Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование
Российской Федерации

Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей
и благополучия человека

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Определение фталатов (диметилфталат, диэтилфталат,
диметилтерефталат, дибутилфталат, ди(2-этилгексил)фталат,
диоктилфталат) в алкогольной продукции методом
хромато-масс-спектрометрии

Методические указания
МУК 4.1.3484-17

Москва 2019

1. Разработаны ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» (С.Г. Сафонкина, Л.В. Иванова, А.Ю. Полторацкий, Е.В. Солопов, И.Е. Рамишвили, Н.А. Ахметзянова).

2. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 20 сентября 2017 г.

3. Введены впервые.

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Определение фталатов (диметилфталат, диэтилфталат,
диметилтерефталат, дибутилфталат, ди(2-этилгексил)фталат,
диоктилфталат) в алкогольной продукции методом
хромато-масс-спектрометрии

I. Общие положения и область применения

1.1. Настоящие методические указания (далее - МУК) устанавливают порядок применения метода капиллярной газожидкостной хроматографии для измерения концентраций эфиров фталевой кислоты (диметилфталата, диэтилфталата, диметилтерефталата, дибутилфталата, ди(2-этилгексил)фталата, диоктилфталата, далее - фталаты) в алкогольной продукции в диапазоне 0,005 до 2,0 мг/дм³.

1.2. Диоктилфталат (диоктиловый эфир о-фталевой кислоты) С₆Н₄(СООС₈Н₁₇)₂, молекулярная масса - 390,56; бесцветная жидкость; температура застывания - 54 °С, температура кипения 229 °С/4,5 мм рт. ст.; d₄²⁰ 0,978; n_D²⁰ 1,486; 40 мПа.с (20 °С); давление пара при 200 °С 120 Па (расчетное). Нерастворим в воде, растворим в бензине, хлороформе, петролейном эфире. Обладает химическими свойствами, характерными для сложных эфиров ароматических кислот.

Дибутилфталат (дибутиловый эфир о-фталевой кислоты) С₆Н₄(СООС₄Н₉)₂, молекулярная масса - 278,35; бесцв. жидкость; температура застывания - 40 °С, температура кипения 340 °С (с разл.); d₄²⁵ 1,047; n_D²⁵ 1,4920; ΔH^о_исп 79,2 Дж/моль при 150 °С; давление насыщенного пара 133 Па;). Хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, бензоле, ацетоне; растворимость в воде 0,1 %. Обладает химическими свойствами, характерными для сложных эфиров ароматических кислот.

Малотоксичен.

Диметилтерефталат (диметиловый эфир терефталевой кислоты), молекулярная масса 194,19; бесцветные кристаллы; температура плавления 141 - 142 °С, температура возгорания > 300 °С; d₄²⁰ 1,63; n_D²⁵ 1,475. Растворимость в воде 0,33 % (80 °С), этиленгликоле 0,82 % (25 °С), метаноле 0,86 % (25 °С), ССl4 2,65 % (25 °С), хлороформе 26,1 % (25 °С), ксилоле 1,3 % (10 °С), 22 % (80 °С), бензоле 3 % (10 °С), 35 % (80 °С). Обладает всеми химическими свойствами, характерными для сложных эфиров ароматических кислот. Диметилтерефталат раздражает слизистые оболочки глаз, дыхательных путей

Рис. 1. Диметилтерефталат

Диэтилфталат. о-С6Н4(СООС2Н5)2, молекулярная масса 222,24; бесцветная жидкость без запаха; температура плавления - 3 °С, температура кипения 298 - 299 °С, 156 °С/10 мм рт. ст.; d₄²⁰ 1,118, n_D²⁰ 1,5000; 10,06 мПа.с; 35,3 мН/м (20,5 °С); растворим в этаноле, плохо - в воде (0,1 % при 18 °С), минеральных маслах (2,8 %). Совмещается с эфирами целлюлозы, многими виниловыми полимерами. Может вызывать функциональные изменения центральной и периферической нервной системы; основной продукт обмена при введении крысам перорально - более токсичный моноэтилфталат; ЛД₅₀ 6,2 г/кг (белые мыши, перорально).

Бис-(2-этилгексил)-фталат.

Общепринятое название: бис-(2-этилгексил)-фталат.

Название по номенклатуре ИЮПАК: бис(2-этилгексиловый) эфир 1,2-бензолдикарбоновой кислоты.

Синонимы: бис-(изооктил)фталат, ВЕНР.

Структурная формула:

Рис. 2. Бис-(2-этилгексил)-фталат

Эмпирическая формула: С₂₄Н₃₈О₄, молекулярная масса 390,56.

Номер CAS: 117-81-7.

