejo and Blanco C.G. Temperature programmed retention indices of some PAHs on capillary columns with OV-1701 and SE-54. // J. High Resolut. Chromatogr. and C.C. 1989. V.12. P.552-554.

113. Hall G.L., Whitehead W.E., Mourer C.R., Shibamote. A new gas chromatographic retention index for pesticides and related compounds. // J.Chromatogr. 1986. V.9. P.266-268.

114. Schwartz T.R., Petty J.D., Kaiser E.M. Preparation of n-alkyltrichloroacetates and their use as retention index standards in gas chromatography. //Anal. Chem. 1983. V.55. P.1839-1840.

115. Castello G., Retention index system: alternatives to the «-alkanes as calibration standards. // J. Chromatogr. 1999. V.842. P.51-64.

116. Richmond R. Database of structures and their gas chromatography retention indices, tagged with individual search windows.// J. Chromatogr. 1997. V.758.P.319-323.

117. The Sadtler Standard Gas Chromatography Retention Index Library. // Philadelphia: Sadtler Research Laboratories. PA. 1985.

118. Jennings W., Shibamoto T. Qualitative Analysis of Flavour and Fragrance Volatile by Glass Capillary Chromatography. New York: Academic Press. 1980. 472p.

119. Pfleger R., Maurer H. and Weber A. Mass Spectral and GC Data of Drugs, Poison, Pesticides, Pollutants and their Metabolites. // VCH. Weinheim, 2-nd ed.1992. 995p.

120. ЭВМ помогает химии. Под ред. Г.Вернена, М. Шенона. Перевод с англ. под ред. И.Я.Берштейна, Н.Н.Храмова. Л.: Химия. 1990. 342 с.

121. Ioffe B.V., Zenkevich I.G., Bureiko A.S. Data base for GC/MS identification of traces of organic impurities in atmospheric air. // Collect.Czech. Chem. Commun. 1991. V.56. P.590-594.

122. Зенкевич И.Г. Взаимная корелляция газохроматографических ИУ органических соединений разных классов. // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54. №11. С. 1272-1279.

123. Babushok V.I., Linstrom P.J.,Reed J.J., Zenkevich I.G., Brown R.L., Mallard W.G., Stein S.E. Development of a database of gas chromatogrphic retention properties of organic compounds. // J. Chromatogr. A. 2007. V.1157. №1-2. P. 414^21.

124. NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library (NIST 05). National Institute of Standards and Technology, Gaithersberg, USA. 2005.

125. NIST GC Database. Gas Chromatography (GC) Data Library. (http://www. sisweb.com/sooftware/ms/nist.htm дата обращения 08.11.2011).

126. Куклин B.H., Сморыго Н.А., Ивин Б.А., Крылов А.И. и др. 2-Арил-4-окси-1,3-тиазин-4,6-дионы, обладающие противоопухолеой активностью. Авт. Свид-во СССР №1048732 от23.02.1982.

127. Куклин В.Н., Кириллова Е.Н., Сморыго Н.А., Крылов А.И. и др. Замещенные 2-фенил-4-метокси-6-оксо-1,3-тиазины, обладающие противоопухолеой активностью. Авт. Свид-во СССР №1220300 от 20.04.1984.

128. НО.Шрайнер Р., Фьюзон Р., Кертин М., Моррил Т. Идентификация органических соединений. М., Мир. 1983. 703 с.

129. Сильверстейн Р., Басслер Г., Моррил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М., Академкнига. 1977. 592 с.

130. Лебедев А.Т., Заикин В.Г. Задачи и достижения современной масс-спектрометрии. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т.73. №1. С.21-30.

131. IRD System Handbook. Publication No.05965-90008. Hewlett-Packard. 1987.

132. Лебедев A.T., Морозик Ю.И., Мясоедов Б.Ф., Рыбальченко И.В., Фоменко П.В. Установление строения О-алкилалкилфторфосфонатов методом масс-спектрометрии и компьютерное прогнозирование их масс-спектров. // Масс-спектрометрия. 2007. Т.4. №2. С.255-266.

133. Зенкевич И.Г. Сравнительная характеристика условий однозначности хроматографической идентификации органических соединений. // Журн. аналит. химии. 2001 Т.56. №9. С.915-924.

134. Савельева Е.И. Хлебникова Н.С., Васильева И.А., Крылов А.И. Об использовании хромато-масс-спектрометрии и хромато-ИК-Фурье спектроскопии в идентификации терпенов. Журн. Общ. Химии. 1996. Т.66. №4. С. 678-686.

135. Другов Ю.С., Родин А.А. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды и почвы. Санкт-Петербург: Теза. 1999. 618 с.

136. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. Санкт-Петербург: Химия. 1992. 287 с.

137. Ровинский Ф.Я., Воронова Л.Д., Афанасьев М.И. и др. Фоновый мониторинг загрязнений экосистем суши хлорорганическими соединениями. Л.: Гидрометеоиздат. 1990. 270 с.

138. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Волынец Н.Ф. и др. Газохроматографический и хромато-масс-спектрометрический анализ образцов почвы и шлака после пожара на производственной свалке //Ж. экол. химии. 1992. Т.1. № 1. С. 112—123.

139. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Волынец Н.Ф и др. Хроматографическое и хромато-масс-спектрометрическое исследование конденсатов отходящих газов завода по утилизации мусора // Ж. экол. химии. 1992. № 1.С. 124—134.

140. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Макеева Н.М., Савельева Е.И. Химико-экологическая экспертиза иловых осадков систем водоочистки стоков. В кн.: Диоксины: экологические проблемы и методы анализа. Уфа. 1995. С. 304—309.

141. Зенкевич И.Г., Иоффе Б.В. Интерпретация масс-спектров органических соединений. Л:, Химия. 1986. 174с.

142. Байерман К. Определение следовых количеств органических веществ. М:, Мир. 1987. 462с.

143. Vannoort R.W., Chervet J., Linderman H., DeJong G.J. and Brinkman V.A.Th. Coupling of supercritical fluid extraction with chromatographic tecniques.//J.Chromatogr. 1990. V. 505. P. 45-47.

144. Frankenberger W.T.Jr., Mehra H.C. and Gjerde T.D. Environmental applications of ion chromatography.// J.Chromatogr. 1990. V. 504. P. 211245.

145. Schecter A. The Binghamton state office building PCB, dioxin and dibenzofiiran electrical transformer incident: 1981-1986. // Chemosphere. 1986. V.15. P.1273-1280.

146. Stephens R.D. Transformer fire. Spear Street Tower, One Market Plaza, San Francisco, California. // Chemosphere. 1986. V.15. P.1281-1289.

147. Paasivirta J. Organochlorine compounds in the environment. //Wat. Sei. Tech. 1988. V.20. P.l 19-129.

148. Гидаспов. Б.И., Зенкевич И.Г., Родин A.A. Газохроматографическая и хромато-масс-спектрометрическая идентификация галогенсодержащих органических соединений. // Успехи химии. 1989. Т.58. С. 1409-1428.

149. Конюхова C.B., Зенкевич И.Г., Максимов Б.Н. Формирование полных баз газохроматографических индексов удерживания галогенпроизводных простейших углеводородов на стандартных сорбентах.//Ж. аналит. химии. 1994. Т. 49. №4. С.402-409.

150. Крылов А.И. Компонентный состав низкомолекулярной фракции органических соединений в препаратах Полифепан и Олипифат. В кн.: Опыт доклинического исследования на примере олипифата. Под ред. В.А.Филова, А.М.Берковича, С-Петербург. НИКА. 2002. С.256-259.

151. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны/ Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.1313-03. M.: «СТК Аякс». 2003. 268 с.

152. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест / Гигиенические нормативы. ГН 2.1.5.1338-03. М.:«СТК Аякс». 2003. 84 с.

153. Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест / Гигиенические нормативы. ГН 2.1.5.1339-03. М.:«СТК Аякс». 2003. 172 с.

154. Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны/ Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.1314-03. М.: «СТК Аякс». 2003. 68 с.

155. ПНД Ф 13.1.30-02. Методика хроматографического измерения концентрации скипидара в промышленных выбросах с использованием универсального одноразового пробоотборника.

156. ГОСТ Р 52406-2005. Вода. Определение нефтепродуктов методом газовой хроматографии.

157. ПНД Ф 13.1.8-97. Методика хроматографического измерения концентрации бензина, уайт-спирита и сольвента в промышленных выбросах с использованием универсального одноразового пробоотборника.

158. Хейфец Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. М.: «Химия». 1994. 256 с.

159. Пищевые ароматизаторы. Справочник/ Смирнов Е.В. СПб, «Профессия», 2008. 736с.

160. ГОСТ Р 52464-01-01. Добавки вкусоароматические и пищевые ароматизаторы. Термины и определения.

161. М-МВИ-133-04. Методика выполнения измерений суммарной массовой концентрации летучих компонентов душистых веществ в выбросах производства фабрики ООО «Дирол Кэдбери» газохроматографическим методом. Разработчик ООО «Мониторинг».

162. Методика выполнения измерений суммарной массовой концентрации смеси душистых веществ в вентиляционных выбросах ЗАО «Новая заря». Разработчик ЗАО «Новая заря».

163. МУК 4.1.2325-08. Хромато-масс-спектрометрическое определение в атмосферном воздухе летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки.

164. Егазарьянц С.В. Хроматографические методы анализа нефтепродуктов. // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2. Химия. 2009. Т.50. №2. С.75-99.

165. Калабин Г.А., Кушнарев Д.Ф., Баженов Б.А., Дашициренова А.Д. Количественный анализ многокомпонентных смесей нефтепродуктовсовокупностью методов спектроскопии ЯМР и масс-спектрометрии. // Нефтехимия. 2005. Т.45. №6. С.417-427.

