Способ раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе

Авторы патента:

Мокшина Надежда Яковлевна (RU)

Нифталиев Сабухи Ильич (RU)

Пахомова Оксана Анатольевна (RU)

G01N31/16 - путем титрования

G01N27/26 - путем определения электрохимических параметров; путем электролиза или электрофореза (определение коррозионной стойкости G01N 17/00; путем разделения на составные части с использованием адсорбции, абсорбции или подобных процессов или с использованием ионного обмена, например хроматографии G01N 30/00; иммуноэлектрофорез G01N 33/561; электрохимические процессы и аппараты вообще B01J; стандартные элементы H01M 6/28)

Владельцы патента RU 2305832:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (RU)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано при разработке процессов непрерывной ферментации белков в серийных анализах производства фармацевтических препаратов. В способе раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе предварительно готовят водный раствор триптофана и тирозина с исходными концентрациями 0,01 и 0,1 мг/мл соответственно, затем в него добавляют высаливатель - кристаллический сульфат лития в количестве 20-25 мас.% по отношению к количеству водного раствора аминокислот, перемешивают до полного растворения соли, к приготовленному водно-солевому раствору триптофана и тирозина добавляют экстрагент - предварительно подготовленную бинарную смесь гидрофильных растворителей в объемном соотношении водно-солевого раствора и смеси экстрагентов 10:1, причем смесь гидрофильных растворителей готовят из 60 мас.% бутилового спирта и 40 мас.% ацетона, затем экстрагируют на вибросмесителе в течение 5 мин, выдерживают 1-2 мин, экстракт отделяют, определяют в экстракте содержание триптофана и тирозина методом потенциометрического титрования. Для этого строят дифференциальный график зависимости изменения ЭДС раствора от объема добавляемого титранта. На дифференциальном графике зависимости изменения ЭДС от объема титранта имеются два максимума. Первый максимум соответствует объему титранта, пошедшему на титрование тирозина, второй - суммарному содержанию аминокислот в растворе. Степень извлечения (R, %) триптофана и тирозина рассчитывают по формуле: R=D·100/D+r, где D - коэффициент распределения триптофана и тирозина между бинарной смесью гидрофильных растворителей и водно-солевым раствором, r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз. Технический результат заключается в разработке способа раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе с применением экстракции бинарной смесью гидрофильных растворителей, позволяющей определять до 97-98% триптофана и 98-99% тирозина. 1 табл.

Известно раздельное определение триптофана и тирозина в жидких средах по степени интенсивности флуоресценции или с помощью фотометрирования (SU 122339 A1, 17.02.1959; SU 1528394 A1, 15.12.1989).

Технической задачей изобретения является раздельное определение аминокислот - триптофана и тирозина в водном растворе с применением экстракции бинарной смесью гидрофильных растворителей.

Техническая задача достигается тем, что в способе раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе предварительно готовят водный раствор триптофана и тирозина с исходными концентрациями 0,01 и 0,1 мг/мл соответственно, затем в него добавляют высаливатель - кристаллический сульфат лития в количестве 20-25 мас.% по отношению к количеству водного раствора аминокислот, перемешивают до полного растворения соли, к приготовленному водно-солевому раствору триптофана и тирозина добавляют экстрагент - предварительно подготовленную бинарную смесь гидрофильных растворителей в объемном соотношении водно-солевого раствора и смеси экстрагентов 10:1, причем смесь гидрофильных растворителей готовят из 60 мас.% бутилового спирта и 40 мас.% ацетона, затем экстрагируют на вибросмесителе в течение 5 мин, выдерживают 1-2 мин, экстракт отделяют, определяют в экстракте содержание триптофана и тирозина методом потенциометрического титрования. Для этого строят дифференциальный график зависимости изменения ЭДС раствора от объема добавляемого титранта. На дифференциальном графике зависимости изменения ЭДС от объема титранта имеются два максимума. Первый максимум соответствует объему титранта, пошедшему на титрование тирозина, второй - суммарному содержанию аминокислот в растворе. Степень извлечения (R, %) триптофана и тирозина рассчитывают по формуле:

R=D·100/D+r,

где D - коэффициент распределения триптофана и тирозина между бинарной смесью гидрофильных растворителей и водно-солевым раствором, r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.

