medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2019-98-3-343-348medlit-299Research ArticleМЕТОДЫ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF HYGIENIC AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONSМетодическое обеспечение контроля содержания стойкого органического загрязнителя гексахлорбензола в кровиMethodical support for control over the concentration of persistent organic pollutant hexachlorobenzene in bloodhttps://orcid.org/0000-0002-2344-3037НурисламоваТатьяна ВалентиновнаNurislamovaTatyana V.

Доктор биол. наук, зам. зав. отделом химико-аналитических методов исследования ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, г. Пермь.

E-mail: nurtat@fcrisk.ru

MD, Ph.D., DSci., Deputy to Head of Chemical-Analytical Research Department Federal Scientific Center For Medical And Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation.

e-mail: nurtat@fcrisk.ru

nurtat@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9238-5598УлановаТ. С.UlanovaT. S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9730-9092ПоповаН. А.PopovaN. A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7664-3270МальцеваО. А.MaltsevaO. A.noemail@neicon.ruФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies201914102020983343348Copyright © Нурисламова Т.В., Уланова Т.С., Попова Н.А., Мальцева О.А., 20202020Нурисламова Т.В., Уланова Т.С., Попова Н.А., Мальцева О.А.Nurislamova T.V., Ulanova T.S., Popova N.A., Maltseva O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/299Введение

Введение. Опасную группу соединений, оказывающих негативное влияние на здоровье населения и загрязняющих окружающую среду, представляют стойкие органические загрязнители (СОЗ), в том числе хлорорганические пестициды, гексахлобензол. Цель исследования – методическое обеспечение контроля содержания гексахлорбензола в биологических средах человека. 

Материал и методы

Материал и методы. Для контроля гексахлорбензола в крови разработана газохроматографическая методика определения. Определение гексахлорбензола в крови основано на использовании капиллярной газовой хроматографии с режимом линейного программирования температуры колонки, детектора электронного захвата (ДЭЗ), экстракции органическим растворителем на этапе пробоподготовки. При реализации разработанной методики оценивали показатели – точность и характеристики погрешности результатов анализа. Нижний предел количественного определения (LOQ) гексахлорбензола в крови составил 0,000024 мкг/см3, при диапазоне определяемых концентраций от 0,00015 до 0,005 мкг/см3 (погрешность методики определения ≥20%), что позволяет адекватно диагностировать химическую нагрузку в крови высокотоксичного стойкого органического загрязнителя. 

Результаты

Результаты. Показатели качества результатов количественного химического анализа гексахлорбензола в крови составили: точность (правильность и прецизионность) – 15,62%, повторяемость – 3,45%, воспроизводимость – 4,65%. В процессе апробации методики в крови обследуемой группы обнаружены концентрации гексахлорбензола в диапазоне 0,0003 ± 0,0001 ÷ 0,0007 ± 0,0001 мкг/см3. Высокая эффективность газохроматографического определения гексахлорбензола в образцах крови достигнута путём подбора оптимальных условий газохроматографического анализа: капиллярная колонка серии HP-1- 35м ∙ 0,32мм ∙ 0,25мкм с программированием температуры, оптимальной температуры испарителя и ДЭЗ. 

Заключение

Заключение. Отработанный способ подготовки пробы крови к анализу, включающий жидкостную экстракцию толуолом, денатурации белка центрифугированием биосреды при 7000 об/мин в течение 15 мин при рН 6–7 в сочетании с газохроматографическим анализом и ДЭЗ позволил достичь полноты извлечения гексахлорбензола из крови на 99,7%.

Introduction

Introduction. Persistent organic pollutants (POP) are extremely dangerous compounds contaminating the environment and exerting the negative impact on human health. Organochlorine pesticides, including hexachlorobenzene, are a specific group among POP. Our research goal is methodological support for the hexachlorobenzene content control in human biological environments.

