Акролеин – один из широко распространенных токсикантов. В условиях хронической интоксикации оказывает общераздражающее, аллергенное, мутагенное, канцерогенное, эмбриотоксическое воздействие на организм человека. Акролеин может содержаться в алкогольных напитках, некоторых продуктах питания, включая жиры и масла для жарки. Обзор научной литературы выявил значительные пробелы в знаниях о содержании акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах, что объясняется недостаточной разработанностью надежных аналитических методик его определения. Содержание акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах нормативной документацией не регламентировано, что послужило предпосылкой проведения настоящего исследования.
Цель исследования. Разработать экспрессную методику качественного и количественного определения акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах с применением метода газовой хроматографии.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования послужили модельные и градуировочные растворы акролеина, двадцати образцов фруктовых и зерновых дистиллятов. Аналитические исследования проводили на газовом хроматографе Agilent 6850 с пламенно-ионизационным детектированием. Для обработки хроматографических данных использовали программное обеспечение ChemStation А.10.02.
Результаты и обсуждение. В ходе исследований подобраны оптимальные режимы хроматографирования, обеспечивающие экспрессное определение содержания акролеина в диапазоне массовых концентраций 0,3–10 мг/дм3 в зерновых и фруктовых дистиллятах без п редварительной п робоподготовки за 4–5 мин. Установлена стабильность показателей «время удерживания» и «площадь пика» для акролеина. Экспериментально подтверждено, что градуировочный график для акролеина обладает линейной зависимостью в диапазоне массовых концентраций 0,3–10 мг/дм3. Найдена корреляционная зависимость между концентрацией пробы и откликом детектора, коэффициент корреляции R2 составляет не менее 0,99. Границы относительной погрешности разработанной методики при доверительной вероятности Р = 0,95 в диапазоне массовых концентраций от 0,3 до 10 мг/дм3 не превышают 28 %.
Выводы. Предложен новый методический подход к определению акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах, базирующийся на применении метода газовой хроматографии. В результате проведенных исследований разработана, аттестована и внедрена в промышленность «Методика измерений массовой концентрации акролеина в дистиллятах и спиртных напитках, приготовленных на их основе, методом газовой хроматографии». Применение разработанной методики позволит получать новые экспериментальные данные о химическом составе спиртных напитков и будет способствовать повышению качества и безопасности алкогольной продукции.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Электроника
Акролеин – простейший ненасыщенный альдегид, бесцветная летучая жидкость с желтоватым оттенком, неприятным резким едким запахом пригорелых жиров – является лакриматором, обладает высокой токсичностью и относится к 2-му классу опасности [1]. Акролеин нашел широкое применение в химической, фармацевтической, текстильной, электротехнической промышленности, сельском хозяйстве применяется в качестве биоцида, является распространенным загрязнителем окружающей среды. К наиболее значимым источникам загрязнения относят пожары и выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, приготовление продуктов питания [2, 3].
Список литературы
1. Stevens J. F., Maier C. S. Acrolein: sources, metabolism, and biomolecular interactions relevant to human health and disease. Molecular Nutrition & Food Research. 2008. Vol. 52, № 1. P. 7-25. DOI: 10.1002/mnfr.200700412
Stevens J. F., Maier C. S. Acrolein: sources, metabolism, and biomolecular interactions relevant to human health and disease. Molecular Nutrition & Food Research. 2008;52(1):7-25. DOI: 10.1002/mnfr.200700412
2. Schieweck A., Uhde E., Salthammer T. Determination of acrolein in ambient air and in the atmosphere of environmental test chambers. Environmental Science: Processes & Impacts. 2021. Vol. 23, № 11. P. 1729-1746. DOI: 10.1039/d1em00221j
Schieweck A., Uhde E., Salthammer T. Determination of acrolein in ambient air and in the atmosphere of environmental test chambers. Environmental Science: Processes & Impacts. 2021;23(11):1729-1746. DOI: 10.1039/d1em00221j
3. Турук-Пчелина З. Ф. К вопросу о выделении акролеина в воздух при изготовлении пищи // Гигиена и санитария. 1960. Т. 39, № 5. С. 96-97.
Turuk-Pchelina Z. F. On the issue of acrolein release into the air during food preparation. Gigiena i sanitariya. 1960;39(5):96-97. (In Russ.).
