СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛИГЕКСАМЕТИЛЕНГУАНИДИНА ГИДРОХЛОРИДА Российский патент 2012 года по МПК G01N33/18 B82B1/00 

Изобретение относится к способу определения полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (Биопаг, входящего в состав дезинфицирующих средств) с использованием процессов агрегации наночастиц золота для анализа вод разного типа.

Известен способ определения Биопаг методом капиллярного электрофореза со спектрофотометрическим детектированием при 200 нм. Способ позволяет определять полигексаметиленгуанидина гидрохлорид в присутствии гексаметилендиамина и гуанидина гидрохлорида с пределом обнаружения на уровне 2 мкг/мл [Руднев А.В. Определение полигексаметиленгуанидина методом капиллярного электрофореза. / А.В.Руднев, Т.Г.Джераян // Журн. Аналит. Химии. - 2006. - Т.61. - №10 - С.1086-1089]. Однако чувствительность такого способа оказывается недостаточной, поскольку в питьевых водах Биопаг необходимо определять на уровне 0,1 мкг/мл. Кроме того, реализация этого способа предполагает использование дорогостоящего оборудования.

Известен способ потенциометрического определения Биопаг и некоторых других поликатионов с помощью ион-селективных электродов с мембраной, включающей определяемый поликатион и различные органические и неорганические противоионы. Способ позволяет добиться хорошей селективности определения [Чмиленко Ф.А. Потенциометрические сенсоры для определения водорастворимых полиэлектролитов. / Ф.А.Чмиленко, И.В.Коробова, О.В.Микуленко // Журн. Аналит. Химии. - 2008. - Т.63. - №6 - С.645-650]. Однако чувствительность описанного способа (нижняя граница определяемых содержаний на уровне 5 мкг/мл) все же недостаточна для контроля содержания Биопаг в водах.

Известен способ определения катионных поверхностно-активных веществ, к которым можно отнести и Биопаг, с использованием процессов агрегации наночастиц золота в растворе. В качестве определяемых компонентов выступали катионные поверхностно-активные вещества, представляющие собой алкилтриметиламмоний бромиды. В качестве реагента использовали наночастицы золота, полученные нитратным методом. Детектирование осуществляли визуально, по изменению цвета растворов. [Kuong C.-L. Semi-quantitative determination of cationic surfactants in aqueous solutions using gold nanoparticles as reporter probes. / C.-L.Kuong, W.-Y.Chen, Y.-C.Chen // Anal. Bioanal. Chem. - 2007. - V.387. - P.2091-2099]. Однако способ пригоден лишь для полуколичественного определения катионных ПАВ и не позволяет проводить количественный анализ. Недостатком указанного способа является также невозможность достижения высокой чувствительности в силу естественных ограничений восприятия глазом изменения окраски разбавленных водных растворов.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому является способ определения Биопаг путем фотометрирования его ионных ассоциатов с эозином. При pH>5 эозин образует с Биопаг ионные ассоциаты, поглощающие при 540 нм. Для их солюбилизации в смесь добавляют синтанол [Крейнгольд С.У. Определение N,N-бис(3-аминопропил)додециламина, катионных ПАВ и полигексаметиленгуанидина в дезинфицирующих средствах. / С.У.Крейнгольд, К.А.Шестаков // Дезинфекционное дело. - 2004. - №1. - С.31-33]. Метод пригоден для определения Биопаг в дезинфицирующих средствах. Однако нижняя граница определяемых содержаний способа лежит на уровне 1 мкг/мл, что недостаточно для определения Биопаг на уровне ПДК в водах.

Технической задачей заявляемого изобретения является разработка простого, безопасного и дешевого способа определения полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (Биопаг) для контроля его содержания в водах разного типа.

Поставленная задача была решена настоящим изобретением. В способе определения полигексаметиленгуанидина гидрохлорида, включающем его взаимодействие с реагентами с последующим анализом полученных продуктов, согласно изобретению, в качестве реагента используют коллоидный раствор наночастиц золота в воде, а после взаимодействия полученный продукт, включающий наночастицы золота и их агрегаты, концентрируют на пенополиуретане и проводят анализ концентрата.

При этом анализ концентрата проводят предпочтительно с помощью спектрофотометра непосредственно в матрице пенополиуретана.

Регистрацию сигнала проводят предпочтительно с помощью мини-спектрофотометра - калибратора мониторов Eye-One (Ай ван).

Таким образом, для решения технической задачи предлагается способ, в котором используется процесс агрегации наночастиц золота, полученных цитратным методом, под воздействием Биопаг с последующей сорбцией продуктов на пенополиуретане и регистрацией аналитического сигнала в матрице ППУ с использованием мини-спектрофотометра - калибратора мониторов Eye-One Pro. Способ позволяет определять Биопаг в диапазоне концентраций 0,05-0,2 мкг/мл, относительное стандартное отклонение составляет 0,05 (для 0,1 мкг/мл). Правильность определения проверена при анализе вод разного типа: водопроводной, минеральной, воды плавательного бассейна, а также при анализе дезинфицирующего средства «Биор-1».

