Минерализация в анализе тяжелых металлов

Методы минерализации широко используются в определении содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье, в частности при атомноадсорбционной спектрометрии, являются важнейшим способом подготовки проб.

Пробоподготовка включает в себя предварительное измельчение объединенной пробы с целью приготовления однородного образца и взятия аналитической пробы (двух параллельных навесок), деструкцию органической матрицы для переведения ионов металлов в раствор.

Пробу сырья предварительно измельчают с помощью ножа или ножниц, затем в специальных лабораторных дробилках или мельницах-измельчителях и просеивают сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм (ОФС «Оборудование»). Лекарственные растительные препараты, расфасованные в пачки, дополнительно измельчают и просеивают сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм.

Лекарственные растительные препараты, расфасованные в фильтр-пакеты, дополнительно измельчают в кофемолке и просеивают сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм.

Метод 1а («сухая» минерализация) Около 2,5 г (точная навеска) испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата помещают в фарфоровый, стеклоуглеродный, кварцевый и др. тигель и ставят в холодную муфельную печь. Озоление образцов проводят постепенно, поднимая температуру печи на 50 °C каждые 30 мин (во избежание воспламенения) до 480 °C, выдерживают в печи до полного озоления образца. После охлаждения пробу переносят во фторопластовый стакан, прибавляют 5 мл азотной кислоты концентрированной, свободной от свинца и кадмия, и оставляют на ночь. Затем нагревают пробу на электрической плитке и выпаривают до сухого остатка, после чего добавляют 1 мл фтористоводородной кислоты концентрированной и при сильном нагреве выпаривают досуха. Остаток охлаждают и обрабатывают 10 мл хлористоводородной кислоты разведенной (1:1) и упаривают до «влажных солей». Остаток доводят 2,5% раствором хлористоводородной кислоты до объема 10 мл.

Параллельно проводят холостой опыт.

Метод 1б («сухая» минерализация) Около 0,5 г (точная навеска) испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата помещают в тигель (из стеклоуглерода марки С-200, разрешается использование кварцевых и платиновых тиглей, фарфоровых с неповрежденной внутренней поверхностью) смачивают 0,5 мл серной кислотой концентрированной и осторожно нагревают на пламени газовой горелки, электрической плитке и др. до полного обугливания. Затем тигель охлаждают до комнатной температуры и добавляют к его содержимому 1 мл азотной кислоты концентрированной и 5 капель серной кислоты концентрированной. После этого осторожно нагревают на электрической плитке до исчезновения бурых паров, избегая разбрызгиваний, потом усиливают нагрев до исчезновения плотных белых паров. Закончив данные операции, тигель помещают в муфельную печь и прокаливают при температуре около 600 °C до получения зольного остатка. Охладив тигель до комнатной температуры, к его содержимому добавляют 4 мл 6 М раствора хлористоводородной кислоты, закрывают крышкой и нагревают на кипящей водяной бане 15 мин. Затем крышку снимают и осторожно упаривают содержимое тигля до «влажных солей», после чего добавляют 1 каплю серной кислоты концентрированной и 5 мл горячей воды и нагревают в течение 2 мин. Полученный остаток количественно (трехкратно) переносят небольшими порциями при помощи воды для хроматографии в мерную колбу вместимостью 25 мл, фильтруя через беззольный фильтр «белая лента», и доводят водой для хроматографии до метки и перемешивают.

Метод 2a («мокрая» минерализация) Около 1 г испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата (точная навеска) помещают в колбу Кьельдаля вместимостью 100 мл, добавляют 7 мл азотной кислоты концентрированной, перемешивают до полного смачивания пробы. После этого к содержимому добавляют 4 мл хлорной кислоты концентрированной и перемешивают. Колбу закрепляют под углом 45° на песчаной бане, осторожно нагревают до появления бурых паров азота оксида и нагрев отключают. После полного прекращения выделения бурых паров температуру повышают до появления плотных белых паров и получения кислотного остатка 1−2 мл, колбу снимают с песчаной бани, охлаждают и количественно при помощи воды для хроматографии переносят ее содержимое в мерную колбу вместимостью 50 или 100 мл.

Метод 2б («мокрая» минерализация) Около 0,5 г испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата (точная навеска) помещают в стеклянный стакан, вместимостью 50 мл, смачивают водой, приливают 6 мл серной кислоты концентрированной и 3 мл азотной кислоты концентрированной. Перемешивают, стакан накрывают крышкой из стеклоуглерода и оставляют в водяной бане на сутки при температуре около 10 — 20 °C, затем переносят на водяную баню и нагревают при температуре 50 — 60 °C в течение 2 ч. После этого стакан охлаждают до комнатной температуры, снимают крышки из стеклоуглерода и добавляют 5 мл 5% раствора аммония персульфата. Смесь перемешивают и оставляют стакан на ночь при комнатной температуре. На следующий день содержимое стакана переносят в колбу вместимостью 200 мл или 250 мл и проводят дальнейшее определение на наличие ртути.

Метод 2 В («мокрая» минерализация) Около 1 г лекарственного растительного сырья или препарата (точная навеска) помещают во фторопластовый стакан металлического тубуса, смачивают 6 мл смеси кислот серной концентрированной и азотной концентрированной в соотношении 1:5. Стакан, закрытый фторопластовой крышкой, помещают в металлический тубус. Металлический тубус закрывают, помещают в сушильный шкаф, нагревают до 100 °C и выдерживают при этой температуре 4 ч. Далее автоклав вынимают, охлаждают, вскрывают и количественно переносят содержимое фторопластового стакана в колбу вместимостью 200 мл или 250 мл и проводят определение ртути. Кислотный остаток составляет 1−1,5 мл.

Допускается проведение пробоподготовки с использованием систем для минерализации проб (микроволновые, автоклавные и т. д.) с аттестацией по стандартным образцам. Измерения проводят различными вариантами метода атомно-абсорбционной спектрометрии с разными способами атомизации пробы (ОФС «Атомно-эмиссионная и атомно-абсорбционная спектрометрия»). Чувствительность измерения в атомно-абсорбционном анализе для пламенного метода составляет 0,01−10 мкг/мл, для непламенных 0,0001−0,1 мкг/мл. Ртуть определяют методом атомно-абсорбционной спектрометрии с применением техники «холодных паров». Анализ проб на содержание свинца и кадмия осуществляют пламенным вариантом, с использованием электротермического атомизатора; ртути на ртутном анализаторе или с использованием ртутно-гидридной приставки к атомно-абсорбционному спектрометру в соответствии с условиями анализа элементов.