Development of the state secondary measurement standard and certified reference materials for composition on the basis of liquid and gas chromatography

The article is devoted to the development of the state secondary measurement standard of mass fraction units and mass (molar) concentration of organic components in liquid and solid substances and materials based on gas and liquid chromatography. The composition of the state secondary measurement standard, as well as the results of evaluating metrological characteristics have been considered. The problem of ensuring the traceability of measurement results to SI units is given in the article. Two approaches are proposed for obtaining a unit from the state primary standard of mass (molar) fraction units and mass (molar) concentration of organic components in liquid and solid substances and materials based on liquid and gas chromatography-mass spectrometry with isotopic dilution and gravimetry GET 208-2014: by comparing and using transfer standards. Examples of implementing the indicated approaches used during the development of reference materials of toxic substances, namely a certified reference material for composition of p,p-DDT (p,p-DDT, CRM of UNIIM) and a certified reference material for composition of benz(a)pyrene solution in acetonitrile (C₂₀H₁₂, CRM of UNIIM) are given. Results of determining metrological characteristics of reference materials including standard uncertainty due to characterization and standard uncertainties due to inhomogeneity, short and long-term instabilities are described.

эталоны, стандартные образцы, газовая хроматография, жидкостная хроматография, прослежи-ваемость результатов измерений, стандартный образец состава п, п-ДДТ, стандартный образец состава раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле, токсичные вещества, measurement standards, certified reference materials, gas chromatography, liquid chromatography, traceability of measurement results, CRM for composition of p, p-DDT, CRM for composition of benz(a)pyrene solution in acetonitrile, toxic substances

1. Cиггиа С., Ханна Дж.Г. Количественный органический анализ по функциональным группам. Пер. с анг. М.: Химия, 1983. 672 с.

2. Золотов Ю.А., Теретьева Е.А. Аналитическая химия органических веществ развитие методов органического анализа // URL: www. fs.nashaucheba.ru/docs/2151/index-3668876.html

3. ГОСТ Р 8.735.2-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания органических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах. Передача единиц от государственного первичного эталона на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии. М.: Стандартинформ, 2014. 14 с.

4. Крылов А.И. Определение приоритетных органических токсикантов при санитарно-химической и экологической экспертизах: методологические подходы и методическое обеспечение // Российский химический журнал. 2004. Т. 48. № 2. С. 34-43.

5. Медведевских М.Ю., Сергеева А.С. Обзор метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье // Законодательная и прикладная метрология. 2016. № 6. С. 10-14.

6. Определение афобазола и его основных метаболитов методом капиллярной газовой хроматографии-масс-спектрометрии / П.О. Бочков [и др.] // Фармацевтическая химия. 2013. Т. 54. № 3. С. 174-182.

7. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия для анализа объектов окружающей среды. М.: Техносфера, 2013. 632 с.

8. Лаврухин Д.К. Дисперсионная твердофазная и жидкостно-жидкостная микроэкстракция при одновременном определении пестицидов различных классов в пищевых продуктах и кормах хроматографическими методами: дис. … канд. хим. наук. Саратов: 02.00.02 / Сарат. гос. ун-т им. Н.Г. Чернышевского, 2014. 179 с.

9. Duewer D.L. An approach tо the metrologically sound traceable assessment of the chemical purity of organic reference materials / D.L. Duewer, R.M. Parris, V.E. White, W.E. May // NIST SP 1012. 2004. 55 c. URL: www.gpo.gov/fdsys/pkg/GOVPUB-C13-4deb8161f847bd340393baf9afc71507/pdf/GOVPUB-C13-4deb8161f847bd340393baf9afc71507.pdf

10. Metrologia, 2014, 51, Tech. Suppl., 08010CCQM-K55.c Final Report, 2014, 64 p.

11. Медведевских М.Ю., Запорожец А.С. Стандартные образцы в Государственной поверочной схеме для средств измерений массовой доли влаги в твердых веществах и материалах // Стандартные образцы. 2010. № 3. С. 22-27.

