Способ определения свободнорадикальной активности твердых материалов


 

G01N1/00 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2535950:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (RU)

Способ определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов относится к области экологического тестирования, контроля качества строительных и др. материалов и может быть использован для определения негативного воздействия твердых материалов на живые организмы. Способ включает выбор и подготовку исследуемых образцов, отбор заданных объемов растворов компонентов тестовой системы, помещение в кювету исследуемых образцов и компонентов тестовой системы, регистрацию хемилюминесценции с последующей количественной оценкой ее величины с учетом фонового сигнала хемилюминесценции. При этом берут массу навески образца исследуемого материала, соответствующую величине удельной поверхности 0,20±0,05 м2/г, а в случае, когда не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, берут навеску 0,010±0,005 г. Помещают навеску образца исследуемого материала в кювету и последовательно добавляют компоненты тестовой системы: 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы, соблюдая соотношение люминол:пероксид водорода равным 2:5. И затем регистрируют значения хемилюминесценции в течение 125 минут и подсчитывают суммарную величину хемилюминесценции. Достигаемый при этом технический результат заключается в выявлении свободнорадикальной активности твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции с помощью системы химических реагентов без использования биологических субстратов в тестовой системе. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области экологического тестирования, контроля качества строительных и др. материалов и может быть использовано для определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов в качестве диагностики их негативного воздействия на живые организмы.

Известен способ определения общей токсичности твердых материалов с помощью люминесцентного бактериального теста и измерительного прибора серии «Биотокс», основанный на определении изменения интенсивности биологической хемилюминесценции генно-инженерного штамма при воздействии токсичных веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем. [Методика определения токсичности химических веществ, полимеров, материалов и изделий с помощью биотеста «Эколюм». Методические рекомендации №01.018-07; http://bestpravo.ru/rossijskoje/ot-zakony/a2w.htm]

Критерием токсического действия является изменение интенсивности хемилюминесценции биологического тест-объекта в исследуемой пробе по сравнению с таковой для пробы с раствором, не содержащим токсических веществ, или эталонной пробой. Уменьшение интенсивности хемилюминесценции пропорционально токсическому эффекту.

Известно, что регистрируемые значения ХЛ клеток в присутствии люминола - ценный показатель функционального состояния фагоцитов крови и тканей, их способности производить при необходимости активные формы кислорода, т.е. выполнять свою защитную функцию. Эта способность обычно усиливается при возникновении в организме очагов воспаления (например, после инфаркта миокарда) и в ряде других случаев. Наоборот, при длительном недостатке кислорода, связанным с общим ослаблением организма, активность фагоцитов и ХЛ-ответы снижаются. [Владимиров Ю.А. Активированная хемилюминесценция и биолюминесценция как инструмент в медико-биологических исследованиях.]

Известен способ измерения собственной хемилюминесценции различных биологических субстратов (плазмы, сыворотки или суспензии эритроцитов, нейтрофилов) после добавления к этим объектам солей двухвалентного железа и пероксида водорода [Владимиров Ю.А. Хемилюминесценция как метод обнаружения и исследования свободных радикалов в биологических системах.]. Для проведения измерения отбирают заданный объем соответствующего субстрата (плазмы, сыворотки или суспензии эритроцитов, нейтрофилов), помещают в термостатированную кювету; добавляют люминол и фосфатный буфер для поддержания pH~7,4. В течение заданного времени регистрируют фоновые значения ХЛ. Затем добавляют раствор, содержащий ионы двухвалентного железа в качестве инициатора ХЛ, и регистрируют значения ХЛ.

Недостатки известных способов, в том числе и прототипа, состоят в том, что они решают задачу определения свободнорадикальной активности только с использованием биологических субстратов в качестве тестовой системы.

Задача предлагаемого изобретения - возможность создания способа определения свободнорадикальной активности широкого спектра твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции без использования биологических субстратов в тестовой системе.

Под твердыми материалами подразумеваются лекарственные препараты, продукты питания, почвы, донные отложения, твердые аэрозольные частицы, строительные материалы, минералы и т.д.

Технический результат - выявление свободнорадикальной активности твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции с помощью системы химических реагентов без использования биологических субстратов в тестовой системе.