4. Toxicology and risk assessment of acrolein in food / K. Abraham [et al.] // Molecular Nutrition & Food Research. 2011. Vol. 55, № 9. P. 1277-1290. DOI: 10.1002/mnfr.201100481
Abraham K., Andres S., Palavinskas R., Berg K., Appel K. E., Lampen A. Toxicology and risk assessment of acrolein in food. Molecular Nutrition & Food Research. 2011;55(9):1277-1290. DOI: 10.1002/mnfr.201100481
5. Origin and fate of acrolein in foods / K. Jiang [et al.] // Foods. 2022. Vol. 11, № 13. P. 1976. DOI: 10.3390/foods11131976
Jiang K., Huang C., Liu F., Zheng J., Ou J., Zhao D. et all. Origin and fate of acrolein in foods. Foods. 2022;11(13):1976. DOI: 10.3390/foods11131976
6. Exposure risk to carbonyl compounds and furfuryl alcohol through the consumption of sparkling wines / G. P. Peterle [et al.] // Ciência Rural. 2019. Vol. 49, № 3. P. e20180986. DOI: 10.1590/0103-8478cr20180986
Peterle G. P., Hernandes K. C., Schmidt L., Maciel J. B. H., Zini C. A., Welke J. E. Exposure risk to carbonyl compounds and furfuryl alcohol through the consumption of sparkling wines. Ciência Rural. 2019;49:e20180986. DOI: 10.1590/0103-8478cr20180986
7. Acrolein production by bacteria found in distillery grain mashes / W. C. Serjak [et al.] // Journal of Applied Microbiology. 1954. № 2. P. 14-20. DOI: 10.1128/am.2.1.14-20.1954
Serjak W. C., Day W. H., Van Lanen J. M., Boruff C. S. Acrolein production by bacteria found in distillery grain mashes. Journal of Applied Microbiology. 1954;2:14-20. DOI: 10.1128/am.2.1.14-20.1954
8. Sobolov M., Smiley K. L. Metabolism of glycerol by an acrolein-forming lacto-bacillus // Journal of Bacteriology. 1960. Vol. 79, №. 2. P. 261-266. DOI: 10.1128/jb.79.2.261-266.1960
Sobolov M., Smiley K. L. Metabolism of glycerol by an acrolein-forming lacto-bacillus. Journal of Bacteriology. 1960;79:261-266. DOI: 10.1128/jb.79.2.261-266.1960
9. Mills D. E., Baugh W. D., Conner H. A. Studies on the formation of acrolein in distillery mashes // Journal of Applied Microbiology. 1954. Vol. 2, №. 1. P. 9-13. DOI: 10.1128/am.2.1.9-13.1954
Mills D. E., Baugh W. D., Conner H. A. Studies on the formation of acrolein in distillery mashes. Journal of Applied Microbiology. 1954;2:9-13. DOI: 10.1128/am.2.1.9-13.1954
10. Цыганков П. С., Цыганков С. П. Руководство по ректификации спирта. М.: Пищпромиздат, 2001. 400 с.
Tsygankov P. S., Tsygankov S. P. Guide to alcohol rectification. Moscow: Pishchpromizdat; 2001. 400 p. (In Russ.).
11. Климовский Д. А., Смирнов В. А., Стабников В. Н. Технология спирта. М.: Пищевая промышленность. 1967. 346 c.
Klimovskii D. A., Smirnov V. A., Stabnikov V. N. Technology of alcohol. Moscow: Pishchevaia promyshlennost’; 1967. 346 p. (In Russ.).
12. Фараджева Е. Д., Федоров В. А. Общая технология бродильных производств: учебник для вузов. М.: Колос, 2002. 408 с.
Faradzheva E. D., Fedorov V. A. General technology of fermentation production: textbook for universities. Moscow: Kolos, 2002. 408 p. (In Russ.).
13. Determination of the composition of volatiles in Cognac (Brandy) by headspace gas chromatography-mass spectrometry / A. G. Panosyan [et al.] // Journal of Analytical Chemistry. 2001. Vol. 56. P. 945-952. https://doi.org/10.1023/A:1012365629636.
Panosyan A. G., Mamikonyan G. V., Torosyan M., Gabrielyan E. S., Mkhitaryan S. A., Tirakyan M. R. et all. Determination of the composition of volatiles in Cognac (Brandy) by headspace gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Analytical Chemistry. 2001;56:945-952. https://doi.org/10.1023/A:1012365629636.
