Аналитический комплекс для определения спиртов в биологических жидкостях

 

Изобретение используется в судебной медицине, криминалистике, аналитической технике для диагностики алкогольного опьянения, а также в судебно-медицинской экспертизе при обследовании на предмет отравления низкомолекулярными алифатическими спиртами. В аппарате применен газовый хроматограф ХПМ-4 со стальной газохроматографической колонкой внутренним диаметром 2 мм и длиной 1 м, заполненной сорбентом chrOMATONN-AW c линейным размером частиц 0,100-0,125 мм, пропитанным 10-15%-ным дибутилфталатом, генератор водорода, и самописец в виде единого аналитического комплекса, в котором газоносителем является водород. 5 ил.

Изобретение относится к судебной медицине, криминалистике и аналитической технике, может быть использовано для диагностики алкогольного опьянения, а также в судебно-медицинской экспертизе при обследовании на предмет отравления низкомолекулярными алифатическими спиртами (C₁-C₅).

Известен нитритный способ определения спиртов в биологических жидкостях, где применяют реакцию превращения спиртов в алкилнитриты с последующим хроматографическим анализом выделяющихся в газовую фазу алкилнитритов. Для осуществления данного способа используют серийно выпускаемые газовые хроматографы с детектором по теплопроводности и газохроматографической колонкой, неподвижной жидкой фазой которой является полиэтиленгликоль-1500.

Однако для функционирования хроматографа в качестве газа-носителя применяют сжатые гелий или азот, что является неблагоприятным фактором при проведении серийных исследований вследствие дороговизны и дефицита. Кроме того, приготовление сорбента для газохроматографической колонки является трудоемкой, многостадийной операцией и требует предварительного модифицирования твердого носителя металлическим серебром, являющимся строго лимитированным для лабораторных исследований веществом.

Цель изобретения - улучшение экономических показателей и оптимизация стадии газохроматографического анализа.

Поставленная цель достигается тем, что сочетанно применяют газовый хроматограф ХПМ-4 со стальной газохроматографической колонкой внутренним диаметром 2 мм и длиной 1 м, заполненной сорбентом Chromaton N-AW (0,100-0,125 мм), пропитанным 10-15% дибутилфталата; генератор водорода и самописец в виде единого аналитического комплекса, в котором газом-носителем является водород.

Представленный на фиг. 1 аналитический комплекс содержит 1 - переносный газовый хроматограф марки ХПМ-4; 2 - генератор водорода; 3 - самописец; 4 - кабели электропитания и передачи электросигнала с хроматографа на самописец; 5 - трубопровод подачи водорода.

Стальную газохроматографическую колонку для функционирования данного аналитического комплекса внутренним диаметром 2 мм, длиной 1 м, заполненную сорбентом Chromaton N-AW (0,100-0,125 мм), пропитанным 15%-ным раствором дибутилфталата, готовят традиционным способом. Колонку устанавливают в термостат хроматографа ХПМ-4 в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

Электропитание составных элементов аналитического комплекса (хроматограф, генератор водорода и самописец) осуществляют от сети с напряжением 220 В (50 Гц). Техническое обслуживание составных элементов данного устройства производят согласно соответствующим руководствам по эксплуатации. Водород, вырабатываемый генератором 2, под давлением 1,2 - 1,5 атм направляют по трубопроводу 5 на входной штуцер хроматографа 1, используя его в качестве газа-носителя. Системой вентилей тонкой регулировки хроматографа устанавливают расход водорода через газохроматографическую колонку и канал сравнения по 18 - 20 мл/мин. На блоке обработки и управления хроматографа 1 задают параметры анализа (функционирования), включая температуру колонки 50^oC. Для регистрации результатов анализа на диаграммную бумагу к хроматографу 1 подключают через цифроаналоговый преобразователь хроматографа и электрический кабель 4 самописец 3. Время выхода комплекса на рабочий режим не превышает 30 мин после подачи электропитания и задания параметров функционирования составных элементов устройства. Чувствительность анализа по этиловому спирту не хуже 0,005%.

Внедрение в лабораторную практику анализа спиртов нитритным методом с использованием предлагаемого аналитического комплекса (устройства) позволяет исключить использование сжатых газов в баллонах; исключить использование серебра при приготовлении сорбента для газохроматографической колонки; существенно, более чем в 2 раза, сократить количество сорбента, необходимого для приготовления газохроматографической колонки.

Дополнительными исследованиями показано, что при приготовлении газохроматографической колонки возможна замена твердого носителя на Inerton N-AW (0,100-0,125 мм), а неподвижной жидкой фазы на другие диалкилфталаты большей молекулярной массы. Указанное варьирование сорбента не приводит к изменению функциональных характеристик предлагаемого аналитического комплекса. Показано также, что замена детектора по теплопроводности на детектор ионизации в пламени не влечет ухудшения работы устройства.

Предлагаемое устройство опробовано в условиях наркологического диспансера г. Сочи.