В результате протекания свободнорадикального распада пероксида водорода под действием исследуемого образца в присутствии люминола регистрируется хемилюминесценция, величина которой является показателем интенсивности протекающей реакции, т.е. уменьшение интенсивности хемилюминесценции соответствует снижению токсической активности.

В основу предлагаемого изобретения положены экспериментальные данные о способности образцов крокодилита и хризотил-асбеста в системе, содержащей пероксид водорода и люминол, вызывать радикальный распад пероксида водорода [Тарасенко Е.А. «Изучение способности минералов, содержащих на поверхности ионы Fe2+ и Fe3+ стимулировать хемилюминесценцию» - 2010. - стр. 138-140. Материалы III Всероссийской школы-семинара «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы».].

Предлагаемый способ включает в себя выбор и подготовку исследуемых образцов, отбор заданных объемов растворов компонентов тестовой системы, помещение в кювету исследуемых образцов и компонентов тестовой системы, регистрацию хемилюминесценции с последующей количественной оценкой ее величины с учетом фонового сигнала хемилюминесценции. Но, в отличие от прототипа, содержит следующие новые признаки: в качестве исследуемого материала используют образцы твердого материала, масса навески которых соответствует величине удельной поверхности 0,20±0,05 м2/г, в случае когда не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, берут навеску 0,010±0,005 г, после помещения ее в кювету последовательно добавляют 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы, соблюдая соотношение люминол:пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5, регистрируют значения хемилюминесценции в течение 125 минут и определяют свободнорадикальную активность твердого материала с учетом данных регистрации фонового значения хемилюминесценции путем подсчета суммарной величины ХЛ.

Предлагаемое изобретение соответствует условиям «новизна» и «изобретательский уровень», так как совокупность признаков изобретения не известна из уровня техники и явным образом из уровня техники не следует влияние новых отличительных признаков на заявленный технический результат.

Соответствие условию «промышленная применимость» подтверждают приведенные ниже примеры.

Пример 1. Определение свободнорадикальной активности волокнистых минералов с известной канцерогенностью

Для исследования брали образцы волокнистых минералов с доказанной канцерогенной активностью - крокидолит и хризотил-асбест. Массу навесок образцов в граммах подбирали таким образом, чтобы она соответствовала величине удельной поверхности, равной 0,20 м2/г±0,05.

Готовили стандартные растворы тестовой системы - растворы люминола 0,01 М (в щелочной среде - 0,5 М NaOH) и пероксида водорода 20-30% концентрации. Соотношение люминол:пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5. Навеску образца помещали в кювету, последовательно добавляли 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы. Проводили регистрацию кинетики ХЛ в течение 125 минут. По окончании измерений обработку данных проводили в программе Excel 2007. Подсчитывали суммарную величину ХЛ.

В ходе исследований были получены следующие данные:

№ п/п Материал Суммарная величина ХЛ, ОЕ По данным СанПиН 2.2.3.757-99
1 Крокидолит 218350±24972 III класс опасности, фиброгенное действие, канцероген
2 Хризотил 66916±10547 III класс опасности, фиброгенное действие, канцероген

Полученные данные согласуются с данными о канцерогенности, представленными в СанПиН 2.2.3.757-99 [Работа с асбестом и асбестосодержащими материалами СанПиН 2.2.3.757-99].

Пример 2. Определение свободнорадикальной активности твердых материалов, не обладающих канцерогенной активностью [Пылев Л.Н., Васильева Л.А., Стадникова Н.М., Смирнова О.В., Зубакова Л.Е., Везенцев А.И., Гудкова Е.А., Бахтин А.И. Характеристика биологических свойств волокон хризотил-асбеста, обработанных кислотой//Гигиена и санитария.- 2006.- №4.- С. 70 -73]

Брали навески лизардита, сивола и целлюлозы, масса которых соответствовала величине удельной поверхности, равной 20 м2/г±0,05.

Готовили стандартные растворы для тестовой системы - растворы люминола 0,01 М (в щелочной среде - 0,5 М NaOH) и пероксида водорода 20-30% концентрации. Соотношение люминол.пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5. Навеску образца помещали в кювету, последовательно добавляли 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы. Регистрацию кинетики ХЛ проводили в течение 125 минут. По окончании измерений данные обрабатывали в программе Excel 2007. Подсчитывали суммарную ХЛ.