Технический результат заключается в разработке способа раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе с применением экстракции бинарной смесью гидрофильных растворителей, позволяющей определять до 97-98% триптофана и 98-99% тирозина.

Предлагаемый способ раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе осуществляют по следующей методике.

К 30 мл водного раствора триптофана и тирозина с исходными концентрациями 0,01 мг/мл и 0,1 мг/мл соответственно добавляют 20-25 мас.% высаливателя сульфата лития, раствор перемешивают до полного растворения соли. Затем к водно-солевому раствору триптофана и тирозина добавляют 3 мл бинарной смеси гидрофильных растворителей (соотношение водно-солевого раствора аминокислот и экстрагента составляет 10:1), которую готовят из 60 мас.% бутилового спирта и 40 мас.% ацетона. Далее экстрагируют на вибросмесителе 5 мин, выдерживают 1-2 мин для расслаивания равновесных фаз, экстракт отделяют, количественно переносят в ячейку для потенциометрического титрования и титруют 0,01 моль/л раствором КОН в безводном этиловом спирте. Индикаторным электродом служит стеклянный электрод, электродом сравнения - хлоридсеребряный электрод, заполненный насыщенным раствором KCl в этиловом спирте. Электродвижущую силу раствора триптофана и тирозина измеряют на высокоомном потенциометре.

На дифференциальном графике зависимости изменения ЭДС от объема титранта имеются два максимума. Первый максимум соответствует объему титранта, пошедшему на титрование тирозина, второй - суммарному содержанию аминокислот в растворе. Органическая фаза содержит 97 - 98% триптофана и 98-99% тирозина по отношению к исходному содержанию в анализируемом растворе.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1

Готовят 30 мл раствора триптофана и тирозина с концентрациями 0,01 и 0,1 мг/мл соответственно, добавляют высаливатель - кристаллический сульфат лития в количестве 20 мас.%. Раствор перемешивают до полного растворения соли, добавляют 3 мл бинарной смеси гидрофильных растворителей, содержащей 60 мас.% бутилового спирта и 40 мас.% ацетона, соотношение водно-солевого раствора и экстрагента 10:1. Экстрагируют на вибросмесителе 5 мин, выдерживают 1 минуту, экстракт отделяют, не захватывая водного слоя, количественно переносят в ячейку для потенциометрического титрования и титруют 0,01 моль/л раствором КОН в безводном этиловом спирте. Индикаторный электрод - стеклянный электрод, электрод сравнения - хлоридсеребряный. Потенциал раствора измеряют на высокоомном потенциометре и строят дифференциальный график зависимости изменения ЭДС от объема титранта.

На графике имеются два максимума. Первый соответствует объему титранта, пошедшему на титрование тирозина, второй - суммарному содержанию аминокислот в растворе. Органическая фаза содержит 97,6% триптофана и 98,5% тирозина по отношению к исходному содержанию аминокислот в анализируемом растворе. Данные анализа представлены в таблице.

Достигается практически полное (97-98 мас.%-ное) извлечение триптофана и 98-99 мас.%-ное извлечение тирозина, способ выполним.

Пример 2.

Анализ выполняют аналогично примеру 1, но к водному раствору триптофана и тирозина добавляют кристаллический сульфат лития в количестве 25 мас.%. В органическую фазу переходит 97,1% триптофана и 98,7% тирозина от содержания в исходном растворе. Достигается практически полное (97-98 мас.%-ное) извлечение триптофана и тирозина, способ выполним. Данные анализа представлены в таблице.

В ходе эксперимента было установлено, что экстракция в отсутствии высаливателя не приводит к образованию органической фазы, способ невыполним. При содержании компонентов в бинарной смеси экстрагентов, отличном от заявляемого, не достигается практически полное (97-98 мас.%-ное) извлечение триптофана и тирозина.