166. ГОСТ 6994-74 Нефтепродукты светлые. Метод определения ароматических углеводородов.

167. ГОСТ Р 52714-2007 Бензины автомобильные. Определение индивидуального и группового углеводородного состава методом капиллярной газовой хроматографии.

168. EN 12916. Determination of aromatic hydrocarbon types in middle distillates High performance liquid chromatography method with refractive index detection.

169. ASTM D 5769-04. Standard test method for determination of benzene, toluene and total aromatics in finish gasolines by gas gas chromatography/mass-spectrometry.

170. Леоненко И.И., Антонович В.П., Андрианов A.M., Безлуцкая И.В., Цымбалюк K.K. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор). // Методы и объекты химического анализа. 2010. Т. 5. №2. С.5 8-72.

171. Бродский Е.С., Савчук С.А. Определение нефтепродуктов в объектах окружающей среды. //Ж. аналит. химии. 1998. Т.53. №12. С. 1238-1251.

172. Госсен Л.П., Величкина Л.М. Экологические проблемы нефтегазового комплекса. //Нефтехимия. 2006. Т.46. №2. С.83-88.

173. Wang Z., Stout S.A. Oil spill environmental forensics: fingerprinting and source identification. N.-Y.: Acad. Press. 2007. 620 p.

174. М-МВИ-109-03. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтяных углеводородов в поверхностных водах и массовой доли нефтяных углеводородов в донных отложениях методом хромато-масс-спектрометрии.

175. М-МВИ-196-07. Методика выполнения измерений общего содержания нефтепродуктов в почвах методом газовой хроматографии.

176. ПНД Ф 14.1:2.5-95. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС.

177. РД 52.10.243-92. Руководство по химическому анализу морских вод.

178. ГОСТ Р 52406-2005. Национальный стандарт РФ. Вода. Определение нефтепродуктов методом газовой хроматографии.

179. ГОСТ Р 51797-2001. Вода питьевая. Метод определения содержания нефтепродуктов.

180. ASTM D 3415-98 Standard Practice for Identification of Waterborne Oils.

181. ASTM D 3650-93 (Reapproved 2006). Standard Test Method for Comparison of Waterborne Petroleum Oils By Fluorescence Analysis. 2006. 5p.

182. Бродский E.C., Лукашенко И.М., Калинкевич Г.А., Савчук С.А. Идентификация нефтепродуктов в объектах окружающей среды с помощью газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. // Ж. аналит. химии. 2002. Т.57. №6. С. 592-596.

183. Бродский Е.С., Буткова О. Л., Шелепчиков А. А., Фешин Д.Б. Идентификация источников разлива нефтепродуктов в почве и донных отложениях методом газовой хроматографии масс - спектрометрии. // Масс-спектрометрия. 2010. т.7. №2. С.139-146.

184. Музалевский А.А. К вопросу об идентификации источников загрязнения водной среды нефтепродуктами. //Ж. аналит. химии. 1999. Т.54. №12. С. 1244-1250.

185. Немировская И.А., Аникеев В.В., Теобальд Н., Раве А. Идентификация нефтепродуктов в морской среде при использовании различных методов анализа. //Ж. аналит. химии. 1997. Т.52. №4. С. 392-396.

186. McCaffery S.J., Davis A., Craig D. Distingushing between natural crude oil seepage and anthropogenic petroleum hydrocarbons in soil at crude processing facility, coastal California. // Environmental Forensics. 2009. V. 10. N2. P.162-174.

187. Павленко Л.Ф., Тамердашев З.А., Корпакова И.Г. Некоторые методические аспекты идентификации источников нефтяного загрязнения водных объектов. // Заводская лаборатория. 2010. Т.76. №12. С.52-60.

188. Инструкция по идентификации водного объекта нефтью. Приказ министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов от 02.08.94.

189. ASTM D 5739-06 Standard Practice for Oil Spill Source Identification by Gas Chromatography and Positive Ion Electron Impact Low Resolution Mass Spectrometry.

190. Колодяжный A.B., Ковальчук Т.Н., Коровин Ю.В., Антонович В.П. Определение микроэлементного состава нефтей и нефтепродуктов. Состояние и проблемы (обзор). // Методы и объекты химического анализа. 2006. Т. 1. №2. С.90-104.

191. Taylor R., Hare J.P., Abdul-Sada А.К., Kroto H.W. Isolation, Separation and Characterisation of the Fullerenes C60 and С 70: the third form of carbon. // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990. P. 1423-1425.

192. Kroto H.W., Prassides K., Taylor R., Walton D.R.M. Separation and Spectroscopy of Fullerenes. // Phisica Scripta. 1992. V. T45. P.314-318.

