Авторы: Астахов А.В.*, Бражников В.В.**, Лапин В.А.*, Муравская Н.П.***
* — ООО НПФ «Мета-Хром» (г. Йошкар-Ола)
** — ФГАОУ ДПО «Академия стандартизации, метрологии и сертификации,
*** — ФГУП ВНИИОФИ
Газовая хроматография в настоящее время представляет собой один из наиболее часто применяемых методов анализа различных объектов среди всех количественных методов определения состава веществ. Применение газовой хроматографии в медицине носит как прикладной (для клинических анализов), так и исследовательский характер для изучения нарушений метаболизма. Из обзора литературных данных видно, что методом газовой хроматографии можно диагностировать многочисленные заболевания, в том числе такие, как сердечно-сосудистые, онкологические, диабет и другие. Современные газовые хроматографы (ГХ) позволяют анализировать биохимически-активные соединения на уровне 10–11 -10-12 г, что дает возможность проводить диагностику на ранних стадиях заболеваний, при которых в большинстве случаев возможно полное излечение. Кроме выявления заболеваний, газовая хроматография может быть использована для определения эффективности лечения. Подробное рассмотрение областей применения газовой хроматографии в медицине представлено в книге Я. И. Яшина «Газовая хроматография», подготовленной издательством «Транслит» (г. Москва) в 2009 г.
Перспективным направлением применения ГХ в медицине является анализ выдыхаемого воздуха. Проведение массовых анализов этанола в выдыхаемом воздухе и в крови показало, что существует прямая количественная корреляция между содержанием органических веществ в выдыхаемом воздухе и крови (для этанола, например, 1:2100). Увеличение концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе связано с недостатком или плохим усвоением инсулина организмом. Поэтому, ацетон может быть использован для диагностики диабета. Увеличение концентрации углеводородов (этан, пентан) в выдыхаемом воздухе связано с переокислением липидов, окислением полинасыщенных жирных кислот и другими процессами. Выделение некоторых органических соединений связано с раком, циррозом печени, инфарктом миокарда и др. В дыхании здоровых людей обнаружено более 100 органических соединений, в том числе ацетальдегид, ацетон, изопрен, дисульфид углерода и другие. В связи с малыми концентрациями интересующих нас компонентов в выдыхаемом воздухе необходимо их концентрирование, для чего на современном этапе используется несколько методов, в том числе поглощение в барботерах, на сорбентах, в охлаждаемых ловушках и на твердо-фазных патронах. Главным преимуществом методов ГХ анализа дыхания является их неинвазивность (отсутствие взятия крови и мочи у пациентов).
Одним из перспективных применений ГХ, в т. ч. «Кристаллюкс-4000 М» в микробиологии и медицинской диагностике является парофазный анализ (ПФА) или анализ паровой фазы над пробой биологической жидкости (кровь, моча, слюна, жидкие экстракты, культуральные среды, клинический материал). Использование метода ПФА устраняет влияние матрицы на результаты анализа и позволяет анализировать легко разлагающиеся вещества. Например, с помощью метода ПФА можно контролировать содержание жирных кислот в клиническом материале в процессе антибактериальной терапии, проводить надежное обнаружение анаэробной инфекции по спектру жирных кислот, диагностику состава и инфекций мочи по содержанию в ней фенола и п-крезола (конечных продуктов метаболизма тирозина). Широкое распространение в нашей стране, начиная с 70-80-х годов прошлого столетия, получил метод ПФА для определения этанола, метанола и других спиртов в крови и моче алкилнитритным методом путем дериватизации спиртов при реакции этерификации с нитритом натрия. Перспективно также использование метода ПФА в медицинской промышленности для проверки стерильности оборудования, воды, воздуха и контроля бактериальной зараженности медицинских препаратов и готовых лекарственных средств.
В настоящей статье рассмотрены характеристики и некоторые примеры применения ГХ «Кристаллюкс-4000 М» фирмы «Мета-хром» (г. Йошкар-Ола), а также метрологическое обеспечение производства, эксплуатации и технического обслуживания ГХ.