Material and methods

Material and methods. We developed highly both sensitive and selective procedure for determining hexachlorobenzene in blood. Hexachlorobenzene determination in blood is based on the application of capillary gas chromatography with linear programming of a column temperature, electron capture detector (ECD), and extraction with an organic solvent at a sample preparation stage. When implementing the developed methodology, the following indices were evaluated: accuracy and error characteristics of the analysis results. The lower limit of hexachlorobenzene quantification (LOQ) in blood amounted to 0.000024 µg/cm3, with the range of detectable concentrations from 0.00015 to 0.005 (determination method error ≥ 20%), which allows to adequately diagnose chemical burden with a highly toxic persistent organic pollutant in blood.

Results

Results. The results of quantitative chemical analysis of hexachlorobenzene contents in blood had the following quality indices: precision and correctness amounted to 15.621%; repeatability - 3.45%; reproducibility - 4.65%. In the process of testing the method, concentrations of hexachlorobenzene in the range of 0.0003 ± 0.0001 ÷ 0.0007 ± 0.0001 μg/cm3 were detected in the blood of the examined group.

Discussion

Discussion. The high efficiency of gas chromatography determination of hexachlorobenzene in blood was achieved via selection of optimal conditions for chromatographic analysis: capillary column HP-1- 35m∙0.32mm∙0.25µm with linear programming of column temperature, carrier gas (nitrogen), electron capture detector (ECD). The developed method of the preparing a blood sample for analysis, including liquid extraction with toluene, protein denaturation by centrifuging the biological medium at 7000 rpm for 15 min at pH of 6-7 in combination with gas chromatographic analysis and an electron capture detector (ECD) made it possible to complete extraction of hexachlorobenzene from blood in an amount of 99.7%.

