Диссертация (1150323), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Согласно этой методике 4 мл пробыпомещались в виалу объемом 10 мл, к ним добавляли 1 мл буферного раствора(рН = 12), герметично закрывали. После этого мембрану виалы прокалывалииглой микрошприца и выдавливали 5 мкл поглотительного раствора, в качествекоторого авторы предложили использовать смесь фосфорной кислоты идигидрофосфата калия. После 15 мин концентрирования каплю отбирали обратнов микрошприц и анализировали её содержимое в условиях капиллярногоэлектрофореза.
Для улучшения воспроизводимости результатов в качествевнутреннегостандартаиспользовалиионыK+,которыесовместимыспоглотительной фазой, обладают химической стабильностью и достаточнойподвижностью. Учитывая тот факт, что разделение K+ и NH4+ затрудненовследствие их одинаковой электрофоретической подвижности в нейтральной икислой среде, 18-краун-6 эфир добавляли в поток электролита.
Краун эфируменьшал подвижность ионов K+ без существенных изменений во временимиграции для ионов аммония. Таким образом, в качестве электролита авторыиспользовали раствор нейтрализованного имидазола и уксусной кислоты (рН =4,3) с добавлением 18-краун-6 эфира. Методика обеспечивает довольно высокуючувствительность (ПО = 27 мкг/л), а парофазная микроэкстракция в каплюпозволяет избавиться от мешающего влияния многокомпонентных матрицбиологических жидкостей.30Применение твердофазной экстракции (ТФЭ) для определения ионоваммония в водных средах также представляется возможным [99, 100]. ТФЭ ионоваммония основана на образовании гидрофобных ион-парных ассоциатов междуиндофенольным комплексом и катионогенных ПАВ и их сорбции натвердофазном фильтре [101 – 103] или колонке с силикагелем с октадецилгруппами [104].
После сорбции ион-парный ассоциат элюируют небольшимобъемом растворителя. Существенным недостатком такого подхода являетсядлительность стадии образования ассоциатов – 60 мин [101], что объясняетсякинетически замедленной реакцией образования индофенольного комплекса. Дляускорения этой стадии авторы [102 - 104] использовали нитропруссид натрия вкачестве катализатора. В [90] авторы отказались от использования нитропруссиданатрияипроводилихромогеннуюреакциюс1-нафтоломидихлороизоциануратом натрия. На следующем этапе для образования ион-парныхассоциатов,кокрашенномудиметилтетрадецилфенилметиламмонийрастворухлорид,последобавлялиэтогосмесьотфильтровывали с помощью политетрафторэтиленового мембранного фильтра.На заключительном этапе ион-парный ассоциат был элюирован с фильтрараствором ацетонитрила и его оптическая плотность измерена при 725 нм.Мешающее влияние ионов Al3+, Mg2+ и Fe3+ было устранено предварительнымвведением в пробу раствора ЭДТА.
Методика обладает довольно высокойчувствительностью и экспрессностью (Таблица 4), однако с учетом развитиянаправления «зеленой химии» использование высокотоксичных веществ делает еёменее привлекательной.Ещё одним интересным подходом для решения проблемы разделения иконцентрирования ионов аммония является совмещение парофазного выделенияаналита с его последующей дериватизацией. В этом случае [105] ионы аммонияпереводятся в форму летучего аммиака путем добавления гидроксида натрия кжидкой пробе в закрытом сосуде при нагревании и перемешивании (Рисунок 5).Выделенный аммиак поглощался поглотительным раствором (в качестве которогобыла использована смесь о-фтальдегида (ОФД) и сульфита натрия) с31образованием изоиндольного прозводного. При этом экстракция аммиакапроходила в режиме динамичного движения поршня шприца, после чегосодержимоешприцахроматографсинжектировалосьфлуоресцентнымнепосредственнодетектором(ЖХ-ФЛД).вжидкостнойНесомненнымипреимуществами такого подхода являются экспрессность и отсутствие влиянияматрицы пробы.Рисунок 5.
Схема парофазного выделения и дериватизации ионов аммония [105].В таблице 4 представлены аналитические характеристики методик,включающие различные методы разделения и концентрирования ионов аммония.Таблица 4. Сравнение аналитических характеристик методик с разными видамиразделения и концентрирования.МетодМетодПОконцентрирования определения (мкг/л)ЛинейныйRSD, Время Ссылкадиапазон% анализа,концентраций,минмкг/л10–1603,08-10100ТФЭUV–vis2,5МЭКUV–vis12–1252,8~ 3095ЖМЭUV–vis520–7007,6~3490ПФМЭКЭ-UV2790–18005,3–7,5~ 2031ПФ выделение +дериватизацияЖХ-ФЛД5,610,6 – 169,73,8 –6,612-14105Из приведенных данных (Таблица 4) видно, что с помощью МЭК удалосьдостичь высокой чувствительности методики определения ионов аммония,однако, производительность остается на низком уровне.