193. Goel A., Hovard J.B., Vander Sande J.B. Size analysis of single iullerene moleculas by electron microscopy. // Carbon. 2004. V.42. P. 1907-1915.

194. Сидоров Л.Н., Юровская M.A. и др. Фуллерены. Учебное пособие. М.: изд. «Экзамен». 2005. 688с.

195. Taylor R., Barrow М.Р., Drewello Т. С60 degrades to C1200. // J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1998, P.2497-2498.

196. Heymann D., Filip Chibant L.P., Smally R. E. Determination of C60 and C70 fullerenes in grologic materials by high-performance liquid chromatography. // J. Chromatography A. 1995. V.869. P.157-163.

197. Anacleto J. F., Quillam M.A. Liquid chromatography/mass spectrometry investigation of the reversed-phase separation of fullerenes and their derivatives. //Anal. Chem. 1993. V.65. P.2236-2242.

198. Jinno K., Matsui H., Ohta H., Saito H., Nakagava K., Nagashima H., Iton K. Separation and identification of higher fullerenes in soot extract fullerenes by high-performance liquid chromatography. // Chromatographia. 1995. V. 41, N 5/6. P.353-360.

199. Kozlovski V., Brusov V., Sulimenkov I., Pikhtelev A., Dodonov A. Novel experimental arrangement developed for direct fullerene analysis by electrospray time-of- flight mass spectrometry. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004. V.18. P. 780-786.

200. Barrow M. P., Taylor R., Drewello N. Characterization of fullerenes and fullerene derivatives by nanospray. // Chemical Physics Letters. 2000. V.330. P.267-274.

201. Рябенко А.Г. Механизмы образования и взаимодействий углеродных нанокластеров. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. Черноголовка, 2008, 52с.

202. Ходорковский М.А., Мурашов С.В., Артамонова Т.О., Ракчеева Л.П., Беляева А.А., Мельников Ф.С., Шахмин Ф.Л. Исследование свойств фуллереновых структур методом лазерной масс-спектрометрии. // Журнал технической физики. 2009. Т. 79. вып. 10. С. 147-150.

203. Dupont A., Gisselbrecht J-P., Leize Е., Wagner L., Van Dorsselaer A. Electrospray mass spectrometry of electrochemically ionized molecules:application to the study of fullerenes. // Tetrahedron Letters. 1994. V.35. P.6083-6086.

204. Kong Qing-Yu, Zhao Li, Zhuang Jun, Qian Shi-Xiong, Li Yu-Fen. Fragmentation mechanism of fullelrenes in the positive and negative ion channels. // Chin. Phis. Lett. 2001. V. 18. N8. P. 1056-1059.

205. Крылов А.И., Конопелько JI.A., Лопушанская E.M., Попов О.Г., Грушко Ю.С. Метрологическое обеспечение при производстве фуллеренов. Журнал Измерительная техника. 2011. № 10. С. 58-62.

206. Крылов А.И., Куклин В.Н., Ивин Б.А. Исследование азинов и азолов. 64. Масс-спектры и таутомерия 2-арил-4,6-диоксо-1,3-тиазинов. ХГС. 1987. №10. С.1409-1412.

207. Полякова Н. К., Хмельницкий Р.А. Масс-спектрометрия в органической химии // Л. Химия. 1972. 266 с.

208. Engkvist О., Borovski P., Bemgaard A., Karlstoem G, Lindth R. and Colmsjoe A. On the relation between retention indexes and the column in gas-liquid chromatography. // J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1996. V.36. P.l 153-1161.

209. Wang Т., Sun Y. On the influence of the solute sample size on temperature-programmed retention indices. // J.High Resolut. Chromatogr. & С. C. 1987. V.10. № 12. P.603-606.

210. Сидоров Р.И. Зависимость индексов удерживания от полярности жидкой фазы и ее молекулярного объема. // Ж. физ. химии. 1994.Т.68. С.119-122.

211. Heberger К. Discrimination between linear and non-linear models describing retention data of alkylbenzenes in gas chromatography.// Chromatographia. 1990. V.29. №7/8. P.375-384.

212. ГОСТ Р ИСО 5725-2202. Точность (правильность и прецизионнсть) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения.

213. Messadi D., Helamia S., Ali-Mokhnache M., Boumahraz M. Accurate determination of retention indices in programmed temperature gas chromatography. // Chromatographic 1990. V.29. №9/10. P.429-434.

214. Dominguez G,, Santiuste J.M. Cubic splines compared with other methods for the calculation of programmed temperature retention indices. //Chromatographia. 1991. V.32. № 3/4 P. 116-121.

215. Зенкевич И.Г. Информационное обеспечение газохроматографической идентификации органических соединений в экоаналитических исследованиях. //Журн. аналит. химии. 1996. Т.51 № 11. С. 1140-1148.

216. Зенкевич. И.Г. Расчет газохроматографических индексов удерживания по физико-химическим константам органических соединений. // Ж. аналит. химии. 1995. Т.50. №10. С.1048-1056.

