Диссертация (1150273), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Этот эффект является следствиемболее полного разделения фаз. Следует отметить, что при диспергированииэкстрагента газовой фазой наблюдается более высокая скорость разделения фаз,что позволило сократить время анализа. Однако при диспергированииэкстрагента газовой фазой увеличивалось значение СКО, что связано с менеевоспроизводимыми условиями контакта органической и газовой фаз.Такимобразом,спектрофотометрическиебылиметодикиразработаныопределениядвеантипиринапроточныевслюне.Сравнение аналитических характеристик разработанных методик с известнымиметодиками определения антипирина в биологических жидкостях представленов таблице 6. Из этих данных можно сделать вывод, что разработаны методикиопределения антипирина, которые не уступают по пределам обнаруженияметодам капиллярного электрофореза и ВЭЖХ.
Основное отличие методик напринципах ЦИА состоит в полной автоматизации анализа, исключения стадиицентрифугирования, а также сокращении времени анализа.Таким образом, разработаны инструментальные схемы пробоподготовкибиологических жидкостей, включающие МЭДЭ полярным растворителем игазовой фазой.
Разработанные схемы могут комбинироваться с другимиспектральными методами (например, спектрофлуориметрия, ААС).Таблица 6Аналитические характеристики некоторых методик определения антипирина в биологических жидкостях.МетодопределенияПробоподготовкаДиапазонАвтомати- определяемыхПО, мкМзирована концентраций,мкМСКО, %Времяанализа, минСсылкаЖидкостнаяСФэкстракция, заменаНет10-505[128]растворителяУдаление белков,МЭКХНет30-350104.815[133]разделениеУдаление белков,ЖХ-УФНет3-10018.8[134]разделениеЖидкостнаяЖХэкстракция, заменаНет5-501,54.315[135]растворителяЖидкостнаяВЭЖХэкстракция, заменаНет5-2500,5715[136]растворителяДериватизация ижидкостная МЭ ДЭЦИАДа3-2001512[137]полярнымрастворителемДериватизация иЦИАжидкостная МЭ ДЭДа1,5-2000,5510[138]газовой фазойСФ – спектрофотометрия, МЭКХ – мицеллярная электрокинетическая капиллярная хроматография, ЖХ – жидкостнаяхроматография, ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография, ЦИА – циклический инжекционный анализ.Глава 4.
Циклический инжекционный анализ биологических жидкостей,включающий капельную микроэкстракцию с последующей заменойрастворителяНе всегда удается осуществлять детектирование аналитов непосредственнов фазе экстракта. В этом случае после жидкостной экстракции в схемупробоподготовкикакправиловключаютзаменурастворителя.Методкапельной микроэкстракции [139], благодаря использованию микрообъемовэкстрагента (до 5 мкл), позволяет быстро осуществить его испарение и заменурастворителя, а также в ряде случаев обеспечить более высокие значениякоэффициентов концентрирования по сравнению с микроэкстракцией придиспергировании экстрагента полярным растворителем или газовой фазой.Такая двухстадийная схема пробоподготовки не была раньше реализованав условиях проточного анализа. В схеме ЦИА (Рисунок 39) соединенная сатмосферой смесительная камера позволяет осуществлять замену растворителяпутем испарения его в атмосферу при подаче газовой фазы.
Для этогосмесительнуюкамеруспомощьюшприцевогонасосачерезвкран-переключатель подается порция пробы, в которую с помощью микрошприцавыдавливается капля экстрагента.После завершения массопереноса и удаления пробы из смесительнойкамеры, каплю экстрагента, содержащую аналит, выдавливают в смесительнуюкамеру и испаряют экстрагент потоком воздуха, затем растворяют аналит врастворе необходимого состава и направляют в соответствующий детектор.Аналитические возможности разработанной схемы пробоподготовки былипродемонстрированы при потенциометрическом определении кофеина в слюне.Кофеин используется в качестве тест-препарата для неинвазивной оценкифункционального состояния печени [140, 141].69Рисунок 39.