ПФМЭ в каплю32позволяет добиться лучшей производительности, уменьшить расход реагентов, атакже позволяет проводить детектирование различными методами, в том числе ив условиях проточного анализа. Использование ЖХ-ФЛД значительно сокращаетвремя анализа, однако, применение этого метода для массовых анализов вмобильных лабораториях осложнено его дорогой стоимостью и трудоемкостью.Стоит отметить, что несмотря на большое количество работ, посвященныхопределению ионов аммония, основная масса исследований направлена наизучение и развитие методов их разделения/выделения, концентрирования иопределения в жидких и газовых средах, и лишь незначительная часть уделяетсяизучению проблемы определения ионов аммония в твердофазных образцах. Так, в[106]описываетсяиспользованиемметодикаопределениямикродиффузионнойионовячейкиаммония(Рисунокв6).почвахcСогласнопредложенной схеме анализа, сернокислый экстракт почвы помещался вовнешнюю полость ячейки, тогда как в её центр помещался поглотительныйраствор 1 % борной кислоты, после этого к экстракту пробы добавляли оксидмагния и выделенный аммоний поглощался раствором борной кислоты.
Назаключительном этапе титриметрическим методом устанавливали содержаниеионов аммония в пробе.Рисунок 6. Схема микродиффузионной ячейки для определения ионов аммония вэкстрактах почв [106].В [22] разработана спектрофотометрическая методика, основанная нашироко известной реакции Бертло, в которой фенольное производное (в данномслучае, салицилат натрия) образует индофенол в присутствии аммиака игипохлорита под действием катализатора нитропруссида натрия в щелочной33среде.
Предварительная стадия экстракции из почвы растворимого аммонийногоазота в раствор KCl занимает 2 часа, после чего водная фракция отделяетсяметодом центрифугирования и проводится хромогенная реакция. Мешающеевлияние Ca2+, Mg2+, Al3+ и Fe3+устраняется добавлением в вытяжку цитратанатрия.В настоящее время на территории РФ определения ионов аммония в почвахпроизводятся по ГОСТ Р. 53219-2008 [107], методика которого совпадает свышеописанной [22].Современных публикаций, посвященным определению аммония в иныхтвердофазных объектах, в проанализированной литературе найдено не было.Таким образом, задача разработки методик определения ионов аммония в бетонахи бетонных смесях остается актуальной и значимой на сегодняшний день.1.4.
Методы определения карбамидаКоличественное определение карбамида является важной задачей для такихобластей как клиническая диагностика, мониторинг окружающей среды, пищеваяпромышленность.Методы определения карбамида условно можно разделить на прямые икосвенные [108]. К прямым относятся методы, не требующие предварительногоразложения карбамида до ионов аммония, в то время как косвенные вобязательном порядке включают эту стадию.Большоечислопубликацийпосвященоопределениюмочевинывбиологических жидкостях, в основе которых лежат ферментативные методы [20,109 – 113]. Эти методы определения мочевины называются также уреазными, таккак в них в качестве реактива используется фермент уреаза. Для уреазы мочевинаявляется единственным физиологическим субстратом, поэтому уреазные методывысокоспецифичны, они предполагают гидролиз мочевины с помощью ферментадо ионов аммония:CO(NH2)2 + Н2О → 2 NH4+ + CO2,34с последующим определением последних различными методами.Так, авторы [20] для детектирования ионов аммония используют методБертло.
Анализ проводится следующим образом: к раствору, содержащемумочевину добавляют уреазу и термостатируют 10 минут при 37 ºС; затем краствору добавляют хромогенные реагенты и термостатируют 15 минут при 27 ºС,после этого проводят спектрофотометрическое определение при 630 нмотносительно дистиллированной воды. Окраска получаемого раствора устойчивав течение 24 часов.
При проведении анализа авторы рекомендуют ограничитьпопадание света для защиты образующегося соединения. Достоинствами даннойметодики является высокая селективность и точность. К недостаткам можноотнести многостадийность анализа.В работе [114] в качестве фермента также используют уреазу, однакоопределение ионов аммония после гидролиза предлагают проводить с помощьюреактива Несслера.
Методика позволяет определять 5 – 20 мг/л карбамида впересчете на азот в природных и сточных водах.В [110] предлагается кинетический подход для определения мочевины вбиологических жидкостях с использованием фермента лейциндегидрогеназы. Напервом этапе, для устранения мешающего влияния присутствующих в матрицеионов аммония перед уреазным разложением мочевины в пробу добавляли 2кетоизокапроновуюкислотуикоферментНАДН2,врезультатечегообразовывался L-изолейцин.При этом скорость реакции окисления НАДН2 до НАД напрямую зависит отсодержания ионов аммония.На втором этапе в пробу добавляли уреазу, а затем проводили аналогичноеопределение. Содержание карбамида определяли по разнице скоростей окисленияНАДН2 до НАД, регистрируемых автоматическим анализатором. Максимальнаяскорость реакции наблюдается в щелочной среде (pH = 8,75) с использованием35достаточно концентрированных растворов 2-кетоизокапроновой кислоты (С = 10ммоль/л) и при использовании уреазы с активностью 70 Ku/л.
Стандартноеотклонение по данной методике составляет 0,86 %, что говорит о хорошейвоспроизводимости. Предел обнаружения 0,06 ммоль/л. Данная методика имеетпреимущество перед другими ферментативными методиками, так как позволяетучесть содержание ионов аммония изначально присутствующих в пробе.Авторами[113]былапредложенаметодика,вкоторойаммиак,образующийся при гидролизе мочевины, реагирует с глутаматом при участииаденозинтрифосфата (АТФ) в присутствии глутаминсинтетазы. Образующийсяпри этом аденозиндифосфат (АДФ) определяют с помощью пируваткиназы ипируватоксидазы. При этом образуется пероксид водорода, который назаключительной стадии реагирует с фенолом и 4-аминоантипирином собразованиемокрашенногокомплекса.Величинупоглощениякомплексаизмеряют спектрофотометрически.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
