2-Mercaptobenzothiazol – Bestimmung von 2-Mercaptobenzothiazol in Urin mittels LC-MS/MS. Biomonitoring-Methode

Abstract

The working group “Analyses in Biological Materials” of the Permanent Senate Commission for the Investigation of Health Hazards of Chemical Compounds in the Work Area developed and verified the presented biomonitoring method. This method enables the selective detection of the vulcanisation accelerator 2‐mercaptobenzothiazole (MBT) in urine. After adding a labelled internal standard (MBT‐d4), the samples are enzymatically hydrolysed to release free MBT from the conjugated MBT compounds. After online purification and enrichment, the analytes are separated from accompanying components by liquid chromatography and analysed using tandem mass spectrometry. Calibration standards are prepared in pooled urine and processed in the same way as the samples to be analysed. The MAK Collection for Occupational Health and Safety 2020, Vol 5, No 3 1 Biomonitoring-Methoden – 2-Mercaptobenzothiazol in Urin 1 Kenndaten der Methode Matrix Urin Analytisches Messprinzip LC-MS/MS Parameter und entsprechende Arbeitsstoffe Arbeitsstoff CAS-Nr. Parameter CAS-Nr. 2‐Mercaptobenzothiazol (MBT) 149-30‐4 Zinksalz des 2‐Mercaptobenzothiazols 155-04‐4 MBT 149-30‐4 Zuverlässigkeitskriterien der Methode 2-Mercaptobenzothiazol (MBT) Standardabweichung (rel.) sw = 2,3 %, 1,9 % bzw. 1,6 % Streubereich u = 5,1 %, 4,2 % bzw. 3,6 % Präzision in der Serie: bei einer dotierten Konzentration von 10 μg, 100 μg bzw. 1000 μg MBT pro Liter Urin und n = 10 Bestimmungen Standardabweichung (rel.) sw = 4,3 %, 5,8 % bzw. 3,4 % Streubereich u = 9,6 %, 13,0 % bzw. 7,6 % Präzision von Tag zu Tag: bei einer dotierten Konzentration von 10 μg, 100 μg bzw. 1000 μg MBT pro Liter Urin und n = 10 Bestimmungen Wiederfindungsrate (rel.) r = 86 %, 96 % bzw. 96 % Richtigkeit: bei einer Sollkonzentration von 10 μg, 100 μg bzw. 1000 μg MBT pro Liter Urin und n = 10 Bestimmungen Nachweisgrenze: 0,4 μg MBT pro Liter Urin Bestimmungsgrenze: 1,2 μg MBT pro Liter Urin 2 Allgemeine Informationen zu 2-Mercaptobenzothiazol 2‐Mercaptobenzothiazol (MBT) ist eine organische Verbindung aus der Gruppe der Heteroaromaten. Die Substanz liegt unter Normalbedingungen in Form von leicht gelblichen Kristallen vor, die in Wasser schwer löslich sind. Die industrielle Herstellung erfolgt durch Umsetzung von Anilin, Schwefelkohlenstoff und Schwefel unter Hochdruck bei hohen Temperaturen von etwa 230 °C (Greim 1999; IARC 2018). MBT wird hauptsächlich als Vulkanisationsbeschleuniger in der Reifenproduktion und der Herstellung von technischen Gummiartikeln eingesetzt. Zusätzlich kommen das Zinksalz des Mercaptobenzothiazols sowie die Sulfenamide, eine vom MBT ausgehende Verbindungsklasse, als mögliche Quelle für MBT in Frage. So ist MBT potentiell in vielen täglichen Gebrauchsgegenständen zu finden, wie z. B. in Reifen, Kabeln, Gummihandschuhen, GummiThe MAK Collection for Occupational Health and Safety 2020, Vol 5, No 3 2 Biomonitoring-Methoden – 2-Mercaptobenzothiazol in Urin bändern und -dichtungen, sowie Bohrund Schneidölen. Weiterhin wird es als Reagenz bei der quantitativen nasschemischen Metallanalytik eingesetzt (IARC 2018). 2‐Mercaptobenzothiazol liegt in zwei tautomeren Formen vor, bei denen das Gleichgewicht auf die Seite des 2‐(3H)Benzothiazolthions (NH-Form) verschoben ist (vgl. Abbildung 1).