Физические свойства: бесцветная или слегка желтоватая жидкость, температура плавления - 55 °С, температура кипения 384 °С, плотность D 0,981 г/см при 25 °С. Практически нерастворим в воде (0,285 мг в 1 л при 24 °С), растворим в гексане, хлористом метилене, трихлортрифтор-этилене и других органических растворителях.

В промышленности бис-(2-этилгексил)-фталат (БЭГФ) используют в качестве пластификатора для пластмасс на основе поливинилхлорида для получения гибкости полимерных продуктов.

1.3. МУК носят рекомендательный характер.

II. Погрешность измерений

2.1. При соблюдении всех регламентируемых условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой погрешность (и ее составляющие) результатов измерения при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает значений, приведенных в табл. 1 для соответствующих диапазонов концентраций.

Таблица 1

Метрологические параметры

Таблица 2

Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение, доверительный
интервал среднего результата

III. Метод измерений

3.1. Измерение концентраций фталатов основано на их извлечении методом жидкостной экстракции с последующим хроматографическим разделением на капиллярной колонке, идентификации фталатов по масс-спектрам и количественном определении по выбранным ионам.

Количественное определение проводится методом абсолютной калибровки.

IV. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

4.1. Средства измерений

Барометр-анероид с диапазоном измерения атмосферного давления 5 - 790 мм рт. ст. и с пределом допустимой погрешности 1 ± 2,5 мм рт. ст.
Газовый хроматограф с масс-селективным детектором и программным обеспечением
Микрошприц вместимостью 10 мм3	ГОСТ 8043
Весы аналитические лабораторные с пределом взвешивания 110 г и пределом допустимой погрешности 0,0001 г	ГОСТ Р 53228
Колбы мерные стеклянные объемом 100 см3	ГОСТ 20292, 25336
Воронка делительная стеклянная градуированная объемом 50 см3

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

4.2. Вспомогательные устройства

Колонка кварцевая капиллярная хроматографическая длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, покрытая неподвижной фазой - метилполисилоксаном с 5 % фенильных групп, с толщиной пленки 0,25 мкм
Воронка делительная стеклянная градуированная объемом 50 см3	ГОСТ 9613
Колбы с оттянутым дном объемом 25 см3	ГОСТ 10394
Шкаф сушильный электрический

Примечание. Допускается применение оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

4.3. Материалы и реактивы

Ацетонитрил для высокоэффективной жидкостной хроматографии
Кислота серная концентрированная, хч	ГОСТ 4204
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709
Этанол для хроматографии
Гексан, хч
Гелий газообразный очищенный марки А
Аналитический стандарт - раствор смеси эфиров фталевой кислоты (диметилфталат, диэтилфталат, диметилфталат, диэтилфталат, дибутилфталат, ди-(2-этилгексил)-фталат, диоктилфталат) в органическом растворителе с содержанием каждого компонента 2000 мкг/мл

Примечание. Допускается использование реактивов с более высокой квалификацией, не требующей дополнительной очистки растворителей.

V. Требования безопасности

5.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования по электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019, а также требования, изложенные в технической документации на газовый хроматограф.

5.2. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать гигиенических нормативов¹. Организация обучения работников безопасности труда проводится по ГОСТ 12.0.004.

____________

¹ ГН 2.2.5.2308-07 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»; ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

5.3. При работе с газами, находящимися в баллонах под давлением до 15 МПа (150 кгс/см²), необходимо соблюдать правила в области промышленной безопасности². Не допускается открывать вентиль баллона, не установив в нем понижающий редуктор.

____________

² Приказ Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

 

VI. Требования к квалификации операторов

6.1. Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист, имеющий опыт работы на хромато-масс-спектрометре, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений.

VII. Условия измерений

7.1. При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажности не более 80 %;

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

VIII. Подготовка к выполнению измерений и проведение измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовку посуды, приготовление градуировочных растворов, подготовку масс-спектрометрического детектора и хроматографической колонки, установление градуировочных характеристик.

8.1. Подготовка посуды

8.1.1. Посуда, используемая для анализа, тщательно моется с поверхностно-активным моющим средством. Затем посуда замачивается на 3 - 4 ч в свежеприготовленном 3 %-м растворе двухромовокислого калия в серной кислоте (из расчёта 0,5 г двухромовокислого калия на 100 см³ концентрированной серной кислоты).

Затем посуда отмывается в проточной воде с последующим ополаскиванием дистиллированной водой. После высушивания в сушильном шкафу при температуре 1 500 °С посуду закрывают притёртыми крышками.

8.2. Приготовление растворов

8.2.1. Исходные растворы фталатов (с = 1 мг/см³).