12. Государственный вторичный эталон единиц массовой доли и массовой (молярной) концентрации металлов в жидких и твердых веществах и материалах / Е.М. Горбунова [и др.] // Измерительная техника. 2013. № 7. С. 11-13.

13. Разработка и испытания стандартного образца массовой доли никеля (II) в растворе / П.В. Мигаль [и др.] // Стандартные образцы. 2013. № 3. С. 39-44.

14. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю): утв. Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299 (с изменениями на 15 января 2013 года) // Евразийская экономическая комиссия [сайт]. URL: www.tsouz.ru/KTS/KTS17/Pages/P2_299.aspx

15. Мельников Н.Н., Набоков В.А., Покровский Е.А. ДДТ. Свойства и применение. М.: Госхимиздат, 1954. 204 с.

16. Синицина Т.П. Основы токсикологии: учебное пособие. Красноярск: СибГТУ, 2011. 175 с.

17. ТР ТС 021/2011 О безопасности пищевой продукции: Технический регламент Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 880: Евразийский экономический союз [сайт]. URL: http://www.tsouz.ru/db/techreglam/Documents/TR%20TS%20PishevayaProd.pdf

18. ГОСТ Р 51650-2000 Продукты пищевые. Методы определения массовой доли бенз(α)пирена. М.: Стандартинформ, 2007. 19 с.

19. МУК 4.1.1273-03 Методы контроля. Химические факторы измерение массовой концентрации бенз(α)пирена в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием методические указания: утв. и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 1 апреля 2003 г. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003.

20. ПНД Ф 14.1:2:4.70-99 Методика выполнения измерений массовой концентрации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в питьевых, природных и сточных водах хроматографическим методом ВЭЖХ: утв. ФГУ «Федеральный центр анализа и оценкитехногенного воздействия». М., 2012. 27 с.

21. ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03 Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли бенз(α)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложения и твердых отходов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02» в качестве флуориметрического детектора // Министерство природных ресурсов РФ. М., 2007.

22. ГОСТ ISOGuide 35-2015 Стандартные образцы - Общие и статистические принципы сертификации (аттестации). М.: Стандартинформ, 2016. 61 с.

23. РМГ 93-2009 ГСИ. Оценивание метрологических характеристик стандартных образцов. М.: Стандартинформ, 2011. 30 с.

24. Siggia S., Hanna J.G. Quantitative organic analysis via functional groups. Moscow, Chemistry Publ, 1983, 672 p. (In Russ.).

25. Zolotov Yu.A., Tereteva E.A. Analytical chemistry of organic substances, development of methods for organic analysis.Available at: http://fs.nashaucheba.ru/docs/2151/index-3668876.html

26. GOST R8.735.2-2013 State system for ensuring the uniformity of measurements. State hierarchy scheme for measuring instruments of the content of organic components in liquid and solid mediums and materials. Transfer of the units from the state primary standard based on liquid and gas chromato-mass-spectrometry with isotope dilution and gravimetry. Moscow, Standartinform, 2014, 14 p. (In Russ.).

27. Krylov A.I. Determination of top organic toxic agents when conducting sanitary chemical and ecological expert evaluations: methodological approaches and support. Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal = Russian Chemistry Journal, 2004, vol. 48, no. 2, pp. 34-43. (In Russ.).

28. Medvedevskikh M.Iu., Sergeeva A.S. Overview of metrological assurance of the identification of toxic substances in foodstuffs and food raw materials. Legal and applied metrology, 2016, no. 6, pp. 10-14. (In Russ.).

29. Bochkov P.O., Revelskiy A.I., Guljaev I.V., Blynskaya E.V. Definition of afobazole and its basic metabolites by the method of capillary gas chromatography-mass spectrometry. Moscow University Chemistry Bulletin 2013, vol. 68, no. 3, pp. 159-166. (In Russ.).