Таблица.
Сравнительная характеристика примеров раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе по заявляемому способу
Номер примера	Содержание высаливателя, мас.%	Состав экстрагента, мас.%	Степень извлечения, %
Номер примера	Содержание высаливателя, мас.%	бутиловый спирт	ацетон
триптофан	тирозин
1	20	60	40	97,6	98,5
2	25	60	40	97,1	98,7

Положительный эффект по предлагаемому способу достигается при содержании высаливателя 20-25 мас.%, применении бинарной смеси гидрофильных растворителей, состоящей из 60 мас.% бутилового спирта и 40 мас.% ацетона, при объемном соотношении смеси растворителей и водно-солевого раствора 1:10.

Способ раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе, характеризующийся тем, что в способе раздельного определения триптофана и тирозина в водном растворе предварительно готовят водный раствор триптофана и тирозина с исходными концентрациями 0,01 и 0,1 мг/мл соответственно, затем в него добавляют высаливатель - кристаллический сульфат лития в количестве 20-25 мас.% по отношению к количеству водного раствора аминокислот, перемешивают до полного растворения соли, к приготовленному водно-солевому раствору триптофана и тирозина добавляют экстрагент - предварительно подготовленную бинарную смесь гидрофильных растворителей в объемном соотношении водно-солевого раствора и экстрагента 10:1, причем смесь гидрофильных растворителей готовят из 60 мас.% бутилового спирта и 40 мас.% ацетона, затем экстрагируют на вибросмесителе в течение 5 мин, выдерживают 1-2 мин, экстракт отделяют, определяют в экстракте содержание триптофана и тирозина методом потенциометрического титрования, для чего строят дифференциальный график зависимости изменения ЭДС раствора от объема добавляемого титранта, на дифференциальном графике зависимости изменения ЭДС от объема титранта имеются два максимума, первый максимум соответствует объему титранта, пошедшему на титрование тирозина, второй - суммарному содержанию аминокислот в растворе, степень извлечения (R, %) триптофана и тирозина рассчитывают по формуле

R=D·100/D+r,

где D - коэффициент распределения триптофана и тирозина между смесью растворителей и водно-солевым раствором, r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено в серийных анализах сточных вод производства фармацевтических препаратов - биологически активных пищевых добавок, аминокислотных смесей, витаминных комплексов.

Способ определения лизина в водном растворе // 2299433

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов производства пищевых продуктов, содержащих биологически активные добавки.

Способ определения содержания меди и ее оксидов в ультрадисперсных порошках меди // 2298788

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к определению содержания Cu, Cu2O и CuO при совместном их присутствии в ультрадисперсных порошках (УДП) меди, которые используются в порошковой металлургии для получения изделий методом спекания, синтеза интерметаллидов, а также являются компонентами современных смазочных материалов, металлополимеров.

Способ определения алкилпероксидов // 2296989

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения диалкилпероксидов и -алкоксидиалкилпероксидов общей формулы(СН 3)3С-O-O-С(СН3 )R1R2,где R1=R2=CH 3;R1=H, R2 =ОСН3, ОСН2-CH(СН 3)2, O-цикло-С6 Н11, ОС6Н 5,ОСН2-(СН 2-O-СН2)2-СН 2OH, ОСН2-СН(ОН)-СН 2OH,и может быть использовано на заводах и в лабораториях при производстве и применении диалкилпероксидов и их функциональных производных.

Способ раздельного определения аспарагиновой кислоты и глутамина в водном растворе // 2294537

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов непрерывной ферментации белков, серийных анализах технологических и очищенных сточных вод фармацевтических и пищевых производств.

Способ определения катехинов в водно-спиртовых растворах // 2294536

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для контроля качества алкогольной продукции, выдержанной в контакте с древесиной дуба.

Способ определения содержания сероводорода и легких меркаптанов в нефти, нефтепродуктах и газовом конденсате // 2285917

Изобретение относится к методам аналитического контроля качества нефти, нефтепродуктов и газового конденсата и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Способ определения кобальта // 2279673

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения кобальта. .

Способ количественного определения магния в маслах // 2278380

Изобретение относится к области анализа материалов химическими способами (путем титрования, с использованием химических индикаторов), содержащих органические соединения магния и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности при контроле качества нефтепродуктов.

Способ селективного определения тирозина и фенилаланина в водном растворе // 2276784

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов непрерывной ферментации белков. .

