Способ определения перекисных соединений Советский патент 1992 года по МПК G01N21/76 

Fe3 + H02

Fe2+ + H26 j5 +

- H202 - Fe,+ + HO + HO и последующим реакциям рекомбинаций

НО + Н202 Н20 + Н02 Н02+Н02- Н202 + 02.

В процессе последних реакций рекомбинаций свободных радикалов, приводящих в конечном итоге к образованию кислорода и воды, образуются возбужденные короткоживущие соединения типа ас- социированного и неассоциированного Вае-дер-Ваальсовского комплекса кислорода, обладающие высокой избыточной энергией, достаточной для трансформации ее молекулами люминола в световую по реак- ции

онон

ЫИ2 Iг Ш2

- ЗХ.сой --

с

он

+ о2,(о2)2

соо

- + H9 + htf.

Такум образом, люминол выступает не в роли восстановительного агента, а в роли трансформатора избыточной энергии комплексов кислорода в световую. При этом кинетические характеристики процесса светообразования и накопления коротко- живущих соединений кислорода очень близки друг к другу, что позволяет определять концентрацию перекисных соединений с высокой точностью.

Причем трансформация избыточной энергии короткоживущих соединений кис- порода молекулами люминола в световую позволяет использовать для ее регистрации счетчики фотонов с высокой разрешающей способностью и точностью.

Пример. Проводили обнаружение пероксидов в диэтиловом эфире и оценивали их концентрацию Для этого сначала определяли нижнюю и верхнюю границы эффективных концентраций люминола в

0

5 0

5

0

5

0 5

0

5

щелочи и гемина в щелочном растворе люминола при различных рН. Готовили разведения перекиси водорода концентрацией 1...10 нМоль. Готовили по 10 мл люминола в щелочи (КОН) концентрацией 0,05...0,1% и 0,30...0,85% при рН 11,5 и в каждом из них растворяли навеску гемина массой 0,01 мг. Готовили к работе анализатор. На фиг. 1 приведена блок-схема анализатора для осуществления способа; на фиг. 2 - схема блока преобразования сигнала в электрический; на фиг. 3-5 - графики зависимости измеряемого сигнала от концентрации перекиси водорода; на фиг. 6 - калибровочный график.

Способ осуществляется следующим образом.

От сети напряжение подается на блок 1 питания (фиг. 1), откуда оно подается на блок 2 преобразования напряжения. С блока 2 преобразованное напряжение подается на блок 3 отключения напряжения, на блок 8 регистрации времени измерения сигнала и блок 7 управления. Блок 4 имеет корпус 15 и отверстие 21.

Открывают крышку 11 блока 4 преобразования светового сигнала в электрический (фиг. 2). Поворотом вправо (влево) с подвижного стакана 20 снимают дозатор 12 и извлекают из него пробирку 19. Наливают в нее 0.5 мл люминолгеминового состава и помещают ее снова в подвижный стакан 20 На стакан устанавливают Дозатор 12 и в его полость 23 наливают 0,1 мл пробы анализируемых разведений перекиси водорода. Дозатор 12 закрывают крышкой 11 и нажимают на нее рукой. При этом стакан 20 перемещается до упора вниз и фокусируется там рычагом 18. Этот рычаг замыкает контакторы блока 3 отключения напряжения, и оно подается на все блоки анализатора (фиг. 1). В это время центр отверстия 13 подвижного стакана 20 совпадает с центром чувствительного элемента фотоэлектронного умножителя 1 б, состоящего из корпуса 14 и крышки 17. В момент, когда стакан опустился до упора вниз, в крышке 11 из-за нажатия на нее рукой деформируется резиновая прокладка 22, в результате чего анализируемая проба перекиси водорода в виде капли вводится через отверстие 13 в дозаторе в пробирку 19 с люминолгемино- вым составом. Перекись водорода вызывает свечение люминолгеминового состава, которое O3V преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5 (фиг. 1), где он преобразуется в цифровой код и подается на блок 6 индикации измеряемого сигнала и на блок 9 для регистрации с помощью внешних устройство 10. С помощью данного анализатора проводили анализ разведений перекиси водорода и по полученным данным строили график в координатах: величина измеряемого сигна- ла-концентрация перекиси водорода в анализируемой пробе (фиг. 3). Анализ графика показал, что эффективная концентрация люминола в щелочи лежит в пределах 0,1- 0,8%. Затем готовили разведения люмино- ла в щелочи концентрацией 0,1-0,8% с рН среды, изменяющейся в диапазоне от 9,0 до 14,0 с интервалом между соседними показателями рН, равным 0,5. В приготовленных разведениях растворяли навеску гемина массой 0,01 мг и анализировали с помощью этого состава разведения перекись водорода. По полученным результатам анализа строили графике координатах: величина измеряемого сигнала-концентрация перекиси водорода (фиг. 4). Анализ графика показал, что рН среды для разведений люминола в щелцчи лежит в диапазоне 10-13,8