14. Miller B. E., Danielson N. D. Derivatization of vinyl aldehydes with anthrone prior to high-performance liquid chromatography with fluorometric detection // Journal of Analytical Chemistry. 1988. Vol. 60, №. 7. P. 622-626. DOI: 10.1021/ac00158a004
Miller B. E., Danielson N. D. Derivatization of vinyl aldehydes with anthrone prior to high-performance liquid chromatography with fluorometric detection. Journal of Analytical Chemistry. 1988;60:622-626. DOI: 10.1021/ac00158a004
15. Development of a method for determination of target toxic carbonyl compounds in must and wine using HS-SPME-GC/MS-SIM after preliminary GC× GC/TOFMS analyses / D. C. Ferreira [et al.] // Food Analytical Methods. 2019. Vol. 12. P. 108-120. DOI: 10.1007/s12161-018-1343-6
Ferreira D. C., Hernandes K. C., Nicolli K. P., Souza-Silva É. A., Manfroi V., Zini C. A. et all. Development of a method for determination of target toxic carbonyl compounds in must and wine using HS-SPME-GC/MS-SIM after preliminary GC× GC/TOFMS analyses. Food Analytical Methods. 2019;12:108-120. DOI: 10.1007/s12161-018-1343-6
16. Validation of an analytical method using HS-SPME-GC/MS-SIM to assess the exposure risk to carbonyl compounds and furan derivatives through beer consumption / K. C. Hernandes [et al.] // Food Additives & Contaminants: Part A: Chemistry, Analysis, Control, Exposure & Risk Assessment. 2019. Vol. 36, № 12. P. 1808-1821. DOI: 10.1080/19440049.2019.1672897
Hernandes K. C., Souza-Silva É. A., Assumpção C. F., Zini C. A., Welke J. E. Validation of an analytical method using HS-SPME-GC/MS-SIM to assess the exposure risk to carbonyl compounds and furan derivatives through beer consumption. Food Additives & Contaminants: Part A: Chemistry, Analysis, Control, Exposure & Risk Assessment. 2019;36:1808-1821. DOI: 10.1080/19440049.2019.1672897
17. Шелехова Н. В. Методы газовой хроматографии и капиллярного электрофореза для исследования химического состава выдержанных зерновых дистиллятов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2024. Т. 24, № 4. С. 556-571. DOI: 10.17308/sorpchrom.2024.24/12410
Shelekhova N. V. Gas chromatography and capillary electrophoresis for studying the chemical composition of aged grain distillates. Sorption and Chromatography Processes. 2024; 24(4):556-571. (In Russ.). DOI: 10.17308/sorpchrom.2024.24/12410
18. Шелехова Н. В. Экспресс метод определения анионов в алкогольных напитках на основе сочетания КЭ-КД // Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23, № 2. С. 199-215. DOI: 10.17308/sorpchrom.2023.23/11144
Shelekhova N. V. Express method for the determination of anions in alcoholic beverages based on the CE-CD combination. Sorption and Chromatography Processes. 2023;23(2):199-215. (In Russ.). DOI: 10.17308/sorpchrom.2023.23/11144
19. Шелехова Н. В., Шелехова Т. М. Исследование этанольного экстракта древесины дуба методами капиллярного электрофореза, газовой хроматографии, хромато-масс-спектрометрии // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21, № 6. С.868-878. DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3833
Shelekhova N. V., Shelekhova T. M. Study of an ethanol extract of oak wood by capillary electrophoresis, gas chromatography, and chromatography-mass spectrometry. Sorption and Chromatography Processes. 2021;21(6):868-878. (In Russ.). DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3833
20. Байгазиева Г. И., Кекибаева А. К. Технология ликероводочного производства: лабораторный практикум. Алматы: АТУ, 2015. 87 с.
Baigazieva G. I., Kekibaeva A. K. Technology of liquor and vodka production: laboratory practical training. Almaty: ATU; 2015. 87 p. (In Russ.).
21. Илларионова Е. А., Сыроватский И. П. Газовая хроматография. Теоретические основы метода: учебное пособие. Иркутск: ИГМУ, 2018. 52 с.
Illarionova E. A., Syrovatskii I. P. Gas chromatography. Theoretical foundations of the method: a tutorial. Irkutsk: IGMU, 2018. 52 p. (In Russ.).