Схема ЦИА, включающая микроэкстракционное выделение иконцентрирование аналитов из биологических жидкостей в каплю экстрагента.Применение потенциометрического сенсора для проточного определениякофеина в слюне обеспечивает экспрессность анализа, так как исключаетсянеобходимостьпроведениядериватизации.Дляпотенциометрическогоопределения кофеина использовался катион-чувствительный сенсор с жидкимвнутренним контактом.
Сенсор был изготовлен в лаборатории химическихсенсоров кафедры радиохимии СПбГУ. Состав мембраны сенсора былпредложен в [142], данный сенсор применялся в составе мультисенсорнойсистемы для определения горькости лекарственных препаратов, обусловленнойсодержанием кофеина [143].Сенсор был изготовлен на основе мембраны из пластифицированногоПВХ, содержащей 33 весовых процента полимера, 65% 2-фторфенил-2нитрофениловогоэфира(пластификатора)и2%тетракис[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат калия в качестве электроактивного компонента.Гальванический элемент состоял из следующих компонентов:Ag │AgCl, KClнас.│ исследуемый раствор│ мембрана │NaCl, 0,01 M, AgCl │Ag70Следует отметить, что в слюне при обычных условиях кофеин находитсявнеионизированнойформе,следовательно,дляпотенциометрическогоопределения необходимо осуществить перевод аналита в ионную форму.Регулируя кислотность среды, можно добиться практически полного переводакофеина в протонированную форму:Дляоценкичувствительностисенсорапроводилипостроениеградуировочных зависимостей при различных значениях рН.
В нейтральной ищелочной среде чувствительность сенсора к кофеину отсутствовала (Рисунок40), а в кислой среде сенсор давал отклик на изменение концентрациипротонированной формы кофеина.250Е, мВ200150рН=2рН=4100рН=7рН=1050022.533.54рС кофеина4.55Рисунок 40. Зависимости ЭДС измерительной ячейки от концентрациикофеина при различных значениях рН.71Для определения линейности отклика электрода была проанализированасерия растворов кофеина в диапазоне концентраций от 10 -6 до 10-1 М. ЗначениерН = 2 всех рабочих растворов регулировали добавлением 10 -2 М сернойкислоты. Значение потенциала фиксировали через 1 мин после заполненияэлектрохимической ячейки раствором кофеина, перемешивание осуществляли спомощью магнитной мешалки.Как видно из рисунка 41 электродная функция сохраняет свою линейностьв области концентраций от 10-5 до 10-2 М. Отклонение от линейной зависимостив области малых концентраций связано с растворением электроактивноговещества мембраны, в результате чего в прилегающем к мембране слоерастворасоздаетсяконцентрацияпотенциалопределяющеговещества,соизмеримая с измеряемой.350y = -51.899x + 358.19R² = 0.99300Е, мВ2502001501005001234рС кофеина56Рисунок 41.
Зависимости ЭДС измерительной ячейки от концентрациикофеина.При рН 2 крутизна электродной функции составила 52 ± 1 мВ/-lg C вобласти линейности электродной функции 10-5 - 10-2 М.72Учитывая,чтотакогородамембраныимеютперекрестнуючувствительность, проявляя отклик ко многим компонентам анализируемойсреды, необходимо было изучить селективность сенсора к компонентам слюны,которые будут присутствовать в ней после per os применения кофеина. Впервую очередь, к сходным по составу и свойствам метаболитам кофеина,алкалоидам пуринового ряда – теофиллину, теобромину и параксантину.Данные о содержании неорганических компонентов в слюне [130], кофеина иего метаболитов в слюне после приёма тест препарата – кофеин – бензоатнатрия [144] представлены в таблице 7.Таблица 7Содержание неорганических компонентов в слюне, кофеина и егометаболитов в слюне после приёма тест препарата - кофеин-бензоат натрия.ВеществоNa+K+ClCa2+HCO3КофеинТеофиллинТеоброминСодержание, мМ [130, 144]20-802030-1001-415-800,10,010,01Для изучения селективности сенсора был использован метод раздельныхрастворов [145].