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 100 мг фталата, доводят гексаном до метки и тщательно перемешивают.

Раствор хранят в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение 3 месяцев.

8.2.2. Исходный раствор внутреннего стандарта (дифенилфталата) (с = 1 мг/см³).

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 100 мг дифенилфталата, доводят гексаном до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения исходного раствора в холодильнике при температуре 4 - 6 °С - 6 месяцев.

8.2.3. Рабочий раствор внутреннего стандарта (дифенилфталата) (с = 2 мкг/см³).

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 0,2 см³ исходного раствора дифенилфталата по п. 8.2.2, доводят гексаном до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора в холодильнике при температуре 4 - 6 °С - 3 месяца.

8.3. Подготовка хроматографической колонки и
масс-спектрометрического детектора

Кварцевую капиллярную колонку предварительно кондиционируют, нагревая в термостате хроматографа ступенчато с 70 °С до 270 °С и выдерживая при этой температуре в течение 4 ч.

После охлаждения термостата хроматографа до комнатной температуры выход колонки подсоединяют к устройству сопряжения с масс-селективным детектором, создают разряжение в масс-селективном детекторе и записывают нулевую линию при параметрах проведения хроматографического анализа. При отсутствии заметных флуктуаций приступают к работе.

8.4. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают на градуировочных растворах фталатов в 10 %-м водно-спиртовом растворе.

Градуировочная характеристика выражает зависимость площади пика (безразмерные компьютерные единицы) от концентрации (мг/дм³) для каждого фталата и строится по 4 сериям градуировочных растворов в 6 концентрациях. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 см³ в соответствии с табл. 3 помещают исходный раствор фталата по п. 8.2.1, доводят 10 %-м водно-спиртовым раствором до метки и перемешивают.

Таблица 3

Градуировочные растворы для установления градуировочной характеристики

Для построения градуировочного графика 50 см³ каждого раствора помещают в стеклянный цилиндр с притертой пробкой, добавляют 500 мм³ рабочего раствора внутреннего стандарта дифенилфталата по п. 8.2.3 и экстрагируют 4,5 см³ гексана в течение 1 минуты. Дают смеси разделиться, декантируют супернатант в пенициллиновый флакон и выпаривают в токе азота при температуре 50 °С, после чего сухой остаток перерастворяют в 1 см³ ацетонитрила и проводят исследование.

При образовании эмульсии при экстракции для лучшего разделения жидких фаз рекомендуется добавить несколько капель этилового спирта.

Условия проведения хромато-масс-спектрометрического анализа:

температура испарителя	220 °С
температура интерфейса	280 °С
температура колонки (2 мин)	70 °С
затем нагрев до	180 °С
со скоростью	5 °С/мин
нагрев со скоростью	10 °С/мин
до температуры	240 °С

Масс-спектры электронного удара фталатов получают при следующих параметрах:

энергия ионизирующих электронов	70 эв
температура масс-селективного детектора	177 °С
диапазон сканирования масс	47 - 450 m/z
число сканирований в секунду	1,2
число выборок	2
напряжение на электронном умножителе	1635 В
ток эмиссии	50 мкА

Идентификацию фталатов осуществляют с помощью библиотечного поиска (например, в библиотеке NIST³) компьютера и по времени удерживания: m/z 149 - для всех фталатов.

Интегрируют площади пиков, полученных по извлечённым ионам соответствующих фталатов и по средним результатам из 4 серий, строят градуировочную характеристику для каждого из компонентов.

____________

³ Официальный сайт Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology): https://www.nist.gov.

8.5. Подготовка проб

8.5.1. До экстракции образец алкогольной продукции следует хранить в холодном месте при температуре 4 °С.

Стеклянные ёмкости с отобранными пробами извлекают из холодильника и выдерживают 2 - 3 ч при комнатной температуре.

Затем 50 см³ образца алкогольной продукции помещают в стеклянный цилиндр с притёртой пробкой, добавляют 500 мм³ рабочего раствора внутреннего стандарта дифенилфталата и экстрагируют 4,5 см³ гексана в течение 1 минуты. Дают смеси разделиться, декантируют супернатант в пенициллиновый флакон и выпаривают в токе азота при температуре 50 °С, далее сухой остаток перерастворяют в 1 см³ ацетонитрила и проводят исследование. При образовании эмульсии при экстракции для лучшего разделения жидких фаз рекомендуется добавить несколько капель этилового спирта.

Одновременно с каждой серией анализов проводят исследование контрольной («холостой») пробы, пропущенной через весь цикл пробоподготовки. Для проверки степени извлечения используют матрицу соответствующей алкогольной продукции, не содержащую фталатов. В случае ее отсутствия матрицу готовят путем трехкратной очистки алкогольной продукции дихлорметаном, в которую затем вносят аликвоту раствора фталатов.

