Способ определения токсических соединений азота Советский патент 1989 года по МПК C01B21/00 G01N21/77 

Изобретение относится к способу определения токсических соединений азота, которьй может быть использован в химической и металлургической промьшленности, а также в оценке токсичности различных смесей при проведении комплексной экологической экспертизы состояния воздушного бассейна и водоемов о

Известны способы определения ток- сических соединений азота, как синильная кислота и ее соли, окислы азота и их гидраты , гидразин и его производные, аммиак с помощью колориметрии и построению градуировочных характеристик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения токсических соединений азота, например цианистого водорода. Этот способ основан на реакции цианид-ионов с хлорамином

т и фотометрическом определении окра-, шенного продукта взаимодействия образующегося хлорциана с пиридином и барбитуровой кислотой.

Однако, в известном способе не достигается быстрота определения, достасхточная воспроизводимость, нельзя со UD вести процесс в динамических условиях и в автоматическом режиме для проведения массовых анализов.

Кроме того, известный способ не

00 предполагает прямой корреляции со

со степенью воздействия токсических веществ на биологические объекты, вклю-. чая человека. Известный способ не позволяет также предсказать интегральный и кумулятивный эффект воздействия на биосферу токсических веществ при колебании во времени их концентрации в атмосфере и гидросфере. Кроме того, этот способ малоэффективен при использовании для комплексной экологической экспертизы, подразумевающей оценку общей токсичности воздушного бассейна и водоемов. Цель изобретения - повышение чувствительности и воспроизводимости ре зультатов. Это достигается описываемым спо-.собом определения токсических соединений азота, основанным на использовании в качестве реагентов - ферме тов класса оксидоредуктаз. Для обнаружения опасных промышленных токсических веществ, относящихся к классу кровяных и ферментных ядов,могут использоваться гемсодержащие ферменты каталаза и КАДН (никотинамидаденинди нуклеотид) - зависимьм фермент АДГ алкогольдегидрогеназа. Определение ведут в 0,01-0,02 М натрий-пирофосфа ном буферном растворе при рН 6,957,40. Скорость реакций пропорциональна концентрации активной формы ферменто (АДГ) и (K)s. При введении в реактор токсических соединений I часть ферм тов переходит в неактивное состояние АДГ, К и сксзрость ферментативной реакции уменьшается, что и позволяет определять концентрацию 1-токсичных соединений азотао Способ основан на специфичном вли янии токсичных соединений азота на ферментативные реакции, катализируем ферментами класса оксидоредуктаз , Де ствительно применяемыми ферментами могут быть каталазы и алкогольдегидр геназь) (АДГ) различного происхождения. Процесс проводят периодически или непрерывно путем введения растворов токсичных соединений азота, в ферментативные реакционные смеси с автоматической регистрацией изменени концентраций субстратов или продукто известными методами. При изменении рН реакционного рас вора в ту или другую сторону от указанного диапазона эффективность реакции падает вследствие нестабильности фермента , Из ряда испытанных буферных смесей, натрий-фосфатного, калий-фосфатного, цитратного и т.п. в 0,01-0,024 М натрий-пирофосфатном буферном растворе получены наиболее стабильные результаты На чертеже изображено устройство для осуществления способа с использованием алкоголь-дегидрогеназы 94 (АДГ) для периодического контроля токсичности, схема. П р и м е р 1.В качестве аналитического сигнала используется изменение . концентрации никотинамидадениндинукле отида восстановленного (НАДН),регистрируемо .спектрофотометрически на выходе из реактора при длине волны 340 ммк. В сосуд 1, заполненный 2 л 0,01 М Na-пирофосфатного буферного раствора рН 6,95, вносим определенное количег ство АДГ из печени лошади (Венгрия) с тем, чтобы активность фермента в 2 л раствора составляла 1,0 Е/мл, Туда же вносим 2,383 г НАДН, натриевой . соли, чтобы получился 0,8 мМ раствор, В сосуд 2 помещают 150 мл разбавленного (1:100) ацетальдегида и доводят таким же буферным раствором до 2 л, чтобы получился 0,8 мМ раствор ацетальдегида. После выхода на режим термостата блока 3, равного 25С.и подготовки регистрирующего устройства 4, многоканальным перистальтическим насосом 5, со скоростью 2,3 мп/мин оба раствора через смеситель 6 подают в ферментативный реактор, представляющий собой капиллярную колонку с внутренним диаметром 1 мм, выполненную из инертного материала объемом 4-5 мл. Через 3-5 мин устанавливается базовая линия регистрации после чего система готова для применения. Проб.а воздуха подготавливается одним из известных способов для перевода анализируемого компонента в поглотительньй раствор и после поглощения яда рН раствора доводится до 7,0. Аликвот полученного раствора, шприцем через инъектор 7 вводится в ферментативный реактор. Расчет концентрации токсического компонента производится по высоте пика с использованием градуировочной характерис- . тики. Линейная зависимость, высоты пика от концентрации яда сохраняется в диапазоне до 7,0-10 моль. П р и м е р 2. Осуществление способа с. использованием каталазы для периодического контроля токсичности, реализованного в устройстве. В качестве аналитического сигнала используется изменение концентрации перекиси водорода на выходе из реактора регистрируемое спектрофотометрически при длине волны 240 ммк. в сосуд 1 помещают 2 л раствора каталазы (например, каталазы из пече ни быка или из гриба Penicillium vitall, производимых в СССР) в воде с активностью 100 Е/мл (перманганатометрическое определение). В сосуд 2 помещают 2 л 0,02 М раствора перекис водорода в воде. После выхода на режим термостатов блока 3 соответстг венно 30 и ЭОС и подготовки регистрирующего устройства 4 к работе ьшогоканапьным перистальтическим насосом 5 со скоростью 2,3 мл/мин оба раствора подают через смеситель 6 в ферментативньй реактор объемом 15 мл. Через 5-10 мин устанавливается базовая линия регистрации, после чего система может- использоваться для определения. Проба воздуха, содержащая токсические соединения, подготавливается одним из известных способов для перевода анализируемых компонентов в поглотительньй раствор и после поглощения яда; рН раствора доводится до 7,0. Дликвот полученного раствора шприцем через инъектор 7 вводится в подготовленное устройство. Расчет концентрации ток89сического компонента производится по высоте пика с использованием градуировочной характеристики Линейная зависимость высоты пика от концентрации яда имеет место в диапазоне до 3,5-10 моль. Преимущества предлагаемого способа заключаются в следующем: достигается быстрота определения, хорошая воспроизводимость, отсутствие холостых опытов, процесс проходит в динамических условиях и в автоматическом режиме, что позволяет при низкой себестоимости определения проводить массовые анализы. Предлагаемьш способ автоматически учитывает влияние не только 11ндивидуальных, но и суммы токсических соединений, что является важным преимуществом при определении общей токсичности. Кроме того, увеличение чувствительности предлагаемого метода на три порядка по сравнению с используемыми позволяет обнаруживать концентрации токсических веществ, не регистрируемые другими методами.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА в воздушной или жидкой среде с использованием органического реагента и последующей количественной регистрацией фотометрическим методом, отличаю п;ийся тем, что, с. целью повьппения чувствительности и точности определения, в качестве реагента используют ферменты, относящиеся к классу оксидоредуктазникотинамидадениндинуклеотид и определение ведут в 0,,02 М натрий-пирофосфатном буферном растворе при рН 6,95-7,4.