VYUŽITI KAPILÁRNÍ ZONOVE ELEKTROFORÉZY PRO ANALÝZU SMĚSÍ HYDRAZINU A JEHO METHYLDERIVÁTŮ

Význam tématu

Hydrazin a jeho methylované deriváty patří mezi látky s prokázanými i pravděpodobnými karcinogenními účinky. S rostoucím využitím těchto látek a nutností sledovat jejich stopové množství v životním prostředí a průmyslových procesech je potřeba rychlých a spolehlivých analýz. Kapilární zónová elektroforéza (CZE) nabízí vysokou separační účinnost a potenciál pro kvantitativní analýzu složitých směsí těchto genotoxických sloučenin.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo ověřit možnosti CZE k simultánnímu stanovení hydrazinu, methylhydrazinu, N,N´-dimethylhydrazinu a N,N-dimethylhydrazinu. Studie se zaměřila na optimalizaci nosného elektrolytu, podmínek separace a detekční citlivosti s využitím přímé UV detekce.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky obsahující všechny čtyři analyty byly připraveny ředěním zásobních roztoků ve směsi. Použitá instrumentace:

• Přístroj Crystal CE System ATI Unicam s UV detektorem Unicam 4225
• Křemenná kapilára s polyimidovým potahem, vnitřní průměr 75 µm, délka 75 cm (60 cm do detektoru)
• Napětí 20 kV, proud 30–50 µA v závislosti na elektrolytu
• Dávkování vzorku tlakem 1000 Pa po dobu 6 s
• Termostatování kapiláry vzduchově na 30 °C
• Detekce UV při vlnové délce 205 nm

Nosné elektrolyty testované v práci zahrnovaly 20 mM tetraboritan sodný (pH 9,18), tetraboritan sodný s kyselinou boritou (pH 8,08 a 7,18) a 20 mM fosforečnan sodný s kyselinou fosforečnou (pH 6,56, 6,16 a 4,95).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizací pH elektrolytu bylo zjištěno, že nejvyšší diferenciace a úplné oddělení čtyř analyzovaných látek je dosaženo při pH 7,18 v borátovém pufru. Elektroforeogramy prokázaly zcela oddělené píky hydrazinu, methylhydrazinu, N,N´-dimethylhydrazinu a N,N-dimethylhydrazinu. Kalibrační závislosti v rozsahu 0,001–0,5 mg ml-1 vykazovaly lineární charakter (koeficient determinace > 0,98) a detekční limity se pohybovaly mezi 0,25 a 1,9 mmol l-1. Hlavním limitujícím faktorem citlivosti je použití přímé UV detekce.

Výhody a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a efektivní separaci všech čtyř látek v jednom běhu
• Dostatečnou linearitu a opakovatelnost kvantitativních výsledků
• Jednoduchou přípravu vzorku a minimální spotřebu reagencií

Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu stopových množství hydrazinů v prostředí, laboratorní monitorsystémy a průmyslové aplikace QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dále lze očekávat:

• Náhradu UV detekce citlivější elektrochemickou nebo hmotnostní spektrometrií pro snížení detekčních limitů
• Integraci CZE s on-line koncentračními systémy a mikrofluidními platformami
• Automatizaci a portabilní řešení pro terénní měření

Závěr

Kapilární zónová elektroforéza s borátovým pufrem pH 7,18 představuje rychlou a spolehlivou metodu pro separaci a kvantitativní stanovení hydrazinu a jeho methylovaných derivátů. Metoda nabízí dobrou linearitu, vyhovující detekční limity a potenciál dalšího rozvoje citlivější detekcí.

Reference

1. National Institute for Occupational Safety and Health NIOSH 78-172 Occupational Exposure to Hydrazines Washington 1978
2. International Agency for Research on Cancer IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risk of Chemicals to Man Vol 4 Some Aromatic Amines Hydrazines and Related Substances N-nitrosocompounds and Miscellaneous Alkylating Agents Lyon 1974
3. International Agency for Research on Cancer IARC Monographs Suppl 4 Chemicals Industrial Processes and Industries Associated with Cancer in Humans Lyon 1982
4. International Agency for Research on Cancer IARC Monographs Suppl 7 Overall Evaluations of Carcinogenity Volumes 1-42 Lyon 1987
5. Castegnaro M ed Laboratory Decontamination and Destruction of Carcinogens in Laboratory Wastes Some Hydrazines IARC Lyon 1983
6. Weihong Zhou Liang Xu Mingjia Wu Lijuan Xu Erkang Wang Anal Chim Acta 299 189 1994
7. Jun Liu Weihong Zhou Fenglei Li Erkang Wang Shaojun Dong Anal Chem 68 3350 1996
8. Statistický systém ADSTAT verze 2.00 TriloByte Statistical Software Pardubice 1992