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Fresenius' Zeitschrift für analytische Chemie

, Volume 325, Issue 3, pp 285–289 | Cite as

Optimierung des spurenanalytischen Nachweises toxikologisch bedeutsamer Schwermetalle als Thiocarbaminate mit der Reversed-Phase-Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie

  • G. Drasch
Originalarbeiten Biologisch Relevantes Material

Zusammenfassung

Mit der RP-HPLC ist es im Prinzip möglich, Chelate vieler Schwermetalle der Diethyldithiocarbaminsäure (DEDTCH) aufzutrennen und quantitativ zu erfassen. Mit den Fließmittelgemischen Methanol/Wasser oder Acetonitril/Wasser lassen sich jedoch insbesondere Cd und Pb nur sehr unbefriedigend chromatographieren. Ein quantitativer Nachweis dieser toxikologisch bedeutsamen Schwermetalle im Spurenbereich ist daher mit diesen binären Gemischen nicht möglich. Durch Zusatz von Chloroform (H2O/MeOH/CHCl3 25∶50∶25) oder geringer Mengen (1 mM) Na-DEDTC (zu MeOH/H2O 70∶30) zum Fließmittel kann jedoch die Peakform soweit verbessert werden, daß Cd, Pb und Hg auf C-18-Phasen bis herab zu 1 ng Metall/ Einspritzung nachweisbar sind. Die Zugabe des Chelatbildners zum Fließmittel eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit, die Metalle als Ionen direkt in das HPLC-System zu injizieren, in einer Reaktionsschleife vor der Säule mit dem Fließmittel zu derivatisieren und „on line” zu analysieren. Ein Ersatz von DEDTC durch Tetramethylen-DTC, Hexamethylen-DTC oder Dibenzyl-DTC brachte keine entscheidenden Verbesserungen, während Di-(trifluorethyl)-DTC zu einem anderen chromatographischen Verhalten der Chelate führt. Mit diesem Chelatbildner ist es z. B. möglich, das Cd-Chelat von dem nie vollständig zu bescitigenden Oxidationsprodukt des Thiocarbamates (dem entsprechenden Tetrathiuram-Disulfid) abzutrennen, was bei allen anderen untersuchten Dithiocarbamaten nicht vollständig gelingt. Es wird gefolgert, daß die HPLC von DTC-Chelaten in Kombination mit Säulenschalttechniken oder Vorsäulenanreicherung geeignet erscheint, Schwermetalle wie Cd, Pb oder Hg herab bis in Konzentrationsbereiche nachzuweisen, die zur routinemäßigen Bestimmung dieser toxischen Schwermetalle in biotischem Material notwendig sind.

Optimization of the trace detection of heavy metals of toxicological interest by reversed-phase high pressure liquid chromatography of their thiocarbamates

Summary

It is possible in principle to separate and quantify chelates of the diethyldithiocarbaminic acid (DEDTCH) with a lot of heavy metals by RP-HPLC. But with the standard solvents methanol/water or acetonitrile/water especially Cd and Pb can be chromatographed only unsatisfactory. Therefore, the quantitative detection of trace amounts of these heavy metals of toxicological interest is not possible with these binary solvent mixtures. An addition of chloroform (MeOH/H2O/CHCl3 50∶25∶25) or a small amount (1 mM) of Na-DEDTC (to MeOH/H2O 70∶30) to the solvent improves the peak shapes so far that it becomes possible to detect Cd, Pb and Hg on C-18 phases down to a detection limit of 1 ng metal/injection or even lower. Furthermore, the addition of the chelating agent to the solvent allows to inject metal ions directly into the HPLC-system, to derivatize them on a pre-column reaction coil and to analyse them “on line”. A substitution by tetramethylen-DTC, hexamethylen-DTC or dibenzyl-DTC for the DEDTC does not result in a decisive improvement, while di-(trifluoroethyl)-DTC effects a different chromatographic behaviour. This chelating agent opens the possibility to separate, e.g., the Cd-complex completely from the oxidation product of the thiocarbamate (the corresponding tetrathiuram-disulfide, which cannot be removed quantitatively prior to the analysis), a separation which does not succeed at all with other dithiocarbamates investigated in this study. It is concluded, that with the HPLC of metal DTC-chelates, in combination whith a pre-column concentration step or a column switching technique, it will be possible to determine toxic metals like Cd, Pb or Hg down to a concentration range necessary for the routine quantification of these toxic substances in biotic materials.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1986

Authors and Affiliations

  • G. Drasch
    • 1
  1. 1.Institut für Rechtsmedizin der Universität MünchenMünchen 2Bundesrepublik Deutschland

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