Определение малых количеств ацетальдегида газо-жидкостной хроматографией (Сообщение I)

Наиболее интересный метаболит этилового спирта — ацетальдегид, образующийся из этилового алкоголя под влиянием фермента алкогольдегидрогеназы. Он служит одной из причин похмельного состояния, так как сравнительно долго сохраняется в организме. Это обстоятельство представляет для судебной медицины интерес, поскольку может быть использовано в диагностике алкогольного отравления и похмелья.

Мы попытались разработать применительно к биологическому материалу животного происхождения быстрый, точный и (по возможности) специфичный метод обнаружения и определения ацетальдегида. Для этого использовали газо-жидкостную хроматографию (ГЖХ), учитывая ее высокую разделительную способность, надежность, воспроизводимость результатов анализа, чувствительность и быстроту.

Описанные в литературе методы газо-хроматографического обнаружения и определения ацетальдегида в водных растворах и биологическом материале требуют дорогого и труднодоступного носителя — гелия или детекторов, нечувствительных к воде.

Мы экспериментально исследовали возможность использования в качестве газа-носителя азота и детектора по теплопроводности (катарометра).

В данном сообщении описан выбор условий для газо-хроматографического обнаружения и определения ацетальдегида.

Работу проводили на отечественном приборе типа ХЛ-4 завода «Моснефтекип» с детектором на вольфрамовых нитях. Исследовали несколько неподвижных фаз —НФ (полиэтиленгликоли с молекулярным весом 400, 600 и 2000, триэтиленгликоль, глицерин, дибутилфталат), а также твердые носители (резорб, шамотная мука и инзенский кирпич марки 600).

На этих НФ не удалось получить четкого разделения ацетальдегида и отсутствия «хвостов» у пика ацетальдегида и других веществ.

Мы обратили внимание на поливинилбутиловый эфир (ПВБЭ). или винилин. В литературе не нашли указаний на возможность использования его в качестве НФ. Поэтому целесообразно дать краткую характеристику ПВБЭ как новой неподвижной фазы для ГЖХ.

ПВБЭ — фармакопейный препарат, представляет собой светло-желтую вязкую жидкость с удельным весом 0,9—0,92; молекулярный вес около 2000, показатель преломления 1,445—1,452; нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях — эфире, хлороформе, бензоле и др. Как неподвижная фаза он обладает средней полярностью; максимальная рабочая температура 100°. Проведенные нами исследования показали, что ПВБЭ служит селективной жидкой фазой по отношению к углеводородам, простым и сложным эфирам, альдегидам и менее селективен по отношению к спиртам. Однако его можно использовать как НФ для определения спиртов по методу В.Ф. Пономарева.

Для обнаружения и определения ацетальдегида в водных растворах методом газо-жидкостной хроматографии мы разработали следующие условия: колонка диаметром 0,6 см, длиной 98 см, заполненная диатомитовым кирпичом ИНЗ-600. Размер частиц кирпича 0, 25—0, 50 мм; кирпич предварительно пропитан ПВБЭ в соотношении 3:1; детектор — катарометр, ток 90 ма; температура колонки и детектора постоянная (75°); скорость потока газа-носителя азота 80 мл/мин; температура испарителя жидких проб 100°.

На рис. 1 представлена хроматограмма разделения 1 мл паровой фазы над смесью: ацетальдегид, диэтиловый эфир, ацетон и этилацетат в порядке их выхода из колонки, причем ацетальдегид выходит первым, давая узкий, симметричный пик.

Рис. 1. Хроматограмма разделения искусственной смеси.

Ацетальдегид в водных растворах определяли методом внутреннего стандарта диэтилового эфира. Для построения калибровочной кривой использовали водные растворы с содержанием ацетальдегида 0, 5, 1 и 2%₀. График зависимости отношения высот пиков ацетальдегида к стандарту от содержания ацетальдегида в пробе представлен на рис. 2.

Рис. 2. График зависимости отношения высот пика стандарта к пику ацетальдегида от концентрации ацетальдегида.

Результаты количественного определения водных растворов ацетальдегида

Обозначения: Н_х — высота пика ацетальдегида; Н_ст. — высота пика диэтилового эфира; X — ошибка определения.

Методика определения ацетальдегида следующая: в пенициллиновый флакон (10 мл) помещали 1 мл стандартного раствора диэтилового эфира и 1 мл раствора ацетальдегида. Для уменьшения парциального давления паров воды к смеси добавляли 1 г безводного сульфата натрия. Флакон закрывали резиновой пробкой, фиксированной винтовым зажимом, и помещали в кипящую водяную баню. Через 5 мин., проколов пробку шприцем, отбирали 3 мл парогазовой фазы, которую тотчас вводили в хроматограф.

Результаты количественного определения водных растворов ацетальдегида приведены в таблице.

Обнаружению и определению ацетальдегида не мешают формальдегид, ацетон, метанол, этанол, изопропанол, н-пропанол, этилацетат, бутилацетат, изоамилацетат, хлористый этил, дихлорэтан, хлороформ, тетрахлорметан, н-гексан, циклогексан, н-гептан, бензол, толуол, петролейный эфир.

Описанный метод позволяет уверенно обнаружить до 100 мкг ацетальдегида в исследуемом растворе (при высоте пика ацетальдегида 5—6 мм).

Выводы

1. Разработан быстрый, точный и высокоспецифичный метод газохроматографического обнаружения и определения ацетальдегида в водных растворах с использованием газа-носителя азота и детектора по теплопроводности.
2. Предложена новая селективная неподвижная фаза для разделения углеводородов, альдегидов, кетонов, простых и сложных эфиров.

Поступила в редакцию 25/V 1967 г.