Для этого были построены градуировочные зависимости длярастворовкофеинаимешающихкомпонентовводномитомжеконцентрационном диапазоне (10-5 – 10-2 М) при рН 2. Зависимостипотенциаловотконцентрацийпредставлены на рисунке 42.кофеинаипримесныхкомпонентов73Рисунок 42. Зависимости ЭДС измерительной ячейки от концентрациикофеина и неорганических ионов.На рисунке 43 показаны градуировочные зависимости для кофеина,теобромина, теофиллина и параксантина при рН 2. Мешающее влияниеметаболитов наблюдается в диапазоне концентраций, соответствующемсодержанию этим компонентов в слюне.Рисунок 43. Зависимости ЭДС измерительной ячейки от концентрациикофеина и его метаболитов.74На основании полученных результатов были рассчитаны коэффициентыселективности согласно уравнению Никольского.
Для потенциала приопределении кофеина справедливо равенство:Ei = Ei0 +· lg ai, где zi=1; ai – активность кофеина.Для потенциала, возникающего при введении примесного компонента:Ej = Ej0 +· lg Kij·aj, где aj – активность примесного компонента;Kij – коэффициент селективности.Если ai= aj, то lg Kij=, где S =– угол наклона кривой.Рассчитанные коэффициенты селективности представлены в таблице 8.Было выявлено, что теобромин, теофиллин и параксантин могут оказыватьсущественноемешающеевлияниеприопределениикофеинавконцентрационном диапазоне от 10-5 до 10-4 М.Таблица 8Коэффициенты селективности кофеин-селективного сенсора.ККKрС(теофил- (теобро- (пара(кофеин)лин)мин) ксантин)511,7811,0310,7841,841,441,54-1-13,35,4·10 3,9·10 4,1·10-133,2·10-1 2,0·10-1 2,5·10-12,37,0·10-2 4,0·10-2 5,3·10-225,0·10-2 2,0·10-2 2,3·10-2К (Na+) К (K+)К (Cl-) К (Ca2+)К(HCO3-)1,9·10-13,4·10-13,3·10-21,1·10-25,7·10-38,2·10-42,8·10-13,8·10-14,9·10-21,3·10-25,8·10-38,3·10-43,6·10-13,3·10-14,0·10-21,0·10-25,1·10-37,6·10-43,1·10-15,3·10-15,2·10-21,8·10-28,9·10-31,3·10-35,6·10-15,9·10-19,1·10-22,4·10-21,2·10-21,7·10-3Особое внимание в работе было уделено изучению условий проведениякапельной микроэкстракции кофеина и его метаболитов для устранениямешающего влияния последних на потенциометрическое определение кофеинав слюне.Для оптимизации капельной микроэкстракции было изучено влияниеразличных хлорорганических экстрагентов (хлороформ, хлористый метилен,75хлорэтан, четырёххлористый углерод) на степень извлечения кофеина,теофиллина, теобромина и параксантина.
Основными требованиями к выборуэкстрагента для капельной микроэкстракции являются высокая степеньизвлечения аналита, низкая растворимость в водной фазе и устойчивостьобразования капли на конце иглы. Хлорорганические экстрагенты в той илииной степени отвечают указанным требованиям.Для этого 0,3 мл слюны помещали в виалу, затем с помощьюмикрошприца выдавливали каплю объёмом 1 мкл предварительно отобранногоэкстрагента в глубине раствора на расстоянии 5 мм от поверхности. В течениетрёх минут происходил массоперенос кофеина из пробы в каплю экстрагента.После чего пробу сбрасывали, а каплю экстрагента выдавливали вреакционную емкость, которую затем продували воздухом с целью испаренияэкстрагента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
