Полифункциональная хемилюминесцентная композиция
Изобретение относится к хемилюминесцентным композициям, которые могут быть широко использованы в аналитической и биологической химии. Описывается полифункциональная хемилюминесцентная композиция, включающая люминол, щелочь, Трилон Б, метанол, глицин и воду. Композиция в качестве щелочи предпочтительно содержит калиевую щелочь, обладающую свойством отрицательной гидратации, что положительно влияет на аналитический эффект при анализе растворов и жидкостей органической природы. Метанол выполняет функцию растворителя, а глицин служит стабилизатором композиции. Предложенная композиция обладает свойством полифункциональности и в отличие от известного уровня предназначена для эффективного качественного и количественного определения в воде и в растворах микробных клеток в вегетативной и споровой формах; катионов тяжелых металлов и фенола; ферментов растительного и животного происхождения; форменных элементов гемоглобина; органических и неорганических окислителей. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для качественного и количественного определения в воде, водных растворах и растворах органической природы:
- микробных клеток в вегетативной и споровой формах;
- катионов тяжелых металлов и фенола;
- ферментов растительного и животного происхождения;
- форменных элементов гемоглобина;
- органических и неорганических окислителей.
Известны хемилюминесцентные композиции на основе люцигенина, лафина, антроцена, силоксена и других веществ, которые используются в аналитической химии для определения катионов тяжелых металлов, окислителей и в кислотно-основном титровании (Шляпинтох В.Я. и Карпухин О.Н. «Хемилюминесцентные методы исследования химических процессов». - М.: Наука, 1966 г.).
Известны хемилюминесцентные композиции на основе люминала, которые широко используются в аналитической химии для качественного открытия перекиси водорода, персульфатов, окислителей, остаточного активного хлора, гемоглобина, в количественном анализе при объемном титровании для индикации конечной точки титрования, количественного определения меди, цианида, железа и кобальта в особочистых растворах (Бабко А.И., Дубовенко Л.И., Луковская Н.М. «Хемилюминесцентный анализ». - К.: Техника, 1966 г.).
Известна хемилюминесцентная композиция, включающая в себя, мас.%: люминал - 0,008-0,23; калиевая или натриевая щелочь - 0,4-1,2; Трилон Б - 0,008-1,5; вода - остальное (патент РФ 2217465 от 26.09.02).
Основным недостатком этой композиции является ее малый аналитический эффект, при определении с помощью нее катионов тяжелых металлов, ферментов, микробных клеток в споровой и вегетативной формах, фенола, форменных элементов крови в растворах и жидкостях органической природы.
Решаемая техническая задача состоит в создании полифункциональной композиции для определения с помощью нее катионов тяжелых металлов, ферментов, микробных клеток в споровой и вегетативной формах, фенола, форменных элементов крови в растворах и жидкостях органической природы.
Достигаемый технический результат при этом заключается в полифункциональности использования предлагаемой композиции, снижении себестоимости проводимых анализов за счет увеличения аналитического эффекта, сокращения времени анализа и сохранения ее стабильности во времени.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предложенная полифункциональная хемилюминесцентная композиция характеризуется тем, что она содержит в себе кроме люминола, Трилона Б, калиевой щелочи дополнительно метанол, глицин и воду в следующих соотношениях этих ингредиентов, мас.%:
| Люминол | 0,01-0,35 |
| Калиевая щелочь | 0,40-1,40 |
| Трилон Б | 0,009-1,65 |
| Метанол | 10-50 |
| Глицин | 0,1-1,5 |
| Вода | Остальное |
а также тем, что используется только калиевая щелочь, обладающая отрицательной гидратацией, что положительно влияет на аналитический эффект при анализе растворов и жидкостей, органической природы с помощью предложенной композиции.
Основа композиции калиевая щелочь и метанол, выступающие в качестве растворителя, люминол - в качестве преобразователя избыточной энергии молекул или их фрагментов, определяемых ингредиентов в световую, Трилон Б выполняет роль комплексообразователя, а глицин выступает как стабилизатор композиции в целом.