217. Chromatography Products Guide. Restek Corporation. 1997. 134p.

218. Зенкевич И.Г. Новые возможности совместной интерпретации масс-спектрометрических и хроматографических данных при идентификации органических соединений. //Масс-спектрометрия. 2004. Т.1. №1.С.45-52.

219. Зенкевич И.Г., Елисеенков Е.В., Касаточкин А.Н. Хроматографическая «составляющая» хромато-масс-спектрометрической идентификации продуктов хлорирования циклогексана. //Масс-спектрометрия. 2009. Т.6. №2. С.137-148.

220. Lee Н-В., Peart Т.Е., Carron S.M. Gas-chromatographic and mass-spectrometric determination of some resin and fatty acids in pulpmill effluentsas their pentafluorobenzyl ester derivatives. // J.Chromatogr. 1990. V.498. P.3 67-379.

221. Masada Y. Analysis of Essential Oils by Gas Chromatography and Mass-spectrometry. Wiley: New York. 1976. 146 p.

222. Konig W.A., Kruger A., Icheln D., Runge T. Enantiomeric composition of the chive constituents in essential oils. // J. High Resolut. Chromatogr. 1992. V.15. P.184-190.

223. Davies N.V. Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicon and Carbowax 20M phases. // J. Chromatogr. 1990. V.503. P. 1-24.

224. Cazaussus A., Roze P.Y., Sellier N. Chromatographic positive and negative chemical ionization GC/MS/MS for studies of vetiveryl acetate. // Chromatographia. 1989. V. 28. P.579-584.

225. Spectral Atlas of Terpenes and Related Compounds. Eds. Yukawa J. Ito S. -Tokio: HirikawaPub. Co. 1973. 213 p.

226. Kalasinsky V.F., Mc Donald J.M. GC/FTIR Spectra of terpens. //J. Chromatogr. Sci. 1983. V.21. P. 193-200.

227. Loh S.Y., McLafferty F.W. Exact mass probability based matching of high resolution unknown mass spectra. // Anal. Chem. 1991. V.63. N6. P.546-550.

228. Hayes P.C., Pitzer Jr and E.W. Characterizing petroleum and shale-derived fuel via temperature-programmed indices // J. of Chromatogr. 1982. V.253. P. 179-198

229. Dayringer H.E., McLafferty F.W. // Org. Mass Spectrom. 1977. V.12. N1. P. 53—57.

230. Dayringer H.E., Pesina G.M., Venkataraghavan R., McLafferty F.W. // Org. Mass Spectrom. 1976. V.ll. P. 529—536.

231. Коптюг B.A., Бочкарев B.C., Дерендяев Б.Т. и др. Использование ЭВМ при решении структурных задач органической химии методами молекулярной спектроскопии // Ж. структ. химии, 1977. Т. 18. С. 440446.

232. Карасек Ф., Клемент Р. Введение в хромато-масс-спектрометрию. Москва. Мир. 1993. 237 с.

233. Столяров Б.В., Крылов А.И. Исследование перегруппировок N-замещенных гидроксиламинов потенциальных генераторов нитрениевых ионов. //Ж. Орг. Химии. 1980. Т.16. №9. С.1802-1807.

234. Крылов А.И., Столяров Б.В. Перегруппировка Бамбергера в ряду N-алкил-К-арилгидроксиламинов. // Ж. Орг. Химии. 1981. Т.17. №4. С.811-814.

235. Hulshoff А., Förch A.F. Alkylation with alkyl halides as derivatization method for the gas chromatographic determination of acidic pharmaceticals, // J. Chromatogr. 1981. V.220. P.275-311.

236. Extractive pentafluorobensilation of formic, acetic, levulinic, benzoic and phtalic acids, studied by liquid chromatography and dual-oven capillary gas chromatography. // J/ Chromatogr. 1988. V.447. P.329-340.

237. Drevencar V., Frobe Z., Stegnl D. Extraction of small amounts of dialkylphosphoroditiodates with tetraphenylarsonium cation from aqueous medium. //Anal. Chim. Acta. 1983. V.52. P.277-286.

238. Drevencar V., Frobe Z., et. al. An adsorbtion procedure for determinationg the level of organophosphorus pesticide residues in pond water. // Int. J. Environ. Anal. Chem. 1985. V.22. N3-4. P.225-235.

239. Knapp L.R. Handbook of Analitical Derivatization Reactions. N.-Y. Wiley. 1979. 741 p.261.3аикин В.Г., Микая А.И. Химические методы в масс-спектрометрии органических соединений. М. Наука. 1987. 200 с.

240. Kawamura К. Identification of С2-С10 oxocarboxylic acids, piruvic acid and C2-C3 a-dicarbonyls in wet precipitation and aerosol samples by capillary GC and GC/MS. // Anal. Chem. 1993. V.65. P.3505-3511.

