analyse chlorhaltiger pestizide in futtermitteln

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Zur chronischen Hypervitaminose A bei Leghorn-Kuken 379 The vitamin A level in the blood serum was not very meaningful. It correlated poorly with the concentration of vitamin A in the feed and did not correlate with the clinical picture of the progressive vitamin A toxicosis. Compared with the normal values (74 mcg/100 ml serum at 1.25 ppm Retinol in the feed) blood levels were in- creased however several-fold after continuous vitamin A feeding. After a single dose of Retinol the vitamin A concentration in the blood serum increased only temporarily. Maximum values of 8000-12 000 mcg Retinol/g liver tissue were not exceeded in any of the test groups. They were also observed with animals on subtoxical dosages for several weeks which had not fallen ill clinically. The absorption index and also the absolute Retinol content of the liver was strikingly low at the dosage levels 1200, 850, and 600 ppm Retinol in the diet although these levels gave a very high incidence of toxic symptoms. There was no relationship between the grade of toxicosis and the vitamin A content of the liver. 'The recent observation that the hen is capable of adapting itself to exessively high doses of vitamin A was not confirmed in these tests. Literatur 1. NIEMANN, C., und KL~IN-OBBINK, H. J., 1954: Vitamins and Hormones 12, 69. - 2. MOORE, T., 1957: Vitamin A, 340, 451, Elsevicr Publishing Co.; 1965: Proc. Nutr. SOC. 24, 129. - 3. DLUEL, H. J., 1957: The Lipids 111, 604, Interscience Publisher, New York. - 4. RODAHL, K., und MOORE, T., 1943: Biochem. J. 37, 166. - 5. RAY, A. K., RAY, N. R., und SADHU, D. P., 1965: Brit. J. Nutr. 19. 321. - 6. RODAHL, K., 1950: J. Nutr. 41, 399. - 7. RIGDON, R. H., RUDE, J. C., und BIERI, J. C., 1951: Arch. Path. 52, 299. - 8. PUDELKIEWICZ, W. J., WEBSTER, L., OLSON, G., und MATTERSON, L. D., 1964: Poultry Sci. 43, 1157. - 9. CLARC, J., und SMITH, M. R., 1964: J. biol. Chem. 239, 1266. - 10. QUICK, A. J., und STE- FANINI, M., 1948: J. biol. Chen~. 175, 945. - 11. STAM, J. W. E., 1965: Dissertation, Rijks- universireit Utrecht, Niederlande. - 12. SQUIBB, R. L., 1963: Poultry Sci. 42, 1332. - 13. MISRA, U. K., 1965: Naturwissenschafien 52. 188. - 14. HAZZARD, D. G., WOELFEL, C. G., CALHOUN, M. C., ROUSSEAU, J. E., EATON, H. D., NIELSEN, S. W., GREY, R. M., und LUCAS, J. J., 1964: J. Dairy Sci. 47, 391. - 15. ANDERSEN, M. D., SPEER, V. C., MCCALL, J. T., und HAYS, V. W., 1966: J. Animal Science 25, 1123. - 16. TIEWS, J., 1959: Vitamine u. Hormone 8, 297. - 17. BRUGCEMANN, JoH., und TIEWS, J., 1960: Intern. Zschr. f. Vitaminforschung 30, 280. - 18. TIEWS, J., und ZENTZ, CH., 1967: Intern. Zschr. f. Vitaminforschung, z. Zt. im I>ruck. Anschrifi der Autoren: 8 Miinchen 22, VeterinirstraBe 13 Aus dem Institut fiir Veterinb'r-Biochemie der Freien Universitit Berlin Direktor: Prof. Dr. Dr. K. Drepper Analyse chlorhaltiger Pestizide in Futtermitteln Von H. WEIK unJ K. DREPPER Der Verbrauch an Pflanzenschutzniitteln betragt auf der Erde jahrlich 1'/4 Mill. Ton- nen (BERAN, 1963). Allein in der Bundesrepublik Deutschland wurden 1964 iiber

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Z u r chronischen Hyperv i taminose A bei Leghorn-Kuken 379

The vitamin A level in the blood serum was not very meaningful. I t correlated poorly with the concentration of vitamin A in the feed and did not correlate with the clinical picture of the progressive vitamin A toxicosis. Compared with the normal values (74 mcg/100 ml serum at 1.25 ppm Retinol in the feed) blood levels were in- creased however several-fold after continuous vitamin A feeding. After a single dose of Retinol the vitamin A concentration in the blood serum increased only temporarily.

Maximum values of 8000-12 000 mcg Retinol/g liver tissue were not exceeded in any of the test groups. They were also observed with animals on subtoxical dosages for several weeks which had not fallen i l l clinically. The absorption index and also the absolute Retinol content of the liver was strikingly low a t the dosage levels 1200, 850, and 600 ppm Retinol in the diet although these levels gave a very high incidence of toxic symptoms. There was no relationship between the grade of toxicosis and the vitamin A content of the liver.

