Диссертация (1150291), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Однако приходитсясталкиваться и с такими задачами, где необходимо охарактеризовать объект вцелом, ответив на вопросы: «норма» или «патология», качественный илинекачественный продукт и т.д. Используя референтные данные и применяя кописаниям сложных объектов хемометрические методы, можно получить иколичественные зависимости для ряда параметров.Именнопотенциометрическиемультисенсорныесистемыявляютсяальтернативой традиционным методам разделения при решении таких задач.Основу мультисенсорной системы составляет массив электрохимическихсенсоров,обладающихразличнойперекрестнойчувствительностью.Полученная совокупность данных относительно изучаемого объекта затемобрабатывается хемометрическими методами.
Преимущества такого подходазаключаются в экспрессности анализа и простоте аппаратурного оформления.Данная работа посвящена выявлению возможностей потенциометрическихмультисенсорных систем для анализа объектов природного происхождения:биологические жидкости, растительные препараты традиционной китайскоймедицины (ТКМ), экстракты различных образцов чая.Цель работы: выявление возможности применения потенциометрическихмультисенсорныхпроисхождения.системдляанализасложныхобъектовприродного7Решались задачи:1.
Выбор мультисенсорной системы и разработка методологии измеренийдля каждого из изучаемых объектов.2. Распознавание объектов растительного происхождения на примереобразцов чая и лекарственных препаратов традиционной китайской медициныметодом главных компонент.3. Классификация образцов биологических жидкостей (образцы мочи),принадлежащей здоровым донорам и пациентам с патологией мочекаменнойболезни методом логистической регрессии.4.Определениекомпонентовбиологическихобъектовметодомкапиллярного электрофореза и мультисенсорной системой.5. Получение хроматографических и электрофоретических профилейрастительных объектов (лекарственных препаратов на основе традиционнойкитайской медицины) с целью дальнейшего сопоставления с данными отмультисенсорной системы.6.Инструментальнаяколичественнаяоценкапараметрагорькостипрепаратов ТКМ по шкале восприятия дегустаторов с использованиемпотенциометрической мультисенсорной системы.7.
Разработка схем анализа сложных объектов природного происхождениямультисенсорной системой.Научная новизна:Установлено, что мультисенсорная система обеспечивает определениеионного состава образцов мочи при использовании данных капиллярногоэлектрофореза в качестве референтных. Анализ образцов мочи мультисенсорнойсистемой с последующей обработкой результатов методом логистическойрегрессиипозволяетпроводитьклассификациюпопринципу«норма»/«патология». Подобный подход может быть рекомендован в качественезависимого диагностического критерия мочекаменной болезни на раннейстадии.8Выявлено наличие корреляций между откликами мультисенсорной системыихарактеристическими(хроматографическимииэлектрофоретическими)профилями при анализе образцов растительных препаратов ТКМ.
Это позволяетобнаружитьобщиезакономерностивструктурахданных,полученныхразличными аналитическими методами, для одних и тех же образцовПоказана возможность определения суммарного содержания полифенолови кофеина в образцах ТКМ с использованием мультисенсорной системы.Практическая значимость работы:Разработан метод определения ионного состава мочи мультисенсорнойсистемой с целью диагностики мочекаменной болезни на ранней стадии.Показано, что мультисенсорная система позволяет количественно оценитьпараметр горькости в препаратах традиционной китайской медицины (ТКМ) иорганолептические характеристики различных образцов чая с использованием вкачестве референтных показаний дегустаторов.Положения, выносимые на защиту:1.
Способ определения ионного состава образцов мочи мультисенсорнойсистемой и их классификация методом логистической регрессии по принципу«норма» - «патология».2. Результаты количественной оценки эпикатехина, кофеина, теарубигина вобразцах чая с помощью мультисенсорной системы, определяющие качествоанализируемого продукта.3.
Количественная оценка параметра горькости ворганолептическиххарактеристикобразцовчаяпрепаратах ТКМ исприменениеммультисенсорной системы и показаний дегустаторов в качестве референтных.4. Способы многомерной обработки данных для обнаружения корреляций врезультатах анализа, полученных для одного и того же объекта (образцы чая,растительныепрепаратытрадиционнойкитайскоймедицины)хроматографическими, электрофоретическими методами и мультисенсорнойсистемой.9ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ1.1.
Методы анализа сложных объектов природного происхождения1.1.1. Хроматографические и электрофоретические методы анализаобъектов со сложной матрицейСложные объекты природного происхождения представляют собоймногочисленную и разнообразную группу, к которым относят любые средырастительного и животного происхождения. Анализ биологических жидкостейчеловека (в первую очередь, плазма и сыворотка крови, моча) являетсяважнейшим источником информации при диагностике различных заболеваний иоптимизации лекарственной терапии и заключается обычно в идентификации иколичественном определении аналитов.