IX. Выполнение измерений

9.1. Идентификацию фталатов осуществляют с помощью библиотечного поиска и по времени удерживания. Для получения результата измерения концентраций веществ проводят анализ двух параллельных проб в условиях по п. 8.4.

Перед обработкой результатов анализа необходимо провести «холостую пробу» 10 % спиртового раствора по п. 8.3 и убедиться в отсутствии помех и загрязнений. При их наличии обнаруживают причину и устраняют ее.

X. Обработка результатов

10.1. Концентрацию каждого идентифицированного соединения (С) определяют по градуировочной характеристике после компьютерного интегрирования хроматограммы соответствующего извлеченного иона в мг/дм³.

Содержание в образцах рассчитывают методом внутреннего стандарта по формуле:

С - массовая концентрация БЭГФ, мкг/дм³;

С_ст - массовая концентрация добавленного внутреннего стандарта, мкг/дм³;

 - отношение площади пика БЭГФ в образце к площади пика внутреннего стандарта;

K - калибровочный коэффициент, получаемый из калибровочной кривой

За результат принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных измерений и выражают с точностью до одного десятичного знака.

XI. Проверка приемлемости результатов параллельных определений

11.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает предела повторяемости:

X₁, Х₂ - результаты параллельных определений, мг/дм³;

r - значение предела повторяемости (табл. 1), при этом r = 2,8σ_r.

При невыполнении условия выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и вновь выполняют анализ.

XII. Оформление результатов

12.1. Результат анализа представляют в виде:

() мг/дм³ при вероятности Р = 0,95, где

 - среднее арифметическое результатов определений, признанных приемлемыми, мг/дм³;

Δ - граница абсолютной погрешности, мг/дм³;

δ - граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 1), %.

Если содержание компонента менее нижней границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде:

«содержание фталатов в алкогольной продукции - менее 0,005 дм³»*

Примечание:

* - 0,005 дм³ предел обнаружения в пробе.

XIII. Контроль качества результатов измерений

13.1. Контроль стабильности градуировочной характеристики.

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1 - 6.

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят в начале и по окончании каждой серии анализов.

При контроле стабильности градуировочной характеристики проводят измерения не менее двух образцов концентраций для градуировки, содержание фталатов в которых должно охватывать весь диапазон концентраций от 0,005 до 2,0 мг/дм³.

Градуировочная характеристика считается стабильной, если для каждого из используемых для контроля градуировочных растворов сохраняется соотношение:

X - концентрация фталатов в пробе при контрольном измерении, мкг/см³;

С - известная концентрация градуировочного раствора фталатов, взятая для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см³;

В - норматив контроля погрешности градуировочной характеристики, % (В = 20 % при Р = 0,95).

Если величина расхождения (А) превышает 20 %, делают вывод о невозможности применения градуировочной характеристики для дальнейших измерений. В этом случае выясняют и устраняют причины нестабильности градуировочной характеристики и повторяют контроль ее стабильности с использованием других градуировочных растворов фталатов, предусмотренных методом исследования. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики устанавливают ее заново согласно п. 8.5.

Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов.

13.2. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится методом добавок.

Величина добавки С_д должна удовлетворять условию:

 - характеристика погрешности (абсолютная погрешность) результатов анализа, соответствующая содержанию компонента в испытуемом образце (расчетному значению содержания компонента в образце с добавкой соответственно), мг/кг, при этом:

Δ_л = ±0,84Δ, где

Δ - граница абсолютной погрешности, мг/кг;

δ - граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 1), %.

Результат контроля процедуры К_к рассчитывают по формуле:

 - среднее арифметическое результатов параллельных определений (признанных приемлемыми по п. 11) содержания компонента в образце с добавкой, испытуемом образце, концентрация добавки, соответственно, мг/дм³;

Норматив контроля К рассчитывают по формуле

Проводят сопоставление результата контроля процедуры (К_к) с нормативом контроля (К).

Если результат контроля процедуры удовлетворяет условию

|Кк| ≤ К,

(1)

процедуру анализа признают удовлетворительной.

При невыполнении условия (1) процедуру контроля повторяют. При повторном невыполнении условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.3. Проверка приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости.

Расхождение между результатами измерений, выполненных в условиях воспроизводимости (разное время, разные операторы, разные лаборатории), не должно превышать предела воспроизводимости (R):

(2)

X₁, Х₂ - результаты измерений, выполненных в условиях воспроизводимости (разное время, разные операторы, разные лаборатории), мг/дм³;

R - предел воспроизводимости (в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 1), %.

СОДЕРЖАНИЕ