241. Coosens E.S., Broecman M.N., et. al. A continious two-phase reaction system cjupled on-line with capillary chromatography for the determination of polar solutes in water. // J. High Resolut. Cromatogr. 1992. V.15. P.242-248.

242. Salz-Jimenes C. Pyrolisis/Methylation of soil fulvic acids: Bensenecarboxylic acids revisted. // Environ. Sci. Tecnol. 1994. V.28. P. 197-200.

243. Lee H.B., Peart Т.Е., Carron J.M. Gas chromatographic and mass spectrometric determination of some resin and fatty acids in pulpmile effluents as their pentafluorobenzyl ester derivatives. // J. Chromatogr. 1990. V.498. P.367-379.

244. Identification and analysis of surface-active agents by infrared and chemical methods. USA. 1961. P. 120.

245. Nonionic surfactants. USA. 1967. P.413-419.

246. Тарарин П.А., Королюк A.M., Крылов А.И. Газохроматографический анализ продуктов метаболизма анаэробных бактерий. Сообщение 1. Разработка методики. // Лаб. Дело. 1988. №1. С.65-67.

247. Крылов А.И., Хлебникова Н.С., Полуяктова С.К. Газохроматографическое определение свободных жирных кислот крови с применением экстрактивного алкилирования. // Журн. Аналит. химии. 1991. Т.46. №12. С.2428-2435.

248. Савельева Е.И., Тарарин П.А., Хлебникова Н.С., Крылов А.И. Газохроматографическое определение дибутилдитиофосфата и продуктов его гидролиза в водных средах. // Журн. Аналит. химии. 1995. Т.50. №. 11.С.1188-1192.

249. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. /Под ред. Исаева Л.К. СПб, Эколого-аналитический информационный центр "Союз". 1998. 898с.

250. Другов Ю.С., Зенкевич И.Г., Родин A.A. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды, почвы и биосред. М. Бином. 2005. 752 с.

251. Крылов А.И. Современные измерительные технологии для контроля приоритетных органических токсикантов окружающей среды. В кн.: Метрология физико-химических измерений. Под ред. Л.А.Конопелько, М.С.Рожнова. С-Петербург. 2011. С.179-214.

252. Другов Ю.С., Конопелько Л.А. Газохроматографический анализ газов. М. МОИМПЕКС. 1995. 464 с.

253. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г. Хромато-масс-спектрометрическое определение следов органических веществ в атмосфере. Л. Химия. 1982. 136 с.

254. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Справ, издание под ред. С.И. Муравьевой, М.И. Буковского, Е.К. Прохоровой и др. М. Химия. 1991. 368 с.

255. Руденко Б.А., Руденко Г.И. Применение метода газовой хроматографии для анализа загрязнений воздуха. // Партнеры и конкуренты. 2002. №5. С. 16-25.

256. РД 52.04. 186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Руководящий документ. М. 1991. 693 с.

257. Другое Ю.С. Успехи в газохроматографическом определении загрязнений воздуха. // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49. №12. С. 12521278.

258. Другов Ю.С., Беликов А.Б., Дьякова Г.А., Тульчинский В.М. Методы определения загрязнений воздуха. М.: Химия. 1984. 384 с.

259. Методика выполнения измерений концентраций предельных, ароматических и галогенпроизводных углеводородов в атмосферном воздухе. 2420/667-95/0799 от 05.10.95г.

260. Методика выполнения измерений концентраций предельных, ароматических и галогенпроизводных углеводородов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах. 2420/478-95/0616 от 02.08.95г.

261. ПНД Ф 13.1:2.91-98. Методика выполнения измерений массовой концентрации органических веществ в воздухе рабочей зоны и выбросах предприятий газохроматографическим методом с фотоионизационным детектором. Москва. 1998. 25 с.

262. Крылов А.И., Конопелько JI.A., Харитонов С.Г. Новые подходы к химико-аналитическим измерениям загрязнителей воздуха. // Журнал Экология производства. 2007. № 4. С.77-80.

263. ГОСТ Р ИСО 16000-1. Воздух внутри помещений. Ч. 1: Общие аспекты методологии отбора проб.

264. International standard ISO 16017-2 (1-st ed. 2003-05-15). Indoor, ambient and workplace air Sampling and analysis of volatile organic compounds by sorbent tube/thermal desorbtion/capillary gas chromatography. Part 2: Diffusive sampling.

265. DIN ISO 16000-4:2004. Воздух внутри помещений. Ч. 4: Определение содержания формальдегида. Метод диффузионного отбора проб.

266. Юшкетова H.A. Метод пассивного отбора проб для мониторинга химического загрязнения атмосферного воздуха: Теоретические основы (обзор) Ч. 1. / H.A. Юшкетова, В.А. Поддубный // Экологические системы и приборы. 2007. № 2. С. 3-10.

267. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны/ Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.1313-03. М.: «СТК Аякс». 2003. 268 с.

268. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест / Гигиенические нормативы. ГН 2.1.5.1338-03. М.:«СТК Аякс». 2003. 84 с.

269. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве/ Гигиенические нормативы. ГН 2.1.7.2041-06. М.: «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора». 2006. 15 с.

270. Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. / Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.1339-03. М.:«СТК Аякс». 2003. 172 с.

271. Измерение массовой концентрации бенз(а)пирена в питьевой воде вольтамперометрическим методом. MP 146-1110.

272. ПНД Ф 13.1.15-98. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в промышленных выбросах по квазилинейчатым спектрам флуоресценции на анализаторе жидкости "Флюорат-02" (с криоприставкой).

273. РД 52.04.186-89. Определение 3,4-бензпирена (метод квазилинейчатых спектров флуоресценции на основе единого стандарта). С.578.

274. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в выбросах топливопотребляющих агрегатов (спектрально-флуоресцентный метод). Разработчик НИИ «Атмосфера».

275. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в промышленных выбросах (спектрально-флуоресцентный метод). Разработчик АО «ВАМИ-НАУКА».

276. ГОСТ Р 51310-99. Вода питьевая. Метод определения содержания бенз(а)пирена.

277. ГОСТ Р 51650-2000. Продукты пищевые. Методы определения массовой доли бенз(а)пирена.

278. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в источниках загрязнения атмосферы методом ВЭЖХ с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02» в к качестве флуориметрического детектора. Разработчик НПФ АП «Люмэкс».

279. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в атмосферном воздухе методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. М-МВИ № 167-05. Разработчик ООО «Мониторинг».

280. Методика выполнения измерений концентрации бенз(а)пирена в атмосферном воздухе и источниках загрязнения атмосферы методом ВЭЖХ. Разработчик НПФ «Люмэкс».

281. Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых добавках методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, ФР. 1.31.2004.01033. Разработчик ЗАО Аквилон.

282. МУК 4.1.1274-03. Измерение массовой доли бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложенией и твердых отходов методом ВЭЖХ с использованием флуориметрического детектора.

283. Методика выполнения измерений массовых концентраций бенз(а)пирена, нафталина, фенантрена, антрацена, пирена в промышленных выбросах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектором. Разработчик ООО «Мониторинг».

284. Методика выполнения измерений массовой концентрации полиароматических углеводородов в пробах воды водоемов и сточных вод методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Разработчик НИИ ГП и ЭЧ.

285. Методика выполнения измерений массовой концентрации полиароматических углеводородов в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. МВИ 2420/10-99. Разработчик НИИ ГП и ЭЧ.

286. Методика выполнения измерений массовой доли полиароматических углеводородов в пробах почвы и донных отложений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Разработчик НИИ ГП и ЭЧ.

287. ПНД Ф 14.2:70-96. Методика выполнения измерений полициклических ароматических углеводородов в питьевых и природных водах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

288. ISO 17993:2002. International standard. Water quality. Determination of 15 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in water by HPLC with fluorescence detection after liquid-liquid extraction.

289. ISO/CD 13859. International standard. Soil quality. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) Method by gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC).

290. ISO/FDIS 28540. International standard. Water quality. Determination of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in water- Method using gas chromatography with mass spectrometric detection.

291. ISO 18287:2006. International standard. Soil quality. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) Gas chromatography method with mass spectrometric detection (GC/MS).

292. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в выбросах промышленных предприятий методом газовой хроматографии с масс-селективным детектором. М-МВИ-59-99. Разработчик ООО «Мониторинг».

293. МУК 4.1.741-99. Хромато-масс-спектрометрическое определение фенантрена, антрацена, флуорантена, пирена, хризена и бензо(а)пирена в воде. Методические указания.

294. МУК 4.1.1044-01. Хромато-масс-спектрометрическое определение полициклических ароматических углеводородов в воздухе. Методические указания.

295. ISO 11338-2. International standard. Stationary source emissions -Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons.

296. ГОСТ P ИСО 11338-2. Выбросы стационарных источников. Определение содержания полициклических ароматических углеводородов в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц.

297. ASTM D 7363-07. Standard Test Method for Determination of Parent and Alkyl polycyclic aromatics in Sediment Pore Water using solid-phase microextraction and gas chromatography/mass spectrometry in selected monitoring mode.

298. Методика выполнения измерений массовой доли полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ) в пробах почвы, донных отложений и твердых отходов методом хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением. М-МВИ-202-07. Разработчик ООО «Мониторинг».

299. Методика выполнения измерений массовой доли полиядерных ароматических углеводородов в мишенях для стендовой стрельбы методом хромато-масс-спектрометрии.М-МВИ-197-07. Разработчик ООО «Мониторинг».

300. Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Sediment. Proficiency Testing Programm. APLAC T068. Final Report. May 2009. Hong Kong Government Laboratory. 38 p.

