Способ амперометрического определения молочной кислоты на платиновом электроде

Авторы патента:

Дубова Надежда Михайловна (RU)

Бойченко Станислав Сергеевич (RU)

Орешина Александра Александровна (RU)

G01N33/15 - медицинских препаратов

G01N27/48 - использующие полярографию, т.е. измерение изменений тока при медленных изменениях напряжения

Владельцы патента RU 2612000:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к аналитической химии и касается способа определения молочной кислоты на платиновом электроде. Сущность способа заключается в том, что определяют молочную кислоту на платиновом электроде в фоновом электролите - боратный буфер (рН 9.18), при потенциале предельного тока восстановления Е=-0,7 В с помощью хлоридсеребряного электрода сравнения. Способ определения молочной кислоты включает перевод молочной кислоты из пробы в раствор с последующим титрованием раствора щелочью (0.01-0,1М KOH) и одновременной регистрацией предельного тока восстановления молочной кислоты, построением кривой амперометрического титрования, из которой находят объем щелочи в точке эквивалентности, затраченный на титрование молочной кислоты. Использование способа позволяет определять молочную кислоту в диапазоне концентраций 3,0⋅10^-5-1⋅10^-1 моль/дм³. 6 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа, а именно к амперометрическому способу определения молочной кислоты на платиновом электроде, и может найти применение в любой химической лаборатории и на предприятиях пищевой промышленности, в ветеринарии и медицине.

Молочная кислота - одна из простейших гидроксикарбоновых одноосновных кислот, являющаяся конечным продуктом тканевого обмена практически всех живых организмов, а также натуральным или искусственным компонентом многих пищевых продуктов. Молочная кислота относится к числу наиболее важных для анализа веществ и ее содержание в биологических жидкостях дает представление о здоровье человека, является маркером ряда заболеваний. Молочная кислота является очень ценным продуктом народного хозяйства. В пищевой промышленности она широко используется как консервант и антиоксидант; находит применение в сельском хозяйстве, в ветеринарии и т.д. (Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник - Мн.: Современная школа, 2005. - 608 с.).

Известен способ определения гидроксикарбоновых кислот методом капиллярного электрофореза. Сущность метода основана на разбавлении пробы и определении массовых концентраций анализируемых компонентов методом капиллярного электрофореза с косвенным детектированием при длине волны 254 нм. Область определяемых содержаний молочной, яблочной, лимонной и винной кислот в продуктах питания на уровне до 10 мг/дм³. Недостатком способа является большая стоимость оборудования и расходных материалов, а также сложность выполнения единичного анализа (Голубенко A.M. Определение гидроксикарбоновых кислот в продуктах питания методом капиллярного электрофореза // Ж. анал. химии. - 2012. - Т. 67; №9. - С. 866).

Известен способ хроматографического определения молочной кислоты. Способ предусматривает разделение на сульфокатионообменнике на основе сверхсшитого полистирола со степенью сшивки >100% с последующим спектрофотометрическим детектированием. В качестве элюента используют 5-20 мМ серную кислоту с добавлением 1-10 об. % ацетонитрила и разделение ведут при температуре 50-70°С (Патент РФ 2190214 от 27.09.2002).

Наиболее близким способом количественного определения молочной кислоты является метод вольтамперометрии на стеклоуглеродном электроде. Сущность способа основана на переводе молочной кислоты из пробы в раствор и вольтамперометрическом определении с использованием индикаторного стеклоуглеродного электрода в трехэлектродной системе. Накопление молочной кислоты в перемешиваемом растворе проводят при барботировании инертным газом в течение 30 с при потенциале электролиза 1,2÷1,4 В, в присутствии вспомогательного электрода относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоновом электролите - 0,1 М Na₂HPO₄, с последующей регистрацией катодных пиков в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала 30÷40 мВ/с. Концентрацию молочной кислоты определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов 0,25÷0,40 В методом добавок аттестованных смесей (Патент РФ №2526821 от 27.08.2014).

Недостатком способа при определении молочной кислоты является ее высокое содержание: диапазон определяемых концентраций 5,2*10^-2 - 2,0 моль/дм³.

Задача изобретения - разработка способа и методики определения молочной кислоты в объектах ветеринарии, медицины, где ее содержание составляет менее 5*10^-2 моль/дм³ методом амперометрии.

