МУК 4.1.3923-23. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Методика измерений массовой концентрации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и обработкой данных по гранулометрическому составу. Методические указания
Актуально на 01.11.2026.
Как цитировать: "МУК 4.1.3923-23. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Методика измерений массовой концентрации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и обработкой данных по гранулометрическому составу. Методические указания". МУК 4.1.3923-23. https://bukva.ai/docs/metodika-muk-4-1-3923-23
(утв. Роспотребнадзором 30.06.2023)
Примечание
Документ введен в действие с 30.09.2023.
Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации А. Ю. Попова 30 июня 2023 года
Дата введения 30 сентября 2023 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В РЕСПИРАБЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ, В ИНДУЦИРОВАННОЙ МОКРОТЕ ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ И ОБРАБОТКОЙ ДАННЫХ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.3923-23
1. Разработаны ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзора (Т.Н. Штин, В.Б. Гурвич, О.Е. Галашева, И.А. Дудник, Т.С. Бурмистрова, Е.Э. Стихина, М.С. Петрова, Д.С. Денисов, Е.О. Терентьев, А.А. Ефимов, А.Ю. Трошин, Т.В. Бушуева, Ю.В. Грибова, А.К. Лабзова).
2. Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой «30» июня 2023 г.
I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие методические указания (далее — МУК) устанавливают алгоритм измерения массовой концентрации алюминия, бария, бериллия, ванадия, вольфрама, железа, кадмия, марганца, меди, молибдена, мышьяка, никеля, олова, свинца, селена, стронция, сурьмы, хрома и цинка в индуцированной мокроте человека методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (метод А). Рабочий диапазон определения указанных элементов зависит от матрицы пробы и возникающих мешающих влияний. В индуцированной мокроте человека предел количественного определения элементов находится в интервале от 0,01 до 10000 мкг/дм3. Диапазоны измерений определяемых элементов указаны в таблице 1.
Диапазоны измерений массовой концентрации определяемых элементов
1.2. Настоящие МУК устанавливают порядок обработки данных гранулометрического состава респирабельной фракции аэрозоля в индуцированной мокроте человека по ее физическим параметрам в диапазонах измерений частиц с размером от 0,5 до 200 нм (метод Б).
1.3. Метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (далее — ИСП-МС) основан на введении исследуемого раствора с помощью перистальтического насоса в распылитель; превращении его в аэрозоль под воздействием потока аргона; перемещении аэрозоля в плазму через центральный канал плазменной горелки, где под воздействием высокой температуры плюс 7000 — 8000 °К вещества, содержащиеся в пробе, диссоциируют на атомы и ионизируются; образовании положительно заряженных ионов, которые проходят через систему ионной оптики в анализатор; фильтрации ионов по отношению массы к заряду (m/z); детектировании интенсивности ионного потока; регистрации сигнала с последующим определением массовой концентраций элементов по установленной градуировочной характеристике (рис. 1.1 приложения 1 к настоящим МУК). Определению элементов мешают неспектральные помехи и спектральные помехи от матричных компонентов пробы, которые устраняются в процессе анализа с применением октопольной реакционной системы 4-го поколения (англ. The 4th generation Octopole Reaction System, далее — ORS4) (см. главу VIII). Массовая концентрация элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека, определяется при общей минерализации анализируемой пробы не более 3 г/дм3.
Для анализа размеров частиц используют метод индуцированной решетки (англ. induced grating, далее — IG). Метод IG основан на использовании диэлектрофореза с применением специальных электродов, погруженных в среду с диспергированными частицами; подачи напряжения переменного тока; появлении периодического в пространстве концентрационного распределения частиц — образовании индуцированной дифракционной решетки. В качестве аналитического сигнала используется интенсивность рассеянного света на пространственной периодической структуре. Датчики прибора регистрируют изменение интенсивности света при распаде дифракционной решетки после прекращения подачи напряжения; программное обеспечение к анализатору размеров наночастиц проводит обработку данных о распределении частиц по размерам в анализируемой жидкой среде (рис. 1.2 приложения 1 к настоящим МУК). Загрязнение исходного образца (мутность пробы) не влияет на результаты измерения. Измерение размера частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозоля, в индуцированной мокроте человека возможно при общей минерализации анализируемой пробы не более 0,3 г/дм3.
1.4 МУК носят рекомендательный характер.
II. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Приписанные характеристики погрешности измерений и ее составляющих
2.1. Метод измерений (метод А), установленный настоящими МУК, обеспечивает получение результатов измерений с погрешностями, не превышающими значений, приведенных в табл. 2.
Диапазоны измерений массовой концентрации элементов в индуцированной мокроте, значения показателей повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, правильности и точности измерений при доверительной вероятности P = 0,95
III. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ, РЕАКТИВЫ, ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МАТЕРИАЛЫ
3.1. При выполнении измерений (метод А) применяются средства измерений (далее — СИ), стандартные образцы (далее — СО), реактивы, испытательное оборудование, вспомогательные устройства и материалы, приведенные в табл. 3.
Средства измерений, стандартные образцы, реактивы, испытательное оборудование, вспомогательные устройства и материалы
| Наименование средств измерений, стандартных образцов, реактивов, испытательного оборудования, вспомогательных устройств и материалов | Обозначение и наименование документов, в соответствии с которыми выпускают средства измерений, стандартные образцы, реактивы, испытательное оборудование, вспомогательные устройства и материалы | Метрологические, технические характеристики |
| 1 | 2 | 3 |
| Средства измерений | ||
| Квадрупольный масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), зарегистрированный в Государственном реестре СИ | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Диапазон массовых чисел: от 2 до 260 атомных единиц массы (а.е.м.) с разрешением, обеспечивающим ширину пика не более 1,0 а.е.м. на высоте, составляющей 10% от высоты пика. Вакуумная система: трехстадийная дифференциальная с одним встроенным турбомолекулярным насосом и одним внешним роторным. Система ввода образца: концентрический распылитель с малым потоком образца |
| Квадрупольный масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), зарегистрированный в Государственном реестре СИ | - | (~ 0,2 мл/мин). Кварцевая двухпроходная распылительная камера малого объема с Пельтье охлаждением (от минус 5 до 20 °C). Трехканальный перистальтический насос с низкой пульсацией. Система аэрозольного разбавления. РЧ-Генератор: 27 МГц быстродействующий РЧ-генератор с настройкой частоты. Мощность 500...1600 Вт. Реакционная система: октопольная 4-го поколения с режимом работы с He (стандартно). Детекторная система: ортогональная. Предел детектирования (режим без газа): 9Be > 0,0005; 115In > 0,0001; 209Bi > 0,0001 мкг/дм3. Кратковременная стабильность выходного сигнала, СКО: не более 2,0%. Долговременная стабильность выходного сигнала, СКО: не более 3,0% |
| Универсальный портативный прибор для измерения силы тока, напряжения и сопротивления любого типа, зарегистрированный в Государственном реестре СИ | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Универсальный портативный прибор для измерения атмосферного давления, температуры, относительной влажности воздуха любого типа, зарегистрированный в Государственном реестре СИ | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Анализатор аэрозоля в комплекте с расходными материалами, зарегистрированный в Государственном реестре СИ | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Диапазон измерений массовой концентрации аэрозольных частиц в стандартах РМ: от 0,01 до 150 мг/м3. Предел допускаемой относительной погрешности анализатора: не более +/- 20% |
| Термометр технический стеклянный, зарегистрированный в Государственном реестре СИ | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Диапазон измерения температуры воздуха: от минус 30 °C до плюс 30 °C Класс точности первый |
| Пипетка с одной отметкой 2-2-1 | ГОСТ 29169 | Пипетка исполнения 2, 2-го класса точности, вместимостью 1 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,015\text{см}^{3} |
| Пипетка с одной отметкой 2-2-2 | ГОСТ 29169 | Пипетка исполнения 2, 2-го класса точности, вместимостью 2 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,02\text{см}^{3} |
| Пипетка с одной отметкой 2-2-5 | ГОСТ 29169 | Пипетка исполнения 2, 2-го класса точности, вместимостью 5 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,03\text{см}^{3} |
| Пипетка с одной отметкой 2-2-10 | ГОСТ 29169 | Пипетка исполнения 2, 2-го класса точности, вместимостью 10 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,04\text{см}^{3} |
| Пипетка, градуированная 1-1-2-1 | ГОСТ 29227 | Пипетка типа 1, исполнения 1, 2-го класса точности, вместимость 1 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,01\text{см}^{3} |
| Пипетка, градуированная 1-1-2-5 | ГОСТ 29227 | Пипетка типа 1, исполнения 1, 2-го класса точности, вместимость 5 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,05\text{см}^{3} |
| Пипетка, градуированная 1-1-2-10 | ГОСТ 29227 | Пипетка типа 1, исполнения 1, 2-го класса точности, вместимостью 10 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,10\text{см}^{3} |
| Колба мерная 2-10-2 | ГОСТ 1770 | Вместимость 10 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,05\text{см}^{3} |
| Колба мерная 2-50-2 | ГОСТ 1770 | Вместимость 50 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,12\text{см}^{3} |
| Колба мерная 2-100-2 | ГОСТ 1770 | Вместимость 100 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,20\text{см}^{3} |
| Колбы мерные 2-200-2 | ГОСТ 1770 | Вместимость 200 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,30\text{см}^{3} |
| Цилиндр 1-250-2 | ГОСТ 1770 | Цилиндр исполнения 1, вместимостью 250 см3, 2-го класса точности. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 2,0\text{см}^{3} |
| Стандартные образцы | ||
