Известен способ спектрофотометричеоцого определения кобальта в биологических объектах с помощью Г1ААФ и ПААК, который заключается в том, что исследуемый озоленный биологический материал подвер гают взаимодействию с ПААФ или ПААК в ацетатно-цитратной среде (рН 5), с последующе обработкой насыщенным раствором комплексона 11,1 при 80 С в течение 30 мин, экстракцией комплекса хлороформом и фотометрированием раст .вора при 57О им (определение с ПААФ) или 530 нм1 (определение с ПААК)
Однако этот метод определения кобальта с помощью ПААК и ПААФ разработан для растительного материала, где кобапьт содержится в больщих количествах, чем в тканях органов животных, и отличается недостаточной чувствительностью и селективностью.
Цель изобретения - повыщение селективности и чувствительности реакции обнаружения кобальта в биологических объектах.
Цель достигается метилбензтиазолилазокетоксимом формулы Т в качестве избирательного аналитического реагента на NH Л-/ С5//, Выход продукта, считая на- гидразон, составляет 80% от теоретического. Исходным продуктом для получения бензтиа зопил-2-гидразона является каптакс - доступный и дешевый продукт Строение МБАКО доказано данными элементного анализа, масо-спектрометрии ИК- и ПМР-спектроскощга. В массспектрах этого соединения имеется пик молекулярного иона - 22О. В ИК-спектpax продукта в CCS в области 31ОО36ОО имеется интенсивная полоса поглощения 3580 ., отнесённая к л) Q оксимной группы. В ПМР-спектра снятых в ДМСО, протоны бензоядра погл отдают в области 7,3-8,.д1 (м), про тон оксмлной группы - в области 11,713,6 м.д. Для синтез фованного продукта формулы Г спектрофотометрическим методом определена константа ионизации, рКд 8,45±0,02, то есть МБАКО является слабой кислотой. Индивидуальность продукта подтверждена хроматографически R 0,87 (этилионы кобальта в биологических объектах и способом фотометрического определения кобальта в биологических объектах.
Способ фотометрического определения
кобальта в биологических объектах вкпючающий приготовление из органа гомогената, добавление серной кислоты (d 1,34) и азотной кислоты ( 1,37) до обугливания массы, перекиси водорода до просветления раствора, упаривание до влажных солей и растворение в бидистиллированной воде, а также образование окрашенного комплекса кобальта с реагентом, в качестве которого используют метилбензтиазЬлилазокетоксим и определение проводят при 63О нм в водно-этанольной среде при рН 3,5-5,7;; 6,7-10,4, создаваемом амм тачно-ацетатным буфером, с последующим добавлением концентрированной уксусной или соляной кислоты до рН 1,03,0.
М етилбензтиазолилазокетоксим (МБАКО) получают нитрозированием бензтиазолил-2-гидразона ацетальдегида амилнитритом Б бензоле при нагревании. Схема процесса: ацетат). . МБАКО представляет собой желтое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде и растворимое в спирте, хлороформе и других органических растворителях, образуя желтые растворы (Я ЗВОнм), окраска которых не меняется во времени. Пример 1. Синтез МБАКО. К бензольному раствору 6г(О,ОЗмоль) бензтиазолил-2-гидразона ацетальдегида приливают порциями 7 мл (0,06 моль) свежеприготовленного амилнитрита, реакционную смесь нагревают на водной бане. в течение 15 мин, а затем выдерживают 2 ч при комнатной температуре. После этого бензол отгоняют и выпавший осадок дважды перекристаллизовывают из этилового спирта. Выход 80% от теоретического Тг,, 215С (этанол), М 22О (массспектр), ИК-спектр: VQH 3580 (ССе4). Спектр ПМР: 7,3-8,2 (м) (прсьтоны бензоядра), 11,7-13,6 м.д. (ОН), i)ma( 380 нм (6 2,6-10) (этанол), рК(з| равно 8,45+0,02. 58 Найдено, %: С 49,26; II 3,77; М 25.5,3: S 14,69. Сс НвЫ450. Вычислено,%; С 49,19; 1 3,64; N 25,43; S 14,55. Индивидуальность продукта подтверждена xpoмaтoгpaфvIчecки: Rg 0,87 (элк ент: этилацетат). Комплекс МБАКО с кобальтом получают следующим образом. К горячему этанопьному раствору 2,2 г (0,О1 мопь) МБАКО приливают холодный водныГ) раствор 1,5 г (0,006 моль) хлорида кобальта. Выпавший черный мелкокристаллический осадок комплекса при комнатной температуре от фильтровывают и перекристаллизовывают из этанола. Выход 80% от теоретичеокого. Тпл23О°С (этанол),Х„а)С 630 им ( 3,9-10 ) (этанол). Найдено,%: С 43,15:, Н 3,13; N 22,9О; Со li,52., -2. Вычислено,%: С 43,46; Н 2,82; N 22,54; Со 11,87. Индивидуальность продукта подтверждена хроматографически R 0,89 (хлороформ:этилаиетат 6:1). Так как реагент нерастворим в воде, то для изучения его комплексования с ионами металлов выбрана водноэтанольная среда (9:1). В этих условиях МБАКО взаимодействует с ионами же-леза (II), меди (li), кобальта (И) с образованием красных (дляжелеза и меди) и синих (для кобальта) комплексных соединений. Наиболее контрастная реакция наблюдается с ионами кобальта (И): АХ 250 1ш, е 3,0-10- . Для комплексного соединения реагента с железом (Г1) -ЛХ 110 нм, 1,0-10, для кемплекса с медью (П) ..