ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2010 года по МПК C09K11/06 G01N21/76 

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для качественного и количественного определения в воде, водных растворах и растворах органической природы:

- микробных клеток в вегетативной и споровой формах;

- катионов тяжелых металлов и фенола;

- ферментов растительного и животного происхождения;

- форменных элементов гемоглобина;

- органических и неорганических окислителей.

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

Известны хемилюминесцентные композиции на основе люминала, которые широко используются в аналитической химии для качественного открытия перекиси водорода, персульфатов, окислителей, остаточного активного хлора, гемоглобина, в количественном анализе при объемном титровании для индикации конечной точки титрования, количественного определения меди, цианида, железа и кобальта в особочистых растворах (Бабко А.И., Дубовенко Л.И., Луковская Н.М. «Хемилюминесцентный анализ». - К.: Техника, 1966 г.).

Известна хемилюминесцентная композиция, включающая в себя, мас.%: люминал - 0,008-0,23; калиевая или натриевая щелочь - 0,4-1,2; Трилон Б - 0,008-1,5; вода - остальное (патент РФ 2217465 от 26.09.02).

Основным недостатком этой композиции является ее малый аналитический эффект, при определении с помощью нее катионов тяжелых металлов, ферментов, микробных клеток в споровой и вегетативной формах, фенола, форменных элементов крови в растворах и жидкостях органической природы.

Решаемая техническая задача состоит в создании полифункциональной композиции для определения с помощью нее катионов тяжелых металлов, ферментов, микробных клеток в споровой и вегетативной формах, фенола, форменных элементов крови в растворах и жидкостях органической природы.

Достигаемый технический результат при этом заключается в полифункциональности использования предлагаемой композиции, снижении себестоимости проводимых анализов за счет увеличения аналитического эффекта, сокращения времени анализа и сохранения ее стабильности во времени.

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предложенная полифункциональная хемилюминесцентная композиция характеризуется тем, что она содержит в себе кроме люминола, Трилона Б, калиевой щелочи дополнительно метанол, глицин и воду в следующих соотношениях этих ингредиентов, мас.%:

Люминол 0,01-0,35 Калиевая щелочь 0,40-1,40 Трилон Б 0,009-1,65 Метанол 10-50 Глицин 0,1-1,5 Вода Остальное

а также тем, что используется только калиевая щелочь, обладающая отрицательной гидратацией, что положительно влияет на аналитический эффект при анализе растворов и жидкостей, органической природы с помощью предложенной композиции.

Основа композиции калиевая щелочь и метанол, выступающие в качестве растворителя, люминол - в качестве преобразователя избыточной энергии молекул или их фрагментов, определяемых ингредиентов в световую, Трилон Б выполняет роль комплексообразователя, а глицин выступает как стабилизатор композиции в целом.

Для иллюстрации приведем пример изготовления из предлагаемых компонентов. В качестве основы берут калиевую щелочь, которую размешивают в дистиллированной воде, затем добавляют и размешивают Трилон Б, люминол, метанол и глицин, доливают до 100% дистиллированной воды и еще раз тщательно перемешивают раствор при следующим соотношении ингредиентов, мас.%:

Люминол 0,012 Калиевая щелочь 0,40 Трилон Б 0,015 Метанол 15 Глицин 0,12 Дистиллированная вода Остальное

Полученная на основе калиевой щелочи и метанола не меняет своих физико-химических свойств при изменении температуры окружающей среды от -5°С до +40°С и атмосферного давления 730-765 мм рт.ст. в течение не менее 40 суток и позволяет определять в воде, водных растворах и жидкостях органической природы катионов тяжелых металлов, окислителей, ферментов, микробных клеток в вегетативной и споровой формах, форменных элементов крови.

Пример 1. Из водорастворимых солей Со²⁺, Сu²⁺, Cr³⁺, Fe²⁺ и фенола готовили водные растворы с концентрацией 0,5-1,0 предельно-допустимых значений. Для приготовления раствора гипохлорида использовался Cl₂, a цианида - соль KCN. Для приготовления раствора фермента использовалась пероксидаза хрена, которую растворяли в физрастворе до концентрации 10-5 мг/л. Клетки гемоглобина разбавляли физраствором до концентрации 100 клеток/мл. Из спор бактерии Вас. subtulis готовили разведение 10⁵ спор/мл. Вегетативные клетки Е. coli разбавляли физраствором до концентрации 10⁵ клетка/мл. Объем приготовленных разведении составлял 50 см³ каждый.