Пример 1. Стандартная смесь спиртов (C₁-C₅) в воде с концентрациями,%: Метиловый спирт - 0,15 Изопропиловый спирт - 0,40 Изобутиловый спирт - 0,60 Изоамиловый спирт - 0,60 Этиловый спирт - 0,20 Пропиловый спирт - 0,40
Бутиловый спирт - 0,60
После пробоподготовки по нитритному методу смесь газообразных продуктов реакции ввели в инжектор хроматографа 1 аналитического комплекса (фиг. 1).

Представленная на фиг. 2 хроматограмма пробы характеризует эффективность и селективность функционирования системы. Как следует их хроматограммы, времена удерживания несорбирующихся компонентов воздуха и нитрит-производных спиртов при температуре газохроматографической колонки 50^oC и скорости газа-носителя через колонку 20 мл/мин составляют соответственно
6,5 с - несорбирующиеся компоненты воздуха пробы (1 на фиг. 2);
18,5 с - метилнитрит (2 на фиг. 2);
40,0 с - этилнитрит (3 на фиг. 2);
70,0 с - изопропилнитрит (4 на фиг. 2);
98,5 с - пропилнитрит (5 на фиг. 2);
169,5 с - изобутилнитрит (6 на фиг. 2);
266,5 с - бутилнитрит (7 на фиг. 2);
503,0 с - изоамилнитрит (8 на фиг. 2).

Пример 2. Анализ мочи. В лабораторию хроматографии НИИ курортологии и физиотерапии поступила проба мочи из наркологического диспансера г. Сочи пациента Г. 23.10.92 г. После пробоподготовки по нитритному способу смесь газообразных продуктов реакции ввели в инжектор хроматографа 1 аналитического комплекса (фиг. 1). Представленная на фиг. 3 хроматограмма пробы мочи пациентка Г. с внесенным внутренним стандартом 0,4%-ным пропиловым спиртом свидетельствует о наличии этилового спирта в пробе. Как видно из хроматограммы, присутствует вещество с временем удерживания 40 с (относительным временем удерживания по пропилнитриту 0,364), что соответствует этиловому спирту. Другие вещества определению спирта не мешают. Количественный анализ методом внутреннего стандарта показал, что концентрация этилового спирта в моче пациента Г. 0,09%.

Пример 3. Анализ крови. В лабораторию хроматографии НИИ курортологии и физиотерапии поступила проба крови из наркологического диспансера г. Сочи пациента С. 23.10.92 г. После пробоподготовки по нитритному способу смесь газообразных продуктов реакции ввели в инжектор хроматографа 1 аналитического комплекса (фиг. 1). На фиг. 4 представлена хроматограмма пробы крови пациента С. с внесенным внутренним стандартом 0,4%-ным пропиловым спиртом, свидетельствующая о наличии этанола (время удерживания 40 с, относительное время удерживания по этилпропилнитриту 0,364). Другие вещества, как следует их хроматограммы (фиг. 4), определению спиртов не мешают. Количественный анализ методом внутреннего стандарта показал присутствие этилового спирта в крови пациента С. в концентрации 0,06%.

Пример 4. Анализ слюны. В лабораторию хроматографии НИИ курортологии и физиотерапии поступила проба слюны из наркологического диспансера г. Сочи пациента Х. 04.11.92 г. После пробоподготовки по нитритному способу смесь образующихся в результате реакции газообразных продуктов ввели в инжектор хроматографа 1 аналитического комплекса (фиг. 1). На фиг. 5 представлена хроматограмма пробы слюны пациента Х., свидетельствующая о наличии этилового спирта (пик с временем удерживания 40 с, относительным временем удерживания по пропилнитриту 0,364). Из хроматограммы следует также, что другие вещества определению спирта не мешают. Количественный анализ методом внутреннего стандарта показал присутствие этилового спирта в слюне пациента Х. в концентрации 0,08%.

Из примеров 1-4 следует, что использование предлагаемого аналитического комплекса для определения спиртов по нитритному способу [1] позволяет проводить анализ селективно. Другие вещества, содержащиеся в исследуемых биологических жидкостях (моча, кровь и слюна), определению спиртов C₁-C₅ не мешают поскольку на хроматограммах биожидкостей отсутствуют пики веществ с временами удерживания, близкими к временам удерживания нитрит-производных указанных спиртов.

Формула изобретения

Аналитический комплекс для определения спиртов в биологических жидкостях, содержащий газовый хроматограф ХПМ-4, установленную в термостат хроматографа газохроматографическую колонку с внутренним диаметром 2 мм и длиной 1 м и самописец, подключенный через цифроаналоговый преобразователь к электрическому выходу хроматографа, отличающийся тем, что в него введен генератор водорода, подключенный к входному штуцеру хроматографа для подачи газа-носителя с возможностью регулировки давления подачи, в качестве твердого носителя использован сорбент Chromaton N-AW с линейным размером частиц 0,100 - 0,125 мм, в качестве неподвижной фазы - дибутилфталат, а соотношение неподвижной фазы к твердому носителю лежит в пределах 1 : 10 - 1,5 - 10.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5