Люминесцентный способ определения тербия с офлоксацином Российский патент 2023 года по МПК G01N21/63 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия, и может быть использовано для определения следовых количеств тербия при анализе высокочистых лантанидов.

Известны способы люминесцентного определения тербия в комплексе с органическими реагентами:

Патент РФ № 2412435 «Люминесцентный способ определения тербия». Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения тербия, и может быть использовано для определения следовых количеств тербия при анализе высококачественных лантанидов и в природных водах. В качестве комплексообразователя используется органический реагент (R) - дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты (ДЭСК), и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДЭСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - цетилпиридиний бромистый, в соотношениях Tb:K:ПАВ=1:2:13 и слабыми растворами аммиака и соляной кислоты создают рН=7,5±0,1. Достигается повышение точности, чувствительности и селективности анализа.

Патент РФ № 2194013 «Люминесцентный способ определения тербия». Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия. Тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - метиловым эфиром S-(4-броманилидом) сульфосалициловой кислоты в присутствии катионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) хлорида децилпиридиния. Соотношение Tb:R:ПАВ=1: 2: 13, рН 7,9±0,08. Способ отличается высокой селективностью и воспроизводимостью. Он позволяет одновременно определять Tb, Dy, Sm, Eu в оксидах лантаноидов.

Патент РФ № 2506569 «Люминесцентный способ определения тербия». Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу люминесцентного определения тербия. Способ включает перевод тербия в люминесцирующее соединение с органическим реагентом. В качестве реагента используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту (ДБСК) и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДБСК добавляют этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) в соотношении Tb:ДБСК:ЭДТА=1:1:1 при рН=12,0-13,0.

Недостатками предложенных способов являются - недостаточная чувствительность, селективность и устойчивость во времени стояния и облучения, а также высокая трудоемкость получения комплексного соединения и продолжительность анализа.

Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности, селективности и снижение продолжительности анализа.

Результат достигается тем, что тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - офлоксацином (ОФ), соотношение Tb:R=1:2, при рН=3,0±0,1.

Пример 1.

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°C и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-3 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток рездкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I. Раствор нолицина с концентрацией 10^-3 М готовят соответствующим разбавлением концентрированного этанольного раствора. Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН рН=5,9±0,1. Для определения содержания тербия в оксидах РЗЭ применяли метод добавок.

При добавлении к раствору тербия раствора нолицина, установлении рН=5,9±0,1 и облучении УФ-светом наблюдается свечение зеленого цвета, характерное для ионов тербия.

Пример 2.

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°C и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-5 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток рездкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I.

Растворы офлоксацина (ОФ) готовили из точной навески 0,0903 г, растворяли в этиловом спирте, отфильтровали раствор и переносили в мерную колбу на 50 мл.

C₁₈H₂₀FN₃O₄ (ОФ)

МВ=361 г/моль

9-фтор-2,3-дигидро-3-метил-10-(4-метил-1-пиперазинил)-7-оксо-7Н пиридо (1,2,3-de)-1,4-бензоксазин-6-карбоновая кислота.

В ходе проведенных поисковых работ обнаружена яркая люминесцентная реакция Tb с офлоксацином (ОФ) зеленого цвета.

Исследована зависимость интенсивности люминесценции ионов Tb в комплексе с ОФ от длин волн в интервале 500-600 нм электромагнитного спектра (рис. 1).

Как видно из рис. 1, растворы комплексов тербия с ОФ максимально люминесцируют при длине волны λ = 542 нм. Спектры поглощения растворов комплекса тербия с ОФ изучали спектрофотометрически по всему электромагнитному спектру.

Как показали полученные данные, поглощательная способность растворов комплекса Tb с ОФ установлена в УФ- области в интервале 200-380 нм (рис. 2 ). Как видно из рис.2, максимальное поглощение световой энергии растворами реагента и комплекса Tb с ОФ наблюдается в интервале длин волн 280-310 нм. Раствор ОФ максимально поглощает при λ = 290 нм, а у раствора комплекса Tb с ОФ поглощательная способность выше и максимум поглощения расположен правее при λ = 300 нм. В области максимального поглощения растворами реагента и комплекса световой энергии в интервале 250-370 нм растворы Tb не поглощают.

Состав комплекса Tb с Оф установлен методами молярных отношений и изомолярных серий равным Tb:ОФ = 1:2.