Перед началом анализа разведении все приготовленные объемы были разделены на две равные части.

Первая часть приготовленных ингредиентов анализировалась последовательно на спектрофотометре, колориметре, а затем с помощью полифункциональной хемилюминесцентной композиции, содержащей заявленные компоненты в мас.% в минимальной (калиевая щелочь - 0,4%; метанол - 10%; люминол - 0,008%; Трилон Б - 0,008%, глицин - 0,1%; остальное - бидистиллированная вода), средней (калиевая щелочь - 0,9%; метанол - 30%; люминол - 0,18%; Трилон Б - 0,82%, глицин - 0,8%; остальное - бидистиллированная вода) и максимальной концентрации (калиевая щелочь - 1,4%; метанол - 50%; люминол - 0,35%; Трилон Б - 1,65%, глицин - 1,5%; остальное - бидистилированная вода) - на анализаторе жидкостей хемилюминесцентных ЛИК.

Приготовление разведения микробных клеток анализировали методом высева на питательные среды, а ферментов и гемоглобина - колориметрически.

Результаты анализа приведены в Таблице 1.

Пример 2. Во вторую часть ингредиентов, приготовленных на воде, поочередно вносили на каждые 5 см³ образца: в разведения катионов тяжелых металлов, цианида - по 1,5 см 10%-ного раствора мочевины; в разведения микробных клеток - по 2 см 1%-ной сахарозы; в разведения фенола - по 1,5 см³ 1%-ной глюкозы; в разведения гемоглобина - по 1,5 см³ 1,5%-ной сахарозы; в разведения фермента - по 1,5 см 1%-ной глюкозы. Содержимое тщательно перемешали и анализировали последовательно на спектрофотометре, колориметре и с помощью полифункциональной композиции по примеру 1 анализаторе жидкостей хемилюминесцентных ЛИК.

Результаты анализа приведены в Таблице 2.

Результаты анализа проб ингредиентов разной концентрации, приготовленных на воде и водных растворах с добавлением к ним органических растворов с помощью предложенной полифункциональной хемилюминесцентной композиции показали, что предлагаемое изобретение позволяет осуществлять качественный и количественный анализ с высокой достоверностью и надежностью.

Изобретение относится к хемилюминесцентным композициям, которые могут быть широко использованы в аналитической и биологической химии. Описывается полифункциональная хемилюминесцентная композиция, включающая люминол, щелочь, Трилон Б, метанол, глицин и воду. Композиция в качестве щелочи предпочтительно содержит калиевую щелочь, обладающую свойством отрицательной гидратации, что положительно влияет на аналитический эффект при анализе растворов и жидкостей органической природы. Метанол выполняет функцию растворителя, а глицин служит стабилизатором композиции. Предложенная композиция обладает свойством полифункциональности и в отличие от известного уровня предназначена для эффективного качественного и количественного определения в воде и в растворах микробных клеток в вегетативной и споровой формах; катионов тяжелых металлов и фенола; ферментов растительного и животного происхождения; форменных элементов гемоглобина; органических и неорганических окислителей. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Полифункциональная хемилюминесцентная композиция, включающая люминол, щелочь, Трилон Б и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит метанол и глицин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
люминол 0,008-0,35 щелочь 0,4-1,40 Трилон Б 0,008-1,65 метанол 10-50 глицин 0,1-1,5 вода остальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что метанол выполняет функцию растворителя, а глицин служит стабилизатором композиции.

3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве щелочи она содержит калиевую щелочь, обладающую свойством отрицательной гидратации, что положительно влияет на аналитический эффект при анализе растворов и жидкостей органической природы.

4. Композиция по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:
люминол 0,01-0,35 калиевая щелочь 0,40-1,40 Трилон Б 0,009-1,65 метанол 10-50 глицин 0,1-1,5 вода остальное