Поставленная задача достигается тем, что молочная кислота переводится из пробы в раствор. На платиновом электроде в фоновом электролите - 0,01 моль/дм³ боратный буфер с pH 9,18 получают предельный ток восстановления молочной кислоты при потенциале Е=-0,7 В. Затем при этом потенциале проводят амперометрическое титрование раствора молочной кислоты 0.01-0,1М KOH, строят кривую амперометрического титрования, находят эквивалентный объем щелочи, по полученному объему щелочи рассчитывают концентрацию молочной кислоты.

На фиг. 1 изображена поляризационная кривая молочной кислоты.

На фиг. 2 изображена кривая амперометрического титрования молочной кислоты раствором KOH.

На фиг. 3 изображена зависимость количества ммоль KOH, затраченного на титрование молочной кислоты, от количества ммоль молочной кислоты в растворе.

На фиг. 4 изображена кривая амперометрического титрования молочной кислоты раствором KOH.

На фиг. 5 изображена кривая амперометрического титрования молочной кислоты раствором KOH.

На фиг. 6 изображена кривая амперометрического титрования молочной кислоты раствором KOH.

В таблице 1 представлены результаты проверки правильности определения молочной кислоты методом амперометрического титрования (Р=0,95; n=3) (пример №1).

В таблице 2 представлены результаты проверки правильности определения молочной кислоты методом амперометрического титрования (Р=0,95; n=3) (пример №2).

В таблице 3 представлены результаты проверки правильности определения молочной кислоты методом амперометрического титрования (Р=0,95; n=3) (пример №3).

Выбраны условия, при которых молочная кислота способна восстанавливаться на платиновом электроде: фоновый электролит - боратный буфер, pH 9.18, электрод сравнения - хлоридсеребряный.

На фиг. 1 изображена поляризационная кривая 0,01323 моль/л молочной кислоты. Условия: фон - боратный буфер (рН 9,18); индикаторный электрод - платиновый. Из поляризационной кривой выбрано значение потенциала, при котором наблюдался предельный ток восстановления молочной кислоты: Е=-0,7 В.

Способ количественного определения молочной кислоты включает перевод молочной кислоты из пробы в раствор, с последующим титрованием исследуемого раствора щелочью и одновременной регистрацией предельного тока восстановления молочной кислоты, построением кривой амперометрического титрования

На фиг. 2 показана кривая амперометрического титрования 2⋅10^-4моль/дм³ молочной кислоты 0,01 М раствором KOH. Условия: фон - боратный буфер (pH 9,18); индикаторный электрод - платиновый. Из кривой находят объем щелочи в точке эквивалентности, затраченный на титрование молочной кислоты. По закону эквивалентности: C_нV (молочной кислоты) = С_нV(КОН), рассчитывают концентрацию молочной кислоты в растворе. По формуле: , определяют массу молочной кислоты в ячейке.

На фиг. 3 изображена зависимость количества ммоль КОН, затраченного на титрование молочной кислоты, от количества ммоль молочной кислоты в растворе. Условия: фон - боратный буфер (рН 9,18); индикаторный электрод - платиновый. Зависимость количества щелочи (ммоль), затраченное на титрование молочной кислоты и найденное из кривой титрования, прямо пропорциональна ее содержанию в растворе в диапазоне концентраций 3,0⋅10^-5-1⋅10^-1 моль/дм³, следовательно, в этом интервале концентраций возможно определение молочной кислоты разработанным способом.

Изучено влияние уксусной кислоты (часто присутствует совместно с молочной кислотой) на определение молочной кислоты и установлено, что уксусная кислота не влияет на определение молочной кислоты в соотношении 1:1.

Измерения проводят на компьютеризованных вольтамперометрических анализаторах СТА и СТА - элемент (ООО «ИТМ», г. Томск).

Пример 1. Определение концентрации молочной кислоты на платиновом электроде методом амперометрического титрования в модельном растворе (С=1,1323 моль/л).

Отмеряют 50 мл фонового электролита (боратный буфер (pH 9,18)), проводят очистку электрода концентрированной азотной кислотой, погружают очищенный электрод в стаканчик с электролитом и магнитной мешалкой. Добавляют к фоновому электролиту (объем 50 мл) 1 мл анализируемого модельного раствора молочной кислоты. При потенциале Е=-0,7 В проводят титрование, добавляя к полученному раствору по 0,2 мл 0,1н. KOH, измеряют величину предельного тока восстановления молочной кислоты. Строят кривую амперометрического титрования в координатах: (Фиг. 4). Из кривой амперометрического титрования находят объем щелочи в точке эквивалентности (V_KOH=1,13 мл), затраченный на титрование молочной кислоты, и по закону эквивалентности рассчитывают концентрацию молочной кислоты в растворе: .