Хроматограф «Кристаллюкс-4000 М» является одним из лучших отечественных ГХ, не уступающий по оснащенности детекторами и периферийными устройствами, по техническим и метрологическим характеристикам, по дизайну и ремонтопригодности аналогичным ГХ зарубежных фирм. Хроматограф «Кристаллюкс-4000 М» прошел государственные приемочные испытания с целью утверждения типа и внесен в Госреестр СИ под № 24716–12 (Сертификат RU.С.31.118A № 45461 от 20.02.12. Хроматограф «Кристаллюкс-4000 М» про-шел также испытания в ряде медицинских центров с целью получения Регистрационного удостоверения Федеральной службы по надзору в сфере здраво-охранения и социального развития (ФСН) Минздрава (№ ФСР 2011/12063 от 26.10.2011), подтверждающее, что он является изделием медицинского назначения. Получена также Лицензия ФСН № ФС-99-04-000590-13 от 07.11.2013 серии ФС № 00116550 на осуществление производства и технического обслуживания медицинской техники (хроматографа).
Хроматограф «Кристаллюкс-4000 М» комплектуется 9-ю детекторами (ДТП, ТХД, ПИД, ЭЗД, ФИД, ТИД, ПФД, ГИД, МСД) для анализа различных классов веществ.
В хроматографе «Кристаллюкс-4000 М» предусмотрены: электронный контроль давления и расхода газов с высокой точностью, режимы ввода пробы с делением и без деления потока, высокая точность поддержания температуры термостатов с возможностью 30-и ступенчатого программирования температуры во время анализа, автоматический поджиг и контроль горения пламени детекторов в процессе работы, измерение сигналов детекторов с помощью 24-разрядного АЦП. Хроматограф оснащен автоматическим дозатором жидких проб на 15, 121 и 209 образцов, автоматическим дозатором проб равновесного пара на 14 и 42 образцов. Компьютерная программа «NetChrom» версии 2.1 обеспечивает: автоматическую обработку данных анализа и градуировку, расчет результатов как анализа, так результатов проведения поверки хроматографа. В состав хроматографа входят также периферийные устройства: персональный компьютер, генераторы водорода и азота, компрессор сжатого воздуха, термодесорбер, дозатор твердых проб, кран-дозатор газовых проб, в том числе автоматический, и другие.
Ниже представлены примеры результатов анализов (как прямых, так и после дериватизации) на ГХ «Кристаллюкс-4000 М» наркотиков, спиртов, растворителей и лекарственных средств.
Хроматограмма анализа этанола в крови (пропилнитрит — внутренний стандарт)
Хроматограмма анализа наркотических средств в крови (метилстеарат — внутренний стандарт)
Хроматограмма анализа растворителей в крови
Хроматограмма анализа лекарственных средств (цинеол)
Хроматограмма анализа метиловых эфиров жирных кислот
Метрологическое обеспечение хроматографических измерений в медицине состоит в установлении и применении законодательных, научных, методических и организационных основ, технических средств, метрологических правил и норм, необходимых для получения достоверной измерительной информации.
Хроматограф при выпуске из производства является универсальным средством измерения (СИ) и проверяется согласно ГОСТ 8.485–83, ГОСТ Р50205-92 и Ми 2402–97. Когда потребитель использует хроматограф с целью проведения конкретных анализов, он становится индивидуально-градуируемым СИ, причем градуировка проводится по Государственным стандартным образцам (ГСО) состава веществ с фиксированным сроком хранения. При этом каждый тип детектора градуируется отдельно.
При применении хроматографических приборов в медицине и при их поверке следует обратить внимание на МИ 2531–99, который позволяет проводить поверку хроматографов на тех объектах, с которыми работает в данный момент экспериментатор и с погрешностью, точностью (правильностью и прецизионностью), указанной в применяемых им методиках выполнения измерений (МВИ). Эти характеристики, как правило, бывают существенно менее жесткие, чем в ТУ на конкретный хроматограф. Объекты измерений в медицине существенно отличаются по свойствам от обычно применяемых в аналитической практике объектов. Поэтому, применение МИ 2531–99 позволяет при проведении поверки хроматографов максимально приблизиться к анализируемым объектам.
