Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета в составе международного научного коллектива разработали экологичную технологию определения токсичных загрязнителей в воде и чае на основе эвтектических растворителей.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Talanta.
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — это класс устойчивых органических загрязнителей, многие из которых обладают канцерогенными свойствами. Они образуются в процессе неполного сгорания органики и могут накапливаться в окружающей среде, а оттуда попадать в питьевую воду и продукты питания — например в чай. Обнаружить их сложно из‑за крайне низких концентраций. Помочь в этом могут только манипуляции на стадии пробоподготовки — процесса, позволяющего извлечь и сконцентрировать целевые вещества перед анализом.
Одним из методов пробоподготовки является вращающаяся дисковая сорбционная экстракция (RDSE). Впервые предложенная в 2009 году технология для извлечения вещества из воды с помощью диска, покрытого полимером, например полидиметилсилоксаном, быстро зарекомендовала себя как эффективный подход. Со временем этот метод стали применять для извлечения остатков лекарств, пестицидов и других загрязнителей.
Традиционно в RDSE использовались твердые сорбционные покрытия — смолы или материалы на биооснове. Однако эти материалы имеют ряд недостатков: они медленно пропускают молекулы внутрь твердой фазы, обладают ограниченной сорбционной емкостью и требуют использования токсичных органических растворителей.
Вместе с тем сегодня в аналитической химии активно используют глубокие эвтектические растворители — смеси, состоящие из натуральных компонентов, которые обладают уникальными свойствами, часто бывают биоразлагаемы и нетоксичны. Одними из мировых лидеров по исследованию данных растворителей являются химики Санкт‑Петербургского государственного университета.
В рамках нового исследования химики СПбГУ вместе с коллегами разработали и апробировали первую в мире полностью автоматизированную систему RDSE, использующую гидрофобный природный глубокий эвтектический растворитель в качестве экстракционной фазы.
– Суть инновации — в интеграции трех компонентов: пористого диска из политетрафторэтилена, предварительно покрытого слоем растворителя на основе тимола и карвона, с автоматической динамической проточной платформой, – рассказал профессор кафедры аналитической химии СПбГУ, лауреат премии Президента РФ для молодых ученых Андрей Шишов.
«Образец воды непрерывно подается в ячейку с вращающимся диском, где канцерогены переходят из водного раствора в тонкую пленку эвтектического растворителя, удерживаемую на диске. После завершения экстракции система автоматически переключается на подачу безопасного растворителя, который смывает сконцентрированные аналиты с диска напрямую в аналитический прибор для высокоэффективной жидкостной хроматографии», — объяснил Андрей Шишов.
Систему удалось правильно откалибровать, подобрав такие условия, при которых она способна обнаружить в воде несколько миллионных долей грамма вредных веществ на литр. Этого достаточно, чтобы проверить качество питьевой воды и пищевых продуктов.
Добиться такого результата удалось благодаря особенностям молекул вещества тимола — душистого компонента тимьяна. Они работают как идеальные ловушки для молекул‑загрязнителей. По форме они идеально подходят друг к другу за счет чего вредные вещества «прилипают» к поверхности диска и «вытягиваются» из воды.
Источник: spbu.ru