Для иллюстрации приведем пример изготовления из предлагаемых компонентов. В качестве основы берут калиевую щелочь, которую размешивают в дистиллированной воде, затем добавляют и размешивают Трилон Б, люминол, метанол и глицин, доливают до 100% дистиллированной воды и еще раз тщательно перемешивают раствор при следующим соотношении ингредиентов, мас.%:
| Люминол | 0,012 |
| Калиевая щелочь | 0,40 |
| Трилон Б | 0,015 |
| Метанол | 15 |
| Глицин | 0,12 |
| Дистиллированная вода | Остальное |
Полученная на основе калиевой щелочи и метанола не меняет своих физико-химических свойств при изменении температуры окружающей среды от -5°С до +40°С и атмосферного давления 730-765 мм рт.ст. в течение не менее 40 суток и позволяет определять в воде, водных растворах и жидкостях органической природы катионов тяжелых металлов, окислителей, ферментов, микробных клеток в вегетативной и споровой формах, форменных элементов крови.
Пример 1. Из водорастворимых солей Со2+, Сu2+, Cr3+, Fe2+ и фенола готовили водные растворы с концентрацией 0,5-1,0 предельно-допустимых значений. Для приготовления раствора гипохлорида использовался Cl2, a цианида - соль KCN. Для приготовления раствора фермента использовалась пероксидаза хрена, которую растворяли в физрастворе до концентрации 10-5 мг/л. Клетки гемоглобина разбавляли физраствором до концентрации 100 клеток/мл. Из спор бактерии Вас. subtulis готовили разведение 105 спор/мл. Вегетативные клетки Е. coli разбавляли физраствором до концентрации 105 клетка/мл. Объем приготовленных разведении составлял 50 см3 каждый.
Перед началом анализа разведении все приготовленные объемы были разделены на две равные части.
Первая часть приготовленных ингредиентов анализировалась последовательно на спектрофотометре, колориметре, а затем с помощью полифункциональной хемилюминесцентной композиции, содержащей заявленные компоненты в мас.% в минимальной (калиевая щелочь - 0,4%; метанол - 10%; люминол - 0,008%; Трилон Б - 0,008%, глицин - 0,1%; остальное - бидистиллированная вода), средней (калиевая щелочь - 0,9%; метанол - 30%; люминол - 0,18%; Трилон Б - 0,82%, глицин - 0,8%; остальное - бидистиллированная вода) и максимальной концентрации (калиевая щелочь - 1,4%; метанол - 50%; люминол - 0,35%; Трилон Б - 1,65%, глицин - 1,5%; остальное - бидистилированная вода) - на анализаторе жидкостей хемилюминесцентных ЛИК.
Приготовление разведения микробных клеток анализировали методом высева на питательные среды, а ферментов и гемоглобина - колориметрически.
Результаты анализа приведены в Таблице 1.
Пример 2. Во вторую часть ингредиентов, приготовленных на воде, поочередно вносили на каждые 5 см3 образца: в разведения катионов тяжелых металлов, цианида - по 1,5 см 10%-ного раствора мочевины; в разведения микробных клеток - по 2 см 1%-ной сахарозы; в разведения фенола - по 1,5 см3 1%-ной глюкозы; в разведения гемоглобина - по 1,5 см3 1,5%-ной сахарозы; в разведения фермента - по 1,5 см 1%-ной глюкозы. Содержимое тщательно перемешали и анализировали последовательно на спектрофотометре, колориметре и с помощью полифункциональной композиции по примеру 1 анализаторе жидкостей хемилюминесцентных ЛИК.
Результаты анализа приведены в Таблице 2.
Результаты анализа проб ингредиентов разной концентрации, приготовленных на воде и водных растворах с добавлением к ним органических растворов с помощью предложенной полифункциональной хемилюминесцентной композиции показали, что предлагаемое изобретение позволяет осуществлять качественный и количественный анализ с высокой достоверностью и надежностью.
1. Полифункциональная хемилюминесцентная композиция, включающая люминол, щелочь, Трилон Б и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит метанол и глицин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| люминол | 0,008-0,35 |
| щелочь | 0,4-1,40 |
| Трилон Б | 0,008-1,65 |
| метанол | 10-50 |
| глицин | 0,1-1,5 |
| вода | остальное |
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что метанол выполняет функцию растворителя, а глицин служит стабилизатором композиции.
3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве щелочи она содержит калиевую щелочь, обладающую свойством отрицательной гидратации, что положительно влияет на аналитический эффект при анализе растворов и жидкостей органической природы.
4. Композиция по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| люминол | 0,01-0,35 |
| калиевая щелочь | 0,40-1,40 |
| Трилон Б | 0,009-1,65 |
| метанол | 10-50 |
| глицин | 0,1-1,5 |
| вода | остальное |
