Способ количественного определения глюкозы в водном растворе
Владельцы патента RU 2429471:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) (RU)
Изобретение относится к аналитической химии и биотехнологии, и может быть использовано для однократного извлечения глюкозы из водного раствора и ее количественного определении в водном концентрате фотометрическим методом. Сущность способа: готовят водно-солевой раствор глюкозы, для чего водный раствор глюкозы помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, при перемешивании доводят до метки насыщенным раствором высаливателя, в качестве которого применяют сульфат аммония. Затем глюкозу экстрагируют н-бутиловым спиртом, для этого к полученному раствору глюкозы добавляют н-бутиловый спирт при соотношении объемов водно-солевого раствора глюкозы и н-бутилового спирта 7:1, экстрагируют. После расслаивания системы водную фазу отделяют от органической, проводят реакцию с тимолом в присутствии серной кислоты и анализируют методом фотометрии. Для этого измеряют оптическую плотность водно-солевого раствора на фотоколориметре при длине волны 490 нм, по градуировочному графику определяют концентрацию глюкозы в водной фазе. Коэффициент распределения (D) и степень извлечения (R, %) рассчитывают по формулам:
где Сорг и Свод - концентрации глюкозы в органической и водной фазе после экстракции соответственно; f - соотношение объемов равновесных водной и органической фаз. Применение способа позволяет осуществлять практически полное однократное извлечение глюкозы из водного раствора и определять ее содержание в водном растворе.
Изобретение относится к аналитической химии и биотехнологии и может быть использовано для извлечения углеводов из водных сред и их определения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ экстракционного извлечения глюкозы из водных растворов с применением диэтилового эфира [Коренман Я.И. Коэффициенты распределения органических соединений. Справочник. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та. 1992. 336 с.].
Недостатками способа являются невысокий коэффициент распределения глюкозы, использование больших объемов вреднодействующего экстрагента, длительность определения, отсутствие концентрирования, следовательно, невозможность определения малых концентраций глюкозы.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа количественного определения глюкозы в водном растворе, позволяющего осуществлять практически полное (до 93%) однократное извлечение глюкозы из водного раствора и ее фотометрическое определение в водном концентрате.
Для решения технической задачи изобретения предложен количественный способ определения глюкозы в водном растворе, характеризующийся тем, что готовят водно-солевой раствор глюкозы, для чего водный раствор глюкозы помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, при перемешивании доводят до метки насыщенным раствором высаливателя, в качестве которого применяют сульфат аммония, глюкозу экстрагируют н-бутиловым спиртом, для этого к полученному водно-солевому раствору глюкозы добавляют н-бутиловый спирт при соотношении объемов водно-солевого раствора глюкозы и н-бутилового спирта 7:1, экстрагируют, после расслаивания системы водную фазу отделяют от органической, проводят реакцию с тимолом в присутствии 69%-ной серной кислоты, измеряют оптическую плотность водно-солевого раствора на фотоколориметре при длине волны 490 нм, строят график зависимости оптической плотности раствора от концентрации глюкозы, по градуировочному графику определяют концентрацию глюкозы в водной фазе.
Коэффициент распределения (D) и степень извлечения (R, %) рассчитывают по формулам:
где Сорг и Свод - концентрации глюкозы в органической и водной фазе после экстракции соответственно; f - соотношение объемов равновесных водной и органической фаз.
Технический результат заключается в экспрессном и практически полном (до 93%) однократном извлечении глюкозы из водного раствора и его последующем фотометрическом определении в водном концентрате, снижении трудоемкости за счет исключения больших объемов вредных для человека органических растворителей.
Предлагаемый способ количественного определения глюкозы в водном растворе осуществляют следующим образом.