'The recent observation that the hen is capable of adapting itself to exessively high doses of vitamin A was not confirmed in these tests.

Literatur

1. NIEMANN, C., und K L ~ I N - O B B I N K , H. J., 1954: Vitamins and Hormones 12, 69. - 2. MOORE, T., 1957: Vitamin A, 340, 451, Elsevicr Publishing Co.; 1965: Proc. Nutr. SOC. 24, 129. - 3. DLUEL, H. J., 1957: The Lipids 111, 604, Interscience Publisher, N e w York. - 4. RODAHL, K., und MOORE, T., 1943: Biochem. J . 37, 166. - 5. RAY, A. K. , RAY, N. R., und SADHU, D. P., 1965: Brit . J. Nutr. 19. 321. - 6. RODAHL, K., 1950: J. Nutr. 41, 399. - 7. RIGDON, R. H. , RUDE, J. C., und BIERI, J. C., 1951: Arch. Path. 52, 299. - 8. PUDELKIEWICZ, W. J., WEBSTER, L., OLSON, G., und MATTERSON, L. D., 1964: Poultry Sci. 43, 1157. - 9. CLARC, J., und SMITH, M. R., 1964: J. biol. Chem. 239, 1266. - 10. QUICK, A. J., und STE- F A N I N I , M., 1948: J. biol. Chen~. 175, 945. - 1 1 . STAM, J. W. E., 1965: Dissertation, Rijks- universireit Utrecht, Niederlande. - 12. SQUIBB, R. L., 1963: Poultry Sci. 42, 1332. - 13. MISRA, U. K., 1965: Naturwissenschafien 52. 188. - 14. HAZZARD, D. G., WOELFEL, C. G., CALHOUN, M. C. , ROUSSEAU, J. E., EATON, H. D., NIELSEN, S. W., GREY, R. M., und LUCAS, J. J., 1964: J. Dairy Sci. 47, 391. - 15. ANDERSEN, M. D., SPEER, V. C. , MCCALL, J. T., und HAYS, V. W., 1966: J. Animal Science 25, 1123. - 16. TIEWS, J., 1959: Vitamine u. Hormone 8, 297. - 17. BRUGCEMANN, JoH., und TIEWS, J., 1960: Intern. Zschr. f . Vitaminforschung 30, 280. - 18. TIEWS, J., und ZENTZ, CH., 1967: Intern. Zschr. f . Vitaminforschung, z. Zt. im I>ruck.

Anschrifi der Autoren: 8 Miinchen 22, VeterinirstraBe 13

Aus d e m Insti tut fiir Veterinb'r-Biochemie der Freien Univers i t i t Berlin

Direktor: Pro f . D r . D r . K . Drepper

Analyse chlorhaltiger Pestizide in Futtermitteln

Von H. WEIK u n J K. DREPPER

Der Verbrauch an Pflanzenschutzniitteln betragt auf der Erde jahrlich 1 ' / 4 Mill. Ton- nen (BERAN, 1963). Allein in der Bundesrepublik Deutschland wurden 1964 iiber

380 H . Weik und K . Drepper

100 000 Tonnen und 1965 uber 115 000 Tonnen Pflanzenschutz- und Schadlings- bekampfungsniittel produziert (Statistisches Bundesamt, 1967).

Ebenso wie menschliche Nahrungsmittel einer Ruckstandskontrolle unterzogen werden mussen (vgl. auch Gesetz- und Verordnungsblatt fur Berlin, 1966), sollten Versuchstierfutter auf ihren Gehalt an Pflanzenschutzmittelruckstanden untersucht werden, da es durch Verabfolgung pestizidhaltigen Futters zu einer ungewollten und unkontrollierten pharmakologischen Vorbehandlung der Versuchstiere kommen kann. Pestizide sind in der Lage, in Stoffwechselablaufe des Versuchstierorganismus einzu- greifen und Versuchsergebnisse zu beeintrachtigen. So ist z. B. von einem groflen Teil der Pestizide bekannt, dai3 sie als Cholinesterasehemmer wirken.

Zur Bestimmung chlorhaltiger Pestizide fand der Gaschromatograph mit Elektronen- einfangdetektor Verwendung, weil dieser mit seiner spezifischen Empfindlichkeit fur Halogenide in der Lage ist, chlorierte Kohlenwasserstoff e im Picogrammbereich an- zuzeigen. Diese spezifische Empfindlichkeit fur Halogenide - also Verbindungen mit einer groflen Elektronenaffinitat - hat den Vorteil, dafl Pflanzenextrakte, die auf ihren Pestizidgehalt untersucht werden mussen, deswegen keiner sehr aufwendigen Reinigung bedurfen, weil der Elektroneneinfangdetektor viele organische Substanzen, die neben den Pestiziden in den Pflanzenextrakten enthalten sind und keine Elek- tronenaffinitat aufweisen, nicht anzeigt.

