Способ определения токсических соединений азота

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА в воздушной или жидкой среде с использованием органического реагента и последующей количественной регистрацией фотометрическим методом, отличаю п;ийся тем, что, с. целью повьппения чувствительности и точности определения, в качестве реагента используют ферменты , относящиеся к классу оксидоредуктазникотинамидадениндинуклеотид и определение ведут в 0,,02 М натрий-пирофосфатном буферном растворе при рН 6,95-7,4.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

894989 А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) ?790626/23-26 (22) .16.05.79 (46) 30.11.89. Бюл.1(44 (71) Институт химических наук АН Казахской CCP (72) М.И.Горяев, П.П.Гладьппев и В.А.Козлов (53) 546.17:577.158(088.8) (56) Перегуд Е.А. Санитарно-химический контроль воздушной среды. Справочник, Л., "Химия", 1978.

Вольберг Н.Ш. Сб. Методы определения вредных веществ в воздухе./Под реп. Е.А.IIeperyp,, 1968.

Изобретение относится к способу определения токсических соединений азота, который может быть использован в химической и металлургической промышленности, а также в оценке токсичности различных смесей при проведении комплексной экологической экспертизы состояния воздушного бассейна и водоемов.

Известны способы определения токсических соединений азота, так)(х как синильная кислота и ее соли, окислы азота и их гидраты, гидразин и его производные, аммиак с помощью колориметрии и построению градуировочных.характеристик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения токсических соединений азота, например цианис того водорода. Этот способ основан на реакции цианид-ионов с хлорамином (д1) 4 С 01 В 21/00, С 01 N 21/77

2 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА в воздушной или жидкой среде с использованием органического реагента и последующей количественной регистрацией фотометрическим методом, отличающийся тем, что, с. целью повьппения чувствительности и точности определения, в качестве реагента используют ферменты, относящиеся к классу оксидоредуктазникотинамидаденнндинуклеотид и определение ведут в 0,01 0 02 М натрий-пирофосфатном буферном растворе при рН 6,95-7,4.

Т и фбтометрическом определении окра-, шенного продукта взаимодействия образующегося хлорциана с пиридином и бар- Я битуровой кислотой.

Однако, в известном способе не достигается быстрота определения, достаточная воспроизводимость, нельзя . (ф вести процесс в динамических условиях ф и в автоматическом режиме для проведения массовых анализов.

Кроме того известный способ не предполагает прямой корреляции со степенью воздействия токсических веществ на биологические объекты, вклю-. чая человека. Известный способ не позволяет также предсказать интегральный и кумулятивный эфФект воз- Ъ. действия на биосферу токсических веществ при колебании во времени их концентрации в атмосфере и гидросфере.

Кроме того, этот способ малоэффективен при использовании для комплексной

894989

При изменении рН реакционного раст вора в ту или другую сторону от указанного диапазона эффективность реакции падает вследствие нестабильности фермента. Из ряда испытанных буферных смесей, натрий-фосфатного, калий-фосфатного, цитратного и т.п. в 0,01-0,024 M натрий-пирофосфатном буферном растворе получены наиболее стабильные результаты.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа с использованием алкоголь-дегидрогеназы

50 экологической экспертизы, подразумевающей оценку общей токсичности воздушного. бассейна и водоемов.

Цель изобретения — повышение чув5 ствительности и воспроизводимости результатов.

Это достигается описываемым спо-,. собом определения токсических соединений азота, основанным на использовании в качестве реагентов — ферментов класса оксидоредуктаз. Для обна-. ружения опасных промышленных токсических веществ, относящихся к классу кровяных и ферментных ядов, могут использоваться гемсодержащие ферменты .каталаэа и КАДН (никотинамидадениндинуклеотид) — зависимый фермент АДГ— алкогольдегидрогеназа. Определение . ведут в 0,01-0,02 М натрий-пирофосфат-20 ном буферном растворе при рН 6,957.40.

Скорость реакций пропорциональна концентрации активной формы ферментов (АДГ) и (К . При введении в реактор 25 токсических соединений I часть фермен тов переходит в неактивное состояние

АДГ, К и скорость ферментативной реакции уменьшается, что и позволяет определять концентрацию I-токсичных соединений азота.