Определяют массу молочной кислоты в растворе по формуле: .

Правильность методики проверяют методом «введено - найдено». Погрешность не превышает 10-15%. Результаты приведены в таблице №1.

Пример 2. Определение концентрации молочной кислоты на платиновом электроде методом амперометрического титрования в ветеринарной 40%-ной молочной кислоте.

Отмеряют 50 мл фонового электролита (боратный буфер (рН 9,18)), проводят очистку электрода концентрированной азотной кислотой, погружают очищенный электрод в стаканчик с электролитом и магнитной мешалкой. В мерную колбу вместимостью 100 мл добавляют 1 мл 40%-ной молочной кислоты, разбавляют водой до метки, тщательно перемешивают. Добавляют к фоновому электролиту (объем 50 мл) 1 мл приготовленного разбавленного раствора молочной кислоты. При потенциале Е=-0,7 В проводят титрование, добавляя к полученному раствору по 0,2 мл 0,01н. KOH, измеряют величину предельного тока восстановления молочной кислоты. Строят кривую амперометрического титрования в координатах: (Фиг. 5). Из кривой амперометрического титрования находят объем щелочи в точке эквивалентности (V_KOH= 4,45 мл), затраченный на титрование молочной кислоты, и по закону эквивалентности рассчитывают концентрацию молочной кислоты в растворе: . Определяют массу молочной кислоты в растворе по формуле: .

Правильность методики проверяют методом «введено - найдено». Погрешность не превышает 10-15%. Результаты приведены в таблице №2.

Пример 3. Определение концентрации молочной кислоты на платиновом электроде методом амперометрического титрования в ветеринарной 80%-ной молочной кислоте.

Отмеряют 50 мл фонового электролита (боратный буфер (рН 9,18)), проводят очистку электрода концентрированной азотной кислотой, погружают очищенный электрод в стаканчик с электролитом и магнитной мешалкой. В мерную колбу вместимостью 100 мл добавляют 0,5 мл 80%-ной молочной кислоты, разбавляют водой до метки, тщательно перемешивают. Добавляют к фоновому электролиту (объем 50 мл) 0,5 мл приготовленного разбавленного раствора молочной кислоты. При потенциале Е=-0,7 В проводят титрование, добавляя к полученному раствору по 0,2 мл 0,01н. KOH, измеряют величину предельного тока восстановления молочной кислоты. Строят кривую амперометрического титрования в координатах: (Фиг. 6). Из кривой амперометрического титрования находят объем щелочи в точке эквивалентности (V_KOH=2,9 мл), затраченный на титрование молочной кислоты, и по закону эквивалентности рассчитывают концентрацию молочной кислоты в растворе: . Определяют массу молочной кислоты в растворе по формуле: .

Правильность методики проверяют методом «введено - найдено». Погрешность не превышает 10-15%. Результаты приведены в таблице №3.

Предлагаемый способ амперометрического определения молочной кислоты на платиновом электроде позволяет определять молочную кислоту в диапазоне концентраций 3,0⋅10^-5-1⋅10^-1 моль/дм³, что на два-три порядка ниже, чем вольтамперометрический метод анализа, и разработать методику ее количественного определения в различных объектах, в том числе препаратах ветеринарии, медицины. Предложенный способ прост, не требует большого количества реактивов и трудозатрат, может быть применен в любой химической лаборатории и на предприятиях пищевой промышленности, в ветеринарии и медицине.

Способ амперометрического определения молочной кислоты на платиновом электроде, предусматривающий перевод молочной кислоты из пробы в раствор и определение концентрации молочной кислоты, отличающийся тем, что на платиновом электроде в фоновом электролите - 0,01 моль/дм³ боратный буфер с pH 9,18 получают предельный ток восстановления молочной кислоты при потенциале Е=-0,7 В, проводят дальнейшее амперометрическое титрование раствора молочной кислоты 0.01-0,1М KOH, строят кривую амперометрического титрования, находят эквивалентный объем щелочи, по полученному объему щелочи рассчитывают концентрацию молочной кислоты.