Лидирующая роль при решении такихзадачотводитсягибриднымметодам–хроматографическимиэлектрофоретическим – в сочетании с различными вариантами off- и on-lineконцентрирования [1].При выборе схемы подготовки проб к анализу учитывается не только егонадежность и точность, но и простота эксплуатации, а также время,необходимое для выполнения процедуры [2].Методы пробоподготовки биологических образцов зависят, в первуюочередь, от их агрегатного состояния и природы аналитов.На рис.
1 представлена общая схема пробоподготовки объекта со сложнойматрицей [1].гомогенизациядепротеинизацияэкстракциядиализвысаливаниеосаждениеТФЭЖЖЭдериватизацияРис. 1. Схема подготовки биологического объекта к анализу.В случае твердых образцов пробоподготовка включает стадии измельченияи гомогенизации образцов. Для измельчения таких твердых образцов, какволосы и кожа, применяют ультразвук и гомогенизацию с кварцевым песком на10холоде [3]. Известен способ пробоподготовки биологических тканей путем ихохлажденияжидкимазотомдохрупкогосостоянияспоследующимизмельчением [1].Для биологических образцов важной стадией пробоподготовки являетсядепротеинизация – отделение белков и липидов, затрудняющих определениецелевых компонентов и резко сокращающих время жизни хроматографическихколонок.
В случае капиллярного электрофореза (КЭ) белки могут сорбироватьсяна стенках кварцевого капилляра, влияя на воспроизводимость результатованализа [4].Одним из лучших методов отделения белков от низкомолекулярныхсоединений является диализ, основанный на процессах осмоса и диффузии:молекулыопределяемогонизкомолекулярногоаналита,вотличиеотбиополимеров, проходят через мембрану. Скорость диализа обычно крайненизка, для его ускорения увеличивают площадь мембраны и температуру,непрерывно меняя при этом растворитель [1].В случае жидкофазных объектов и водных вытяжек из твердых образцов,содержащих значительное количество белков, предварительно проводятвысаливание последних 1 М раствором гидроксида натрия или насыщеннымраствором хлорида натрия. Полную депротеинизацию проводят осаждениембелков кислотой (хлорной или трихлоруксусной) или смешивающимися с водойрастворителями [5].Липиды и пигменты из биологических объектов чаще всего удаляютэкстракцией хлороформом, диэтиловым эфиром или гексаном [6].Дляпредварительногопреимущественноконцентрированиясорбционноеконцентрированиеаналитовприменяюти/илижидкостно-жидкостную экстракцию (ЖЖЭ) [1].Повышению селективности анализа биологических объектах способствуетграмотный выбор дериватизации (пред- или постколоночной) для переводаопределяемых компонентов в требуемую аналитическую форму [1].
Выборзависит от конкретной задачи.11Чаще используют вариант предколоночной дериватизации, позволяющейоптимизировать условия реакции; избыток реагента не мешает детектированию[7].Процедуруполученияпроизводныхширокоприменяютиприэлектрофоретическом определении аналитов для перевода их в ионогеннуюформу (капиллярный зонный электрофорез) илис целью повышениячувствительности детектирования [8, 9].Для снижения пределов обнаружения используют различные вариантыконцентрирования,чтоособенноактуальнодляметодаКЭ,гдеконцентрационная чувствительность УФ-детектирования значительно ниже, чемвВЭЖХ.Разработанныеконцентрирования,восновевариантывнутрикапиллярногокоторыхизменение(on-line)электрофоретическихподвижностей аналитов за счет различий в электропроводности (стэкинг), рНрабочегобуферамицеллообразующихкритическую(динамическийагентовконцентрацию(свипинг)рН-скачок)виликонцентрации,мицеллообразованияиспользованиепревышающей(ККМ),позволилисущественно расширить аналитические возможности метода КЭ, в первуюочередь, при решении задач клинической диагностики [10, 11].Современными тенденциями в пробоподготовке образцов природногопроисхождения к анализу являются миниатюризация и автоматизация.
Дляснижения возможных ошибок и повышения точности необходима минимизацияколичества стадий при пробоподготовке [12].1.1.2. Общие сведения о химических сенсорах и мультисенсорныхсистемахВ современной аналитической химии активно развивается направление,связанное с разработкой и применением химических сенсоров.Обычно к химическим сенсорам относят датчики, реагирующие наизменение содержания компонентов среды, в которой они находятся или скоторой контактируют [13].12Химический сенсор имеет несколько элементов:* чувствительный слой, который дает отклик на изменение содержанияопределяемого компонента;* трансдьюсер (от англ. transducer - преобразователь) – преобразовательэнергии в электрический или световой сигнал;* токоотвод, передающий сигнал от трансдьюсера к измерительному прибору.Этот сигнал и является аналитическим, обеспечивая информацию о составесреды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
