ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2003 года по МПК C09K11/00 C09K11/06 G01N21/76 

Изобретение относится к области химии и может быть использовано, в частности, в аналитической химии, например, для качественного и количественного открытия и определения различных ингредиентов в воде и водных растворах, а также для определения микробных вегетативных клеток в различных жидкостях.

Известны хемилюминесцентные композиции на основе люцигенина, лофина, антрацена, силоксена и других, которые используются в аналитической химии для определения катионов тяжелых металлов, окислителей и в кислотно-основном титровании. Шляпинтох В.Я., Карпухин О.Н. Хемилюминесцентные методы исследования химических процессов. М.: Наука, 1966 г.

Известны хемилюминесцентные композиции на основе люминола, которые также широко используются в аналитической химии для качественного открытия перекиси водорода, персульфатов, окислителей, газообразного хлора и брома, аммиака, гемоглобина и т.д., в количественном анализе при объемном титровании для идентификации конечной точки титрования, количественного определения перекиси водорода, цианида, гипохлорида, ацетальдегида, глюкозы, меди, кобальта, железа, анилина и других ингредиентов в воде и водных растворах. Бобко А. К., Дубовенко Л.И., Луковская Н.М. Хемилюминесцентный анализ, К.:, Технiка, 1966 г.

Упомянутые хемилюминесцентные композиции позволяют решать возложенные на них задачи, однако недостатком упомянутых композиций на основе люминола является то, что для определения каждого из вышеперечисленных ингредиентов используется индивидуальный состав, в котором соотношение ингредиентов строго сбалансировано. Например, для определения катионов меди используется хемилюминесцентная композиция, включающая в себя 5•10^-3 М раствора люминола в 0,2 н. растворе калиевой щелочи, а для определения катионов кобальта используется хемилюминесцентная композиция, включающая в себя 0,1%-ный раствор люминола в 0,1 М растворе натриевой щелочи. Для определения перекиси водорода используется хемилюминесцентная композиция, включающая в себя 10^-2 М раствор люминола, 10^-4 М раствор [СО (NH₃) и (NO₂)₂]Сl в 01-02 М растворе натриевой щелочи, а для определения железа используется композиция, включающая в себя 2,5•10^-4 М раствор люминола в 0,3 н. растворе калиевой щелочи. Для определения анилина используется композиция, включающая в себя 0,002 М раствор люминола в 0,1 М растворе натриевой щелочи.

Таким образом, отсутствие универсальной хемилюминесцентной композиции усложняет проведение анализа проб из-за необходимости приготовления для каждого определяемого ингредиента специальной хемилюминесцентной композиции, также упомянутые композиции являются неустойчивыми во времени, из-за чего резко снижаются их физико-химические свойства, а также эти композиции не позволяют определять микробные вегетативные клетки в различных жидкостях.

Решаемая техническая задача состоит в создании универсальной хемилюминесцентной композиции с возможностью определения катионов с переменной валентностью и микробных вегетативных палочек в различных жидкостях.

Достигаемый технический результат при этом заключается в универсальности использования, снижении себестоимости работ и сохранении стабильности во времени предложенной хемилюминесцентной композиции.

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предложенная хемилюминесцентная композиция характеризуется тем, что содержит люминол, щелочь, трилон Б и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Люминол - 0,008-0,25
Щелочь - 0,4-1,2
Трилон Б - 0,008-1,5
Вода - Остальное
а также тем, что в качестве щелочи используется калиевая или натриевая щелочь.

Основа композиции - калиевая или натриевая щелочь выступает в качестве растворителя, люминол - в качестве преобразователя избыточной молекулярной энергии в световую, трилон Б выполняет роль комплексопреобразователя.

Для иллюстрации приведем пример изготовления хемилюминесцентной композиции из предлагаемых ингредиентов. В качестве основы берут калиевую или натриевую щелочь, которую размешивают в воде, затем добавляют и размешивают следующие компоненты: люминол и трилон Б, доливают воду до 100% и еще раз тщательно размешивают раствор при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Люминол - 0,01
Калиевая щелочь - 0,45
Трилон Б - 0,02
Вода - 99,52
при этом для приготовления композиции готовится бидистилированная вода.

Полученная хемилюминесцентная композиция на основе щелочи не меняет своих физико-химических свойств при изменении температуры окружающей среды от +2^oС до +40^oС и атмосферного давления 730-760 мм рт. ст. не менее 30 суток и позволяет определять в воде наличие и количество вредных для человека ингредиентов, вегетативные микробные клетки в различных жидкостях.

Ниже приводится пример полученных результатов проб воды, содержащих катионы металлов, окислители, цианид и микробные клетки Е.coli, колориметрическим методом и с помощью хемилюминесцентного анализатора с использованием заявленной композиции.

Из водорастворимых солей Fe²⁺, C³⁺, Cu²⁺, Со готовили разбавления в воде с концентрацией 0,5-1,0 предельно допустимых значений. Для приготовления разведения перекиси водорода использовали 3%-ный медицинский раствор, для приготовления гипохлорида использовали С1₂, а цианида - соль KCN.

Приготовленные растворы вначале анализировали на спектрофотометре, а затем - с помощью хемилюминесцентной композиции на основе натриевой щелочи - 0,5%, люминола - 0,01%, трилона Б - 0,02%, остальное вода на хемилюминесцентном анализаторе.

Из чистой бактериальной культуры Е.coli готовили разведения на основе физраствора концентрации 10-10⁴ клеток/см³ объемом 6 см³ каждый. Разведение делили на две равные части, одну из которых анализировали методом высева на питательные среды, а другую анализировали с помощью хемилюминесцентного анализатора, используя заявленную композицию с мас.% содержанием, указанным выше.

Результаты анализов приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять качественный и количественный экспресс-анализ проб воды и различных жидкостей с высокой достоверностью, низкой себестоимостью работ и стабильностью получаемых результатов во времени.

Изобретение предназначено для аналитической химии и медицины и может быть использовано при определении ингредиентов в воде и водных растворах, а также микробных вегетативных клеток в различных жидкостях. Композиция содержит, мас. %: люминол - 0,008-0,25; калиевая или натриевая щелочь - 0,4-1,2; трилон Б - 0,008-1,5, вода - остальное. Свойства композиции стабильны при температуре окружающей среды 2 - 40^oС и атмосферном давлении в течение 30 суток. Изобретение позволяет определять катионы металлов с переменной валентностью и микробы с высокой точностью. Композиция универсальна, проста в применении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Хемилюминесцентная композиция, характеризующаяся тем, что содержит люминол, щелочь, трилон Б и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Люминол 0,008-0,25

Щелочь 0,4-1,2

Трилон Б 0,008-1,5

Вода Остальное