| СО состава растворов ионов элементов (для Al, Ba, Cd, Co, Cr, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sb, Sn, Sr, V, W, Zn) | ГОСТ 8.315 | Аттестованное значение: 1,00 г/дм3. Границы относительной погрешности аттестованного значения СО при P = 0,95: не более +/- 1% |
| СО состава раствора ионов элемента (для As, Be) | ГОСТ 8.315 | Аттестованное значение: 0,10 г/дм3. Границы относительной погрешности аттестованного значения СО при P = 0,95: не более +/- 1% |
| СО состава раствора ионов элемента (для Cu) | ГОСТ 8.315 | Аттестованное значение: 10,00 г/дм3. Границы относительной погрешности аттестованного значения СО при P = 0,95: не более +/- 1% |
| СО температур и теплот фазовых переходов (In) | ГОСТ 8.315 | Стандартный образец в виде кусков произвольной формы чистых металлов: СО 2313-82 — индий марки ИН-00 по ГОСТ 10297. Фасовка — 1 г. |
| СО состава растворов ионов элементов (для Re, Rh) | ГОСТ 8.315 | Аттестованное значение: 1 г/кг. Границы абсолютной погрешности аттестованного значения СО при P = 0,95: не более +/- 0,05 г/кг |
| Реактивы | ||
| Кислота соляная | ГОСТ 3118 | Чистота не ниже II группы, 2 подгруппы по ГОСТ 13867 |
| Кислота азотная | ГОСТ 4461 | Чистота не ниже II группы, 2 подгруппы по ГОСТ 13867 |
| Натрия хлорид изотонический | - | Стерильный раствор для инфузий с массовой концентрацией 0,9% NaCl |
| Сальбутамол | - | Аэрозоль для ингаляций |
| Вода для лабораторного анализа | ГОСТ Р 52501 | 1-ой степени чистоты |
| Оптимизационный раствор для ИСП-МС | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя ИСП-МС | Массовая концентрация Ce, Co, Li, Mg, Tl, Y — 1 мкг/дм3 |
| Испытательное оборудование | ||
| Термостат суховоздушный лабораторный | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Рабочая температура от плюс 25 °C до плюс 75 °C |
| Сушильный шкаф лабораторный | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Рабочий диапазон температур от плюс 50 °C до плюс 200 °C |
| Вспомогательные устройства, материалы | ||
| Классификатор наночастиц в комплекте с расходными материалами | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Определение гранулометрического состава аэрозолей в воздухе по их физическим параметрам. Диапазон определения размера частиц: от 10 до 420 нм |
| Ультразвуковая ванна | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Гомогенизатор/диспергатор в комплекте со вспомогательными материалами | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Стеклянный сосуд с пестиком для гомогенизатора/диспергатора | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Вместимостью 10 см3 |
| Система очистки кислот в комплекте со вспомогательными материалами | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Ингалятор (небулайзер) в комплекте со вспомогательными материалами | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Фильтры обеззоленные «Зеленая лента» | Выпускаются в соответствии с технической документацией производителя | Примерный размер пор 3 — 5 мкм |
| Перчатки медицинские диагностические одноразовые | ГОСТ Р 52239 | Тип 2 |
| Пробирка с коническим дном, с делениями и винтовой крышкой | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Вместимость 10 см3. Материал изготовления: контейнер — полипропилен; крышка — полипропилен |
| Контейнер КЛИНСА для биоматериалов стерильный с крышкой и ложкой | ГОСТ Р ЕН 14254 | Вместимость 60 см3. Материал изготовления: контейнер — полипропилен; крышка — полиэтилен |
| Стакан В-1-1000 ТС | ГОСТ 25336 | Стакан типа В исполнения 1, номинальной вместимостью 1000 см3, из термически стойкого стекла группы ТС |
| Стакан В-1-50 ТС | ГОСТ 25336 | Стакан типа В исполнения 1, номинальной вместимостью 50 см3, из термически стойкого стекла группы ТС |
| Аргон | ГОСТ 10157 | Высший сорт |
| Гелий | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Марки А |
| Шкаф лабораторный вытяжной | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Плитка электрическая | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Холодильник бытовой | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Одноразовая зубная щетка | - | - |
| Крафтовые пакеты для стерилизации | Выпускаются в соответствии с технической документацией производителя | Тип упаковки: двойной слой крепированной бумаги |
| Эксикатор 2-190 ХС | ГОСТ 25336 | Эксикатор исполнения 2, диаметром корпуса 190 мм |
| Вставка для эксикатора 2-175 | ГОСТ 9147 | Вставка для эксикатора исполнения 2, диаметром 175 мм |
| Силикагель | ГОСТ 3956 | Гранулированный мелкопористый, марки КСМГ, высшего сорта |
| Универсальная аэрозольная смазка | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Индикаторная бумага | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | pH = (1 \div 10)\text{ед}.pH и pH = (7 \div 14) |
| Примечание: допускается применение СИ, СО, испытательного, вспомогательного оборудования и реактивов с аналогичными или лучшими характеристиками. | ||
3.2. При выполнении измерений (метод Б) применяются СИ, реактивы, вспомогательные устройства и материалы (табл. 4).
Средства измерений, реактивы, вспомогательные устройства и материалы
| Наименование средств измерений, реактивов, вспомогательных устройств и материалов | Обозначение и наименование документов, в соответствии с которыми выпускают средства измерений, реактивы, вспомогательные устройства и материалы | Метрологические, технические характеристики |
| 1 | 2 | 3 |
| Средства измерений | ||
| Пипетка с одной отметкой 2-2-1 | ГОСТ 29169 | Пипетка исполнения 2, 2-го класса точности, вместимостью 1 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,015\text{см}^{3} |
| Колбы мерные 2-100-2 | ГОСТ 1770 | Вместимость 100 см3. Предел допускаемой погрешности: \Delta = \pm 0,20\text{см}^{3} |
| Дозатор жидкости ручной в комплекте с одноразовыми наконечниками, зарегистрированный в Государственном реестре средств измерений | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Вместимость 100 — 1000 мкл. Предел допускаемого СКО случайной составляющей относительной погрешности: 2%. Предел допускаемой систематической составляющей основной относительной погрешности: +/- 1,5%. |
| Реактивы | ||
| Кислота азотная | ГОСТ 4461 | Чистота не ниже II группы, 2 подгруппы по ГОСТ 13867 |
| Спирт этиловый | - | Медицинский |
| Ацетон | ГОСТ 2603 | Чистота не ниже II группы, 3 подгруппы по ГОСТ 13867 |
| Вода для лабораторного анализа | ГОСТ Р 52501 | 1-ой степени чистоты |
| Вспомогательные устройства, материалы | ||
| Анализатор размеров наночастиц | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Измерение частиц в нано- и суб-нанодиапазоне в жидких средах. Диапазон определения размера частиц: от 0,5 до 200 нм |
| Электрод для анализатора размеров наночастиц | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя IG | - |
| Ячейка для анализатора размеров наночастиц | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя IG | Вместимость 300 мм3 |
| Держатель электрода | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя IG | - |
| Контейнер для очистки электродов | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя IG | - |
| Очиститель ячеек (хлопковый тампон) | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя IG | - |
| Очиститель электродов | Выпускается в соответствии с технической документацией завода-изготовителя | - |
| Груша ПВХ (спринцовка) тип А № 3 | Выпускается в соответствии с технической документацией завода-изготовителя | Вместимость 110 см3 |
| Безворсовые салфетки | Выпускаются в соответствии с технической документацией завода-изготовителя | - |
| Ультразвуковая ванна | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | - |
| Шприц инъекционный однократного применения стерильный — «Луер» | ГОСТ ISO 7886-1 | Вместимость 1 см3 |
| Фильтр-насадка | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Шприцевой фильтр диаметром 13 мм с размером пор 0,45 мм3 |
| Пробирка с коническим дном и юбкой устойчивости, с делениями и винтовой крышкой | Выпускается в соответствии с технической документацией производителя | Вместимость 50 см3. Материал изготовления: контейнер — полипропилен; крышка — полипропилен |
| Перчатки медицинские диагностические одноразовые | ГОСТ Р 52239 | Тип 2 |
| Примечание: допускается применение СИ, вспомогательного оборудования и реактивов с аналогичными или лучшими характеристиками. | ||
IV. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1. Помещения лаборатории должны соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и требованиям по электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.
4.2. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны определены в ГОСТ 12.1.005.
4.3. В помещениях лаборатории должны быть установлены дополнительные требования для чистых помещений по ГОСТ Р ИСО 14644-1, по ГОСТ Р ИСО 14644-8, по ГОСТ Р ИСО 14644-9 и по ГОСТ Р ИСО 14644-10.
4.4. К выполнению измерений и обработке результатов допускаются специалисты, имеющие высшее или средне-специальное образование, прошедшие специальную подготовку по выполнению аналитических работ, имеющие опыт работы в химической лаборатории и навыки работы с аналитическим оборудованием и компьютерной техникой, освоившие метод в процессе стажировки и ознакомленные.
V. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1 При выполнении аналитических работ в лаборатории соблюдаются следующие условия:
- температура окружающего воздуха, °C (20 +/- 5);
- атмосферное давление, кПа (мм. рт. ст.) 84,0 — 106,7 (630 — 800);
- относительная влажность воздуха, %, не более 80.
5.2. При выполнении аналитических работ в лаборатории системы электропитания должны соответствовать следующим параметрам:
5.3. Подготовку образцов и измерения рекомендуется проводить в помещениях класса 1000 (< 1000 взвешенных частиц на 1 м3 воздуха).
VI. ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АЛЮМИНИЯ, БАРИЯ, БЕРИЛЛИЯ, ВАНАДИЯ, ВОЛЬФРАМА, ЖЕЛЕЗА, КАДМИЯ, МАРГАНЦА, МЕДИ, МОЛИБДЕНА, МЫШЬЯКА, НИКЕЛЯ, ОЛОВА, СВИНЦА, СЕЛЕНА, СТРОНЦИЯ, СУРЬМЫ, ХРОМА И ЦИНКА В ИНДУЦИРОВАННОЙ МОКРОТЕ ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ (МЕТОД А)
6.1. Методом измерений концентраций элементов анализируется химический состав вдыхаемого аэрозоля.
VII. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ
7.1 Чистота воды.
При выполнении измерений используется воду для лабораторного анализа 1 степени чистоты.
7.2 Чистота химических реактивов.
Для выполнения исследований используется азотная кислота.
Рекомендованный фоновый уровень аналитов в кислоте — незначимый, по отношению к результатам анализа. С этой целью анализируют фоновые растворы (см. п. 7.9) и убеждаются в том, что пики изотопов определяемых элементов либо отсутствуют, либо их высота не превышает 20% их высоты в градуировочном растворе минимальной концентрации (см. п. 7.10).
Если результат контрольной процедуры удовлетворяет вышеуказанным рекомендациям, то процедуру анализа признают удовлетворительной.