Materialien und Methode

a. Reagenzien

Florisil, reinst, 60-100 mesh. Petroleumbenzin p. A., Siedebereich 40-60' C, redest. Dichlormethan p. A., redest.

b. Extraktion der Pestizide aus Futtermitteln und Reinigung des Rohextrakts

Die von LANGLOIS et al. (1963) angegebene Methode, bei der mit Hilfe einer Florisil- Chromatographiesaule die Extraktion der Pestizide aus dem Futtermittel und die Reinigung des Futtermittelextrakts in einem einzigen Arbeitsgang vorgenommen wer- den, wurde modifiziert.

50 g Florisil wurden dreimal in je zwei Liter aqua dest. gewaschen, bei 110OC getrocknet und anschlieflend zwei Stunden auf 650" C erhitzt. Dem im Exsiccator abgekiihlten Florisil wurden zur teilweisen Entaktivierung 5 '/o aqua dest. zugesetzt. Zur gleichmafligen Feuchtigkeitsabsattigung wurde das so vorbehandelte Florisil min- destens zwolf Stunden verschlossen aufbewahrt.

Fiillung der Chromatographiesaule

50 g vorbereitetes Florisil wurden mit einem Dichlormethan(32 '/o)-Petrolather(68 O/o)-

gemisch in eine Chromatagraphiesaule von 2 cm Durchmesser und 60 cm Hohe ein-

Analyse chlorhaltiger Pestizide in Futtermitteln 381

geschlammt. Ober das gerade noch mit Fliissigkeit bedeckte Florisil wurden 10 g des zermorserten, lufitrockenen Futtermittels geschichtet.

Anschlieflend wurde bis zu einer Eluatmenge von 500 ml mit dem gleichen Dichlor- methan-Petrolathergemisch eluiert (Tropfgeschwindigkeit zwei Tropfenisec.). Das Eluat wurde im Vakuumrotationsverdampfer bei 30" C zur Trockne eingedampfi und der Ruckstand in 10 ml Benzol aufgenommen. 5 p l davon wurden zur gaschromato- graphischen Analyse verwendet.

Durch das Einengen von 500 ml Losungsmittel auf 10 ml kommt es zu einer Kon- zentrierung der Pestizide, aber auch von eventuell im Losungsmittel vorhandenen und aus der Saule eluierten Verunreinigungen, die storend fur die Analyse sein konnen. Um diese Storsubstanzen quantitativ zu erfassen, wird ein gleichartig bereiteter Blind- wert (Eluat von einer Florisilsaule ohne Futtermittel) der gaschromatographischen Analyse unterworfen.

c. Gaschromatographie

Fur die gaschromatographisdie Analyse stand das Modell 1520 rnit Elektroneneinfang- detektor (Firma Varian Aerograph) zur Verfiigung. Um Zersetzungserscheinungen von Pestiziden an heiflen Metalloberflachen zu vermeiden, wurde im Ganzglassystem gearbeitet, d. h., die Gaschromatographiesaulen bestanden aus Glas, und der Ein- spritzblock wurde mit einem Glaseinsatz versehen (BONELLI, 1965).

Die Trennung der Pestizide erfolgte uber zwei verschiedene stationare Phasen: 1. 10"/aDC 200 auf Gas Chrom Q 100/120 mesh'

Saulenlange 5', SauIendurchmesser */s" 2. 3 % Q F 1 auf Gas Chrom Q 60/80 mesh 1

Saulenlange IO', Saulendurchrnesser I / B "

Diese beiden stationaren Phasen wurden deswegen fur die hier beschriebenen Unter- suchungen verwendet, weil verschiedene Pestizide und nicht pestizidartige Substanzen, die vom Elektroneneinfangdetektor angezeigt werden, auf derselben Saule zufallig identische Retentionszeiten aufweisen konnen. Die Gefahr, einen Peak nicht der rich- tigen Substanz zuzuordnen, wird aber vermieden, wenn die Identifizierung durch Cochromatographie mit bekannten reinen Pestiziden sowohl auf einer polaren als auch auf einer apolaren Saule erfolgt. So ergibt beispielsweise eine Mischung von Aldrin und Hthylparathion auf der apolaren DC-200-Saule einen einheitlichen Peak, wahrend auf der polaren QF1-Saule beide Substanzen vollstandig getrennt werden

Die Saulen wurden durch 24stundiges ( D C 200) und 72stundiges (QF1) Ausheizen

Arbeitsbedingungen im Gaschromatographen:

Einspritzblocktemperatur 200" C Saulenofentemperatur 196" C bzw. 200°C

Tragergasgeschwindigkeit 40 ml/min

(s. Abb. 1) .

unter Stickstoff durchleitung bei 250" C konditioniert.