Способ электрофоретического определения состава многокомпонентных растворов и устройство для его осуществления // 2300099

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к методу капиллярного электрофореза, и может быть использовано для выполнения анализов многокомпонентных растворов.

Способ определения содержания меди и ее оксидов в ультрадисперсных порошках меди // 2298788

Способ определения лигнинных веществ в сточных водах сульфат-целлюлозного производства // 2291418

Изобретение относится к способам анализа технологических растворов, получаемых при химической переработке древесины, предпочтительно в процессе получения целлюлозно-бумажной продукции, и может быть использовано при анализе сточных вод производства, использующего сульфат-целлюлозную технологию.

Способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем // 2281488

Изобретение относится к аналитическому контролю молекулярного кислорода в теплоносителе и позволяет решать задачи контроля молекулярного кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем, в том числе в теплоносителе контуров исследовательских реакторов, входящих в их состав петлевых установок, других ядерно-энергетических установок с азотной компенсацией давления и реакторов типа ВВЭР с паровой компенсацией давления.

Автоматизированный способ идентификации металлов и сплавов // 2281487

Изобретение относится к методам анализа химических или физических свойств материалов путем определения их электрохимических параметров с использованием цифровых вычислений и обработки данных и может быть использовано в металлургии, металлообработке и машиностроении для контроля качества продукции.

Способ селективного определения тирозина и фенилаланина в водном растворе // 2276784

Способ определения редуцирующей способности антрахинона // 2270445

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в химической технологии производства целлюлозы сульфатным или натронным способом. .

Электрохимический способ и устройства, предназначенные для применения при определении концентраций исследуемых веществ с поправкой на гематокритное число // 2262890

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам и способам для применения при анализе широкого круга исследуемых веществ в разнообразных пробах и, в частности, для применения при анализе исследуемых веществ, содержащихся в цельной крови или ее производных.

Способ контроля изменения жесткости воды в водо-водяном подогревателе // 2262098

Изобретение относится к области электрохимии, электрохимических процессов и технологий в части измерения потенциалов электродов под током, а именно к определению концентрации ионов в растворе по величине текущего потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки, и предназначено для контроля изменения жесткости воды в водо-водяном подогревателе.

Способ идентификации металлического сплава или металла и металлолома, из которого он получен // 2260795

Изобретение относится к способам анализа сплавов металлов или металлов для определения соответствия сплава или металла металлолому, из которого он получен и может применяться при контроле процесса переработки металлолома, в частности при таможенной идентификации.

Способ селективного определения триптофана и фенилаланина в водном растворе // 2305833

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено в серийных анализах при производстве фармацевтических препаратов: биологически активных пищевых добавок, аминокислотных смесей, витаминных комплексов.Способ селективного определения триптофана и фенилаланина в водном растворе характеризуется тем, что готовят водный раствор триптофана и фенилаланина с исходными концентрациями 0,05 и 0,02 мг/мл соответственно, затем постепенно добавляют высаливатель кристаллический сульфат лития до его содержания 25 мас.% по отношению к массе водного раствора аминокислот, к приготовленному водно-солевому раствору триптофана и фенилаланина добавляют экстрагент - трехкомпонентную смесь гидрофильных растворителей в объемном соотношении водно-солевого раствора и смеси экстрагентов 10:1, причем смесь гидрофильных растворителей предварительно готовят из 60-70 мас.% бутилового спирта, 20-25 мас.% ацетона и 5-20 мас.% этилацетата, затем экстрагируют на вибросмесителе в течение 5 мин, выдерживают несколько минут до полного разделения фаз, экстракт количественно переносят в ячейку для кондуктометрического титрования и определяют в экстракте содержание триптофана и фенилаланина, для этого по результатам кондуктометрического титрования строят кривую зависимости электроповодности раствора от объема прилитого титранта, по фиксированным точкам эквивалентности определяют массу триптофана и фенилаланина в экстракте, степень извлечения (R, %) триптофана и фенилаланина рассчитывают по формуле R=D·100/D+r, где D - коэффициент распределения триптофана и фенилаланина между трехкомпонентной смесью гидрофильных растворителей и водно-солевым раствором, r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз