Способ определения комплексообразующей активности органических соединений в водных системах по отношению к соединениям железа(iii) или меди(ii)

Изобретение относится к химии, в частности к контролю качества воды, содержащей органические примеси. Способ заключается в использовании трех емкостей, в первую и вторую помещают исследуемый водный раствор, а в третью емкость помещают контрольный водный раствор, не содержащий органических примесей, во вторую и третью емкости добавляют сульфат меди или сульфат железа и раствор иодида калия, определяют количество выделившегося йода на основании предварительно построенной градуировочной зависимости между содержанием йода в системе и оптической плотностью, измеренной при длине волны 285 нм в кюветах с длиной оптического пути 50 мм. Коэффициент комплексообразующей активности органических соединений Кка в исследуемой водной системе рассчитывается по формуле: Кка=100-(С2*100/С3), %, где С2 - количество йода, выделившегося во второй емкости, содержащей анализируемый раствор; С3 - количество йода, выделившегося в третьей емкости, не содержащей органических примесей - дистиллированной воде; если Кка составляет более 10%, то заключают, что комплексообразующая активность органических соединений в водных растворах высокая. 3 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к химии, в частности к контролю качества воды, содержащей органические примеси. Способ определения может найти применение при количественной оценке свойств органических соединений в водных растворах и имеет более широкие функциональные возможности по сравнению с аналогами.

Известен способ определения химической активности органических соединений в водных растворах, при котором помещают индикаторную пластину в водный раствор и по изменению состава водного раствора определяют химическую активность органического соединения в этом водном растворе [1]. При реализации способа на практике используют три емкости, в две из которых помещают исследуемый водный раствор, а в третью емкость помещают контрольный водный раствор, не содержащий органических примесей, в водные растворы, содержащиеся во второй и третьей емкостях, помещают индикаторные пластины, затем водные растворы в каждой из трех емкостей нагревают до температуры [95÷105]°С, выдерживают при такой температуре в течение [55÷65] минут, охлаждают до температуры [15÷25]° С, фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,46 мкм, измеряют содержание железа в водных растворах всех трех емкостей, а химическую активность органических соединений водных растворов определяют при помощи коэффициента активности:

ka=ΔFe/Fe1,

где ΔFe=Fe2-Fe1-Fе3,

здесь Fe1 - содержание железа в водном растворе первой емкости;

Fe2 - содержание железа в исследуемом водном растворе второй емкости;

Fe3 - содержание железа в водном растворе третьей емкости.

Описанный выше способ характеризуется трудоемкостью и ограниченными функциональными возможностями, так как не может оценить устойчивость степени окисления комплексообразователя, что является важнейшим свойством для применения результатов к биологическим объектам.

Изобретением решается задача создания способа определения химической активности органических соединений в водных растворах, характеризующегося более широкими функциональными возможностями.

Для решения поставленной задачи в способе определения химической активности органических соединений в водных системах по отношению к соединениям железа(III) или меди(II) в водных системах предлагается использовать три емкости, в первую и вторую помещают исследуемый водный раствор, а в третью емкость помещают контрольный водный раствор, не содержащий органических примесей. Во вторую и третью емкости добавляют сульфат меди или сульфат железа и раствор иодида калия, определяют количество выделившегося иода через одинаковый интервал времени на основании предварительно построенной градуировочной зависимости D=f(C) между содержанием иода в системе (С) и оптической плотностью (D), измеренной при длине волны 285 нм в кюветах с длиной оптического пути 50 мм. Изменения оптической плотности D в первой емкости и в дистиллированной воде в зависимости от введения сульфата меди или сульфата железа, или иодида калия учитываются при расчете количества выделяющегося йода во второй и третьей емкостях. Коэффициент комплексообразующей активности органических соединений Кка в исследуемой водной системе рассчитывается по формуле:

Кка=100-(С2*100/С3), %

где С2 - количество йода, выделившегося во второй емкости, содержащей анализируемый раствор, которое определяют по предварительно полученной зависимости D=f(C) с учетом влияния всех компонентов системы на оптическую плотность:

здесь D2 - оптическая плотность, по которой определяют концентрацию С2,

- оптическая плотность в анализируемом растворе после введения сульфата меди или сульфата железа и раствора иодида калия,

D1cu (D1Fe) - оптическая плотность в анализируемом растворе, находящемся в первой емкости, после введения сульфата меди или сульфата железа,

D1J - оптическая плотность в анализируемом растворе, находящемся в первой емкости, после введения раствора иодида калия;

С3 - количество йода, выделившегося в третьей емкости, не содержащей органических примесей - дистиллированной воде, которое определяют по предварительно полученной зависимости D=f(C) с учетом влияния всех компонентов системы на оптическую плотность:

здесь D3 - оптическая плотность, по которой определяют концентрацию С3,

- оптическая плотность в дистиллированной воде после введения сульфата меди или сульфата железа и раствора иодида калия,

D3cu (D3Fe) - оптическая плотность в дистиллированной воде после введения сульфата меди или сульфата железа,

D3J - оптическая плотность в дистиллированной воде после введения раствора иодида калия.