Detektorofentemperatur 200" c

Als Tragergas diente nachgereinigter Stickstoff, der zur vollstandigen Trocknung uber ein Molekularsieb (5 A) geleitet wurde.

Firma Applied Science Laboratories Inc., USA

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Analyse chlorhaltiger Pestizide in Futtermitteln 383

Die Bestimmung der Peakfllchen erfolgte durch Multiplikation der Peakhohe mit

Chromatogramin cincr Pestizidtestmischung auf der DC-200-Sfule s. Abb. 2. der Peakbreite in halber Hohc.

Ergebnisse

Wiederfindungsrate von Pcstizidzusitzen zu einern Rattenalleinfuttcr

Hexadilorbcnzol . 0,1 ppm 93,5 010

Lindan . . . . . . . . . . 0,l ppm 99 U i I l Heptachlor . . . . . . 0.3 ppm 94,5 010

Aldrin . . . . . . . . . . 0,5 ppm 100 " l o Heptachlorepoxyd 0,2 pprn 100 " l o

Dieldrin . . . . . . . . . 0,5 pprn 95 " l o DDT . . . . . . . . . . . 0,5 ppm 98,5 OIo

Eridrin . . . . . . . . . . 0,5 ppm 86,4 O/o

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Abb. 3. Pestizide einer Gerstenprobe, DC 200-Siule. Arbeitsbedingungen siehe Text. - 1 = Hexachlor-

benzol, 2 = Heptachlor, 3 1 Heptachlorepoxyd

Mit der beschriebenen Methode wurden folgende Pestizide quanti- tativ bestimmt : Hexachlorbenzol, Lindan, Heptachlor, Aldrin, Hep- tachlorepoxyd, DDT, Dieldrin, En- drin. Die Wiederauffindungsrate betrug fur zugesetzte Pestizide 86,4 bis 100 O/O (s. Tabelle).

Untersucht wurden bisher ver- schiedene Getreidesorten, Weizen- kleie sowie Mause- und Ratten- alleinfutter mit einem Fettgehalt von max 70/0. An Pestiziden konn- ten Hexachlorbenzol, Heptachlor und Heptachlorepoxyd in einer Groflenordnung von 0,4-0,s ppm nachgewiesen werden (s. Abb. 3, weitere Ergebnisse vgl. WEIK, 1967). Das Eluat enthielt aui3erdem Spu- ren von Lipoiden, die aber so ge- ring waren, dafl eine Schadigung der Gaschromatographiesaule bzw. eine Verschmutzung des Detektors nicht beobachtet wurden.

Frau SABINE KRAEMER sei fur dic sorgfiltige Mithilfe bei der Durch- fuhrung dcr Analysen herzlich ge- dankt.

Zusammeiifassung

Es wird eine gaschromatographische Methode zur Bestimmung chlorhal- tiger Pestizide in Futtermitteln nach saulenchromatographischer Vorrei- nigung an Florisil beschrieben. In verschiedenen Proben von Einzel- komponenten und Mischfuttern wurden Pestizidkonzentrationen von 0,4-0,s pprn ermittelt.

384 H . Weik und K . Drepper

Summary

The article gives a description of a gas chromatographic method of determining chlorinated pestizides in feedstuffs after column chromatographic precleaning by Flo- risil. Concentrations of pestizides, ranging from 0,4 to 0,s ppm, were determined in different samples of single components and of mixed feeds.

Literatur

1 . BERAN, F., 1963 : Der gegenwirtige Stand des Problems der Pflanzenschutzmirtelruckstinde in Ernteprodukten mit besonderer Berucksichtigung der europaischen Verhaltnisse. Pflanzen- a rz t (Wien) 16, 3. Sondernummer. - 2. BONELLI, E. I . , 1965: Pesticide Residue Analvsis Handbook, Wallnut Creek, California. - 3 . Gesetz- und Verordnungsblatt fur Berlin. - 4. LANGLOIS, B. E., SYEMP, A. R., und LISKA, B. J., 1964: Rapid Cleanup of Dairy Products for Analysis of Chlorinated Insecticide Residue by Electron Capture Gas Chromatography. J. Agr. Food Chem. 12, 243. - 5. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden; pers. Mitteilung 1967. - 6. WEIK, H., 1967: 2. Versuchstierkd., nodl nicht veroffentlicht.

Anschrifi der Autoren: Insrirut fur Veterinir-Biochemie, 1 Berlin 33, KoserstraBe 20