№п/п Материал Суммарная величина ХЛ, ОЕ
1 Лизардит 13662±3120
2 Сивол 980±21
3 Целлюлоза 588±61

Пример 3. Определение свободнорадикальной активности материала на основе минеральной ваты «IZOVOL»

Для исследования брали теплоизоляционный материал «IZOVOL». Данный материал широко применяется в гражданском и промышленном строительстве в качестве теплоизоляционного материала; обладает хорошими звукоизоляционными качествами. Материал негигроскопичен и долговечен. Образец взят из строительного объекта, находящегося в эксплуатации.

Поскольку не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, массу навески брали 0,01±0,005 грамм. Готовили стандартные растворы для тестовой системы - растворы люминола 0,01 М (в щелочной среде - 0,5 М NaOH) и пероксида водорода 20-30% концентрации. Соотношение люминол:пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5. Навеску образца помещали в кювету, последовательно добавляли 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы. Регистрацию кинетики ХЛ проводили в течение 125 минут. По окончании измерений данные обрабатывали в программе Excel 2007. Подсчитывали суммарную ХЛ.

№п/п Материал Суммарная величина ХЛ, ОЕ
1 IZOVOL 2923±141

Таким образом, показано, что предложенный способ позволяет определить величину свободнорадикальной активности твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции с помощью системы химических реагентов без использования биологических субстратов в тестовой системе.

Способ может быть использован для экспресс-тестирования свободнорадикальной активности твердых материалов и определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов с целью диагностики их негативного воздействия на живые организмы.

Способ определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов, включающий выбор и подготовку исследуемых образцов, отбор заданных объемов растворов компонентов тестовой системы, помещение в кювету исследуемых образцов и компонентов тестовой системы, регистрацию хемилюминесценции с последующей количественной оценкой ее величины с учетом фонового сигнала хемилюминесценции, отличающийся тем, что берут массу навески образца исследуемого материала, соответствующую величине удельной поверхности 0,20±0,05 м2/г, а в случае, когда не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, берут навеску 0,010±0,005 г, помещают навеску образца исследуемого материала в кювету и последовательно добавляют компоненты тестовой системы: 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы, соблюдая соотношение люминол:пероксид водорода равным 2:5, регистрируют значения хемилюминесценции в течение 125 минут и подсчитывают суммарную величину хемилюминесценции.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу оценки антиоксидантной активности растительного сырья из сабельника болотного (Comarum palustre L.). Способ оценки антиоксидантной активности растительного сырья из сабельника болотного (Comarum palustre L.) заключается в определении антиоксидантной активности в водных настоях сабельника болотного по снижению уровня свободно-радикального окисления, который определяют по уровню малонового диальдегида (МДА) методом взаимодействия с тиобарбитуровой кислотой в модельной системе перекисного окисления липидов, представленной полученными из лецитина липосомами.

Изобретение относится к области радиобиологии и экспериментальной медицины. Способ оценки фармакологических и токсикологических свойств веществ заключается в том, что исследуемое вещество вносят в питательную среду личинок и мух Drosophila melanogaster, сочетающих в своем геноме гипоморфные мутации ss- и СG5017-генов.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений.

Изобретение относится к области поверхностных явлений и может быть использовано в разных отраслях, в том числе для характеристики дисперсных материалов или раздробленных материалов, песка, цемента и т.п.

(57) Заявленное изобретение относится к области кормопроизводства и предназначено для определения энергетической ценности зерна белого люпина. Энергетическую ценность определяют на основе расчета энергий активации химических компонентов как сумму энергий активации оболочки и ядра зерна белого люпина, умноженную на массовую долю оболочки и ядра в зерне соответственно.

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано для мониторинга эструса и овуляции животных и планирования предпочтительного времени оплодотворения.

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии, нанотехнологиям микродвигателей, а также к другим областям для проведения анализа и характеристики материалов.