При совместном присутствии в растворе определенного типа органического вещества и катионов железа(III) или меди(II) образуются комплексные соединения, в которых ионы металлов являются комплексообразователем, а органические соединения - лигандами.

Восстановление железа(III) или меди(II) раствором йодида калия из комплексов с органическими соединениями сопровождается выделением йода:

где L - органический лиганд.

Способность к восстановлению металлов в комплексных соединениях и, следовательно, степень комлексообразующей активности органических соединений оценивается по величине коэффициента комплексообразующей активности - Кка: если Кка составляет более 10%, то комплексообразующая активность органических соединений в водных растворах высокая.

ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА

1. Определение комплексообразующей активности лекарственного препарата «Глутаминовая кислота» по отношению к катионам железа(III) или меди(II) в растворах, приготовленных на дистиллированной воде и питьевых подах разного типа.

Глутаминовая кислота - органическое соединение, заменимая аминокислота, которая синтезируется в организме. Особый практический интерес представляет оценка взаимодействия природных органических примесей, присутствующих в питьевых водах, с лекарственными препаратами, которые способны к комплексообразованию с биометаллами (в том числе и ионами железа(III) или меди(II).

Глутаминовая кислота как лекарственный препарат применяется для лечения заболеваний центральной нервной системы и оказывает воздействие на аминокислотный и белковый обмены, обмен углеводов и жиров, на распределение ионов калия и натрия в клетке [2]. Глутаминовая кислота употребляется в виде таблеток, которые запивают питьевой водой. Согласно инструкции по применению глутаминовой кислоты в качестве побочного действия отмечается уменьшение содержания гемоглобина в крови, поэтому противопоказанием к ее использованию является наличие у пациента железодефицитной анемии. Глутаминовая кислота способна к комплексообразованию с Fe(III), Cu(II) [3] - непосредственными участниками синтеза гемоглобина в организме.

По предварительным данным установлено, что природные питьевые воды от разных производителей содержат от 2 до 3 мг/л общего органического углерода. Природные органические примеси в исследуемых водах образуют комплексные соединения с железом(III) и медью(II), но не влияют на восстановительную способность металлов: Кка составляет менее 5%.

В присутствии лекарственного препарата «Глутаминовая кислота» суммарные свойства водной системы существенно изменяются. Результаты экспериментов представлены в табл. 1 и 2.

Примечание. (*) Расчетное значение - 4.5 мг/л.

Примечание. (*) Расчетное значение - 12 мг/л.

Из представленных в табл.1 и 2 данных можно заключить, что эффект снижения способности к восстановлению железа(III) и меди(II) зависит от содержания и свойств органических соединений в растворе, на что существенно влияет тип воды, на которой он приготовлен. Так, например, глутаминовая кислота в растворе на дистиллированной воде при концентрации от 50 до 250 мг/л (по ООУ) не влияет на процесс восстановления железа, несмотря на то, что имеет место образование железоглутаминовых комплексов (Кка = 2.2%). Однако если раствор этой аминокислоты приготовлен на различных видах природных питьевых вод, то снижается способность к восстановлению железа на 73-100%. Эта же тенденция наблюдается и по отношению к меди(II). Взаимодействие меди(II) с глутаминовой кислотой, приготовленной на дистиллированной воде, снижает способность Cu2+ к восстановлению на 9% и 39% при концентрации в растворе от 50 до 100 мг/л (по ООУ) соответственно. Когда растворы глутаминовой кислоты приготовлены на природных водах, то способность меди к восстановлению снижается на 53-88%.

Предложенный методологический подход может быть использован как метод оценки комплексообразующей активности органики природных вод и лекарственных препаратов in vitro с прогнозированием действия на процессы кроветворения.

2. Определение комплексообразующей активности трилона Б и относительной комплексообразующей активности органических примесей питьевых вод

Из анализа данных, представленных в табл. 3, можно заключить, что при использовании типичного комплексообразователя - трилона Б, в концентрациях от 2 до 5 мг/л по ООУ, процент снижения выделения количества йода в системе закономерно увеличивается от 9,5 до 52% соответственно и в среднем составляет 9,5% на единицу ООУ.

В анализируемых питьевых водах концентрация органических примесей составляет от 0,76 до 6,48 мг/л по ООУ, активность по отношению к меди(II) (по величине Кка) изменяется от 5 до 26%. Для того чтобы сопоставить свойства органических примесей в водах различного типа, за «стандарт комплексообразующей активности» выбран раствор трилона Б с концентрацией общего органического углерода (ООУ) 1 мг/л. По отношению к этому раствору относительная комплексообразующая активность составляет от 0,31 до 1,7. На активность органических примесей оказывает существенное влияние обработка исходной воды красным светом.

Вышеперечисленные свойства важно учитывать при анализе этиологических особенностей многих патологий. Например, недостаток меди можно создать алиментарно, если употреблять воду, содержащую органические примеси с высоким комплексообразующим коэффициентом по отношению к этому элементу. А ведь медь - важнейший кофактор синтеза гема в организме человека.

Комплексообразующие свойства органических примесей можно использовать и во благо. Проблема повышения концентрации меди в крови у пациентов, проживающих на территориях, где динамично идет освоение и переработка медно-цинковых руд, стоит на Урале достаточно остро. Одно из оригинальных исследований авторов [4] показало, что применение минеральных вод с высокой комплексообразующей активностью по отношению к меди(II) позволяет достоверно нормализовать повышенный в крови уровень меди уже через 14 дней. Это дало возможность обосновать использование минеральных вод с высокой комплексообразующей активностью в качестве лечебно-профилактического средства для безопасного выведения тяжелых металлов из организма человека в виде натуральных комплексных соединений.

Обобщая изложенное выше, можно заключить, что предложенный способ определения комплексообразующей активности органических соединений по отношению к соединениям железа(III) или меди(II) имеет более широкие функциональные возможности по сравнению с аналогами и позволяет оценивать устойчивость степени окисления комплексообразователя, что особенно важно для применения результатов к биологическим объектам.

Литература

1. Способ определения химической активности органических соединений по отношению к соединениям железа в водных растворах: пат. 2267783 Рос. Федерация / Белоконова Н.А., Корюкова Л.В., Петухова И.О. - №2004113724; заявл. 05.05.04; опубл. 10.01.06, Бюл. №1.

2. Волков М.В., Генин A.M., Глотов Н.А., Маевский Е.И. Глутаминовая кислота. Биохимическое обоснование практического использования. - Свердловск: Ср-Ур. кн. изд-во, 1975. - 119 с.

3. Яцимирский К.Б., Крисе Е.Е., Гвяздовская В.Л. Константы устойчивости комплексов металлов с биолигандами: Справочник. - Киев: Наукова Думка, 1979. - 228 с.

4. Божко Я.Г. Перспективы использования природных минеральных вод в качестве лечебно-профилактического средства для снижения повышенной концентрации меди в крови/ Я.Г. Божко, Н.А. Белоконова. И.А. Плотникова, И.О. Петухова// Успехи современного естествознания. 2013. №9. С. 109-110.

Способ определения комплексообразующей активности органических соединений в водных растворах путем использования трех емкостей, в первую и вторую помещают исследуемый водный раствор, а в третью емкость помещают контрольный водный раствор, не содержащий органических примесей, отличающийся тем, что во вторую и третью емкости добавляют сульфат меди или сульфат железа и раствор йодида калия, определяют количество выделившегося йода через одинаковый интервал времени на основании предварительно построенной градуировочной зависимости D=f(C) между содержанием йода в системе (С) и оптической плотностью (D), измеренной при длине волны 285 нм в кюветах с длиной оптического пути 50 мм, с учетом изменения оптической плотности D в первой емкости и в дистиллированной воде в зависимости от введения сульфата меди или сульфата железа, или йодида калия, затем вычисляют коэффициент комплексообразующей активности органических соединений Кка в исследуемой водной системе по формуле:

, %,

где С2 - количество йода, выделившегося во второй емкости, содержащей анализируемый раствор, которое определяют по предварительно полученной зависимости D=f(C) с учетом влияния всех компонентов системы на оптическую плотность:

D2 - оптическая плотность, по которой определяют концентрацию С2,

- оптическая плотность в анализируемом растворе после введения сульфата меди или сульфата железа и раствора йодида калия,

D1cu (D1Fe) - оптическая плотность в анализируемом растворе, находящемся в первой емкости, после введения сульфата меди или сульфата железа,

D1J - оптическая плотность в анализируемом растворе, находящемся в первой емкости, после введения раствора йодида калия;