Изобретение относится к аналитической химии и касается способа количественного определения кальция и магния в лекарственном растительном сырье. Сущность способа заключается в том, что проводят озоление сырья в муфельной печи при температуре 500оС, прокаливают до постоянной массы, растворяют полученную золу в 10% растворе соляной кислоты, фильтруют полученный солянокислый раствор золы.

Способ количественного определения метоклопрамида // 2605316

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа количественного определения метоклопрамида в лекарственных формах, воде и биологических жидкостях.

Способ оценки косметических средств // 2605300

Изобретение относится к косметической промышленности и представляет собой способ оценки косметических средств с целью выявления эффекта приведения рогового слоя во влажное состояние, обеспечивающее достаточное набухание для дестабилизации кератиновой структуры и ламеллярной структуры, а затем высушивания рогового слоя кожи для восстановления кератиновой структуры и ламеллярной структуры, в котором изменение толщины рогового слоя во время увлажнения и последующей сушки рогового слоя используется в качестве индекса и является уровнем изменения толщины рогового слоя, который включает следующие этапы: измерение толщины (А) клеток или клеточного пласта рогового слоя, выбранного из группы, состоящей из рогового слоя кожи, изолированного рогового слоя и культивируемого пласта рогового слоя перед нанесением косметики; измерение толщины (В) клеток или пласта клеток во влажном состоянии; измерение толщины (С) клеток или пласта клеток в сухом состоянии и расчет уровня изменения толщины рогового слоя в процессе увлажнения с последующей сушкой рогового слоя на основе формулы 1: Формула (1) Уровень изменения толщины рогового слоя = (В-А)×100/А-(С-В)×100/С Изобретение обеспечивает способ, позволяющий разработать косметику, способствующую достижению красивой здоровой кожи, на основе полученных знаний.

Способ проведения теста на растворение твердых композиций, содержащих пищеварительные ферменты // 2602183

Изобретение относится к способу измерения количества пищеварительных ферментов, высвобождаемых из твердой композиции в среде растворения, посредством флуоресцентной спектроскопии.

Способ определения рифабутина в фармацевтических композициях // 2599487

Изобретение относится к области фармацевтики, в частности к способам количественного анализа лекарственных средств. Способ касается определения рифабутина в образце с неизвестным содержанием рифабутина и, необязательно, других компонентов (анализируемом образце), в котором используют: (а) прибор для проведения капиллярного зонного электрофореза, оснащенный термостатируемой камерой для капилляра, капилляром, оптическим детектором, средствами записи результатов измерений, средствами ввода образца; (б) электролит; в котором капилляр заполняют электролитом (б), вводят анализируемый образец в капилляр с помощью средств ввода образца, измеряют и записывают электрофореграмму (величину или изменение поглощения в зависимости от времени осуществления электрофореза) посредством оптического детектора, характеризующийся тем, что в нем содержание рифабутина и, необязательно, других компонентов в анализируемом образце определяют по зависимости площади пиков рифабутина и, необязательно, других компонентов на электрофореграммах, полученных в тех же условиях, с применением растворов с заранее известными концентрациями рифабутина и, необязательно, других компонентов в качестве анализируемых образцов.

Способ количественного определения лекарственных средств производных индандиона-1,3 // 2599103

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа определения лекарственных средств производных инандиона-1,3 в порошках фениндион, омефин, метиндион.

Способ количественного определения лекарственных средств // 2599102

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа количественного определения лекарственных средств дистигмина дибромида, демекастигмина дибромида и флупиртина.

Способ количественного определения групп стигминов // 2597796

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа количественного определения группы стигминов в субстанциях. Сущность способа заключается в том, что в исследуемую пробу прибавляют 20-30 мл очищенной воды для аминостигмина, ривастигмина, пиридостигмина бромида или спирта этилового 95% для неостигмина метилсульфата и физостигмина салицилата.

Способ измерения количества и размеров жировых капель в лекарственных препаратах для парентерального применения // 2593779

Изобретение относится к аналитической химии и касается способа измерения размера и количества жировых капель в препаратах для парентерального введения. Сущность способа заключается в том, что подготавливают пробу посредством введения эмульсии лекарственного препарата в профильтрованный через мембранный фильтр раствор натрия хлорида, перемешивания полученной суспензии и последующего забора части полученной суспензии и введения ее в профильтрованный через мембранный фильтр раствор натрия хлорида и перемешивания полученной суспензии.