C _Tb = С_ОФ = 1 мл 1⋅10^-3М; λ = 542 нм; V = 10 мл; l = 1 см

Проведено исследование влияния различных факторов на интенсивность свечения растворов комплекса Tb с ОФ для выявления оптимальных условий люминесцирующего комплексообразования.

Изучена зависимость интенсивности люминесценции комплекса Tb с ОФ от рН раствора, создаваемого добавлением разбавленных растворов соляной кислоты HCI (1:10) и аммиака NH₄OH (1:10). Люминесцирующий комплекс образуется в достаточно узком интервале рН =2,0-4,0 с максимумом при рН = 3,0 (рис. 3).

3,0

I_люм,мм
Изучен характер зависимости I_люм Tb с ОФ от времени созревания и устойчивости комплекса от времени облучения раствора УФ-светом. I_люм раствора комплекса Tb с ОФ повышается в течение 10 мин, и далее раствор устойчив более суток, затем I_люм раствора медленно снижается. При постоянном облучении раствора комплекса Tb с ОФ УФ-светом I_люм снижается в первые 20 мин, затем остается постоянной более 3-х часов и далее наблюдается медленное снижение I_люм.

Исследовано влияние других РЗЭ на I_люм Tb с ОФ. Для этой цели брали при подобранных условиях проведения люминесцентной реакции концентрации Tb и других элементов Ме:Эл = 1:1, концентрацию ОФ увеличивали в 2 раза, т.е. С_ОФ = 3 мл 1⋅10 ^-3 М, создавали рН = 3,0; объём доводили до 10 мл и через 10 мин измеряли I_люм раствора. Свечению Tb с ОФ не мешает Eu. Другие РЗЭ снижают I_люм в разной степени до 30% (табл. 1). Исследование влияния сопутствующих d-элементов на I_люм Tb с ОФ (табл. 2) показало, что они в различной степени снижают I_люм до 2-6 %.

Рассмотрим случай, когда ион Tb присутствует, имея постоянную концентрацию, а элемент-гаситель - переменную, и С_Ме = 0,5 мл1⋅10^-3М (рис. 4).

Таблица 1 Влияние других РЗЭ на I_люм раствора комплекса Tb с ОФ,
C_Tb = С _РЗЭ = 0,5 мл 1⋅10^-3М; С_ОФ = 3 мл 1⋅10^-3М; λ = 545 нм;
pH = 5,9; V = 10 мл; l = 1 см РЗЭ Y La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu C_Tb мл 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 С_ОФ, мл 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 I _люм 104 80 97 70 102 88 128 98 125 83 70 72 88 75 100

Таблица 2 Влияние d-элементов на I_люм раствора комплекса Tb с ОФ,
C_Tb = C_d-эл = 0,5 мл 1⋅10^-3 М; С_ОФ = 3 мл 1⋅10^-3М; λ = 542 нм;
pH = 3,0; V = 10 мл; l = 1cм d-эл., 0,5 мл
1⋅10^-3М Tb Ga Fe Ni Co Ti Zn W Mo Pb Sn C_Tb, 1⋅10^-3М, мл 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 С_ОФ, 1⋅10^-3 М, мл 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 I _люм 120 65 5 71 66 86 60 100 15 112 73

Как видно из рис. 4, молибден и железо - элементы-гасители: при увеличении их содержания в растворе комплекса наблюдается резкое снижение I_люм Tb с ОФ. Элементы Pr и W незначительно снижают I_люм Tb с ОФ, при увеличении их концентрации наблюдается линейное снижение I_люм Tb с ОФ.

Нижний предел обнаружения Tb с офлоксацином составляет 7,5⋅10^-9 г/мл Tb.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия. Тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - офлоксацином. Соотношение Tb:R=1:2 при рН=3,0±0,1. Нижний предел обнаружения Tb с офлоксацином составляет 7,5⋅10^–9 г/мл Tb. Технический результат - высокая селективность, точность и воспроизводимость, а также возможность одновременно определять Tb, Dy, Sm, Eu в оксидах лантаноидов. 4 ил., 2 табл.

Люминесцентный способ определения тербия, включающий перевод его в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R), отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют офлоксацин в соотношениях Tb:R=1:2 при рН=3,0±0,1, при этом растворы комплексов тербия с офлоксацином максимально люминесцируют при длине волны λ = 542 нм.