22. Вяхирев Д. А., Шушунова А. Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высшая школа, 1975. 302 с.
Viakhirev D. A., Shushunova A. F. Handbook of Gas Chromatography. Moscow: Vysshaia shkola; 1975. 302 p. (In Russ.).
23. Логутов В. И. Детекторы для газовых хроматографов. Часть 1. Выбор детектора, подготовка к работе и оценка состояния хроматографа по основным характеристикам детектора: учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: ННГУ, 2017. 52 с.
Logutov V. I. Logutov V. I. Detektory dlia gazovykh khromatografov. Chast’ 1. Vybor detektora, podgotovka k rabote i otsenka sostoianiia khromatografa po osnovnym kharakteristikam detektora: uchebno-metodicheskoe posobie. Nizhnii Novgorod: NNGU; 2017. 52 p. (In Russ.).
24. Барановская В. Б., Медведевских М. Ю., Карпов Ю. А. Актуальные проблемы качества химического анализа // Аналитика и контроль. 2021. Т. 25, № 4. С. 273-279. DOI: 10.15826/analitika.2021.25.4.005
Baranovskaya V. B., Medvedevskikh M. Yu., Karpov Yu. A. Current quality issues in chemical analysis. Analytics and Control. 2021;25(4):273-279. (In Russ.). DOI: 10.15826/analitika.2021.25.4.005
25. Современная метрология физико-химических измерений: монография / А. Н. Пронин [и др.]. М.: ООО Издательство ТРИУМФ, 2022. 561 с. DOI: 10.32986/978-5-94472-103-7-25-07-2022
Pronin A. N., Okrepilov M. V., Giniak E. B., Konopelko L. A., Kadis R. L., Medvedevskikh S. V. et all. Modern metrology of physical and chemical measurements: monograph. Moscow: OOO Izdatel’stvo TRIUMF; 2022. 561 p. (In Russ.). DOI: 10.32986/978-5-94472-103-7-25-07-2022
26. Гапеева В. Д., Цыбенко В. А. Отсеивание грубых погрешностей результатов измерений с помощью различных критериев в среде Excel // Молодой ученый. 2021. № 49 (391). С. 20-27.
Gapeeva V. D., Tsybenko V. A. Filtering out gross errors in measurement results using various criteria in the Excel environment. Molodoi uchenyi. 2021;49(391):20-27. (In Russ.).
27. Комплекс стандартных образцов для поверки и калибровки универсальных хроматографических приборов / И. Ю. Ткаченко [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2024. Т. 20, № 1. С. 31-46. DOI: 10.20915/2077-1177-2024-20-1-31-46
Tkachenko I. Y., Mikheeva A. Y., Ushal I. E., Ivanova A. Y., Budko A. G., Kharitonov S. G. A set of reference materials for verification and calibration of universal chromatographic instruments. Measurement Standards. Reference Materials. 2024;20(1):31-46. (In Russ.). DOI: 10.20915/2077-1177-2024-20-1-31-46
28. Валидация аналитических методик: пер. с англ. яз. 2-го изд. под ред. Г. Р. Нежиховского. Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях: пер. с англ. яз. 3-го изд. под ред. Р. Л. Кадиса: руководства для лабораторий. СПб.: ЦОП Профессия, 2016. 312 с.
Russ. ed.: Validation of analytical methods: ed. edited by G. R. Nezhikhovsky. Quantitative description of uncertainty in analytical measurements: ed. edited by R. L. Cadiz. St. Petersburg: TsOP Profession; 2016. 312 p. (In Russ.).
29. Алгоритмы оценивания однородности стандартных образцов состава и свойств дисперсионных монолитных материалов / Е. П. Собина [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2023. Т. 19, № 3. С. 77-91. DOI: 10.20915/2077-1177-2023-19-3-77-91
Sobina E. P., Aronov P. M., Migal P. V., Kremleva O. N., Studenok V. V., Firsanov V. A. et all. Algorithms for homogeneity testing of reference materials of dispersed and solid materials. Measurement Standards. Reference Materials. 2023;19(3):77-91. (In Russ.). DOI: 10.20915/2077-1177-2023-19-3-77-91
30. Об оценке стабильности стандартных образцов / П. В. Мигаль [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2023. Т. 19, № 3. С. 65-75. DOI: 10.20915/2077-1177-2023-19-3-65-75
Migal P. V., Sobina E. P., Aronov P. M., Kremleva O. N., Studenok V. V., Firsanov V. A. et all. On the stability testing of reference materials. Measurement Standards. Reference Materials. 2023;19(3):65-75. (In Russ.). DOI: 10.20915/2077-1177-2023-19-3-65-75
31. Казакова Е. А., Бирисен Т. С. Разработка и применение стандартных образцов предприятия в практике аналитических лабораторий // Литье и металлургия. 2020. № 1. С. 34-37. DOI: 10.21122/1683-6065-2020-1-34-37
Kazakova E. A., Birisen T. S. Development and application of standard enterprise samples in the practice of analytical laboratories. Litiyo i Metallurgiya (Foundry Production and Metallurgy). 2020;1:34-37. (In Russ.).