30. Lebedev A.T. Mass spectrometry for the analysis of the environment. Moscow, Tekhnosferpubl, 2013, 632 p. (In Russ.).

31. Lavrukhin D.K. Dispersive solid phase and liquid-liquid micro-extraction while defining pesticides of various classes in foodstuffs and feeding-stuffs using chromatographic procedures. Cand. Sci. (Chem.). diss. Saratov, 2014, 179 p. (In Russ.).

32. Duewer D.L., Parris R.M., White V E., May W.E. An approach tо the metrologically sound traceable assessment of the chemical purity of organic reference materials. NIST SP 1012, 2004, 55 p. Available at: https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/GOVPUB-C13-4deb8161f847bd340393baf9afc71507/pdf/GOVPUB-C13-4deb8161f847bd340393baf9afc71507.pdf

33. Metrologia, 2014, 51, Tech. Suppl., 08010CCQM-K55.c Final Report, 2014, 64 p.

34. Medvedevskikh M.Y., Zaporozhets A.S. Certified reference materials in the State Hierarchical Chain for means of measuring humidity mass fraction in solid substances and materials. Standartnyeobrazсy = Reference materials, 2010, no. 3, pp. 22-27. (In Russ.).

35. Gorbunova E.M., Goriaeva L.I., Medvedevskikh S.V., Migal P.V., Paneva V.I., Sobina E.P., Stepanov A.S., Tabatchikova T.N., Shishova I.V. The state secondary measurement standard of mass fraction units and mass (molar) concentration of metals in liquid and solid substances and materials. Izmeritel’naia tekhnika = Мeasurement Techniques, 2013, no. 7, pp. 11-13. (In Russ.).

36. Migal P.V., Gorbunova E.M., Sobina E.P., Tabatchikova T.N. Development and testing of a reference material of nickel (II) mass fraction in solution. Standartnye obrazсy = Reference materials, 2013, no. 3, pp. 39-44. (In Russ.).

37. Uniform sanitary-epidemiological and hygienic requirements for products subject to sanitary-epidemiological supervision (control): approved by decision of the Commission of the Customs Union № 299 of 28 May, 2010 (as modified on 15 January 2013). Available at: http:// www.tsouz.ru/KTS/KTS17/Pages/P2_299.aspx (In Russ.).

38. Melnikov N.N., Nabokov V.A., Pokrovskiy E.A. DDT. Properties and use. Moscow, Goskhimizdat Publ, 1954, 204 p. (In Russ.).

39. Sinitsina T.P. Basics of toxicology: Textbook. Krasnoyarsk, SibGTUpubl, 2011, 175 p. (In Russ.).

40. Customs Union Technical Regulation “On Food Safety” TR CU 021/2011 (In Russ.).

41. GOST R 51650-2000 Food stuffs. Methods for determination of benz(a)pyren fraction of total mass. Moscow, Standartinform Publ., 2007, 19 p. (In Russ.).

42. MUK 4.1.1273-03 Control methods. Chemical factors. Measuring mass concentration of benz(α)pyren in atmospheric air and in the air of the workplace by the method of high performance liquid chromatography with fluorometric detection. Guidance. Moscow, 2003. (In Russ.).

43. PND F 14.1:2:4.70-99 Procedure for measuring mass concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in drinking, natural and waste water by the method of high-performance liquid chromatography: approved by “Federal Centre for Analysis and Evaluation of Man-made Impact”, Moscow. 2012. (In Russ.).

44. PND F 16.1:2:2.2:3.39-03 Quantitative chemical analysis of soil. Procedure for measuring mass fraction of benzo(α)pyrene in samples of soil, grounds, bottom sediments and solid wastes by the method of high-performance liquid chromatography with the use of “Fliuorat-02” as fluorometric detector. Moscow. 2007. (In Russ.).

45. GOST ISO Guide 35-2015 Reference materials. General and statistical principles for certification. Moscow, Standartinform Publ., 2016, 61 p. (In Russ.).

46. RMG 93-2009 State system for ensuring the uniformity of measurements. Estimation of metrological characteristics of reference materials. Moscow, Standartinform, 2011, 30 p. (In Russ.).