При несоблюдении данных рекомендаций азотную кислоту очищают методом изотермической перегонки в термостойкой полипропиленовой системе. Анализ фоновых растворов повторяют. При повторном несоблюдении контрольной процедуры анализируемую азотную кислоту подвергают выбраковке.
7.3 Подготовка посуды.
Стеклянная лабораторная посуда:
- посуда мерная лабораторная стеклянная: цилиндры, колбы;
- посуда и оборудование лабораторное стеклянное;
- посуда лабораторная стеклянная: пипетки градуированные;
- посуду лабораторная стеклянная: пипетки, например, с одной отметкой используют для приготовления растворов веществ при определении массовой концентрации элементов в анализируемых пробах. Изделия из стекла не рекомендуется оставлять на длительное время в контакте с растворами.
Все растворы хранятся в пластиковой посуде. Наиболее пригодна для аналитических целей посуда из инертных материалов (например, полиэтилена, полипропилена).
- пробирки с коническим дном и юбкой устойчивости, с делениями и винтовой крышкой;
- контейнеры КЛИНСА для биоматериалов стерильные с крышкой и ложкой используют для упрощения процедуры сбора образцов индуцированной мокроты у человека и проведения соответствующих исследований. Не рекомендуется повторное использование пластиковой посуды. После проведения исследований всю пластиковую посуду утилизируют в соответствии с методическими документами <1>.
<1> ГОСТ Р 54533 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Руководящие принципы и методы утилизации полимерных отходов», введенный приказом Росстандарта от 28.11.2011 № 612-ст (далее — ГОСТ Р 54533).
7.3.1 Подготовка стеклянной посуды.
Всю используемую для анализа проб посуду из стекла промывают раствором азотной кислоты с объемной долей 1:1 (см. п. 7.4.1) в ультразвуковой ванне и трижды ополаскивают водой для лабораторного анализа.
7.3.2 Подготовка пластиковой посуды.
Каждую партию одноразовых емкостей проверяют на наличие загрязнений, анализируя фоновый раствор (см. п. 7.9).
7.3.3 Подготовка стеклянных сосудов с пестиками.
Стеклянные сосуды с пестиками, предназначенные для гомогенизации образцов, промывают раствором азотной кислоты с объемной долей 1:1 (см. п. 7.4.1). Обработку стеклянных сосудов проводят в ультразвуковой ванне, пестиков — без применения ультразвука. После обработки стеклянных сосудов с пестиками водным раствором азотной кислоты (1:1) их трижды ополаскивают водой для лабораторного анализа, а затем проводят стерилизацию. Для этого стеклянные сосуды и пестики (отдельно друг от друга) помещают в крафтовые пакеты для стерилизации и стерилизуют при температуре (60 +/- 5) °C не менее 24 часов в термостате.
Продолжительность сохранения содержимого конверта стерильным — 3 недели. Хранить такую упаковку рекомендуется в месте без доступа прямых солнечных лучей, пыли и влаги в эксикаторе 2-190 ХС с регенерированным силикагелем (см. п. 7.5) при параметрах микроклимата, указанных в п. 5.1.
7.4 Приготовление водных растворов минеральных кислот.
Процедуру приготовления водных растворов минеральных кислот рекомендуется проводить в помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией, в вытяжном шкафу.
7.4.1 Приготовление раствора азотной кислоты с объемной долей 1:1.
Раствор азотной кислоты готовят разбавлением концентрированной кислоты в стакане В-1-1000 ТС. Для приготовления 500 см3 раствора берут 250,0 см3 концентрированной азотной кислоты, отмеренной цилиндром 1-250-2. Отмеренный объем кислоты приливают к 250 см3 воды для лабораторного анализа.
Приготовленный раствор азотной кислоты тщательно перемешивают.
Раствор хранят до изменения внешнего вида (изменение цвета, включая мутность, образование хлопьев, осадка).
7.4.2 Раствор соляной кислоты с объемной долей 1:1.
Раствор соляной кислоты готовят разбавлением концентрированной кислоты в стакане В-1-1000 ТС. Для приготовления 500 см3 раствора берут 250,0 см3 концентрированной соляной кислоты, отмеренной цилиндром 1-250-2. Отмеренный объем кислоты приливают к 250 см3 воды для лабораторного анализа.
Приготовленный раствор соляной кислоты тщательно перемешивают.
Раствор хранят до изменения внешнего вида (изменение цвета, включая мутность, образование хлопьев, осадка).
7.5 Регенерация силикагеля.
Процедуру регенерации силикагеля следует проводить в помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией, в вытяжном шкафу.
Силикагель марки КСМГ вносят в стакан В-1-1000 ТС (масса вносимого силикагеля зависит от объема эксикатора), заливают разбавленной соляной кислотой (1:1) (см. п. 7.4.2) и оставляют на (18 — 20) часов при периодическом взбалтывании содержимого стакана. Затем водный раствор соляной кислоты (1:1) декантируют, силикагель, промывают водой для лабораторного анализа, заливают разбавленной азотной кислотой (1:1) (см. п. 7.4.1) и кипятят в течение (2 — 3) часов. После охлаждения водный раствор азотной кислоты (1:1) сливают, силикагель несколько раз промывают водой для лабораторного анализа до нейтральной реакции (по индикаторной бумаге) промывных вод. Промытый водой для лабораторного анализа силикагель высушивают в сушильном шкафу при температуре (130 +/- 5) °C в течение (4 — 6) часов.
Регенерированный силикагель, марки КСМГ хранят в склянках с притертой пробкой до изменения внешнего вида (изменение цвета).
7.6 Подготовка эксикатора.
7.6.1 Мойка и сушка эксикатора.
Мойку и сушку эксикатора 2-190 ХС рекомендуется проводить в помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.
Эксикатор 2-190 ХС промывают разбавленной азотной кислотой (1:1) (см. п. 7.4.1), затем большим количеством водопроводной воды и в заключении ополаскивают три-четыре раза водой для лабораторного анализа.
Окончательную сушку эксикатора 2-190 ХС проводят в сушильном шкафу, установленном в вытяжном шкафу, при температуре от (105 +/- 5) °C.
7.6.2 Заправка эксикатора.
На дно эксикатора 2-190 ХС помещают осушитель. В качестве осушителя используется предварительно регенерированный силикагель (см. п. 7.5).
На нижнюю часть эксикатора 2-190 ХС помещают вставку для эксикатора 2-175 со специальными отверстиями, через которые обеспечивается циркуляция воздуха.
Вставку для эксикатора 2-175 выстилают обеззоленными фильтрами «зеленая лента».
С целью обеспечения герметичности шлиф эксикатора смазывают вязким смазочным материалом — универсальной аэрозольной смазкой.
7.7 Приготовление основных одноэлементных градуировочных растворов.
7.7.1. Приготовление основных одноэлементных градуировочных растворов с массовой концентрацией 100 мг/дм3 (для Al, Ba, Cd, Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Sr, V, Zn) (раствор А1).
Основные одноэлементные градуировочные растворы А1 готовят из СО состава растворов ионов элементов в соответствии с рекомендациями, установленными в инструкциях по их применению.
В мерную колбу 2-50-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-5 5,00 см3 СО состава раствора элемента, добавляют 3,20 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Основной одноэлементный градуировочный раствор А1 стабилен в течение 1 месяца при хранении в темном месте при температуре (3 — 5) °C.
7.7.2. Приготовление основного одноэлементного градуировочного раствора с массовой концентрацией 100 мг/дм3 (для Cu) (раствор А2).
Основной одноэлементный градуировочный раствор А2 готовят из СО состава раствора ионов элемента в соответствии с рекомендациями, установленными в инструкции по его применению.
В мерную колбу 2-200-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-2 2,00 см3 СО состава раствора элемента, добавляют 12,60 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Основной одноэлементный градуировочный раствор А2 стабилен в течение 1 месяца при хранении в темном месте при температуре (3 — 5) °C.
7.7.3. Приготовление основных одноэлементных градуировочных растворов с массовой концентрацией 100 мг/дм3 (для Mo, Sb, Sn, W) (раствор А3).
Основные одноэлементные градуировочные растворы А3 готовят из СО состава растворов ионов элементов в соответствии с рекомендациями, установленными в инструкциях по их применению.
В мерную колбу 2-50-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-5 5,00 см3 СО состава раствора элемента, добавляют 4,00 см3 концентрированной соляной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Основной одноэлементный градуировочный раствор А3 стабилен в течение 1 месяца при хранении в темном месте при температуре (3 — 5) °C.
7.7.4. Приготовление основных одноэлементных градуировочных растворов с массовой концентрацией 50 мг/дм3 (для As, Be) (раствор А4).
Основные одноэлементные градуировочные растворы А4 готовят из СО состава растворов ионов элементов в соответствии с рекомендациями, установленными в инструкциях по их применению.
В мерную колбу 2-10-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-5 5,00 см3 СО состава раствора элемента, добавляют 0,10 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Основной одноэлементный градуировочный раствор А4 стабилен в течение 1 месяца при хранении в темном месте при температуре (3 — 5) °C.
7.8 Приготовление многоэлементных градуировочных растворов.
В зависимости от анализируемой пробы мокроты могут потребоваться различные многоэлементные градуировочные растворы. При приготовлении многоэлементных градуировочных растворов, рекомендуется учитывать химическую совместимость и возможность гидролиза компонентов.
7.8.1. Приготовление основного многоэлементного градуировочного раствора элементов с массовой концентрацией 1 мг/дм3 (для Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W, Zn) (раствора Б1).
Основной градуировочный раствор Б1 готовят из основных одноэлементных градуировочных растворов.
В мерную колбу 2-100-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипетками 2-2-1 по 1,00 см3 каждого из основных одноэлементных градуировочных растворов А1, А2 и А3, пипетками 2-2-2 по 2,0 см3 каждого из основных одноэлементных градуировочных растворов А4, добавляют 1,00 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Многоэлементный градуировочный раствор используют в день приготовления.
7.8.2. Приготовление основного многоэлементного градуировочного раствора элементов с массовой концентрацией 0,1 мг/дм3 (для Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W, Zn) (раствора Б2).
Основной градуировочный раствор Б2 готовят из основного многоэлементного градуировочного раствора Б1.
В мерную колбу 2-100-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-10 10,00 см3 основного многоэлементного градуировочного раствора Б1, добавляют 1,00 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Многоэлементный градуировочный раствор используют в день приготовления.