Способ основан на специфичном влиянии токсичных соединений азота на ферментативные реакции, катализируемые ферментами класса оксидоредуктаз. Дей35 ствительно применяемыми ферментами могут быть каталазы и алкогольдегидрогеназь1 (АДГ) различного происхождения. Процесс проводят периодически или. непрерывно путем введения раст- 4 воров токсичных соединений азота в ферментативные реакционные смеси с автоматической регистрацией изменения концентраций субстратов или продуктов известными методами. 45 (АДГ) для периодического контроля токсичности, схема.

Пример 1. В качестве аналитического сигнала используется изменение, концентрации никотинамидадениндинуклеотида восстановленного (НАДН) регистрируемое спектрофотометрически на выходе иэ реактора при длине волны

340 ммк.

В сосуд 1, заполненный 2 л 0 01 М

Na-пирофосфатного буферного раствора рН 6,95, вносим определенное количе-. ство АДГ.из печени лошади (Венгрия) с тем, чтобы активность фермента в

2 л раствора составляла 1,0 Е/мл.

Туда же вносим 2,383 г НАДН,натриевой соли, чтобы получился 0,8 мМ раствор, В сосуд 2 помещают 150 мл разбавленного (1:100) ацетальдегида и доводят таким же буферным раствором до

2 л, чтобы получился 0,8 мМ раствор ацетальдегида. После выхода на режим термостата блока 3, равного 25 С и подготовки регистрирующего устройства

4, многоканальным перистальтическим насосом 5, со скоростью 2,3 мл/мин оба раствора через смеситель 6 подают в ферментативный реактор, представляющий собой капиллярную колонку с внутренним диаметром 1 мм, выполненную из инертного материала объемом 4-5 мл. Через 3-5 мин устанавливается базовая линия регистрации, после чего система готова для применения. Проба воздуха подготавливается одним из известных способов для перевода анализируемого компонента в поглотительный раствор и после поглощения яда рН раствора доводится до

7,0. Апиквот полученного раствора, шприцем через инъектор 7 вводится в ферментативный реактор. Расчет концентрации токсического компонента производится по высоте пика с использованием градуировочной характеристики.

Линейная зависимость высоты пика от концентрации яда сохраняется в диапазоне до 7,О ° 10 моль.

Пример 2, Осуществление способа с использованием каталаэы для периодического контроля токсичности, реализованного в устройстве, B качестве аналитического сигнала используется изменение концентрации перекиси водорода на выходе иэ реактора .регистрируемое спектрофотометрис чески при длине волны 240 ммк.

894989 6 сического компонента производится по высоте ника с использовачием градуировочной характеристики.

Линейная зависимость высоты пика

5 от концентрации яда имеет место в диапазоне до 3,5 ° 10 Е моль.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в следующем: достигается быстрота определения, хорошая воспроизводимость, отсутствие холос- тых опытов, процесс проходит в динамических условиях и в автоматическом режиме, что позволяет при низкой себестоимости определения проводить массовые анализы.

Техред Jl Олийнык

Корректор И.Самборская

Редактор Л. П ис ьман

Заказ 8041 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

В сосуд 1 помещают 2 л раствора каталазы (например, каталазы из печени быка или из гриба Penicillium vitall производимых в СССР) в воде с активностью 100 Е/мл (перманганатометрическое определение). В сосуд 2 помещают 2 л 0,02 M раствора перекиси водорода в воде. После выхода на режим термостатов блока 3 соответст.— венно 30 и 90 С и подготовки регист0 рирующего устройства 4 к работе многоканальным перистальтическим насосом 5 со скоростью 2,3 мп/мин оба раствора подают через смеситель

6 в ферментативный реактор объемом

15 мл. Через 5-10 мин устанавливается базовая линия регистрации, после чего система может использоваться для определения. Проба воздуха, содержащая токсические соединЕния, подготавливается одним из известных способов дпя перевода анализируемых компонентов в поглотительный раствор и после поглощения яда рН раствора доводится до 7,0. 4ликвот полу- ченного раствора шприцем через инъектор 7 вводится в подготовленное устройство. Расчет концентрации токПредлагаемый способ автоматически учитывает влияние не только индивиду20 альных, но и суммы токсических соединений, что является важным преимуществом при определении общей токсичности.

Кроме того, увеличение чувстви25 тельности предлагаемого метода на три порядка по сравнению с используемыми позволяет обнаруживать концентра ции токсических веществ, не регистрируемые другими методами.