Способ определения статическойМАгНиТНОй ВОСпРииМчиВОСТи ВЕщЕСТВВ PACTBOPE Советский патент 1981 года по МПК G01N24/08 

ся минимальным регистрируемым сдвигом резонансной линии. Эта величина определяется разрешающей способностью снектрометра, составляюш,ей обычно (1-о)- 10 что соответствует 0,1-ОуЗ Гц для наиболее раснространенных спектрометров с рабочей частотой /о 80-10 мГц. Такая чувствительность нозволяет обнаружить присутствие ннзкоспинсвых парамагнитных центров в литре раствора и является вполне приемлемой для исследования сравнительно низкомолекулярных парамагнитных соединений в растворе 2.

Однако современная биохимия и молекулярная биология предлагают парамагнитные объекты исследования, молекулярный вес которых достигает сотен тысяч дальтон (ферменты, фермент-субстратные комнлексы, металло-пуклеиновые комплексы). Для растворов подобных дмолекул концентрация большая, чем 1-:2 10М, трудно достиж;;ма. ,

Осьговным недостатком способа является то, что с его помощью можно регистрировать сдвиги резонансных линий не меньщие, чем лолущирина этих линий. Это не позволяет определять ыагннтлую восприимчивость веществ в растворе с точностью, необходимой нри современных исследова1 ИЯХ.

Целью изобретения является повышеиие точности определения магнитной воснринмчнвости Beuj,ecT3 в растворе.

Поставленная цель -достигается тем,что в известием способе определения статической магнитной восприимчивости веществ в растворе во внутренний цилиндр коаксиальной ампулы заливают раствор, содержащий вещество-свидетель и растворитель, при следующем соотношении компопентос, вес.%:

Веш.ество-свидетель15-20

РастворительОстальное,

во виешиий цилиндр ампулы заливают раствор, содержащий исследуемое вещество, вещество-стабилизатор и растворитель, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Исследуемое вещество2-10

Вещество-стабилизатор1-2

РастворительОстальное,

а сдвиг резонансной частоты вецдества-свидетеля регистрируют по изменению значения частотной развертки спектрометра ЯМР, еоответствующей нулевой точке сиг} ала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля.

Занолнеиие цилиндров двойной коаксиальной ампулы по предлагаемому способу позволяет регистрировать не разность резонансных частот вещества-свидетеля из пнещнего и внутреннего цилиндров амцулы, а сдвиг резонансной частоты веществасвидетеля при наличии исследуемого вещества отнооительно резонансной частоты вещества-свидетеля в отсутствие исследуемого вещества. Это позволяет избежать частотного наложения друг на друга сигналов ЯМР вещества-свидетеля из внешнего и внутреннего цилиндров амлулы. При этом сдвиг резонансной частоты регистрируют по нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля, а не по вершине его линии поглощения. Все это позволяет регистрировать сдвиг резонансной частоты

свидетеля, составляющий 2-3% от ширины резонансной линии сигнала Я-1Р DCи1ества-:Свидетеля, и повысить точность известного способа оиределения статической магнитной воаприимчивости.

На фиг. 1 показан разброс частот и гистограмма отклонений для примера 1; на ф;:г. 2 - кинетика восстановления кислорода.

Способ осуществляется следующим образом.

В коаксиальную ампулу с отношением диаметров внешнего и внутреннего цилиндров 5 : -10 : 1 заливают растворы следующего состава. Во внутренний цилиндр -

iO-- 20 В;С. % раствор всодества-свггдетеля в требуемом растБорИТС.ас, ьо в:,ч-:1:;п1Й цил1-;ндр - раствор, содержащий 1--2 вес. % вещества-стабилизатора резонансных условий, вес.% исследуемого вещества,

остальное - растворитель. Амлулу помецдают в зонд спектрометра ЯМР, определяют значение частотиой развертки спектрометра, соответствующее нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-сзидетеля, многократно измеряют это значение и вычисляют его среднее арифметическое. Затем опорожняют внешний цилиндр ампули, заливают в него раствор, идентичный удаленному, но не содержащий исследуемого вещества, и повторяют леречисленные выше операции вплоть до вычисления среднего арифметического. Находят разность получеииых средиеарифметичееких значений частотной развертки спектрометра

ЯМР, соответствующих нулевой точке сиг1;ала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля. По найденной разности резонаисиых частот Д/ в соответствии с формулой (1) вычисляют изменение етатической магиитной