301. ПНД Ф 13.3.9-97. Методика выполнения измерений массовых концентраций полихлорированных дибензо-я-диоксинов и дибензофуранов в атмосферном воздухе методом хромато-масс-спектрометрии. Москва. 1997. 25 с.

302. ПНД Ф 13.1.10-97. Методика выполнения измерений массовых концентраций полихлорированных дибензо-и-диоксинов идибензофуранов в пробах газообразных выбросов в атмосферу методом хромато-масс-спектрометрии. Москва. 1997. 27 с.

303. ПНД Ф 16.1.7-97. Методика выполнения измерений массовых концентраций полихлорированных дибензо-и-диоксинов и дибензофуранов в пробах почв методом хромато-масс-спектрометрии. Москва. 1997. 26 с.

304. Методика выполнения измерений массовых концентраций полихлорированных дибензо-л-диоксинов и дибензофуранов в иловых осадках методом хромато-масс-спектрометрии. (Свид. аттест. № М7/97 от 31.01.1997).

305. METHOD 8280А. Rev. 1. The analysis of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofiirans by high resolution gas chromatography/low resolution mass spectrometry (HRGC/LRMS). 1996. US EPA.

306. Клюев H.A., Курляндский Б.А., Ревич Б.А., Филатов Б.Н. Диоксины в России. Под ред. Б.А. Курляндского. Москва. ВИНИТИ. 2001. 212 с.

307. Крылов А.И. В кн.: Методы оценки качества почв в России и странах ЕС. С-Петербург. Администрация СПб. 2002. С. 135—138.

308. ПНД Ф 16.1:2.26-97. Методика выполнения измерений массовой доли хлорорганических пестицидов в почвах и донных отложениях методом хромато-масс-спектрометрии. Москва, 1997. 34 с.

309. Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных бифенилов в почве и донных отложения методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. М МВИ 09-97. (Свид. аттест. № 2420/463-97/0463 от 20.06.1997).

310. Егоров A.M., Осипов А.П., Дзантиев Б.Б., Гаврилова Е.М. Теория и практика иммуноферментного анализа. М. Высшая школа. 1991. 288 с.

311. Герег Ш. Количественный анализ стероидов. Пер. с англ. М. Мир. 1985. 504 с.

312. Kuronen P., Volin P., Laitalainen Т. Reversed-phase HPLC screening method for serum steroid using retention index and. diode-array detection // J. Chromatogr. В.: Biomed Appl. 1998. V.718. N2. P.211-224.

313. Крылов А.И. Высокоэффективная жидкостная хроматография андрогенных и анаболических стероидов (обзор). В кн.:.Мышечная деятельность и гормоны. JL: 1982. С.36-42.

314. Крылов А.И., Хлебникова H.A., Рогозкин В.А. Определение тестостерона и эпитестостерона в биологических жидкостях с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. // Лаб. Дело. 1985. №12. С.594-597.

315. Бородина В.Л., Крылов А.И., Рогозкин В.А. Экспресс-метод количественного определения аминокислот с помощью газожидкостной хроматографии. //Лаб. Дело. 1984. №7. С.395-398.

316. Крылов А.И., Бородина В.Л., Рогозкин В.А. Количественный газохроматографический анализ аминокислот с использованием микронабивных колонок. // Журн. Аналит. Химии. 1985. т.40. вып. 12. С.2235-2240.

317. Мелещенко Л.Н., Крылов А.И., Рогозкин В.А., Алексеев А.Т. Количественный газохроматографический анализ 3-метилгистидина в биологических жидкостях. // Укр. Биохим. Журн. 1986. т.58. №4. С.62-66.309

318. Krylov A.I., Rogozkin V.A., Khlebnikova N.S. Quantitative gas-chromatographic analysis of 1- and 3-methylhistidines in biological fluids. // J. Chromatogr. Biomed. Appl. 1987. v. 423. P.33-40.

319. Другов Ю.С., Родин A.A. Анализ загрязненных биосред и пищевых продуктов. М. Бином. 2009. 294 с.

320. Крылов А.И., Давыдова О.Г. Скрининг-анализ некоторых фармакологических препаратов в биологических жидкостях. // Лаб. дело, 1982. №12. С.732-734.

321. Krylov A.I., Khlebnikova N.S. Quantitative gas-liquid chromatographic determination of pemoline using trimethylanilinium hydroxide. // J. Chromatogr. 1982. V.252. P.319-324.

322. Identification criteria for qualitative assays incorporating chromatography and mass spectrometry. WADA Technical Document TD2003IDCR. Version 1.2. 2004, 5p.

323. Final Guidance for Industry: Mass Spectrometry for Confirmation of the Identity of Animal drug Residues. U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, Center for Veterinary Medicine, May 1,2003.

324. Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS) Confirmation of Drugs; Approved Guideline. NCCLS document C43-A, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2002.