Готовили по 10 мл разведения люминола в щелочи концентрацией 0,15% с рН 11,5 и в них растворяли навески гемина массой 0,01...0,04 и 0,1...0.15 мг. С помощью приготовленных составов на том же устройстве проводили анализ перекиси водорода и по полученным данным строили график в тех же координатах (фиг. 5). Анализ полученного графика говорит о том, что эффективная концентрация гемина в растворе люминола лежит в пределах 0,04-10 мг

На втором этапе определяли пероксиды в диэтиловом эфире и оценивали их концентрацию. Для этого готовили состав следующим образом. Брали стеклянную емкость с притертой пробкой объемом 150мл, наливали в нее tOO мл 0,15%-ного раствора люми- нола в щелочи (рН 12,8) и растворяли в нем навеску гемина массой 0,04 мг.

В цилиндр из стекла с притертой пробкой емкостью 25 мл наливали 15 мл эфира и 4 мп свежеприготовленной охлажденной дистиллированной воды. Цилиндр закрывали пробкой и энергично встряхивали в течение 5 мин, после чего на анализаторе определяли в смеси пероксиды. Поскольку практически невозможно получить стан дар- тные пробы одних и тех же пероксидов, то

концентрацию их.в субстратах определяли в эквивалентах относительно перекиси водорода. Для этого готовили растворы перекиси водорода концентрацией 1...Ю нМоль и анализировали их на анализаторе с помощью приготовленного люминолгемино- вого состава. По полученным данным анализа в координатах: величина измеряемого сигнала - концентрация перекиси водорода строили калибровочный график (фиг, 6). Этот график в последующем использовался для определения пероксидов в анализируемых субстратах.

Использование предлагаемого состава и способа определения перекисных соединений в субстратах имеет следующие преимущества:

полностью устранено влияние ионов тяжелых металлов на результаты определения перикисных соединений в субстратах;

точность определения перекисных соединений в субстратах зависит только от погрешности счетчиков фотонов;

предлагаемый состав и способ позволяют автоматизировать процесс определения перекисных соединений, а его внедрение зависит только от желания заказчика, поскольку аппаратура и реактивы отечественного производства;

состав и способ позволяют определять разные перекисные соединения, а шкала счетчика фртонов может быть откалиброва- на в единицах их концентрации.

Формула изобретения

Способ определения перекисных соединений, включающий взаимодействие анализируемой пробы с люминолом и регистрацию свечения полученного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения универсальности и точности за счет исключения влияния ионов металлов на результаты анализа, анализируемую пробу в виде капли вводятв(М-0,8%-ный раствор люминола в щелочи с рН 10-13,8, в литре которого растворена навеска гемина массой 0,04-Ю мг, и измеряют интенсивность люминесценции раствора, по величине которой проводя г определение перекисных соединений, оценивав их концентрацию и эквивалентах относительно перекиси водорода.

I-j

Ai 1V.W

н

it

Ј

в

J

Концентщция перекиси водород, нМоль

уГ .

r

Фиг J

qtropjH e od:tfoa иэюгэйэц випе.,ш&.:нс.)т

0 68I9J (L JL I .... s

h nUJ

miOL-em s %уонш «сшг ь лнойэееесГ н , Hnwureg o 5 5 o Tt i oV 50 o 0

S b o 6

° S

S «

0, -§

07 a

I

S

oo}.

&

seiet-ii