гексахлорбензолбиосреда (кровь)детектор электронного захватаэкстракция органическим растворителемполнота извлеченияhexachlorobenzenebiological medium (blood)electron capture detector (ECD)extraction with an organic solventcomplete extractionReferencesМихеева А.Ю., Васильева И.А. Стойкие органические загрязнители в объектах окружающей среды. Методы определения. Вопросы аналитического контроля качества вод: Материалы X научно-практического семинара. С-Пб., 2005: 67-85.Mikheeva A.Yu., Vasil’eva I.A. Stoykie organicheskie zagryazniteli v ob”ektakh okruzhayushchey sredy. Metody opredeleniya. Voprosy analiticheskogo kontrolya kachestva vod: Materialy X nauchno-prakticheskogo seminara. St. Petersburg, 2005: 67–85 (in Russian).Юдаев А.И. Полихлорированные бифенилы и диоксины- суперэкотоксиканты XXI века. Энергия: экономика, техника, экология, 2010; 1: 60-5.Yudaev A.I. Polychlorinated biphenyls and dioxins as superecotoxicants of the XXI century [Polikhlorirovannye bifenily i dioksiny- superekotoksikanty XXI veka]. Energiya: ekonomika, tekhnika, ekologiya, 2010; 1: 60–5 (in Russian).Новицкий В.Ф., Новицкая Т.В., Потоцкий А.В., Санитарно-химическая оценка гептахлорэпоксида в объектах окружающей среды. Здоровье и окружающая среда, 2011; 19: 435-40.Novitsky V.F., Novitskaja T.V., Pototskij A.V. Sanitary and chemical assessment of heptachlorepoxide in the environment. Zdorov’e i okruzhayushchaya sreda. 2011; 19: 435–40 (in Russian).Поздняков С.П., Румак B.C., Софронов Г.А., Уманова Н.В. Диоксины и здоровье человека. С-Пб., 2006: 273.Pozdnyakov S.P., Rumak B.C., Sofronov G.A., Umanova N.V. Dioxins and human health [Dioksiny i zdorov’e cheloveka]. St. Petersburg, 2006: 273 (in Russian).Regulation (EC) No 850/2004 of the European Parliament and of the council of 29 April 2004 on persistent organic pollutants and amending Directive 79/117/EEC. Available at: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:158:0007:0049:EN:PDF (accessed: 20.05.2018)Regulation (EC) No 850/2004 of the European Parliament and of the council of 29 April 2004 on persistent organic pollutants and amending Directive 79/117/EEC. Available at: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:158:0007:0049:EN:PDF (accessed: 20.05.2018)Иваненко Н.В. Экологическая токсикология. Под редакцией Н.Г. Маслянникова. М., 2006: 90Ivanenko N.V. Ecological toxicology [Ekologicheskaya toksikologiya]. Ed by N.G. Maslyannikov. Moscow, 2006: 90 (in Russian).IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks for Humans. Lyon, 1991; 52: 473IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks for Humans. Lyon, 1991; 52: 473.Белясова Н.А. Биохимия и молекулярная биология. Минск: Книжный дом, 2004: 415.Belyasova N.A. Biochemistry and Molecular Biology [Biokhimiya i molekulyarnaya biologiya]. Minsk: Knizhnyy dom, 2004: 415. (in Russian).Жеребцов Н.А., Попова Т.Н., Артюхов В.Г. Биохимия. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного ун-та, 2002: 696.Zherebtsov N.A., Popova T.N., Artyukhov V.G. Biochemistry [Biokhimiya]. Voronezh: Izd-vo Voronezhskogo gosudarstvennogo un-ta, 2002: 696 (in Russian).Орлова О.И., Савельева Е.И., Радилов A.C. Применение биомониторинга для оценки характера и тяжести воздействия химического фактора. Медицина труда и промышленная экология, 2010; 12: 28-33.Orlova O.I., Savelyeva E.I., Radilov A.S., Babakov V.N., Voitenko N.G. Biomonitoring usage to evaluate character and severity of exposure to chemical factor. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya, 2010; 12: 28–33 (in Russian).Клюев Н.А., Курляндский Б.А., Ревич Б.А. и др. Диоксины в России. М.: ЮНЕП, 2001; 212.Klyuev N.A., Kurlyandskiy B.A., Revich B.A. et al. Dioxins in Russia [Dioksiny v Rossii]. Moscow: YuNEP, 2001; 212 (in Russian).Клюев Н.А., Бродский Е.С. Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты XXI века. Выпуск №5. М.: ВИНИТИ, 2000: 31-63.Klyuev N.A., Brodskiy E.S. Polychlorinated biphenyls. Superecotoxicants of the XXI century [Polikhlorirovannye bifenily. Supertoksikanty XXI veka]. Vypusk №5. M.: VINITI, 2000: 31–63 (in Russian).