Пример 1 построения градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в сосуды для встряхивания, содержащие 0,2 мл 0,25 М раствора ЭДТА и 0,5 мл 0,1 М NaOH вводили от 0,05 до 0,2 мл 5 мкг/мл водного раствора Биопаг, доводили деионизованной водой до 3,5 мл и добавляли по 1,5 мл раствора наночастиц золота (88 мкг/мл), полученных цитратным способом. Растворы интенсивно перемешивали, после чего немедленно вводили по 1 таблетке ППУ (диаметр ~16 мм, высота ~5 мм, m=0,02 г), прожимали их стеклянной палочкой для удаления пузырьков воздуха и встряхивали сосуды на механическом шейкере в течение 15 мин. После этого таблетки извлекали, высушивали фильтровальной бумагой и измеряли диффузное отражение при 530 нм с использованием мини-спектрофотометра - калибратора мониторов Eye-One Pro.

Пример 2 использования мини-спектрофотометра - калибратора мониторов Eye-One Pro для измерения диффузного отражения образцов ППУ с наночастицами золота

Для проведения измерений мини-спектрофотометр Eye-One Pro подключали к USB-порту компьютера, в среде Windows запускали прилагающуюся к мини-спектрофотометру программу Eye-One Share и осуществляли градуировку устройства по белой подложке, входящей в стандартный комплект. После этого измеряли образцы, а полученные данные в виде массива коэффициентов диффузного отражения для различных длин волн экспортировали в Excel. Для каждого коэффициента диффузного отражения, полученного с помощью Eye-One Pro, рассчитывали соответствующее значение функции Кубелки-Мунка F, которая линейно зависит от содержания наночастиц в фазе ППУ и связана с коэффициентом диффузного отражения следующим образом:

где R - коэффициент диффузного отражения.

К преимуществам предлагаемого устройства в данном варианте использования по сравнению с традиционно используемыми спетрофотометрами и спектрометрами диффузного отражения относятся дешевизна, доступность, простота в работе и компактность.

Пример 3 определения Биопаг в образце водопроводной воды или воды плавательного бассейна

Водопроводную воду очищали от хлора отстаиванием в течение суток. После этого в нее вводили добавку стандартного раствора Биопаг до конечной концентрации 0,23 мкг/мл. Раствор тщательно перемешивали. Аликвоту полученного искусственного образца объемом 2,2 мл добавляли в раствор, содержащий 0,2 мл 0,25 М раствора ЭДТА и 0,5 мл 0,1 М NaOH, и перемешивали. Далее поступали, как и при построении градуировочной зависимости (пример 1). Таким образом было установлено, что присутствующие в реальных количествах в водах данного типа ионы кальция, магния, хлорида и сульфата не оказывают влияния на правильность определения Биопаг предлагаемым способом.

Пример 4 определения Биопаг в минеральной воде

Минеральную воду очищали от избыточного углекислого газа методом отстаивания в течение суток. Далее поступали, как описано в примере 3. Показано, что присутствующие в минеральной воде в 1000-кратных количествах по отношению к Биопаг гидрокарбонат-, хлорид-, сульфат-ионы, а также ионы калия и натрия не оказывают влияния на правильность определения Биопаг предлагаемым способом.

Пример 5 определения Биопаг в дезинфицирующем препарате «Биор-1»

Аликвоту 0,5 мл препарата «Биор-1» переносили в мерную колбу на 100 мл, доводили колбу до метки деионизованной водой и перемешивали раствор. Аликвоту 0,5 мл полученного раствора переносили в другую мерную колбу на 100 мл, доводили до метки деионизованной водой и перемешивали раствор. Аликвоту 0,1 мл полученного таким образом раствора вводили в колбу для встряхивания, содержащую 0,2 мл 0,25 М раствора ЭДТА и 0,5 мл 0,1 М NaOH, содержимое перемешивали. Далее поступали, как описано в примере 1. Правильность определения содержания Биопаг в препарате «Биор-1» предлагаемым способом подтверждена сравнением с паспортными данными.

Изобретение относится к анализу вод разного типа. Способ включает взаимодействие с реагентами с последующим анализом полученных продуктов. Согласно изобретению в качестве реагента используют коллоидный раствор наночастиц золота в воде. После взаимодействия полученный продукт (наночастицы золота и их агрегаты) концентрируют на пенополиуретане (ППУ) и проводят анализ концентрата. Достигается повышение надежности и упрощение анализа. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.

1. Способ определения полигексаметиленгуанидина гидрохлорида, включающий его взаимодействие с реагентами с последующим анализом полученных продуктов, отличающийся тем, что в качестве реагента используют коллоидный раствор наночастиц золота в воде, а после взаимодействия полученный продукт, включающий наночастицы золота и их агрегаты, концентрируют на пенополиуретане и проводят анализ концентрата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что анализ концентрата проводят с помощью спектрофотометра непосредственно в матрице пенополиуретана.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что регистрацию сигнала проводят с помощью мини-спектрофотометра - калибратора мониторов Ай ван.