A hybrid technique for measuring the content of xenobiotics in wild and cultivated blueberries | Гібридна методика вимірювання вмісту ксенобіотиків дикорослих та культивованих ягід чорниці

English. Laboratory control requires testing of berry products for the content of residual amounts of mixtures of various xenobiotics: pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons. In this regard, the purpose of this study was to investigate the physicochemical conditions of extraction of xenobiotics from wild and cultivated blueberries and further chromatographic analysis of the obtained extracts. The leading approach to the development of a hybrid method of laboratory control of residual amounts of xenobiotics in berries is the construction of a theoretical model of the method and empirical studies of the proposed conditions of the method. The first stage of the study was sample preparation and extraction of xenobiotics. It was found that pesticides should be extracted from homogenized plant material, and for the extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons, berries with an intact skin should be used. It was found that 1% acetonitrile solution of formic acid is a unified extractant of xenobiotics. The need for sequential chromatographic analysis of the obtained extracts by using high-performance liquid chromatography with a fluorescent detector, methods of high-performance liquid chromatography and gas chromatography with mass-selective detectors was substantiated. Approbation measurements showed that the limit of quantitative determination of residual quantities of pesticides is 0.01±0.001 mg/kg, and the limit of quantitative determination of polycyclic aromatic hydrocarbons is much lower and is 0.5±0.05 μg/kg. The hybrid technique allows detecting and measuring the content of xenobiotics in extracts of blueberry berries within 90 minutes. The working ranges for controlling pesticide content are from 1.0 mg/kg to 0.01 mg/kg, for polycyclic aromatic hydrocarbons – from 20 μg/kg to 0.5 μg/kg. The magnitude of the error of the quantitative analysis was estimated using the root-mean-square deviation from the mean (σ, %). The completeness of extraction of xenobiotics was established as a percentage (r, %) using a series of studies of model samples artificially enriched with xenobiotics. It was found that the measurement error of xenobiotic content does not exceed 20%, the value of analyte extraction is within 90-108%, the method is suitable for laboratory control. The developed hybrid method is of practical value for performing laboratory control of chemical compounds dangerous to human health

Ukrainian. Лабораторний контроль потребує здійснення випробувань продукції ягідництва на вміст залишкових кількостей сумішей різних ксенобіотиків: пестицидів, поліциклічних ароматичних вуглеводнів. У зв'язку з цим дана стаття спрямована на вивчення фізико-хімічних умов екстракційного вилучення ксенобіотиків із дикорослих та культивованих ягід чорниці та подальший хроматографічний аналіз отриманих витяжок. Провідним підходом для розробки гібридної методики лабораторного контролю залишкових кількостей ксенобіотиків у ягодах є побудова теоретичної моделі методики та емпіричні дослідження запропонованих умов методики. Перший етап дослідження – підготовка проби та екстракція ксенобіотиків. Встановлено, що вилучення пестицидів потрібно проводити з гомогенізованого рослинного матеріалу, а для екстракції поліциклічних ароматичних вуглеводнів застосовувати ягоди з неушкодженою шкуринкою. З’ясовано, що 1 % ацетонітрильний розчин мурашиної кислоти є уніфікованим екстрагентом ксенобіотиків. Обґрунтовано необхідність послідовного хроматографічного аналізу отриманих витяжок шляхом застосування високоефективної рідинної хроматографії з флуоресцентним детектором, методів високоефективної рідинної хроматографії та газової хроматографії з мас-селективними детекторами. Апробаційні вимірювання показали, що межа кількісного визначення залишкових кількостей пестицидів становить 0,01±0.001 мг/кг, а межа кількісного визначення поліциклічних ароматичних вуглеводнів значно нижча та складає 0,5±0.05 мкг/кг. Гібридна методика дозволяє протягом 90 хвилин виявити та виміряти вміст ксенобіотиків у витяжках ягід чорниці. Робочі діапазони для контролю вмісту пестицидів становлять від 1,0 мг/кг до 0,01 мг/кг, для поліциклічних ароматичних вуглеводнів – від 20 мкг/кг до 0,5 мкг/кг. Величину похибки кількісного аналізу оцінено за допомогою середнього квадратичного відхилення від середньої (σ, %). Повноту вилучення ксенобіотиків встановлено у відсотках (r, %) за допомогою серії досліджень модельних зразків, штучно збагачених ксенобіотиками. З’ясовано, що похибка вимірювання вмісту ксенобіотиків не перевищує 20%, величина вилучення аналітів знаходиться в діапазоні 90–108%, методика є придатною для виконання лабораторного контролю. Розроблений гібридний метод становить практичну цінність для виконання лабораторного контролю небезпечних для здоров’я людини хімічних сполук