Готовят водно-солевой раствор глюкозы, для чего водный раствор глюкозы помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, при перемешивании доводят до метки насыщенным раствором высаливателя, в качестве которого применяют сульфат аммония, глюкозу экстрагируют н-бутиловым спиртом, для этого к водно-солевому раствору глюкозы добавляют н-бутиловый спирт при соотношении объемов водно-солевого раствора глюкозы и н-бутилового спирта 7:1, экстрагируют, после расслаивания системы водную фазу отделяют от органической, проводят реакцию с тимолом в присутствии 69%-ной серной кислоты, измеряют оптическую плотность водно-солевого раствора на фотоколориметре при длине волны 490 нм, строят график зависимости оптической плотности раствора от концентрации глюкозы, по градуировочному графику определяют концентрацию глюкозы в водной фазе.
Коэффициент распределения (D) и степень извлечения (R, %) рассчитывают по формулам:
где Сорг и Свод - концентрации глюкозы в органической и водной фазе после экстракции соответственно; f - соотношение объемов равновесных водной и органической фаз.
В органическую фазу переходит 93% глюкозы от ее исходного содержания в анализируемом растворе.
Осуществление способа иллюстрируется следующим примером.
Пример. Готовят водно-солевой раствор глюкозы, для чего 10 см3 водного раствора глюкозы с концентрацией 10 мг/см3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и при перемешивании доводят до метки насыщенным раствором сульфата аммония. К 7 см3 полученного водно-солевого раствора глюкозы с концентрацией 1 мг/см3 добавляют 1 см3 н-бутилового спирта, экстрагируют, после расслаивания системы водную фазу отделяют от органической. 1 см3 водной фазы помещают в химический стакан и при перемешивании добавляют 9 см3 69%-ной серной кислоты, 0,1 см 10%-ного раствора тимола в этиловом спирте и нагревают при 100°С. Окрашенный раствор охлаждают, измеряют оптическую плотность водно-солевого раствора глюкозы на фотоколориметре КФК-2МП в стеклянной кювете с толщиной светопоглощающего слоя 5 мм при длине волны 490 нм. Коэффициент распределения (D) и степень извлечения (R, %) рассчитывают по формулам:
где Сорг и Свод - концентрации глюкозы в органической и водной фазе после экстракции соответственно; f - соотношение объемов равновесных водной и органической фаз.
В органическую фазу переходит 93% глюкозы от ее исходного содержания в анализируемом растворе.
Как видно из примера, степень извлечения глюкозы н-бутиловым спиртом при соотношении объемов водно-солевого раствора и н-бутилового спирта 7:1 и применении в качестве высаливателя сульфата аммония достигает 93%. Продолжительность анализа - 20 мин.
Если использовать водно-солевые растворы глюкозы, приготовленные с другим высаливателем или с предложенным высаливателем, но другой концентрации, а также применять другие экстрагенты и соотношения объемов фаз водно-солевого раствора глюкозы и н-бутилового спирта, например 5:1, то степень извлечения не достигает 93%.
Предлагаемый способ количественного определения глюкозы в водном растворе позволяет осуществлять практически полное (до 93%) однократное извлечение глюкозы из водного раствора и определять ее содержание в водном растворе фотометрическим методом, характеризуется экспресностью (продолжительность анализа 20 мин) и может быть использован при разработке способов извлечения и определения глюкозы.
Способ количественного определения глюкозы в водном растворе, характеризующийся тем, что готовят водно-солевой раствор глюкозы, для чего водный раствор глюкозы помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, при перемешивании доводят до метки насыщенным раствором высаливателя, в качестве которого применяют сульфат аммония, глюкозу экстрагируют н-бутиловым спиртом, для этого к полученному раствору глюкозы добавляют н-бутиловый спирт при соотношении объемов водно-солевого раствора глюкозы и н-бутилового спирта 7:1, экстрагируют, после расслаивания системы водную фазу отделяют от органической, проводят реакцию с тимолом в присутствии серной кислоты, измеряют оптическую плотность водно-солевого раствора на фотоколориметре при длине волны 490 нм, строят график зависимости оптической плотности раствора от концентрации глюкозы, по градуировочному графику определяют концентрацию глюкозы в водной фазе; коэффициент распределения (D) и степень извлечения (R, %) рассчитывают по формулам: 
где Сорг и Свод - концентрации глюкозы в органической и водной фазах после экстракции соответственно;
f - соотношение объемов равновесных водной и органической фаз.