Изобретение относится к способу и системе автоматизированного контроля процессов в первичных и вторичных отстойниках или отстойниках-илоуплотнителях очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к фосфолипидному флуоресцентному зонду, и может быть использовано в медицине. Указанный фосфолипидный флуоресцентный зонд, характеризующийся следующим названием 1-[13-(4,4-дифтор-1,3,5,7-тетраметил-4-бора-3а,4а-диаза-s-индацен-8-ил)тридеканоил]-2-(10-{[(2-гидроксинафтил-1)азофенил-4]азофенил-4}деканоил)-sn-глицеро-3-фосфохолин, используют в составе тест-системы для определения активности фосфолипазы А2 группы IIA (секФЛА2(IIA)) в сыворотке крови, которая также содержит везикулярную фосфолипидную матрицу для включения зонда, состоящую из фосфатидилхолина, лизофосфатидилхолина и фосфатидилглицерина, буферный раствор и фосфолипазу А2 пчелиного яда в качестве стандарта.

Изобретение относится к области воздухотехнического оборудования помещений здравоохранения и предназначено для контроля качества воздуха в операционном помещении.

Изобретение относится к способу исследования загрязнений поверхности линейных сооружений и предназначено, в частности, для исследования загрязненной территории на поверхности железнодорожного пути.

Изобретение относится к устройству для замера толщины слоя нефти над водой и может быть использовано для оценки количества нефти в скважинной продукции с большой долей воды, а также для определения объема нефти на поверхности природного водоема при аварийных изливах нефти из трубопровода или резервуара.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении чувствительности химиопрепарата к злокачественной опухоли. В качестве препарата используют материал, взятый из опухоли.

Изобретение относится к горнодобывающей, обогатительно-металлургической и химической областям промышленности и может быть использовано в автоматических системах аналитического контроля при измерении жидких проб в виде суспензий, фильтратов и растворов.

Изобретение относится к устройству для отбора образцов различных почв и может быть использовано для проведения лабораторных исследований их физико-механических свойств.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений.

Изобретение относится к области экологического мониторинга, почвоведения и лесоведения. Способ включает определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории.

Изобретение относится к пробоотборнику для сыпучих материалов, например, порошков химически активных металлов с размерами частиц до 15 мм. Пробоотборник содержит цилиндрическую трубу с засыпными окнами, снабженными отбойными козырьками.

Изобретение относится к пробоотборнику, фильтру и способу отбора проб. Пробоотборник содержит корпус с внутренней полостью и два поршня, которые установлены с возможностью перемещения в ней и могут быть прижаты друг к другу во внутренней полости для сжатия пробы.

Изобретение относится к морской технике и может быть использовано для подъема глубинных вод на поверхность для комплексного изучения их физических и химических свойств.

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при исследовании структурного состояния, морфологии поверхности образцов из композиций, содержащих графит, например в графитопластах (с термопластом или реактопластом в качестве связующего). Способ включает предварительную механическую заторцовку круговыми движениями исследуемой поверхности, ее шлифовку мелкозернистой алмазной пастой круговыми движениями на гладкой поверхности, а также полировку, очистку и исследование поверхности образца с помощью оптического микроскопа в светлом поле. Исследуемую поверхность заторцовывают крупнозернистым графитом, нанесенным на лишенную волокон поверхность бывшей в употреблении абразивной шкурки, имеющей бумажную основу. После этого поверхность шлифуют, используя лишенную волокон поверхность бывшей в употреблении абразивной шкурки, имеющей бумажную основу, с нажимом на шкурку, обеспечивающим исчезновение визуально обнаруживаемых рисок на шлифуемой поверхности. Затем полируют шлиф, не касаясь контртела, мелкозернистой алмазной пастой, которую предварительно наносят на поверхность шлифа или на поверхность контртела слоем толщиной, обеспечивающей эффект закручивания пасты между контактирующими поверхностями при круговом движении контртела или шлифа относительно друг друга в контакте со слоем алмазной пасты. При этом круговые движения контртело или шлиф совершают с периодической сменой направления и полировку проводят до выявления структурных составляющих композиции и полного отсутствия рисок. Далее очищают поверхность образца от алмазной пасты круговыми движениями подушечек обезжиренных пальцев рук и исследуют структуру составляющих композиции вначале в светлом поле, а затем при косом освещении. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности способа за счет сохранения морфологии составляющих композиции и повышения качества обработки и исследования поверхности шлифа.
Наверх