7.8.3. Приготовление основного многоэлементного градуировочного раствора элементов с массовой концентрацией 0,01 мг/дм3 (для Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W, Zn) (раствора Б3).
Основной градуировочный раствор Б3 готовят из основного многоэлементного градуировочного раствора Б2.
В мерную колбу 2-100-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-10 10,00 см3 основного многоэлементного градуировочного раствора Б2, добавляют 1,00 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Многоэлементный градуировочный раствор используют в день приготовления.
7.9 Приготовление фонового раствора (раствор В1).
В емкость (см. п. 7.3), предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, добавляют концентрированную азотную кислоту из расчета 1,00 см3 азотной кислоты на 100 см3 раствора, доводят объем раствора в емкости до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Фоновый раствор используют для контроля за чистотой лабораторной посуды, используют в день приготовления.
7.10 Приготовление шкалы градуировочных растворов элементов
Шкалу градуировочных растворов элементов готовят из основных многоэлементных градуировочных растворов Б2 и Б3 в соответствии с табл. 5 в мерных колбах 2-100-2, предварительно заполненных на 1/4 водой для лабораторного анализа.
Растворы для установления градуировочной характеристики используют в день приготовления.
Приготовление шкалы градуировочных растворов элементов
| Номер градуировочного раствора | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Объем основного многоэлементного градуировочного раствора Б3 <2>, см3 | - | 1,00 | 10,00 | 100,00 | - | - |
| Объем основного многоэлементного градуировочного раствора Б2 <3>, см3 | - | - | - | - | 100,00 | - |
| Объем основного многоэлементного градуировочного раствора Б1 <4>, см3 | - | - | - | - | - | 100,0 |
| Объем концентрированной азотной кислоты, см3 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | - | - | - |
| Объем воды для лабораторного анализа, см3 | 99,00 | 98,00 | 89,00 | - | - | - |
| Массовая концентрация элементов в градуировочном растворе, мкг/дм3 | 0 | 0,1 | 1 | 10 | 100 | 1000 |
<2> Основной многоэлементный градуировочный раствор элементов с массовой концентрацией 0,01 мг/дм3 (для Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W, Zn) (раствор Б3).
<3> Основной многоэлементный градуировочный раствор элементов с массовой концентрацией 0,1 мг/дм3 (для Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W, Zn) (раствор Б2).
<4> Основной многоэлементный градуировочный раствор элементов с массовой концентрацией 1 мг/дм3 (для Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W, Zn) (раствор Б1).
7.11 Приготовление рабочего оптимизационного раствора.
Оптимизационный раствор применяют для градуировки шкалы масс и оптимизации условий функционирования спектрометра, например, для настройки максимальной чувствительности при минимальной степени образования оксидов и минимального образования двухзарядных ионов в центральном канале плазменной горелки масс-спектрометра.
Раствор содержит элементы, перекрывающие весь диапазон массовых концентраций определяемых элементов (при этом аналиты данный раствор не содержит), а также элементов, особо склонных к образованию оксидов или двухзарядных ионов. Например, для масс-спектрометра рекомендуется использовать оптимизационный раствор, содержащий Ce, Co, Li, Mg, Tl и Y.
Массовая концентрация элементов, используемых для приготовления рабочего оптимизационного раствора, выбирается таким способом, чтобы она позволяла достичь значения сигнала более чем 10000 импульсов/с.
Для приготовления рабочего оптимизационного раствора отбирают рекомендованные для выполнения приведенного условия объемы оптимизационного раствора состава ионов соответствующих элементов, вносят пипетками в мерную колбу, например, в мерную колбу 2-100-2; затем добавляют 1,00 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Рабочий оптимизационный раствор используют свежеприготовленным, но при хранении в темном месте раствор стабилен в течение 3 месяцев.
7.12 Приготовление растворов внутренних стандартов.
Применение раствора внутреннего стандарта в ИСП-МС компенсирует погрешность разбавления образцов и учитывает многие матричные влияния на плазму и поток ионов.
7.12.1. Приготовление раствора внутреннего стандарта элемента сравнения с массовой концентрацией 100 мг/дм3 (для In) (раствора Г1).
Раствор внутреннего стандарта элемента сравнения Г1 готовят из стандартного образца СО 2313 с массой индия марки ИН-00 1 г.
СО индия небольшой порцией воды для лабораторного анализа (~ 10 см3) переносят в стакан В-1-50 ТС, добавляют 6,30 см3 концентрированной азотной кислоты и растворяют при нагревании на электрической плитке. Раствор охлаждают до комнатной температуры и количественно переносят в мерную колбу 2-100-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа. Доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Внутренний стандарт элемента сравнения представляет собой водный раствор индия в 1 М растворе азотной кислоты.
Раствор внутреннего стандарта элемента сравнения Г1 стабилен в течение 1 года при хранении в темном месте при температуре (3 — 5) °C.
7.12.2. Приготовление растворов внутренних стандартов элементов сравнения с массовой концентрацией 100 мг/дм3 (для Re, Rh) (растворов Г2).
Растворы внутренних стандартов элементов сравнения Г2 готовят из СО состава растворов ионов элементов в соответствии с рекомендациями, установленными в инструкциях по их применению.
В мерную колбу 2-50-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, вносят пипеткой 2-2-5 5,00 см3 СО состава раствора элемента, добавляют 0,50 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Раствор внутреннего стандарта элемента сравнения Г2 стабилен в течение 1 месяца при хранении в темном месте при температуре (3 — 5) °C.
7.13 Подготовка оборудования к работе.
Подготовку масс-спектрометра к работе проводят в соответствии с руководством по эксплуатации. Необходимые режимы работы устанавливают в соответствии с рекомендациями производителя. После запуска прибора производят проверку рабочих характеристик прибора, включая проверку чувствительности во всем диапазоне масс, проверку уровня фона, уровня вторичных оксидных и двухзарядных ионов.
VIII. УСТРАНЕНИЕ МЕШАЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ МАТРИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРОБЫ
8.1. Сопутствующие элементы, присутствующие в пробе, оказывают влияния на определение аналитов, например, приводят к систематическим погрешностям при измерении значения сигнала на приборе.
Мешающие влияния в методе ИСП-МС подразделяют на спектральные и неспектральные.
Спектральные мешающие влияния действуют на значение сигнала аддитивно (вызывая параллельный сдвиг аналитической функции), если они не отделены от пика массы аналита. Они вызываются моно- и многоатомными ионами, имеющими то же отношение массы иона к заряду (m/z), что и аналит. Спектральные влияния, вызванные моно- и многоатомными ионами, называются также изобарическими мешающими влияниями.
8.1.1 Изобарические элементные мешающие влияния.
Изобарические элементные мешающие влияния вызываются изотопами разных элементов с одним и тем же номинальным значением отношения массы к заряду. Примеры изобарных наложений представлены в табл. 6.
Мешающие изобарические влияния корректируются путем учета влияния мешающего элемента. Возможные варианты коррекции включены в программное обеспечение к квадрупольному масс-спектрометру.
Изобарные наложения от ионов при элементном анализе методом ИСП-МС
| Определяемый изотоп | Изобарный ион |
|---|---|
| 58Ni | 58Fe |
| 74Ge | 74Se |
| 82Se | 82Kr |
| 114Cd | 114Sn |
| 120Sn | 120Te |
| 138Ba | 138La, 138Ce |
8.1.2 Изобарические мешающие влияния за счет многоатомных ионов.
Многоатомные ионы образовываются в плазме из составляющих ее компонентов или за счет неполной диссоциации молекул в области интерфейса.
Основные изобарические мешающие влияния представлены на рис. 2.1 приложения 2 к настоящим МУК.
Для устранения спектральных наложений от полиатомных ионов при определении элементного состава в индуцированной мокроте методом ИСП-МС применяется несколько способов:
- минимизация концентрации хлоридов в распыляемых растворах путем исключения использования соляной кислоты, которая вызывает образование хлорсодержащих полиатомных ионов (для V, Cr, As, испытывающих наложения от полиатомных ионов ClO+, ArCl+);
- определение элементного состава в анализируемых пробах с массовой концентрацией растворенных веществ не более 3 г/дм3;
- использование ORS4 с режимом работы «с гелием» (рис. 2.2 приложения 2 к настоящим МУК).
Особенности квадрупольного масс-спектрометра с ORS4 позволяют достигать лучших пределов обнаружения, уверенно определять традиционно трудные элементы для ИСП-МС в органических матрицах (Ti, V, Cr, Fe, As, Se), а также проводить более точный изотопный анализ вещества (рис. 2.3 и рис. 2.4 приложения 2 к настоящим МУК).
На рис. 2.5 в приложении 2 к настоящим МУК приведена информация по выбору режима «с гелием» при работе с квадрупольным масс-спектрометром с ORS4.
8.1.3 Неспектральные мешающие влияния.
Неспектральные мешающие влияния, обычно называемые матричными эффектами, возникают из-за различия в вязкости и поверхностном натяжении между градуировочными растворами и образцами. Вязкость растворов влияет на эффективность распыления и, как следствие, воздействует на сигнал каждого анализируемого изотопа в растворе, в идеале пропорционального его концентрации. Вязкость водных растворов зависит от концентрации кислоты и от концентрации матричных компонентов.
Используя фактор разбавления для образцов мокроты с органической матрицей (1:3) и нормализуя кислотный фон в стандартах, холостых пробах и образцах, влияние транспортных помех было уменьшено до незначимого уровня.
Применение внутренней стандартизации компенсирует погрешность разбавления образцов, учитывает многие матричные влияния на плазму и поток ионов, корректирует изменения в эффективности распылителя, которые могут возникнуть во время анализа. Внутренние стандарты используются для коррекции мешающего влияния, которое является результатом несовпадения матриц градуировочного и анализируемого растворов.
В качестве внутреннего стандарта при коррекции используют растворы элементов:
- 59Co, 9Be — для нижнего диапазона масс аналитов (п. 7.7.1, п. 7.7.4);
- 103Rh, 115In — для среднего диапазона масс аналитов (п. 7.12.1, п. 7.12.2);
- 185Re — для больших значений масс аналитов (п. 7.12.2).
Не рекомендуется присутствие элемента(ов) выбранного внутреннего стандарта в анализируемой пробе на уровне, при котором они оказывают негативное влияние на результат анализа.