восприимчивости Д/, раствора, содержащего исследуемое вещество, относительно раствора без исследуемого вещества. Вычисленную величину Д% npiiHHKaioT за значение статической магнитной воеприимчивости исследуемого вещества непосрелствеино или с соответствующей поправкой. В том случае, когда исследуют измеиепие значения етатической магнитной восприимчивости с течением времени, измеряют последовательно ряд значений частотной развертки, соответствующей нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля в растворе, содержащем исследуемое вещество. При этом необходимость манипуляций с раствором, не содержащим иссле5 , дуемое вещество, отпадает, а изменение -статической магнитной восприимчивости вычисляют по указанным значениям частотной развертки. Примеры конкретного выполнения способа определения статической магнитной восприимчивости веществ в растворе. Определение стабильности и точности непрерывной регистрации частоты вещества-свидетеля в течение 1 ч (фиг. 1). Во внутренний цилиндр коаксиальной ампулы заливают раствор, содержащий : 20 вес.% диметилсульфоксида (веществосвидетель) и 80 вес.% тяжелой воды ДгО. Во внещний цилиндр заливают раствор, содержащий 2 вес.% третичнобутилового спирта (вещество-стабилизатор), 90 вес.% тяжелой воды, остальное - вода Н2О (вещество-датчик температуры). В течение 1 ч образец находился в спектрометре в термостабилизированном состоянии; непрерывно отслеживалась резонансная частота свидетеля и каждые 0,5 м измерялась цифровым частотомером с точностью до 10 Гц. iBce значение частоты легли в интервал 0,006 Гц; гистограмма отклонений от среднего колоколообразна и достаточно симметрична, следовательно, точность и стабильность регистрации резонансной частоты не хуже 0,010 Гц1: 2 0,005 Гц. Определение повторяемости измерений в случае, когда перед каждым измерением образец собирался и заполнялся заново. Состав растворов тот же. Результаты приведены в таблице. Таблица 2119,852 Все пять зргаченлй резопаиской частоты укладываются в интервал 0,009 Гц; максимальное отклонение от среднего не более 0,С:05 Гц. Определение кинетики реакции восстановления кислорода окислительно-восстановительной коферментной системой ФМННАДН. Внутренний раствор остался без изменения, виещний раствор содержал третичнобутилоБый спирт, тяжелую воду, легкую воду, двузамещениый фосфат натрия в тех же концентрациях, что и в предыдущем опыте. В него были внесены НАДН в концентрации 10 М/л и ФМН в концентрации 10 М/л. Перед опытом раствор продувался атмосферным воздухом. Резонансная частота свидетеля отслеживалась не-прерывно в течение 1,5 ч и измерялась че6рез 1 - 1,5 мин. Результат представлен на фиг. 2. Равновесная концентрация молекулярного кислорода в слабых водносолевых растворах приближается к 3 10 М/л; молярная магнитная восприимчивость О2 (находящегося в основном триплетном состоянии) равна .3,3 10 л/моль при 20° С. Так как концентрация НАДН существенно превышает концентрацию ФМН возможна реакция восстановления кислорода .псевдонулевого порядка с линейной кинетикой. Предлагаемый способ Повышает точность определения статической магнитной восприимчивости вещества в растворе в 20-50 раз; увеличивает чувствительность измерения, что позволяет зарегистрировать сдв;1г резонансной линии вещества-свидетеля, составляющей 3-5% разрешения спектрометра Я-МР. Формула изобретения Способ определения статической магнитной восприимчивости веществ в растворе, при котором в двойную коаксиальную ампулу заливают растворы, содержащие исследуемое вещество, вещество-стабилизатор, вещество-свидетель и растворитель, помещают ампулу с растворами в зонд спектрометра ЯМР, регистрируют сдвиг резонансной частоты сигнала ЯМР вещества-свидетеля и вычисляют определяемую величину по значению указанного сдвига, отличаю щи и с я тем, что, с целью повышения точности определения магнитной восприимчивости, во внутренний цилиндр коаксиальной ампулы заливают раствор, содержащий вещество-свидетель и растворитель, при следующем соотношении компонентов, вес.%: Вещество-свидетель15-20 РастворительОстальное, во внешний цилиндр ампулы заливают раствор, содержащий исследуемое вещество, вещество-стабилизатор и растворитель, при следующем ссотнощении компонентов, вес.%: Исследуемое вещество2-10 Вещество-стабилизатор1-2 РастворительОстальное, в сдвиг резонансной частоты вещества свидетеля регистрируют но изменению значения частотной развертки снектрометра ЯМР, соответствующей нулевой точке сигнала дисперспи ЯМР веплества-сзидетеля. Источники информации, по внимание при экспертизе: 1.Чечерннков В. И. Магнитные измерения. М., Издательство МГУ, 1969, с. 139- 142. 2.Journal of the Chemical Society, London, 1959, №6, pp. 20Q3-2005.

......vx--..

. .

, ёггц

d/ a,

:, . /

02 .

d/

2«

й/i/

2tf

0,00

, мин1/ты

60

itO Фиг 2.