С3 - количество йода, выделившегося в третьей емкости, не содержащей органических примесей - дистиллированной воде, которое определяют по предварительно полученной зависимости D=f(C) с учетом влияния всех компонентов системы на оптическую плотность:

D3 - оптическая плотность, по которой определяют концентрацию С3,

- оптическая плотность в дистиллированной воде после введения сульфата меди или сульфата железа и раствора йодида калия,

D3cu (D3Fe) - оптическая плотность в дистиллированной воде после введения сульфата меди или сульфата железа,

D3J - оптическая плотность в дистиллированной воде после введения раствора йодида калия,

если Кка составляет более 10%, то заключают, что комплексообразующая активность органических соединений в водных растворах высокая.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения содержания жиров в жидкости. В настоящем изобретении предлагается способ определения присутствия жиров в телесной жидкости путем фотографирования капли телесной жидкости и расчета изменения площади контакта капли телесной жидкости и коэффициента диффузии площади контакта.

Изобретение относится к области оценки загрязнения водной среды. Предложен способ определения степени загрязнения морских прибрежных вод тяжелыми металлами с использованием водорослей.

Изобретение относится к физико-химическим способам анализа природных вод. Способ определения жесткости природных вод включает этапы, на которых осуществляют определение концентрации мг⋅экв/л ионов Са2+, Mg2+, при этом процесс определения концентрации ионов кальция, магния предусматривает измерение удельной электропроводности от 3 до 20 мкА/см3 сильно разбавленных природных вод с содержанием ионов кальция, магния меньше 0,3 мг⋅экв/л с использованием градуировочного графика, с которого считывается концентрация ионов кальция, магния по численному значению удельной электропроводности природных вод.

Изобретение относится к физико-химическим способам анализа природных вод. Способ определения жесткости природных вод включает этапы, на которых осуществляют определение концентрации мг⋅экв/л ионов Са2+, Mg2+, при этом процесс определения концентрации ионов кальция, магния предусматривает измерение удельной электропроводности от 3 до 20 мкА/см3 сильно разбавленных природных вод с содержанием ионов кальция, магния меньше 0,3 мг⋅экв/л с использованием градуировочного графика, с которого считывается концентрация ионов кальция, магния по численному значению удельной электропроводности природных вод.

Изобретение относится к области биологии, аквакультуре и представляет собой способ оценки пригодности морской воды для выращивания промысловых двустворчатых моллюсков, заключающийся в том, что в качестве тест-объекта оценки качества воды используют оплодотворенные яйцеклетки двустворчатых моллюсков Mytilus galloprovincialis, развитие которых осуществляют в тестируемой воде и в контроле, после чего сравнивают воздействие тестируемой среды и контроля на развитие эмбрионов, отличающийся тем, что через 12 мин после оплодотворения яйцеклетки промывают профильтрованной морской водой, разделяют на равные части и выдерживают 2 часа 36 мин в тестируемой среде и в контроле при оптимальной плотности посадки оплодотворенных яйцеклеток 50 тыс.

Изобретение относится к биотехнологии и охране окружающей среды в области контроля загрязненности воды органическими веществами. Биосенсор для определения наличия органических веществ в воде состоит из пустотелого цилиндрического корпуса, в нижнем основании которого расположен анод, а в верхнем основании цилиндра - катод, которые через токоотводящие провода соединены с измерительным электронным блоком.

Изобретение относится к физико-химическим исследованиям и может быть использовано в ряде отраслей промышленности для определения эффективной концентрации ингибиторов кристаллизации солей или антискалантов.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в агроэкологии при определении нитрификационной способности почв. Для этого проводят компостирование почвы в термостате и определяют количество нитратов, накопившихся в почве в результате нитрификационных процессов.
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для экологического картирования, выявления неблагоприятных участков исследуемых регионов и дифференцированной оценки Cа-Sr статуса различных по площади территорий.

Изобретение относится к медицине и ветеринарии и представляет собой способ определения в одной постановке цист лямблий и ооцист криптоспоридий в биологическом материале - кале, в смывах объектов окружающей среды и в почве, заключающийся в подготовке пробы, внесении в пробу иммуномагнитных частиц, иммунохимическом связывании, в результате чего образуются агрегаты цист и ооцист с магнитными частицами, улавливании агрегатов цист и ооцист в магнитном поле, отмывке зафиксированных агрегатов цист и ооцист буферным раствором, диссоциации меркаптоэтанолом или соляной кислотой, разделении цист, ооцист и магнитных частиц в магнитном поле, переносе выделенных цист и ооцист на предметное стекло для последующего иммунофлуоресцентного мечения и последующей оценки микроскопированием с применением насадки «Опти-Люм» на микроскоп, где результат учитывают исходя из того, что цисты лямблий представляют собой сверкающие и флюоресцирующие яблочно-зеленым светом объекты, от округлых до овальных от 8 до 14 мкм в длину на 7-10 мкм в ширину, с ярко подсвеченными краями, ооцисты же криптоспоридий представляют собой сверкающие и флюоресцирующие яблочно-зеленым светом объекты, от овальных до сферических от 3 до 5 мкм в диаметре, с ярко подсвеченными краями.