Внутренний стандарт добавляют во все подлежащие количественному анализу растворы так, чтобы его концентрация была в них одинаковой (например, в градуировочные растворы, холостые пробы, анализируемые растворы проб).
Внутренние стандарты могут быть добавлены к анализируемым пробам до измерений или непосредственно в процессе измерений при помощи двухканального перистальтического насоса, тройника и смесителя в форме змеевика. При добавлении внутренних стандартов к анализируемым растворам необходимо учитывать фактор разбавления.
Примечание - при добавлении одинаковых объемов внутреннего стандарта с заданной концентрацией во все подлежащие количественному анализу растворы коэффициент разбавления равен 1.
Программа обработки данных масс-спектрометра с ORS4 позволяет автоматически проводить обработку данных.
IX. УСТАНОВЛЕНИЕ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
9.1. Градуировочные растворы элементов, используемые для установления градуировочной характеристики, готовят в соответствии с п. 7.10 настоящих методических указаний.
Градуировочные растворы измеряют в порядке возрастания массовой концентрации элементов в соответствии с п. XII настоящих методических указаний.
При помощи программного обеспечения к прибору устанавливают градуировочную зависимость I = f(C) для каждого определяемого элемента.
Проверяют приемлемость градуировочной характеристики, используя коэффициент корреляции R, он должен быть не менее 0,878 <5>.
<5> Коэффициент корреляции указан в соответствии с РМГ 61 (таблица И.4) для числа степеней свободы f = 5-2, где 5 — количество концентраций, выбранных для построения ГХ. При использовании программного обеспечения масс-спектрометра для установления коэффициента корреляции и выборе его приемлемого значения следует руководствоваться рекомендациями производителя.
Градуировочные характеристики устанавливают перед каждым измерением массовой концентрации элементов в анализируемых пробах.
X. КОНТРОЛЬ СТАБИЛЬНОСТИ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
10.1. Стабильность градуировочной характеристики проверяют периодически, например, через каждые 20 анализируемых подряд проб, с использованием не менее одного градуировочного раствора (см. п. 7.10).
При помощи программного обеспечения к прибору с использованием градуировочных зависимостей I = f(C) определяют массовые концентрации элементов в контрольных растворах.
Градуировочная характеристика признается стабильной, если выполняется условие (1):
|C - C_{\text{элемента}}| \leq \delta_{\text{ГХ}} \cdot C \cdot 0,01 , (1)
где: C — действительное значение массовой концентрации элемента в контрольном растворе, мкг/дм3;
Cэлемента — результат контрольного измерения массовой концентрации элемента в этом же контрольном растворе, мкг/дм3;
\delta_{\text{ГХ}} — относительная погрешность установления градуировочной характеристики, соответствующая значению C контрольного раствора (табл. 7), %;
0,01 — коэффициент пересчета разности концентраций элемента на мкг/дм3.
Погрешность установления градуировочной характеристики
В случае невыполнения условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению. Если условие стабильности не выполняется при повторном измерении контрольного раствора, то устанавливают новую градуировочную характеристику.
При помощи программного обеспечения к масс-спектрометру проводят проверку линейности градуировочных характеристик по коэффициенту корреляции R, (см. гл. IX).
XI. ОТБОР, ХРАНЕНИЕ И ПОДГОТОВКА ПРОБ ИНДУЦИРОВАННОЙ МОКРОТЫ
11.1. Отбор проб мокроты, в зависимости от поставленной задачи, осуществляет квалифицированный медицинский персонал в медицинском учреждении в асептических условиях по общепринятым правилам взятия биологического материала в соответствии с методическими документами <6>.
<6> ГОСТ Р 53079.4 «Технологии лабораторные клинические. Обеспечение качества клинических лабораторных исследований. Часть 4. Правила ведения преаналитического этапа», введенный приказом Ростехрегулирования от 18.12.2008 № 554-ст.
Сбор свободно отделяемой мокроты осуществляют натощак или не ранее двух часов после еды. Предварительно пациента просят удалить помаду с кожи губ (при необходимости), почистить зубы, язык и тщательно прополоскать рот кипяченой водой для лабораторного анализа.
Перед процедурой взятия материала пациенту проводят премедикацию \beta 2 - \text{агонистами} , выполняя ингаляцию сальбутамола через дозированный аэрозольный ингалятор (200 мкг, 2 вдоха) для предотвращения бронхоспазма.
Затем с использованием небулайзера проводят ингаляцию с 5 см3 0,9%-ого изотонического раствора хлорида натрия суммарной продолжительностью не более 10 минут. После этого проводится постукивание по передней и задней стенкам грудной клетки с целью стимуляции отхождения мокроты. При появлении продуктивного кашля пациента просят встать, откашляться, нагнуться и выплюнуть мокроту (не слюну) в контейнер КЛИНСА для биоматериалов (стерильный с крышкой и ложкой). Забор проб мокроты у пациента проводят дискретно в течение 5 минут.
Если во время ингаляции у пациента появилась одышка, удушье, затрудненное дыхание, то процедуру необходимо прекратить.
После процедуры забора пробы пациент должен тщательно прополоскать рот и глотку.
Для определения количества выделенной мокроты ее выливают в одноразовую пластиковую пробирку с делениями. Объем пробы фиксируют в сопроводительном документе к анализируемому образцу.
Объем образца должен составлять не менее 3 см3 для взрослых (около 1 см3 для детей).
11.2 Хранение образца в стерильной емкости:
- при комнатной температуре плюс 20 °C — 25 °C — до 2 часов;
- при температуре холодильной камеры 2 °C — 8 °C — до 24 часов.
11.3. Определение массовой концентрации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека и измерение размера частиц проводят после гомогенизации образца с использованием диспергатора, обеспечивающего разрушение мембран клеток. Для этого, анализируемую пробу мокроты переносят в специальный стеклянный сосуд диспергатора вместимостью 10 см3, подготовленный по п. 7.3.3. В сосуд с содержимым добавляют ~ 2 см3 воды для лабораторного анализа и проводят гомогенизацию образца в соответствии с руководством по эксплуатации гомогенизатора/диспергатора. По завершении гомогенизации анализируемую пробу мокроты количественно переносят в одноразовую пластиковую пробирку, объем пробы доводят до 10 см3 водой для лабораторного анализа. Минерализат помещают в ультразвуковую ванну на 15 минут. В достаточно интенсивных ультразвуковых волнах звуковое давление превышает силу тяжести и уравновешивает частицы в пластиковой пробирке, в которой созданы стоячие волны. Анализируемую пробу фильтруют через фильтр «зеленая лента» с примерным размером пор 3 — 5 мкм.
Для проведения исследований достаточно 2 см3 фильтрата для элементного анализа методом ИСП-МС и 1 см3 фильтрата для измерения размеров частиц методом индуцированной решетки.
Все работы по подготовке проб к исследованиям проводят в медицинских одноразовых перчатках.
XII. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
12.1. 2,00 см3 фильтрата переносят в пластиковую пробирку вместимостью 10 см3, добавляют 0,05 см3 концентрированной азотной кислоты, объем пробы доводят до 5 см3 водой для лабораторного анализа. Пробирку закрывают винтовой крышкой и тщательно перемешивают.
Одновременно аналогичным образом подготавливают холостую пробу, заменяя пробу анализируемой мокроты на такой же объем воды для лабораторного анализа.
12.2. Настраивают параметры ИСП-МС в соответствии с руководством по эксплуатации прибора. Прибор выдерживают во включенном состоянии и зажженной плазмой примерно 30 мин до начала измерений с учетом требований Руководства по эксплуатации масс-спектрометра.
Перед началом каждой серии измерений контролируют параметры работы прибора в соответствии с руководством по эксплуатации, проверяют чувствительность и стабильность работы с использованием оптимизационного раствора (см. п. 7.11). Проверку разрешения и градуировку шкалы масс проводят с периодичностью, установленной в руководстве по эксплуатации масс-спектрометра.
Устанавливают оптимальный режим регистрации масс-спектров и измерений в соответствии с рекомендациями производителя масс-спектрометра. Примеры выбора оптимальных масс и достигаемые при этом пределы обнаружения приведены на рис. 2.5 приложения 2 к настоящим МУК.
Для идентификации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека проводят полуколичественный анализ в режиме сканирования пиков в области масс (m/z) от 2 до 260 а.е.м.
Для определения массовой концентрации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека проводят количественной анализ.
Аналитические сигналы обрабатывают с помощью программного обеспечения квадрупольного масс-спектрометра с использованием градуировочных зависимостей I = f(C), рассчитанных методом наименьших квадратов, с учетом изобарных и полиатомных спектральных наложений (см. гл. VIII).
12.3. При необходимости определения более высоких концентраций элементов (см. п. 1.1, табл. 1) анализируемый образец разбавляют не более чем в 10 раз.
Выполнение измерений массовой концентрации элементов в анализируемых пробах мокроты проводят в двух параллелях.
XIII. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
13.1 Массовую концентрацию элементов (X, мкг/дм3) в единичной пробе рассчитывают по формуле (2):
X = \frac{(C_{\text{элемента}} - C_{\text{хол}}) \cdot V_{\text{обр}} \cdot 2,5}{V_{\text{мокроты}}} \cdot \eta , (2)
где: Cэлемента — массовая концентрация элемента в разбавленном растворе обработанной пробы индуцированной мокроты (в 5 см3 по п. 12.1), установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3;
Cхол. — массовая концентрация элемента в холостой пробе (см. п. 12.1), установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3;
Vобр. — объем раствора обработанной пробы — 10 см3 (см. п. 11.3), см3;
Vмокроты — объем анализируемой пробы индуцированной мокроты, взятый для анализа — от 1 до 3 см3, см3;
2,5 — коэффициент разбавления обработанной пробы (см. п. 12.1);
\eta — кратность разбавления раствора обработанной пробы — коэффициент разбавления по п. 12.3.
XIV. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
14.1. Результат измерений по настоящей методике в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде формулы (3):
(X_{\text{ср}} \pm \Delta_{\text{л}}) , мкг/г (при P = 0,95), (3)
где: Xср. — среднее арифметическое значение двух параллельных результатов измерений, разность между которыми не превышает предела повторяемости rn, мкг/дм3.
При превышении предела повторяемости следует поступать в соответствии с п. 15.2.