Выпуск
Другие статьи выпуска
В соответствии с требованиями Приказа Минпромторга России № 2905 1, решение о внесении изменений в сведения в части срока действия утвержденного типа стандартных образцов (СО) принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) на основании заявления правообладателя 2 утвержденного типа СО. К заявлению прилагается заключение по результатам рассмотрения конструкторской, технологической и (или) технической документации СО, подтверждающее, что изменения в конструкторскую, технологическую и (или) техническую документацию СО не вносились и сведения об утвержденном типе СО, содержащиеся в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (ФИФ ОЕИ), соответствуют технической документации СО. Заявление при внесении изменений в сведения в части срока действия утвержденного типа СО подается не менее чем за 30 рабочих дней до окончания срока действия утвержденного типа СО.
В этом разделе продолжается публикация сведений о типах СО, которые были утверждены Приказами Росстандарта с июля 2025 г. в соответствии с Административным регламентом, в который были внесены изменения согласно Приказу Росстандарта № 14042. Изменения внесены в целях реализации № 496-ФЗ3. С 01.01.2021 типы СО утверждаются Приказами Росстандарта в соответствии с Приказом Минпромторга России № 29054. В свободном доступе подробные сведения об утвержденных типах СО можно посмотреть в разделе «Утвержденные типы стандартных образцов» ФИФ ОЕИ по ссылке https://fgis. gost. ru/ на сайте ФГИС Росстандарта.
Субъекты хозяйственной деятельности в большинстве отраслей экономики применяют в качестве средств измерений массы дозаторы весовые непрерывного действия и конвейерные весы, точность работы которых напрямую зависит от метрологической прослеживаемости. Однако многие предприятия не могут осуществлять поверку данных средств измерений из-за сложности процедуры в условиях реального производства. Следовательно, возникает необходимость совершенствования подходов к передаче единицы массы дозаторам весовым непрерывного действия и конвейерным весам.
Цель представленного обзора – проанализировать основные методы передачи единицы массы данным средствам измерений, разобрать их преимущества и недостатки, описать, как различные условия влияют на точность измерений. Автор проанализировал данные модуля «Поверка» подсистемы «Аршин» Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений (ФГИС «Аршин» ФИФ ОЕИ) за 2020–2024 годы и выявил рост популярности использования конвейерных весов в качестве учетных средств измерений, несмотря на сложность проводимой процедуры. Указанный тренд подтверждает значимость метрологического обеспечения работоспособности и точности этих устройств. В фокусе исследования – шесть методов калибровки и поверки дозаторов весовых непрерывного действия и конвейерных весов. В частности, рассмотрен метод, с реализацией которого связана профессиональная деятельность автора, – метод, основанный на использовании эталона единицы массы 5-го разряда. В итоге выявлены его преимущества в сравнении с другими методами: а) может применяться на любых дозаторах весовых непрерывного действия и конвейерных весах; б) значительно проще пересыпания; в) учитывает все установленные влияющие факторы; г) обеспечивает достоверность при прослеживаемости к Государственному первичному эталону единицы массы ГЭТ 3– 2008. Также обнаружены и слабые места, устранение которых необходимо для дальнейшего совершенствования подхода, а именно: в настоящее время метод применим для дозаторов весовых непрерывного действия и конвейерных весов с относительной погрешностью 1 % и более. Выводы обзора могут дать основания метрологам для выбора наиболее оптимальных методов калибровки и поверки дозаторов и конвейерных весов, и в этом – практическая значимость исследования. Научная значимость заключается в том, что сформулированы предложения по улучшению качества и достоверности измерений и расширению применения дозаторов непрерывного действия и конвейерных весов.