- ДХ 17О нм, . О,& 1ОТ Ионы ванадия (У), висмута (П), серебра (1), свинца (П), кадмия (П) цинка (П), вольфрама (У1 j, молибдена (УИ) марганца (П), ртути (11), никеля (11) не образ ют окрашенных соединений с реагентом. 7-6 Яа 1ение возможности экстракции комплексных- соединений разл1гчными растворителями показало, что хлороформ (толуол) и ксгшол извлекают только комплексы кобальта с МБАКО в широком интернвале рН 3,5-10,4, Установлено, что комплексы реагента с кобальтом (П), медью (П), железом (II) и никепем (П) обладают различной устойчивостью к кислотам. Поэтому если в раствор этих комплексов добавить киолоту (рН 3,5), то неизменным остается только комплекс кобальта, очевидно, своей кинетической инертности. Он устойчив i во всем интервале рН 0-14,0. Реакция образования комплексного соединения МБАКО с кобальтом протекает 6 ч. Однако проведение реакции при нагревании сокращает время образования комплекса до 5 мин. Электромиграционным методом показа- но отсутствие заряда у комплекса кобальта. Методом насыщения установлен состав комплекса К 6,5 10 Рассчитан молярный коэффициент погашения комплекса 3,0«Ю (вода : :этанол 9:1). Найдена хорошая подчиняемость закону Бугера-Ламберта в пределах 0,1-8,0 мкг/10 мл. Комплекс МБАКО с кобальтом был выделен в кристаллическом состояшга. По данным элементного анализа его состав CoRi2. В электронном спектре (видимая область) комплекс имеет полосу поглощения 630 нм ( 9:1), которая совпадает исследуемого комплекса в растворе. В ИК-спектре комплекса в области 31ОО-ЗбОО см отсутствует полоса О ом« что свидетельствует об участии этой группы в комплексробразованни. На основании полученных данных можно предложить следующую структуру комплекса
в. спиртовой среде МБАКО вступает в реакцию с ионами никеля (П) ( 6 1,42) Xioyi: меди (П) ( 2,85-10) и кобальта (П) (. 5,7О-10), Ионы ванадия (у), желаза (Ш), висмута (II), серебра (1), свинца (П), цинка (II), кадмия (II), вольфрама (У1), молибдена (УП), марган ца (П), ртути (II) в этих условиях не об- разуют окрашенных соединений с реагентом,
Область рН комплексообразования 3,,4.
СИ, 76 В таблице приведены сравнения физико-химических характеристик известных реагентов на ионы кобальта и метилбеН:.тиазолилазокстоксима (МБАКО), Как видно из приведенной таблицы, при сравнимом молярном коэффициенте погатшения, реагент МБАКО обладает ряцом преимуществ, а им.енно : расширена оптимальная область рН комплексообразованкя, значительно (в 2 раза) увеличена контрастность реакции, уменьшен нижний предел обнаружения кобальта, т.е. увеличена чувствительность реакции, и самое главное - нет необходимости избавляться от мешающих ионов. Реагент ЛТВАКО селективен.- В случае экстрен- ционно-фотометрического определения кобальта в растительном материале с поцо шью ПААК и ПААФ, который характеризу ется высокой чувствительностью и селективностью, необходимо 30 минутное кипячение раствора с комллексоном Ш для удаления мешающих ионов. Повышение чувствительности и селективности реакции обнаружения кобальта в тканях органов животных достигается способом фотометрического определения кобальта в биологических объектах. В этих условиях устойчииз1ми являютс только комллексы МБАКО с кобальтом, мешающих ионов нет. П р и м е р 2. Методика фотометрического определения кобальта в биологических объектах с помощью МБАКО. В специальном приборе-гомогенизаторе из сырого органа готовят его гомоге нат. Затем гомогенат количественно переносят в химический стакан, выпаривают и добавляют для сжигания по 0,5 мл Н5|504 а 1,34) иНЫ04( 1,37) до полного обугливания массы. После этого по каплям добавляют Н (j О до просветления раствора в раствор выпаривают до влажных солей. Последние раство ряют при нагревании в бидистнЛлирован- ной воде, после охлаждения раствор филь труют и доводят до метки в мерной колбе на 25 мл. Аликвотную часть полученного раствораI (5 мл) берут в стаканчик и ацетатным буфером устанавливают рН 