\Delta_{\text{л}} — значение абсолютной погрешности, мкг/дм3, рассчитанное по формуле (4):
\Delta_{\text{л}} = \delta_{\text{л}} \cdot X_{\text{ср}} \cdot 0,01 , (4)
где: \delta_{\text{л}} — значение показателя точности (п. 2.1), соответствующее значению Xср, %;
0,01 — коэффициент пересчета погрешности на мкг/дм3.
Численные значения результатов измерений должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики абсолютной погрешности, которые не должны содержать более двух значащих цифр.
XV. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
15.1 Общие положения.
Контроль точности результатов измерений, проводимых по настоящей методике, осуществляют путем поверки применяемых средств измерений, калибровки применяемого испытательного оборудования, а также путем проведения оперативного контроля процедуры измерений для контроля точности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры.
Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля точности результатов выполняемых измерений регламентируют в Руководстве по качеству аккредитованной лаборатории (центра).
15.2 Алгоритм оперативного контроля повторяемости при проведении контрольной процедуры
Алгоритм оперативного контроля повторяемости при проведении контрольной процедуры осуществляют для каждого из результатов измерений, полученных в соответствии с методикой. Для этого от фильтрата анализируемой мокроты (п. XI настоящих методических указаний) отбирают две аликвоты и выполняют измерения в соответствии с п. XII настоящих методических указаний.
Результат контрольной процедуры rк, мкг/дм3 рассчитывают по формуле (5):
где: X1, X2 — результаты единичных измерений (параллельных определений) массовой концентрации элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты, мкг/дм3.
Предел повторяемости rn, мкг/дм3, рассчитывают по формуле (6):
r_{n} = 2,77 \cdot \sigma_{r} \cdot X_{\text{ср}} \cdot 0,01 , (6)
где: 2,77 — коэффициент, зависящий от числа контрольных определений (n = 2) и доверительной вероятности P = 0,95;
\sigma_{r} — значение показателя повторяемости (п. 2.1), соответствующее значению Xср, %;
Xср. — результат измерений — среднеарифметическое значение двух результатов параллельных измерений массовой концентрации элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты, мкг/дм3;
0,01 — коэффициент пересчета предела повторяемости на мкг/дм3.
Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию (7):
При несоблюдении условия (7) выполняют еще одно определение и сравнивают разницу между максимальным и минимальным из трех результатов с нормативом контроля — критическим диапазоном (8):
CR_{0,95}(3) = 3,31 \cdot \sigma_{r} \cdot X_{\text{с}}\prime_{\text{р}.} \cdot 0,01 , (8)
где: 3,31 — коэффициент, зависящий от числа контрольных определений (n = 3) и доверительной вероятности P = 0,95;
\sigma_{r} — значение показателя повторяемости (п. 2.1), соответствующее значению X'ср., %;
X'ср. — результат измерений — среднеарифметическое значение трех результатов измерений массовой концентрации элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты, мкг/дм3;
0,01 — коэффициент пересчета CR0,95(3) на мкг/дм3.
Результат контрольной процедуры в этом случае должен удовлетворять условию (9):
В случае несоблюдения условия (9) поступают в соответствии с методическими документами <7>.
<7> Раздел 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике», введенного в действие постановлением Госстандарта Российской Федерации от 23.04.2002 № 161-ст.
15.3. Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок совместно с методом разбавления проб.
Оперативный контроль процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок совместно с методом разбавления пробы проводят, если массовая концентрация элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты превышает величину концентрации, соответствующую нижнему пределу диапазона измерений массовой концентрации не менее чем в два раза (чтобы при разбавлении пробы не получить значение массовой концентрации меньше, чем нижняя граница диапазона измерений определяемого компонента). В противном случае оперативный контроль проводят с использованием метода добавок согласно п. 15.4.
Для введения добавок используют СО состава растворов ионов элементов в соответствии с рекомендациями, установленными в инструкциях по их применению (см. п. 3.1, таблицу 3 и п. 7.7).
Оперативный контроль исполнители процедуры выполнения измерений проводят путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля Кn.
Результат контрольной процедуры Кк, мкг/дм3 рассчитывают по формуле (10):
\text{К}_{\text{к}} = X\prime_{\text{с}}\prime_{\text{р}.} + (\eta - 1) \cdot X_{\text{ср}.} - X_{\text{ср}.} - C_{\text{д}} , (10)
где: Xср. — результат контрольного измерения — среднеарифметическое значение результатов параллельных определений массовой концентрации элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты, разбавленной в \eta раз, с известной добавкой, мкг/дм3;
Xср. — результат контрольного измерения — среднеарифметическое значение результатов параллельных определений массовой концентрации элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты, разбавленной в \eta раз, мкг/дм3;
Xср. — результат измерений — среднеарифметическое значение результатов параллельных контрольных измерений массовой концентрации элемента(ов) в исходной анализируемой пробе мокроты, мкг/дм3;
Cд — массовая концентрация добавки, мкг/дм3.
Норматив контроля Кn, рассчитывают по формуле (11):
\text{К}_{\text{п}} = \sqrt{\Delta_{\text{л}X_{\text{ср}}}^{2} + (\eta - 1)^{2} \cdot \Delta_{\text{л}X_{\text{ср}}}^{2} + \Delta_{\text{л}X_{\text{ср}}}^{2}} , (11)
где: \Delta_{\text{л},X\text{ср}} — значение абсолютной погрешности, соответствующее массовой концентрации элемента(ов) в разбавленной пробе с добавкой, мкг/дм3;
\Delta_{\text{л}X\text{ср}} — значение абсолютной погрешности, соответствующее массовой концентрации элемента(ов) в разбавленной пробе, мкг/дм3;
\Delta_{\text{л}X\text{ср}} — значение абсолютной погрешности, соответствующее массовой концентрации элемента(ов) в исходной пробе, мкг/дм3.
Значения характеристик абсолютной погрешности результатов измерений рассчитывают по формуле (4).
Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию (12):
процедуру анализа признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (12) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (12) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
15.4. Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок.
Оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений проводят путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля Кn.
Результат контрольной процедуры Кк, мкг/дм3 рассчитывают по формуле (13):
Кк = X'''ср. — Xср. — Cд, (13)
где: Xср. — среднее арифметическое результатов контрольных параллельных измерений массовой концентрации элемента(ов) в анализируемой пробе мокроты с известной добавкой, мкг/дм3;
Xср. — результат измерений — среднеарифметическое значение результатов параллельных контрольных измерений массовой концентрации элемента(ов) в исходной анализируемой пробе мокроты, мкг/дм3;
Cд — массовая концентрация добавки, мкг/дм3.
Норматив контроля погрешности Кn, рассчитывают по формуле (14):
\text{К}_{\text{п}} = \sqrt{\Delta_{\text{л}X_{\text{ср}}}^{2} + \Delta_{\text{л}X_{\text{ср}}}^{2}} , (14)
где: \Delta_{\text{л}X\text{ср}} — значение абсолютной погрешности, соответствующее массовой концентрации элемента(ов) в пробе с известной добавкой, мкг/дм3;
\Delta_{\text{л}X\text{ср}} — значение абсолютной погрешности, соответствующее массовой концентрации элемента(ов) в исходной пробе, мкг/дм3.
Значения характеристик абсолютной погрешности результатов измерений рассчитывают по формуле (4).
Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию (12), процедуру анализа признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (12) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (12) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
15.5. Алгоритм оперативного контроля внутрилабораторной прецизионности при проведении контрольной процедуры.
Контроль внутрилабораторной прецизионности осуществляют для результатов измерений, полученных в соответствии с методикой в условиях внутрилабораторной прецизионности (например, разные исполнители, и (или) разное время, и (или) разные наборы средств измерений). В качестве образцов для контроля используют анализируемые пробы мокроты: от фильтрата анализируемой мокроты (см. гл. XI) отбирают две аликвоты и выполняют измерения в условиях внутрилабораторной прецизионности в соответствии с гл. XII.
Результат контрольной процедуры признают удовлетворительным при выполнении следующего условия (15):
где: Xср1 и Xср2 — результаты измерений массовой концентрации элемента(ов) в образцах для контроля, полученные в условиях внутрилабораторной прецизионности, мкг/дм3;
Rл — абсолютное значение допускаемого расхождения между двумя результатами, полученными в одной лаборатории в условиях внутрилабораторной прецизионности, мкг/дм3.
Абсолютное значение допускаемого расхождения между двумя результатами, полученными в одной лаборатории в условиях внутрилабораторной прецизионности (Rл, мкг/дм3) рассчитывают по формуле (16):
R_{\text{л}} = 2,77 \cdot \sigma_{R\text{л}} \cdot X_{\text{ср}} \cdot 0,01 , (16)
где: 2,77 — коэффициент, зависящий от числа контрольных определений (n = 2) и доверительной вероятности P = 0,95;
Xср — среднее арифметическое значение контрольных результатов измерений массовой концентрации элемента(ов) в образцах для контроля (Xср1 и Xср2), мкг/дм3;
\sigma_{R\text{л}} — значение показателя внутрилабораторной прецизионности (п. 2.1), соответствующее значению Xср., %;
0,01 — коэффициент пересчета Rл на мкг/дм3.
При выполнении условия (15) говорят об удовлетворительной внутрилабораторной прецизионности результатов измерений.
При превышении предела внутрилабораторной прецизионности анализ повторяют. При повторном превышении указанного предела выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
XVI. ОБРАБОТКА ДАННЫХ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА РЕСПИРАБЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ АЭРОЗОЛЯ В ИНДУЦИРОВАННОЙ МОКРОТЕ ЧЕЛОВЕКА ПО ЕЕ ФИЗИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ (МЕТОД Б)
16.1. Метод позволяет анализировать физические параметры респирабельной фракции аэрозоля в индуцированной мокроте человека.
XVII. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ
17.1 Чистота воды.
Чистота воды соответствуют характеристикам, установленным в п. 7.1.
17.2 Чистота химических реактивов.
Чистота химических реактивов соответствуют характеристикам, установленным в п. 7.2.
17.3 Подготовка посуды.
17.3.1 Подготовка стеклянной посуды.
Подготовку стеклянной посуды проводят по п. 7.3.1.
17.3.2 Подготовка пластиковой посуды.