Сперанская О., Цитцер О. Стойкие органические загрязнители. Available at: http://www.ipen.org/ipepweb1/library/ipep_pdf_reports/4rus%20russia%20counry%20situation%20report%20russian.pdf (дата обращения: 20.06.2018)Speranskaya O., Tsittser O. Persistent Organic Pollutants [Stoykie organicheskie zagryazniteli]. Available at: http://www.ipen.org/ipepweb1/library/ipep_pdf_reports/4rus%20russia%20counry%20situation%20report%20russian.pdf (accessed: 20.06.2018) (in Russian).Михеева А.Ю. Унификация методов определения стойких органических загрязнителей. Вопросы аналитического контроля качества вод: Материалы XIII научно-практического семинара. М, 2008: 23.Mikheeva A.Yu. Unification of procedures for persistent organic pollutants determination [Unifikatsiya metodov opredeleniya stoykikh organicheskikh zagryazniteley]. Voprosy analiticheskogo kontrolya kachestva vod: Materialy XIII nauchno-prakticheskogo seminara. М, 2008: 23 (in Russian).Майстренко В.Н., Клюев Н.А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004: 323.Maystrenko V.N., Klyuev N.A. Ecological and analytical monitoring over persistent organic pollutants [Ekologo-analiticheskiy monitoring stoykikh organicheskikh zagryazniteley]. Moscow: BINOM. Laboratoriya znaniy, 2004: 323 (in Russian).Зайцева Н.В., Май И.В., Клейн С.В., Ханхареев С.С., Болошинова А.А. Научно-методические аспекты и практический опыт формирования доказательной базы причинения вреда здоровью населения в зоне влияния отходов прошлой экономической деятельности. Гигиена и санитария, 2017; 96 (11): 1038-44.Zaitseva N.V., May Irina V., Kleyn S.V., Khankharev S.S., Boloshinova A.A. Scientific and methodological aspects and practical experience for the formation of the evidential base of hazard to health in the population in the zone of influence of waste from the past economic activity. Gigiena i sanitariya, 2017; 96 (11): 1038–44 (in Russian).Другов Ю.С. Экологическая аналитическая химия. С-Пб., АНАТОЛИЯ, 2000: 432.Drugov Yu.S. Ecological analytical chemistry [Ekologicheskaya analiticheskaya khimiya]. St. Petersburg, ANATOLIYA, 2000: 432. (in Russian).Горюнова С.М., Исмаилова Р.Н., Фаттахов И.Г. Оптимизация системы метрологического обеспечения лаборатории по оценке качества проводимых измерений. Вестник Технологического университета. 2017; 20 (8): 120-3.Goryunova S.M., Ismailova R.N., Fattakhov I.G. Optimization of the metrological assurance system of the laboratory for assessing the quality of measurements. [Optimizatsiya sistemy metrologicheskogo obespecheniya laboratorii po otsenke kachestva provodimykh izmereniy]. Vestnik Tekhnologicheskogo universiteta. 2017; 20 (8): 120–3 (in Russian).Гармаш А.В., Сорокина Н.М. Метрологические основы аналитической химии. Издание 3-е исправленное и дополненное. Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012: 47.Garmash A.V., Sorokina N.M. Metrological grounds for analytical chemistry. [Metrologicheskie osnovy analiticheskoy khimii]. The 3rd edition, corrected and supplemented Moscow: Moskovskiy gos. Universitet imeni M.V. Lomonosova, 2012: 47 (in Russian).Сеньюва Х. З., Гилберт Д. Простое руководство для пользователей по разработке и валидации методов; перевод с англ. А.В. Галкин. М., 2011: 43.Sen’yuva Kh. Z., Gilbert D. A simple user guide on development and validation of procedures [Prostoe rukovodstvo dlya pol’zovateley po razrabotke i validatsii metodov]. Moscow, 2011: 43 (in Russian).Shah V.P., Midha K.K., Dighe S., McGilveray I.J., Skelly J.P., Yacobi A., Layloff T., Viswanathan C.T., Cook C.E., McDowall R.D., Pittman K.A., Spector S. Analytical methods validation: bioavailability, bioequivalence and pharmacokinetic studies. Conference report. Pharm.Res. 1992; 9: 588-592Shah V.P., Midha K.K., Dighe S., McGilveray I.J., Skelly J.P., Yacobi A., Layloff T., Viswanathan C.T., Cook C.E., McDowall R.D., Pittman K.A., Spector S. Analytical methods validation: bioavailability, bioequivalence and pharmacokinetic studies. Conference report. Pharm.Res. 1992; 9: 588–592.