Видеоизмерительные системы благодаря высокой степени автоматизации характеризуются большой точностью, что позволяет эффективно решать производственные и бизнес-задачи. Для их калибровки и метрологической поверки используются штриховые меры длины как материальные меры, воспроизводящие единицу длины. Штриховые меры длины применяются в качестве рабочих эталонов в различных областях науки и техники. Однако непрерывное развитие нормативной базы и технических стандартов требует своевременной актуализации данных и подходов, используемых в процессе метрологического обеспечения штриховые меры длины.
Цель представленного обзора – оценить текущее состояние нормативной и технической базы, используемой в Российской Федерации для метрологического обеспечения штриховых мер длины, проанализировать применяемые методические подходы для поверки и калибровки штриховых мер длины в соответствии с действующей Государственной поверочной схемой, наметить пути их дальнейшего совершенствования.
На основе анализа содержания законодательных и нормативных актов, обобщения данных научной литературы, а также собственного профессионального опыта авторы выявили факторы, препятствующие развитию системы метрологического обеспечения штриховых мер длины.
Во-первых, материально-техническая база в настоящее время характеризуется высоким уровнем износа и требует комплексной модернизации. Внедрение современных технологий, таких как лазерные интерферометры, позволит повысить точность и скорость измерений, что является критически важным для обеспечения требуемой точности измерений и производительности работ.
Во-вторых, установлено, что для автоматизации процесса измерений и снижения влияния человеческого фактора перспективным направлением является применение цифровых методов обработки информации, в частности технологий искусственного интеллекта и машинного зрения (например, ПЗС-камер – камер, оборудованных прибором с зарядовой связью в качестве датчика изображения). Следовательно, передачу единицы длины штриховым мерам длины методом компарирования можно адаптировать к современным реалиям с помощью автоматизированной системы снятия отсчета. Однако для этого необходимо решить проблему отсутствия производства штриховых мер длины размером свыше 1 мм и обновить технический парк существующих рабочих эталонов 1-го, 2-го, 3-го и 4-го разрядов.
Таким образом, представленный в статье анализ актуального состояния сферы метрологического обеспечения штриховых мер длины обосновывает назревшую необходимость разработки и создания современной установки для поверки штриховых мер длины, соответствующей требованиям, предъявляемым к вторичным эталонам единицы длины. Это позволит обеспечить высокую точность и надежность измерений. Опыт использования прецизионных направляющих станет отправной точкой в производстве прогрессивных средств измерений, таких как длинномеры – для проведения измерений внутренних и наружных размеров; компараторы – для поверки штриховых мер длины низших разрядов. Вкупе эти решения способствуют повышению конкурентоспособности отечественной продукции на мировом рынке.
Удельная электрическая проводимость – один из важнейших показателей качества воды в технологических процессах производства микроэлектроники, в фармацевтике, тепловой и атомной энергетике, показатель, исследуемый при мониторинге окружающей среды. Опираясь на точные данные об удельной электрической проводимости жидкости, можно достоверно оценить состояние производственных систем и технологических процессов.
В статье описано исследование, проведенное с целью разработки и производства двух типов стандартных образцов удельной электрической проводимости жидкости – УЭП‑10 (ГСО 12746-2024) и УЭП‑20 (ГСО 12374-2023). В статье представлены материалы и оборудование, использованные при изготовлении стандартных образцов. Дана оценка относительной неопределенности аттестованных значений от долговременной и кратковременной стабильности, приведены расчеты относительной расширенной неопределенности аттестованных значений стандартных образцов в соответствии с ГОСТ ISO Guide 35–2015. В ходе работы установлена метрологическая прослеживаемость аттестованных значений стандартных образцов к единице величины «удельная электрическая проводимость», воспроизводимой ГЭТ 132–2018 Государственным первичным эталоном единицы удельной электрической проводимости жидкостей в диапазоне от 0,001 до 50 См/м.
Разработанные стандартные образцы дополнили перечень имеющихся отечественных стандартных образцов благодаря увеличенному интервалу значений удельной электрической проводимости, составляющему от 1 до 20 См/м. Доступность на рынке позволит новым стандартным образцам заместить импортные аналоги, тем самым сократив сроки и стоимость метрологической работы. Статья адресована государственным метрологическим центрам, осуществляющим поверку, калибровку и испытания в целях утверждения типа кондуктометрических анализаторов. Опубликованные материалы могут быть полезны проводящим научные исследования организациям и метрологическим службам предприятий различных отраслей.
