Способ определения индолил-3-уксусной кислоты в водных растворах
Владельцы патента RU 2340890:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU)
Изобретение относится к области экологии, биотехнологии и количественного содержания веществ, в частности к контролю содержания индолил-3-уксусной кислоты в водных объектах. Способ определения индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в следовых количествах в водном растворе характеризуется тем, что анализируемый водный раствор ИУК последовательно разводят дистиллированной водой, каждый из полученных растворов приводят во взаимодействие с раствором полимера поли-N-винилкапролактама (ПВКЛ), растворы помещают в термостат с начальной температурой не более 33°С, повышают температуру с шагом 0,1°С, определяют температуру фазового перехода ПВКЛ в каждом из растворов, при этом фазовый переход визуально фиксируют по изменению цвета раствора от прозрачного до молочно-белого, выбирают раствор, в котором фазовый переход произошел при максимальной температуре, что соответствует концентрации порядка 10-10 г/л, определяют концентрацию ИУК в анализируемом растворе с учетом степени разведения. Достигается упрощение, ускорение и повышение чувствительности анализа. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области экологии, биотехнологии, количественного анализа веществ и может быть использовано для определения следовых количеств индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в водных растворах. Заявляемый способ может быть использован, в частности, для контроля содержания ИУК в водных объектах.
Известен способ определения ИУК в водных растворах с помощью газожидкостной хроматографии с масс-селективным детектором (Mazur Н., Konop A., Synak R. Индолил-3-уксусная кислота в культуральной среде двух зеленых микроводорослей, "Journal of Applied Phycology", 2001, № 13, c.35-42). В данном способе пробы, содержащие ИУК, обрабатывают смесью N,О-бис-(триметилсилил)ацетамида и триметилхлорсилана (15:85 об.). Образующееся производное ИУК вводят в капиллярную SPB-1 колонку (20 м × 0,25 мм). Повышают температуру колонки со 150°С до 250°С со скоростью 4°С в мин. Температура ионного источника 200°С, газ-носитель - гелий.
Данный способ предназначен для количественного определения ИУК, требует применения дорогостоящей аппаратуры и сложной пробоподготовки.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ определения ИУК в водном растворе по реакции Сальковского (Паламарчук И.А., Веселова Т.Д. Учебное пособие по ботанической гистохимии. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1965. - 93 с.), которая заключается во взаимодействии ИУК с реактивом Сальковского (2 мл 0,5М раствора FeCl3+100 мл 37%-ной HClO4) с образованием окрашенного соединения, время развития окраски составляет 1 ч. Оптическую плотность окрашенных проб измеряют на спектрофотометре при 490 нм, l=1 см. Концентрацию ИУК определяют по калибровочному графику, построенному в диапазоне концентраций вещества 10-8-10-2 г/л.
Данный способ предназначен для количественного определения ИУК, требует построения калибровочного графика, и время определения составляет не менее 1 часа из-за длительности протекания реакции Сальковского. Кроме того, метод недостаточно чувствителен.
Задачей изобретения является определение ИУК в водных растворах без применения сложного оборудования и без предварительной подготовки пробы путем химической модификации ИУК.
Технический результат заключается в сокращении времени анализа при обеспечении возможности обнаружения ИУК в меньших концентрациях.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения ИУК в водных растворах, анализируемый раствор ИУК последовательно разводят дистиллированной водой, каждый из полученных растворов приводят во взаимодействие с раствором полимера поли-N-винилкапролактама (ПВКЛ), фазовый переход «растворение-осаждение» которого зависит от температуры раствора. Растворы помещают в термостат с начальной температурой не более 33°С, повышают температуру с шагом 0,1°С, определяют температуру фазового перехода ПВКЛ в каждом из растворов, при этом фазовый переход визуально фиксируют по изменению цвета раствора от прозрачного до молочно-белого, выбирают раствор, в котором фазовый переход произошел при максимальной температуре, что соответствует концентрации порядка 10-10 г/л, определяют концентрацию ИУК в анализируемом растворе с учетом степени разведения.