Изобретение относится к областям судебной экспертизы и наноструктур, а именно, к выявлению невидимых либо слабовидимых следов пальцев рук, оставленных на различных следовоспринимающих поверхностях на основе ультрадисперсного наноматериала, при проведении идентификации личности человека.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения содержания жиров в жидкости. В настоящем изобретении предлагается способ определения присутствия жиров в телесной жидкости путем фотографирования капли телесной жидкости и расчета изменения площади контакта капли телесной жидкости и коэффициента диффузии площади контакта.

Изобретение относится к области биохимии и биотехнологии, а именно к моноклональному антителу, которое связывается с клетками-трансфектантами C1R, модифицированными для экспрессии на их поверхности полипептида MICA, и содержащей его фармацевтической композиции.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе системы контроля состояния почвы на агрономическом объекте. Устройство для дистанционного контроля влажности и температуры почвы включает блок питания, блок обработки данных и подключенные к нему датчики параметров окружающей среды и передающий блок.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в контрольно-аналитических лабораториях для стандартизации и контроля качества лекарственных средств.

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской генетике, и предназначено для ранней генетической диагностики риска развития сахарного диабета (СД) 2 типа.

Настоящее изобретение относится к устройству, применяемому для детектирования аффинностей связывания, а также способу детектирования аффинностей связывания согласно соответствующему независимому пункту.

Изобретение относится к физико-химическим способам анализа природных вод. Способ определения жесткости природных вод включает этапы, на которых осуществляют определение концентрации мг⋅экв/л ионов Са2+, Mg2+, при этом процесс определения концентрации ионов кальция, магния предусматривает измерение удельной электропроводности от 3 до 20 мкА/см3 сильно разбавленных природных вод с содержанием ионов кальция, магния меньше 0,3 мг⋅экв/л с использованием градуировочного графика, с которого считывается концентрация ионов кальция, магния по численному значению удельной электропроводности природных вод.

Изобретение относится к способу количественного анализа состава газовой смеси, в частности атмосферы гермооболочки (4) ядерной установки. Согласно предложенному изобретению предусмотрено измерительное устройство (2), содержащее детектор (16) теплопроводности с первым измерительным мостом, детектор (14) тепловыделения реакции со вторым измерительным мостом и общий блок (26) обработки результатов.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для проведения исследований по оценке влияния химического реагента на свойства продукции скважин.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу детекции комплекса Mycobacterium tuberculosis. Способ детекции комплекса Mycobacterium tuberculosis, включает иммунологический анализ специфического для комплекса Mycobacterium tuberculosis белка, где внеклеточную секрецию указанного белка осуществляют посредством термической обработки биологического образца, содержащего комплекс Mycobacterium tuberculosis, при 45-50°C в течение от 15 до 60 минут. Представлен набор для детекции комплекса Mycobacterium tuberculosis и способ осуществления внеклеточной секреции специфического для комплекса Mycobacterium tuberculosis белка. Вышеописанный способ позволяет эффективно детектировать комплекс Mycobacterium tuberculosis. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 6 пр.

Изобретение относится к химии, в частности к контролю качества воды, содержащей органические примеси. Способ заключается в использовании трех емкостей, в первую и вторую помещают исследуемый водный раствор, а в третью емкость помещают контрольный водный раствор, не содержащий органических примесей, во вторую и третью емкости добавляют сульфат меди или сульфат железа и раствор иодида калия, определяют количество выделившегося йода на основании предварительно построенной градуировочной зависимости между содержанием йода в системе и оптической плотностью, измеренной при длине волны 285 нм в кюветах с длиной оптического пути 50 мм. Коэффициент комплексообразующей активности органических соединений Кка в исследуемой водной системе рассчитывается по формуле: Кка100-, , где С2 - количество йода, выделившегося во второй емкости, содержащей анализируемый раствор; С3 - количество йода, выделившегося в третьей емкости, не содержащей органических примесей - дистиллированной воде; если Кка составляет более 10, то заключают, что комплексообразующая активность органических соединений в водных растворах высокая. 3 табл., 2 пр.

Наверх