Представленное в статье исследование направлено на разработку стандартных образцов изотопного состава этанола, необходимых для выполнения измерений в соответствии с требованиями стандартов Российской Федерации и технических регламентов Таможенного союза. Актуальность работы обусловлена расширением сферы применения изотопного анализа в различных областях, включая пищевую промышленность, экологический мониторинг и таможенный контроль. Существующие стандартные образцы имеют ограниченный диапазон аттестованных значений и вследствие введения санкций со стороны недружественных стран недоступны в России, что создает необходимость в разработке отечественных аналогов.
Цель исследования заключалась в создании и последующей аттестации метрологических характеристик стандартных образцов изотопного состава этанола, полученного из различного сырья: кукурузы, пшеницы, сахарной свеклы и синтетического этанола. Для достижения этой цели была разработана методика приготовления стандартных образцов, изготовлена опытная партия, проведены испытания на однородность, долговременную и кратковременную стабильность, определены аттестованные значения изотопного состава углерода, кислорода и водорода.
Основные методы изготовления и аттестации стандартных образцов включали изотопную масс-спектрометрию с использованием изотопного масс-спектрометра Isoprime precisION, автоматизированную фасовку и запайку ампул со стандартными образцами. Результаты исследования метрологических характеристик показали высокую однородность и стабильность разработанных стандартных образцов, что подтверждает их пригодность для использования в метрологических целях. Аттестованные значения разработанных стандартных образцов согласуются с известными литературными данными об изотопном составе этанола растительного происхождения (кукуруза и пшеница), что подтверждает надежность методов изотопного анализа и их применимость для идентификации биологических источников спирта.
Новизна исследовательской работы заключается в создании отечественных стандартных образцов с более широким диапазоном аттестованных значений изотопного состава углерода, кислорода и водорода по сравнению с аналогами, что расширяет возможности точных измерений и контроля в различных отраслях промышленности.
Практическая значимость описанного в статье исследования состоит в создании стандартных образцов для контроля качества алкогольной продукции, таможенного контроля и государственного контроля на алкогольном рынке. Разработанные стандартные образцы позволяют точно определять происхождение этанола, что особенно важно для идентификации биологических и синтетических источников.
Результаты исследования также открывают перспективы разработки стандартных образцов других веществ, таких как карбонат кальция, полиэтилен и монооксид углерода.
Получение достоверных результатов измерений содержания компонентов в составах различных объектов требует применения стандартных образцов с аттестованным содержанием интересующего компонента. Простое вещество бром – летучая ядовитая жидкость – не может выступать исходным материалом для приготовления стандартного образца состава химического элемента брома. Оптимальным материалом для такого стандартного образца является соль брома – бромид калия.
Цель представленного в статье исследования – разработать сертифицированный стандартный образец состава бромида калия на основе одноименной соли высокой чистоты с аттестованной характеристикой «массовая доля бромида калия».
Измерения массовой доли основного компонента в бромиде калия проведены двумя способами. Первый, прямой, предполагал использование метода кулонометрического титрования с поправками на мешающие примеси, определенные методом ионной хроматографии. Второй, косвенный, основывался на схеме «100 процентов минус сумма примесей» и учитывал их ионные формы.
Показано, что прямой и косвенный способы установления массовой доли бромида калия дают согласующиеся результаты: (99,871 ± 0,029) и (99,873 ± 0,017)% соответственно. Проведены исследования однородности, кратковременной и долговременной стабильности методом кулонометрического титрования. В итоге разработан стандартный образец состава бромида калия ГСО 12300-2023 с интервалом аттестованных значений массовой доли бромида калия (99,5–100)%, расширенной неопределенностью аттестованного значения 0,05 % при k = 2. Аттестованное значение и расширенная неопределенность массовой доли бромида калия для партии стандартного образца составили (99,87 ± 0,05)%.
Особенностью реализованного в данной работе косвенного способа определения массовой доли бромида калия является построение модели химического состава анализируемого объекта на основе априорных и экспериментальных данных с использованием двух базовых принципов при суммировании содержания примесей: условия материального (массового) баланса и принципа электронейтральности. Описанный косвенный способ является достаточно общим, для высокочистых солей позволяет достичь относительной расширенной неопределенности при k = 2 менее 0,02 %. В аналитической практике указанный способ применим для оценивания чистоты других солей металлов, когда требуется высокая точность.