Подготовку пластиковой посуды не проводят. Для проведения измерений используют одноразовые пробирки с коническим дном (см. п. 3.2, табл. 4). После проведения исследований всю пластиковую посуду утилизируют в соответствии с методическими документами <8>.
<8> ГОСТ Р 54533.
17.4 Приготовление раствора азотной кислоты с объемной долей 1%.
В мерную колбу 2-100-2, предварительно заполненную на 1/4 водой для лабораторного анализа, добавляют 1,00 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят объем раствора в колбе до метки водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Раствор хранят до изменения внешнего вида (изменение цвета, включая мутность, образование хлопьев, осадка).
17.5 Подготовка оборудования к работе.
Подготовку анализатора размеров наночастиц к работе проводят в соответствии с Руководством по эксплуатации. После запуска программы анализатора производят проверку оптической оси фотосенсора, проверяют систему и состояние измерительного блока.
17.6 Очистка ячейки.
Очистку ячейки проводят после каждого использования следующим образом (приложение 3 к настоящим методическим указаниям).
-
Выливают содержимое из ячейки на безворсовую салфетку (рисунок 3.1 приложения 3 к настоящим методическим указаниям);
-
Промывают ячейку 2 — 3 раза водой для лабораторного анализа (рисунок 3.2 приложения 3 к настоящим методическим указаниям);
-
Следы образца удаляют хлопковым тампоном (рис. 3.3 и рис. 3.4 приложения 3 к настоящим МУК).
Примечание - для сохранения ячейки в рабочем состоянии и предотвращения появления царапин на ее стенках, поверхность ячейки тереть слишком сильно не рекомендуется. Нельзя использовать безворсовые салфетки для обтирания ячейки.
Для предотвращения высыхания поверхности ячейки после окончания измерений рекомендуется ее наполнить водой для лабораторного анализа.
Перед проведением измерений струей воздуха необходимо удалить воду из ячейки. Для этой цели используют грушу ПВХ (спринцовку) (см. п. 3.2, таблица 4).
Если ячейка не используется длительное время, то ее необходимо очистить этиловым спиртом или ацетоном и хранить сухой.
Примечание - ультразвуковую ванну для очистки ячейки использовать не рекомендуется.
17.7 Очистка электрода.
Очистку электрода проводят после каждого использования следующим образом (приложение 3 к настоящим МУК).
-
Промывают электрод 3 раза водным раствором 1%-ой азотной кислоты (п. 17.4 настоящих методических указаний) с использованием промывочной ванны рисунок 3.5 приложения 3 к настоящим методическим указаниям);
-
Следы образца удаляют с помощью очистителя электродов (рисунок 3.6 приложения 3 к настоящим методическим указаниям).
Для этого боковыми движениями (вдоль меньшей стороны пластинки) обтирают поверхность электрода с помощью очистителя электродов. Обтирание электрода вдоль большей стороны пластинки может вызвать его повреждение.
Примечание - Для сохранения электрода в рабочем состоянии и предотвращения появления царапин на пластинке, поверхность электрода тереть слишком сильно не рекомендуется. Нельзя обтирать поверхность электрода, когда он сухой.
-
Струей воздуха удаляют воду с поверхности электрода с использованием груши ПВХ (спринцовки) (рисунок 3.7 приложения 3 к настоящим методическим указаниям).
Если электрод не используется длительное время, то его необходимо очистить этиловым спиртом и хранить сухим.
Примечание - Ультразвуковую ванну для очистки электрода использовать не рекомендуется.
Стандартный срок службы электрода составляет примерно 300 измерений, после чего его необходимо заменить, либо регенерировать.
Примечание - Пластинка электрода покрыта металлоксидной пленкой SnO2, изготовленной по золь-гель технологии. Для приготовления золя используют SnCl2·2H2O, в качестве растворителя изопропиловый спирт C3H8O. Для закрепления металлоксидной пленки SnO2 на пластике электрода можно использовать водный раствор аммиака NH4OH. Реакции взаимодействия хлорида олова с водным раствором NH4OH с образованием металлоксидной пленки SnO2 представлены уравнениями 1 — 3:
SnCl_{2} + 2NH_{4}OH \rightarrow Sn(OH)_{2} + 2NH_{4}Cl
Sn(OH)_{2}^{t = 100°C} \rightarrow SnO + H_{2}O
SnO^{O_{2}} \rightarrow SnO_{2}
Замену электрода проводят в соответствии с руководством по эксплуатации анализатора размеров наночастиц.
XVIII. ОТБОР, ХРАНЕНИЕ И ПОДГОТОВКА ПРОБ ИНДУЦИРОВАННОЙ МОКРОТЫ
18.1. Отбор, хранение и подготовка проб индуцированной мокроты проводят по гл. XI.
XIX. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
19.1. Все работы по выполнению измерений проводят в медицинских одноразовых перчатках.
1,00 см3 фильтрата (п. 11.3) переносят в пластиковую пробирку с коническим дном и юбкой устойчивости вместимостью 50 см3 (см. п. 3.2, таблицу 4), объем фильтрата доводят до 50 см3 водой для лабораторного анализа. Пробирку закрывают винтовой крышкой и помещают в ультразвуковую ванну на 15 минут.
Полученный раствор фильтруют через фильтр-насадку, используя медицинский шприц «Луер» (см. п. 3.2, табл. 4), в стеклянную ячейку.
Для измерений с помощью IG метода требуется от 250 мм3 до 300 мм3 раствора фильтрата. Во избежание проливания раствора из ячейки ввод его производят с помощью дозатора жидкости с использованием одноразовых наконечников (см. п. 3.2, таблицу 4). При вводе пробы в ячейку избегают образование пузырьков воздуха.
Включают анализатор, дают прибору прогреться в течение 15 минут. Как только система вышла на рабочий режим (см. п. 17.5), задают параметры измерений.
Распределение размеров частиц по диаметру в анализируемом растворе фильтрата выражают несколькими способами: интегральной («кумулятивной») кривой распределения и графически, с использованием «гистограммы» (рис. 4.1 приложения 4 к настоящим МУК).
Графическое распределение размеров частиц используют для вычисления различных средних величин (см. гл. XX), но в большинстве случаев желательно превратить гистограмму в непрерывную кривую, сглаживая при этом некоторые неправильности, обусловленные недостаточным числом измерений (например, физически маловероятный подъем у правого края гистограммы).
Такое сглаживание экспериментально найденных результатов оправдывается тем обстоятельством, что число измеренных частиц может быть ограничено, и поэтому статистические флуктуации довольно заметны. Непосредственно сглаживать гистограмму неудобно. В связи с этим экспериментальные точки используют для построения плавной интегральной кривой fint(D). При этом сравнительно легко исправить случайные ошибки измерений и флуктуации числа частиц каждой фракции. По интегральной кривой посредством известных приемов графического дифференцирования с использованием программного обеспечения к прибору строится дифференциальная кривая fdiff(D) (рис. 4.2 приложения 4 к настоящим МУК).
Для наглядного изображения распределения размеров частиц посредством кривой выбирают масштаб построения (рис. 4.3 приложения 4 к настоящим МУК).
Логарифмически масштаб по оси абсцисс (OX — горизонтальная ось) и линейный по оси ординат (OY — вертикальная ось) выбирают для построения кривых распределения частиц в установленном производителем прибора диапазоне от 0,5 до 200 нм. При этом наблюдается равноправное положение очень мелких частиц на графике, т.к. каждому порядку величины на графике отводится равное пространство. Кривые распределения принимают более симметричную форму и приближаются к кривой Гаусса. В этом случае распределение может быть выражено формулой логарифмически-нормального распределения Гаусса — Колмогорова (рисунок 4.4 приложения 4 к настоящим методическим указаниям):
P(x,D,\sigma) = \frac{lge}{\sqrt{2\pi} \cdot lg\sigma \cdot x} \cdot e^{-}^{\frac{1}{2}} \cdot (^{\frac{lgx - lgD}{lg\sigma}})2 , (17)
где: lgD — параметр, который отвечает условному среднему размеру частицы;
lg\sigma — параметр, который отвечает разбросу реальных размеров частиц вокруг условного среднего.
Устанавливают базовые параметры форетических условий, которые определяют величину напряжения переменного тока, используемого в диэлектрофорезе (метод IG) (рис. 4.5 приложения 4 к настоящим МУК):
Проводят диагностику состояния измерений (рис. 4.6 приложения 4 к настоящим МУК) по следующим параметрам (табл. 8):
Диагностика состояния измерений
| Несоответствие | Процесс | Корректирующие действия |
| 1 | 2 | 3 |
| Загрязнение ячейки | Базовая линия (левый график) выше допустимого диапазона | Очищают ячейку (п. 17.6) |
| Загрязнение электрода | Базовая линия (левый график) выше допустимого диапазона | Очищают электрод (п. 17.7) |
| Адсорбция света образцом высока | Базовая линия (левый график) ниже допустимого диапазона | Анализируемый образец разбавляют водой |
| Анализируемый образец фильтруют через фильтр-насадку используя медицинский шприц «Луер» (п. 3.2, табл. 4) | ||
| Размер частиц в образце более 200 нм | Базовая линия (правый график) выше допустимого диапазона | Анализируемый образец фильтруют через фильтр-насадку используя медицинский шприц «Луер» (п 3.2, табл. 4) |
| Пузырьки воздуха на стенках ячейки или в образце | Очищают ячейку (п. 17.6) | |
| Очищают электрод (п. 17.7) | ||
| Дегазируют образец с использованием ультразвуковой ванны (п. 3.2, табл. 4) | ||
| Электропроводность в анализируемом растворе мокроты более 400 мкСм/см | Анализируемый образец разбавляют водой |
После установки базовых параметров и диагностики состояния измерений устанавливают размер частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека, методом IG.
Проводят выполнение измерения с базовыми настройками, затем используют полученное значение интенсивности света в качестве начальной точки для определения нужных параметров.
Примечание: значение максимальной интенсивности света в течение измерения должно лежать в диапазоне от 100 до 200 нм (при t = 0) (рис. 4.7 приложения 4 к настоящим МУК).
Блок-схема для настройки форетических условий проведения измерений представлена на рис. 4.8 приложения 4 к настоящим МУК.
Каждый параметр форетических условий определенным образом влияет на интенсивность рассеянного света (табл. 9).