Способ определения невидимых механических включений в окрашенных лекарственных средствах // 2593019

Изобретение относится к способам определения размеров частиц, в частности к способам определения невидимых механических включений в окрашенных лекарственных препаратах для парентерального применения.

Вольтамперометрический способ количественного определения глицирризиновой кислоты в фармацевтических субстанциях // 2603363

Изобретение относится к аналитической химии. Способ заключается в том, что в течение 150 с проводят электрохимическое концентрирование глицирризиновой кислоты на поверхности ртутно-пленочного электрода при потенциале электролиза (-1,8) В на фоне 0,01 М калия хлорида с последующей регистрацией вольтамперных кривых при линейной скорости развертки потенциала 50 В/с, а концентрацию глицирризиновой кислоты определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов (-0,2) до (-0,3) В относительно хлорид-серебряного электрода.

Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии // 2592049

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа пищевых продуктов, кормов и кормовых добавок, сельскохозяйственной продукции растительного происхождения, а также в медицине.

Способ определения палладия в рудах методом инверсионной вольтамперометрии // 2591872

Изобретение направлено на определение палладия в руде методом инверсионной вольтамперометрии и может быть использовано в гидрометаллургии, в различных геологических разработках при поиске и разведке в случае анализа руд, рудных концентратах и породах концентраций ионов палладия.

Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота // 2586961

Изобретение относится к аналитической химии. Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале накопления -1,0 В с последующей регистрацией обратных пиков электроокисления метионина на катодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 M раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, и определение концентрации метионина осуществляют по величине обратных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от минус 0,20 до плюс 0,10 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.

Амперометрический способ измерения концентрации аммиака в азоте // 2583162

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения технологических задач и задач экологического контроля. Концентрацию аммиака в анализируемом газе определяют по зависимости изменения величины одной из электрических характеристик электрохимической ячейки от количества аммиака, окисленного на поверхности внутренних электродов электрохимической ячейки, выполненных из электродного материала.

Способ определения серебра катодной вольтамперометрией // 2580635

Изобретение относится к области аналитической химии. Согласно изобретению предложен способ определения серебра катодной вольтамперометрией из фонового раствора, содержащего 4,5 мл 1 М KNO3 и 0,5 мл 0,1 М этилендиаминтетраацетата натрия (ЭДТА), из образующегося комплексного соединения на стеклоуглеродном электроде.

Способ количественного определения т-2 токсина методом дифференциальной вольтамперометрии // 2580412

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля продуктов сельскохозяйственного производства растительного происхождения.

Способ количественного определения флуоресцеина натрия в субстанции и лекарственном препарате на ее основе // 2570706

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в исследовательской и производственной практике. Согласно изобретению предлагается определять флуоресцеин натрия вольтамперометрически на стационарном электроде из стеклоуглерода по волне восстановления указанного соединения в кислой среде на фоне 0,1 н.

Способ определения золота дифференциально-импульсным вольтамперометрическим методом в водных растворах // 2554340

Изобретение направлено на определение золота (III) в водных растворах методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Способ определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии // 2554280

Cпособ определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии согласно изобретению включает следующие операции. Метионин переводят из комбикормового сырья в раствор.

Способ определения тиолов // 2613053

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в медицине, сельском хозяйстве, мониторинге окружающей среды. Способ определения тиолов согласно изобретению проводят инверсионной вольтамперометрией в 3М растворе NaOH в присутствии ионов серебра с концентрацией в растворе 4⋅10-5…8⋅10-5 М, вводят пробу, содержащую от 3⋅10-8 до n⋅10-5 М тиолов, перемешивают раствор в течение 10-30 с, подают потенциал электролиза +0,05 В в течение 60 с на серебряный электрод. Тиолы концентрируются на поверхности серебряного электрода в виде комплексного малорастворимого соединения, затем регистрируют вольтамперограмму при линейной развертке потенциала 5 мВ/с. Пик растворения тиолятов серебра наблюдается при потенциале -0,98 В и линейно зависит от концентрации тиолов в водных растворах. Способ согласно изобретению позволяет снизить нижнюю границу определяемых содержаний и использовать экологически чистый серебряный электрод. 4 ил.