Представленный в публикации сертифицированный стандартный образец может быть использован для обеспечения метрологической прослеживаемости результатов измерений как в титриметрии в осадительном титровании, так и в элементном анализе. Он уместен также для приготовления или контроля аттестованных значений стандартных образцов состава раствора бромид-ионов, в том числе в многокомпонентной смеси с другими анионами.
Синтетические подсластители нашли широкое применение в народном хозяйстве, однако их употребление имеет некоторые ограничения. Безопасные нормы потребления аспартама и ацесульфама калия установлены рекомендациям Объединенного экспертного комитета ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. Соблюдение требований безопасности может быть обеспечено посредством контроля содержания подсластителей в пищевой продукции.
В Российской Федерации измерения проводятся по ГОСТам и аттестованным методикам, для реализации которых служат стандартные образцы. Представленное в статье исследование проведено с целью замещения зарубежных референтных материалов стандартными образцами отечественного производства для обеспечения единства измерений в целях технологического суверенитета Российской Федерации. Публикация содержит информацию о разработке новых типов стандартных образцов состава синтетических подсластителей аспартама и ацесульфама калия, метрологически прослеживаемых к Государственному первичному эталону единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации органических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии ГЭТ 208– 2024. Идентификация основного компонента в материале стандартного образца проведена методом масс-спектрометрии высокого разрешения. Характеризация стандартных образцов выполнена методом массового баланса. Измерены содержание примесей родственных соединений – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектором на основе диодной матрицы; содержание примесей летучих органических соединений – методом газовой хроматографии с пламенноионизационным детектором; содержание примеси воды – методом кулонометрического титрования по методу Карла Фишера. Содержание примесей нелетучих соединений измерено методом гравиметрии – для аспартама и методом атомно-эмиссионной спектрометрии с СВЧ-плазмой – для ацесульфама калия. Исследована однородность и долговременная стабильность стандартных образцов. Как и было заявлено авторами при постановке цели исследования, в результате метрологические характеристики новых отечественных стандартных образцов не уступают зарубежным аналогам: массовая доля основного компонента в чистом веществе аспартаме – (96,2 ± 0,3) %; массовая доля основного компонента в чистом веществе ацесульфаме калия – (99,98 ± 0,01) %.
Мясо и мясная продукция входят в число ключевых элементов питания во всем мире. Однако употребление фальсифицированных мясных продуктов может нанести ущерб здоровью человека, а также нарушить возможные ограничения, связанные с вероисповеданием. Для определения видового состава мясной продукции и измерений содержания примесей применяются методы анализа нуклеиновых кислот, требующие использования стандартных образцов. Утверждение в 2024 году Государственного первичного эталона единицы числа копий последовательности ДНК ГЭТ 220– 2024 позволило приступить к разработке стандартных образцов, аттестуемых по отношению числа копий видоспецифических последовательностей ДНК. Были приготовлены и аттестованы стандартные образцы, представляющие растворы смесей геномной ДНК, выделенной из мяса свиньи, курицы и крупного рогатого скота. На основании проведенных испытаний в конце 2024 года были утверждены типы стандартных образцов состава ДНК курицы в матрице ДНК крупного рогатого скота (ГСО 12743- 2024 комплект ДНК-Gallus-ВНИИМ) и стандартных образцов состава ДНК свиньи в матрице ДНК крупного рогатого скота (ГСО 12744- 2024 комплект ДНК-Sus-ВНИИМ). Данные стандартные образцы содержания видоспецифической ДНК замещают существующие аналоги стандартных образцов иностранного производства и обеспечивают метрологическую прослеживаемость выполняемых в Российской Федерации измерений в области пищевой промышленности к Государственному первичному эталону единицы числа копий последовательности ДНК ГЭТ 220.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- ВНИИМ им. Д.И.Менделеева
- Регион
- Россия, Санкт-Петербург
- Почтовый адрес
- 190005, Россия, Санкт-Петербург, Московский пр., 19
- Юр. адрес
- 190005, Россия, Санкт-Петербург, Московский пр., 19
- ФИО
- Пронин Антон Николаевич ( Генеральный директор)
- E-mail адрес
- a.n.pronin@vniim.ru
- Контактный телефон
- +7 (812) 3275835
- Сайт
- https://vniim.ru