Аладышева Ж.И., Спицкий О.Р. Валиадция аналитических методик для производителей лекарств. Типовое руководство предприятия по производству лекарственных средств, подготовленное Федеральным Союзом Фармпроизводителей Германии (BAH). Под ред. В.В. Береговых. М., Литерра, 2008; 70Aladysheva Zh.I., Spitskiy O.R. Validation of analytical procedures for medication. A typical guide for a pharmaceutical enterprise developed by the Federal Council of Pharmaceutical Manufacturers in Germany [Valiadtsiya analiticheskikh metodik dlya proizvoditeley lekarstv]. Ed. by V.V. Beregovykh. Moscow, Literra, 2008: 70 (in Russian).Bioanalytical Method Validation 05/24/18. U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER) Center for Veterinary Medicine (CVM). May 2018 Biopharmaceutics. Available at: https://www.yumpu.com/en/document/view/21736050/guidance-for-industry-bioanalytical-method-validation (accessed: 23.05.2018)Bioanalytical Method Validation 05/24/18. U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER) Center for Veterinary Medicine (CVM). May 2018 Biopharmaceutics. Available at: https://www.yumpu.com/en/document/view/21736050/guidance-for-industry-bioanalytical-method-validation (accessed: 23.05.2018).Михеева А.Ю., Васильева И.А., Семенов С.Ю., Сычев К.С. Применение многослойных колонок для проведения экспрессной адсорбционной очистки экстракта при определении хлорорганических пестицидов. Сорбционные и хроматографические процессы. 2009; 9 (1): 95-104.Mikheeva A.Yu., Vasil’eva I.A., Semenov S.Yu., Sychev K.S. Application of multi-layer columns to perform express adsorption purification when determining organochlorine pesticides [Primenenie mnogosloynykh kolonok dlya provedeniya ekspressnoy adsorbtsionnoy ochistki ekstrakta pri opredelenii khlororganicheskikh pestitsidov]. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2009; 9 (1): 95–104 (in Russian).Другов Ю.С., Родин А.А. Пробоподготовка в экологическом анализе. С-Пб.: АНАТОЛИЯ , 2002: 755.Drugov Yu.S., Rodin A.A. Sample preparation in environmental analysis [Probopodgotovka v ekologicheskom analize]. St. Petersburg: ANATOLIYa, 2002: 755 (in Russian).Sychov C.S., Proskurina N.A., Davankov V.A., Mikheeva A.Yu. The Unique Selectivity of pi-Interactions for Solid-Phase Extraction. LCGC Europe, 2009; 22 (1): 20-7.Sychov C.S., Proskurina N.A., Davankov V.A., Mikheeva A.Yu. The Unique Selectivity of pi-Interactions for Solid-Phase Extraction. LCGC Europe, 2009; 22 (1): 20–7.Hubert A., Wenzel K.D., Manz М. et al. High extraction efficiency for POPs in real contaminated soil samples using accelerated solvent extraction. Analytical Chemistry, 2000; 72 (6): 1294-3000.Hubert A., Wenzel K.D., Manz М. et al. High extraction efficiency for POPs in real contaminated soil samples using accelerated solvent extraction. Analytical Chemistry, 2000; 72 (6): 1294–3000.Garcia-Rodriguez D., Carro-Diaz A.M., Lorenzo-Ferreira R.A. Supercritical fluid extraction of polyhalogenated pollutants from aquaculture and marine environmental samples. Jour. of Sep. Science, 2008; 31 (8): 1333-45. DOI: 10.1002/jssc.200700637Garcia-Rodriguez D., Carro-Diaz A.M., Lorenzo-Ferreira R.A. Supercritical fluid extraction of polyhalogenated pollutants from aquaculture and marine environmental samples. Jour. of Sep. Science, 2008; 31 (8): 1333–45. DOI: 10.1002/jssc.200700637Карпов Ю.А., Савостин А.П. Методы пробоотбора и пробоподготовки. М.: Бином, 2003: 234.Karpov Yu.A., Savostin A.P. Procedures for samples taking and preparation [Metody probootbora i probopodgotovki]. Moscow: Binom, 2003: 234.Любач Н.В., Гринько А.П. Перечень методических указаний для определения пестицидов в различных объектах. Журнал Хроматографічного товарищества. 2005; 3: 43-51.Lyubach N.V., Grin’ko A.P. A list of methodical guidelines on determination of pesticides in various objects [Perechen’ metodicheskikh ukazaniy dlya opredeleniya pestitsidov v razlichnykh ob”ektakh]. Zhurnal Khromatografіchnogo tovaristva, 2005; 3: 43–51.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.