3,5-5,7. Затем к раствору добавляют 2 мл 0,О5%-ного этального раствора ре агента и стакан нагревают на плитке до образования первого пузырька. После развития окраски (3-5 мин) растворы охлаждают, добавляют 0,2-0,3 мл концентрированной уксусной или соляной кислоты и Переносят в мерные колбы на 10 мл. Разбавляют их до метки водой и 8 измеряют оптическую плотность при павно бЗОнм. Подобным образом готовят и измеряют оптическую плотность раствора сравнения. Содержание кобальта находят по калибровочному графику, иопользуя метод добавок. При необходимости повысить чувствительность, образующий комплекс может быть экстрагирован 2 мл xлopoфopv a и оптическая плотность измерена на равно 630 нм. Содержание Со находят по ка либровочному графику. . Кроме того, учитывая растворимость кобальтового комплекса МБАКО в органи- ческих растворителях, МБАКО можно использовать для концентрирования и последующего фотсф етрического определения кобальта в биологических объектах. Наибольщийинтерес в качестве экстрагента представпяют хлороформ (и толуол), отвечающие требованиям, предъявляемым к растворителям, применяемым для экстракции. Существенное значение на выбор хлороформа (толуола) оказала его селективная способность в широком интервале рН (3,5-10,4) извлекать из водноспиртового раствора только комплексные соединения кобальта с МБАКО. Степень извлечения 97,4%. Контрастность реакции при этом составляет 25О нм, i 5,4-10 (рНЗ,5-5,7) и 9, (рН 6,7-1О,4). Относительная ошибка определения не превышает 5%, метод отличается хорошей воспроизводимостью, избирательностью и достаточно прост в исполнении. Примерз. Способ концентрации и последующего фотометрического определения кобальта при анализе донных отложений и растений. Пробу сжигают в Оц. (ос.ч.) и HnO(j, растворяют в 20 мл уксусной кислоты (1:10). Для осаждения большого количества сульфатов, присутствующих в донных отложениях, добавляют 2 мл 50%-ного ВаС82 и отфильтровывают. Оса- док про1у1ывают водой и объем раствора доводят до 5Омл. К алкквотной части полученного раствора (5 мл) добавляют 1 мл 0,О1 раствора МБАКО, нах ревают в течение 3-5 мин и доводят рН до 7,5-9,0 25%-ной N Н4 ОН. Затем дважды (по 5 мл) экстрагируют толуолом кобальтовый комплекс МБАКО (при этом реагент не экстрагируется). Объем вытяжки толуола доводят до 10 мл в мерной
Г1BO
колбе на Ю M:I и измеряют .)ггт1гческую плотность при Я равном 630 нм. Содержание кобальта находят по калиброБоч ному графику.
При использовании этого способа было определено с ошибкой, не превышающей 5%, что содержание кобальта составляет мг %: в печени белых крыс 0,1055, в легких О,4О42; почках 0,1650;селезенке 0,3809; крови 0,500О.
00710
Другими методами определить содержание кобальта в гомогенатах органов животных не удалось.
Таким образом, метод спектрофотометрического определения кобальта в биологических объектах при использовании D качестве реагента МетилбенэтиазолилИ1 азокетоксима отличается селективностью и высокой чувствительностью.
Оптимальное знач лексо образ ова НИИ Максимум светоп реагента комплекса Д Я Молярный коэффи щения, 10 Мешаюшие ионы Нижний предел обнаружения О,5 /10мл кобальта 3,5-10,4 4,0-8,05,0-9,0 В спиртово-водном В спиртовом растворе растворе 3,0 при ,5-5,7 8,67,4 6.3при рН 6,7-10,4 Количественных данных При экстракции хлоропо молярному коэффициенту формом: погашения; для экстракции хлороформом нет 5.4при рН 3,5-5,7 9,6 при рН 6,7-10,4 , Отсутствуют Си , Мп , NIСи, Fe,N страняют добавлением ком- лексона Ш и нагреванием аствора при 8О°С в течеие 30 мин 0,5 /10мл О,1дг/10мл
могената, добавление серной кислоты (о| 1,34) и азотной кислоты (Э 1,37) до обугливания массы, перекиси водорода до просветления раствора, упаривание до влажных солей и растворение в бидистиллированной воде, а также -образование окрашенного комплекса кобальта с реагентом, отличающийся т&л, что, с цепью повышения селективности и чувствительности реакции, в крчестве реагента используют метилбензтиазолилазокетоксим и определение проводят при 63О нм в Бодно-этанольной среде при рН 3,5-5,7, 6,7-1О,4, создаваемом аммиачно-ацетатным буфером, с последуюшим добавлением концентрированной уксусной или соляной кислоты до рН 1,03,0.
1189166712
Источники информации,динений для фотометрического опроделе-
npVjHHTbie во внимание при экспертиз кия кобальта в растительном материале.
Песне А. С. Применение 1гаридилаэосое т. 11, № 11, с. 69-73 (прототип).