Чем больше размер частиц, тем нужно больше времени для того, чтобы датчики прибора зарегистрировали изменение интенсивности света при распаде индуцированной дифракционной решетки в методе IG (рис. 4.9 приложения 4 к настоящим МУК).
Влияние напряжения, частоты и времени на интенсивность света
XX. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
20.1. Для полной характеристики частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека необходимо знание распределения размеров частиц.
Распределение размеров выражают как долю df числа частиц, диаметры которых лежат в пределах (r, r + dr) (18) <9>:
<9> Диаметр (D) равен двум радиусам: D = 2·r.
Кривая, выражаемая функцией f(r), называется кривой плотности распределения или дифференциальной кривой распределения размеров частиц.
Интегральные кривые находят применение при расчете полноты отделения дисперсной фазы респирабельной фракции аэрозолей от газовой среды и показывают какая доля частиц (по счету) обладает радиусом больше или меньше данной величины r (рис. 4.1 приложения 4 к настоящим МУК).
Измерение дисперсности респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека проводят счетным методом, т.е. измеряют число частиц в единице объема мокроты и находят среднее значение.
Существуют различные средние величины радиусов:
r = \overline{r} = \int_{0}^{\infty} rf(r)dr \approx \sum {}_{\nu}r_{\nu N}^{N_{\nu}} , (19)
где: N_{\nu} — число частиц в \nu - \text{ном} интервале;
- r_{\nu} — середина этого интервала;
- N — общее число частиц;
- средний квадратичный (средний по поверхности) радиус:
r \sqrt[=]{\overline{r^{2}}} = [\int_{0}^{\infty} r^{2}f(r)dr]^{12} \approx [\sum {}_{\nu}r^{2}N_{\nu}N]^{12} ; (20)
; (21)- счетный медианный радиус rm, определяемый из условия Fa(rm) = Fb(rm) = 0,5. Это означает, что половина частиц имеет радиус > rm, половина < rm.
Для характеристики скорости оседания частиц респирабельной фракции аэрозолей в верхних дыхательных путях берут средний квадратичный радиус.
Аналитические сигналы обрабатывают с помощью программного обеспечения анализатора размеров наночастиц.
На рис. 5.1 приложения 5 к настоящим МУК показана программная обработка результатов измерения размеров частиц респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека методом IG.
В методе IG форму и строение частиц аэрозоля можно распознать по принципу отклонения формы частиц от шарообразной. За «коэффициент сферичности» (xs) принимают отношение поверхности шара с объемом, равным объему данной частицы, к ее поверхности:
x_{s} = \frac{v_{area}}{v_{volume}} , (22)
где: Varea — среднее по поверхности значение размера частиц, нм;
Vvolume — среднее по объему значение размера частиц, нм.
Для шарообразных частиц коэффициент сферичности (xs) равен 1, при любой другой форме частиц xs < 1. В изометрических частицах xs близко к 1 (табл. 10).
«Коэффициенты сферичности» для изометрических частиц
На рис. 5.2 приложения 5 к настоящим МУК показан пример идентификации частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека по форме и строению.
Особое внимание уделяется кривым распределения, пересекающим ось ординат (OY) на конечном расстоянии от начала координат (рис. 5.3 приложения 5 к настоящим МУК).
Кривые такого типа, дающие совершенно ложное представление об истинном характере распределения размеров частиц, получаются благодаря конечной величине интервалов, на которые разбиваются размеры частиц при их измерении. Обычно такая маскировка истинного распределения имеет место, если значительная часть кривой распределения лежит в той области величины частиц, где примененный метод определения размеров уже не пригоден вследствие ограниченного числа частиц; другой случай — очень большая степень полидисперсности аэрозоля, когда интервал размеров частиц растянут на несколько порядков величины. При большой степени полидисперсности аэрозоля анализируемую пробу мокроты рекомендуется профильтровать через фильтр-насадку, используя медицинский шприц «Луер» (см. п. 3.2, табл. 4).
XXI. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
21.1. Результат измерений по настоящей методике в документах, предусматривающих ее использование, представляют в виде таблицы. Пример оформления результатов измерений приведен в табл. (11).
Результаты анализа размера частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека
| Код образца: | |
| Среднее V | 187,0 нм |
| Медиана D | 186,4 нм |
| Диапазон распределения частиц | От 160,4 до 296,4 нм |
| Форма и строение частиц | Частицы в форме шара |
Численные значения результатов измерений не должны содержать сотые цифры.
Для того, чтобы обеспечить наибольшую близость отдельного округленного числа к округляемому числу следует соблюдать следующие правила.
Если первая из отделяемых цифр больше, чем число 5, то последняя из оставляемых цифр усиливается и (или) увеличивается на единицу.
В случае, если первая из отсекаемых цифр меньше чем 5, то усиление не производится.
Приложение 1
к МУК 4.1.3923-23
Рис. 1.1 — Одноквадрупольный масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой
Рис. 1.2 — Метод индуцированной решетки (англ. induced grating — IG)
Приложение 2
к МУК 4.1.3923-23
Рис. 2.1 — Полиатомные интерференции в сложных матрицах
Рис. 2.2 — Октопольная реакционная система (ORS4) с режимом работы с гелием
Рис. 2.3 — Полиатомные интерференции в режиме «без газа»
Рис. 2.4 — Полиатомные интерференции в режиме «с гелием»
Рис. 2.5 — Определение элементов методом ИСП-МС в режиме «с гелием»
Приложение 3
к МУК 4.1.3923-23
Рис. 3.1 — Удаление содержимого из ячейки
Рис. 3.2 — Обработка ячейки водой для лабораторного анализа
Рис. 3.3 — Удаление следов образца хлопковым тампоном (внутри)
Рис. 3.4 — Удаление следов образца хлопковым тампоном (снаружи)
Рис. 3.5 — Очистка электрода в 1%-ом водном растворе азотной кислоты с использованием промывочной ванны
Рис. 3.6 — Удаление следов образца с помощью очистителя электродов
Рис. 3.7 — Просушка электрода струей воздуха с использованием груши ПВХ (спринцовки)
Приложение 4
к МУК 4.1.3923-23
Рис. 4.1 — Распределение размеров частиц по диаметру в анализируемом образце: 1 — интегральная кривая распределения; 2 — графическое распределение
Рис. 4.2 — Базовые параметры построения: 1 — интегральной кривой распределения частиц по диаметру; 2 — дифференциальной кривой распределения частиц по диаметру
Рис. 4.3 — Параметры построения кривых распределения частиц по размерам
Рис. 4.4 — Параметры математической обработки результатов
Рис. 4.5 — Базовые параметры форетических условий
Рис. 4.6 — Диагностика состояния измерений
Рис. 4.7 — Значение интенсивности света в анализируемом образце
Рис. 4.8 — Блок-схема для настройки форетических условий проведения измерений
Рис. 4.9 — Оценка зависимости изменения интенсивности света при распаде индуцированной дифракционной решетки в методе IG от размера анализируемых частиц
Приложение 5
к МУК 4.1.3923-23
Рис. 5.1 — Результаты измерения размеров частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека методом IG:
-
выбор средней по поверхности (средний квадратичный радиус) для характеристики дисперсности аэрозолей.
-
Медиана D — диаметр суммарного распределения для 50% точек; Мода D — диаметр области максимума точек на склоне интегральной кривой распределения; Среднее V — среднее значение размера частиц.
-
Дифференциальные значения для каждого диаметра частиц отражают количество частиц с диаметром между указанным значением и следующим целевым диаметром в списке.
Рис. 5.2 — Идентификации частиц, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте человека по форме и строению: xs = 187,0:191,5 = 0,977 — частицы в форме шара
Рис. 5.3 — Ложные кривые распределения
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Федеральный закон от 30.03.1999 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».
2. ГОСТ 8.315 «Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения».
3. ГОСТ 12.1.004 «Пожарная безопасность. Общие требования».
4. ГОСТ 12.1.005 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
5. ГОСТ 12.1.019 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».
6. ГОСТ 1770 «Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия».
7. ГОСТ 2603 «Реактивы. Ацетон. Технические условия».
8. ГОСТ 3118 «Кислота соляная. Технические условия».
9. ГОСТ 3956 «Силикагель технический. Технические условия».
10. ГОСТ 4461 «Реактивы. Кислота азотная. Технические условия».
11. ГОСТ 9147 «Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия».
12. ГОСТ 10297 «Индий. Технические условия».
13. ГОСТ 10157 «Аргон газообразный и жидкий. Технические условия».
14. ГОСТ 13867 «Продукты химические. Обозначение чистоты».
15. ГОСТ 25336 «Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры».
16. ГОСТ 28311 «Дозаторы медицинские лабораторные. Общие технические требования и методы испытаний.»
17. ГОСТ 29169 «Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой».
18. ГОСТ 29227 «Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования».
19. ГОСТ Р 52501 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия».
20. ГОСТ Р 52239 «Перчатки медицинские диагностические одноразовые. Часть 1. Спецификация на перчатки из каучукового латекса или раствора».
21. ГОСТ Р 53079.4 «Технологии лабораторные клинические. Обеспечение качества клинических лабораторных исследований. Часть 4. Правила ведения преаналитического этапа».
22. ГОСТ Р 54533 «Обращение с отходами. Руководящие принципы и методы утилизации полимерных отходов».
23. ГОСТ Р ЕН 14254 «Изделия медицинские для диагностики in vitro. Одноразовые емкости для сбора образцов у человека (кроме крови)».
24. ГОСТ Р ИСО 5725-6 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике».
25. ГОСТ Р ИСО 14644-1 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1. Классификация чистоты воздуха по концентрации частиц».
26. ГОСТ Р ИСО 14644-8 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 8. Классификация чистоты воздуха по концентрации химических загрязнений».
27. ГОСТ Р ИСО 14644-9 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 9. Классификация чистоты поверхностей по концентрации частиц».
28. ГОСТ Р ИСО 14644-10 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 10. Классификация чистоты поверхностей по концентрации химических загрязнений».
29. ГОСТ ISO 7886-1 «Шприцы инъекционные однократного применения стерильные. Часть 1. Шприцы для ручного использования».
30. ТУ 0271-135-31323949-2005 «Гелий газообразный (сжатый). Технические условия».