Кроме того, используют раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л, который добавляют к водным растворам ИУК в соотношении 1:1.
В другой модификации способа дополнительно фиксируют температуру, при которой изменяется цвет растворов при охлаждении растворов с 35°С до 33°С.
В известной авторам научно-технической и патентной литературе не обнаружены способы с подобной совокупностью признаков. Полученный результат, обусловленный совокупностью этих признаков, не достигался в известных решениях. Преимуществом заявляемого способа является возможность определять ИУК в следовых количествах в водных растворах, отсутствие предварительной подготовки пробы, а также его простота и экономичность.
Изобретение поясняется чертежом, на котором приведен график зависимости температуры фазового перехода ПВКЛ от концентрации ИУК.
Способ заключается в следующем.
Готовят раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л.
Из исходного водного раствора ИУК методом последовательных разведений в дистиллированной воде готовят растворы (пробы) ИУК в концентрационном диапазоне 10-15-10-5 г/л.
В пробирки, содержащие растворы ИУК, добавляют раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л в объемном соотношении 1:1, тщательно перемешивают.
Помещают пробирки в термостат ТС-80 (Россия) при температуре 27°С. Увеличивают температуру до 33°С.
В течение 5 мин увеличивают температуру с 33°С до 35°С с шагом 0,1°С, для каждой температуры визуально фиксируют растворы, цвет которых меняется от прозрачного до молочно-белого.
Строят зависимость температуры фазового перехода ПВКЛ от степени разведения раствора ИУК. Фазовый переход «растворение-осаждение» зависит от температуры раствора и от присутствия в водной среде ИУК в определенных концентрациях.
В таблице приведены результаты детектирования ИУК с помощью водных растворов ПВКЛ при нагревании и охлаждении.
| Таблица Температуры фазового перехода ПВКЛ, определяемого по изменению окраски, в зависимости от концентрации ИУК | ||
| Концентрация ИУК, г/л | Температуры фазового перехода ПВКЛ, °С | |
| при нагревании | при охлаждении | |
| Контроль (без ИУК) | 34,7 | 34,6 |
| 10-5 | 34,7 | 34,5 |
| 10-6 | 34,7 | 34,5 |
| 10-7 | 34,7 | 34,5 |
| 10-8 | 34,7 | 34,5 |
| 10-9 | 34,7 | 34,5 |
| 10-10 | 35,3 | 35,0 |
| 10-11 | 35 | 34,9 |
| 10-12 | 34,7 | 34,5 |
| 10-13 | 34,7 | 34,5 |
| 10-14 | 34,7 | 34,5 |
| 10-15 | 34,7 | 34,5 |
Как видно из таблицы и графика, максимальное увеличение температуры фазового перехода на 0,6°С свидетельствует о наличии в водной среде ИУК в концентрации 10-10 г/л.
Определяют концентрацию ИУК в анализируемом (исходном) растворе с учетом степени разведения.
Использование изобретения позволяет упростить процедуру определения ИУК в следовых количествах в объектах окружающей среды.
1. Способ определения индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в следовых количествах в водном растворе, отличающийся тем, что анализируемый водный раствор ИУК последовательно разводят дистиллированной водой, каждый из полученных растворов приводят во взаимодействие с раствором полимера поли-N-винилкапролактама (ПВКЛ), растворы помещают в термостат с начальной температурой не более 33°С, повышают температуру с шагом 0,1°С, определяют температуру фазового перехода ПВКЛ в каждом из растворов, при этом фазовый переход визуально фиксируют по изменению цвета раствора от прозрачного до мелочно-белого, выбирают раствор, в котором фазовый переход произошел при максимальной температуре, что соответствует концентрации порядка 10-10 г/л, определяют концентрацию ИУК в анализируемом растворе с учетом степени разведения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л, который добавляют к водным растворам ИУК в соотношении 1:1.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно фиксируют температуру, при которой изменяется цвет растворов при охлаждении растворов с 35 до 33°С.
