Диссертация (1150323), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Для получения индикаторных порошков в этихисследованиях были использованы нековалентная иммобилизация аналитическихреагентов на обращенно-фазовых силикагелях и их включение в ксерогеликремниевой кислоты.Там же были сформулированы требования к аналитическим реагентам,пригодным для использования в методе индикаторных трубок: контрастностьреакции, высокая стойкость взаимодействия с определяемым компонентом,прочное удерживание реагента и продукта реакции индикаторным порошком,чувствительность и селективность. Сделаны следующие выводы:–уменьшениеконцентрациииммобилизированногореагентавиндикаторном порошке приводит к увеличению чувствительности определения. Вто же время происходит ухудшение контрастности зоны начиная с некоторойконцентрации, индивидуальной для каждой системы;– уменьшение внутреннего диаметра трубки в интервале 1 – 3 мм приводитк повышению чувствительности определения;– в режиме опускания целесообразно использовать индикаторные трубкидлиной 40 мм, в режиме пропускания – 70 мм;– для обеспечения высокой точности определения время прохожденияанализируемого раствора через индикаторную трубку должно в 10 – 20 разпревышать время химической реакции.В 1981 году в США были запатентованы капиллярные трубки из стекла илипластмассы, внутрь которых помещали индикаторную полоску, пропитаннуюраствором уреазы и раствором индикатора (Рисунок 10) [167].
Таким образом,48мочевина из крови или её сыворотки поднималась по индикаторной полоске (3) спомощью капиллярных сил, под действием фермента (4) разлагалась науглекислый газ и аммоний, и в индикаторном слое (5) происходилаидентификация последнего. Для предотвращения абсорбирования крови или еёсыворотки в индикаторный слой над уреазным слоем размещали слойстеариновой кислоты и CCl4. Индикаторные слои (5) расположены надгидрофобной зоной в различных конфигурациях в зависимости от типа анализа(количественного или полуколичественного) и разделены необработаннымииндикаторами слоями (6).
Каждый индикаторный слой имеет свою группукрасителей и соответствует определенной концентрации мочевины. Дляопределения мочевины в биологической жидкости, индикаторная полоскавтягивается наверх, трубка опускается в раствор до отметки (2), после этогоиндикаторная полоска опускалась до отметки (2) и измерение проводится втечении 15 мин при 25 °C. Концентрация мочевины определяется по последнемуокрашенномуслою,соответствующемуопределеннойконцентрации,документально зафиксированной в инструкции по применению.Рисунок 10. Схема капиллярной трубки: 1 – стеклянная трубка, 2 – меткапогружения в раствор, 3 – индикаторная полоска, 4 – слой фермента, 5 –индикаторные слои, 6 – необработанные реагентом слои.В настоящее время известно большое количество биосенсоров дляопределения карбамида в биологических объектах, таких как: слюна, кровь,49сыворотка крови, моча и молоко [146 – 148, 168 – 176].
Все эти биосенсорыобъединяет тот факт, что определение карбамида происходит косвенно, т.е.предварительно карбамид расщепляют с помощью фермента уреазы. В [177]приведеныпримерыразличныхспособовиммобилизацииферментанаповерхность носителя, а также предложена новая акрильная микросфера,полученнаяпутемфотополимеризацииспривитиемсукцинамидойфункциональной группы, с помощью которой уреаза была иммобилизована наповерхность микросферы.
Также на предложенном носителе был иммобилизованхромоионофор, по изменению pH которого определяли содержание карбамида вбиологической жидкости. ПО метода составил 9,97 мкM.Авторы [178] обобщили сведения по всем этим биосенсорам, их методикаманалитическимхарактеристикамиспособамиммобилизацииреагентов.Биосенсоры обладают такими важными качествами как простота, надежность иэкспрессность, кроме того они обеспечивают низкие ПО.
Время отклика этихсенсоров составляет 10 с – 20 мин. Стоит отметить, что эти сенсоры былиразработаны для определения мочевины в слюне [179], крови [180 – 182],сыворотке крови [183, 184], моче [185, 186] и молоке [187 – 190], и никогда ранеене применялись для твердофазных объектов.1.6. ЗаключениеВ литературном обзоре были рассмотрены возможные причины выделенияаммиака из бетонных стен новостроек. Основной версией является использованиепротивоморозных добавок, содержащих карбамид и аммонийные соли, в осеннезимний период для улучшения технических характеристик бетонной смеси.
Такимобразом, для предотвращения изложенной проблемы в сфере строительстванеобходимо разработать методики определения ионов аммония и карбамида.Вследствие того, что срок годности бетонных смесей ограничен 1 – 2часами,возникает необходимость проведенияиххимическогоконтроля50непосредственно на строительных площадках при времени анализа не более 10мин.Для проведения внелабораторного количественного анализа широкодоступнымметодомявляетсяспектрофотометрия,обеспечивающаяэкспрессность, простоту исполнения и его низкую стоимость, что особенно важнопри выполнении массовых анализов. Метод определения ионов аммония,основанный на реакции Бертло, обладает высокой чувствительностью, крометого, замена фенолята натрия на салицилат натрия позволяет избежать работы свысокотоксичным реагентом.
Экспрессная реакция образования комплексакарбамида с п-диметиламинобензальдегидом представляет интерес в изучениивозможности её использования для определения карбамида в бетонах и бетонныхсмесях. Учитывая отсутствие кинетических ограничений, реакция образованияоснования Шиффа может быть рассмотрена для создания индикаторных трубок,предназначенных для скрининг-анализа бетонных смесей по показателюсодержания в них карбамида.Лабораторный контроль качества бетонов по показателям содержания в нихкарбамида и ионов аммония необходим для осуществления поиска источниковвыделения аммиака из бетонных стен новых домов, построенных по технологиимонолитного строительства.
С учетом необходимости выполнения массовыханализов, общим решением проблемы является разработка проточных методик.Парофазная микроэкстракция и мембранная газовая диффузия являютсянаиболее удобными и эффективными методами выделения и концентрированияионов аммония в условиях проточного анализа. Включение в схему анализаоперации предварительного выделения в каплю позволяет выделить определяемоевещество из анализируемого раствора в среду, которая не мешает егодальнейшемуопределению.Крометого,данныйметоднетребуетдорогостоящего аналитического оборудования.
Использование мембраннойгазовой диффузии позволяет проводить определение ионов аммония с помощьюкислотно-основного индикатора, что приведет к увеличению производительности.51Глава 2. Методика экспериментальных исследований2.1. Средства измерений, оборудование и реактивы1. Спектрофотометр «UVmini–1240» (Shimadzu, Япония), спектральный диапазонот 190 до 1100 нм.2. Электронные весы «Pioneer PA-214C» (Ohaus, США), 2-ой класс точности,предел взвешивания 210 г, дискретность 0,1 мг.3.Экспериментальнаявключающаясистемапарофазнуюциклическогомикроэкстракцию,инжекционногобылаанализа,смонтированасиспользованием двух шестиходовых соленоидных кранов (Cole-Parmer, США),перистальтического насоса «MasterFlex L/STM» (Cole-Parmer, США) (скоростьпотока от 0,5 до 5 мл/мин), шприцевого насоса (Cavro XLP 6000, Tecan, США),полипропиленовогорезервуара(виалаобъемом2мл),помещенноговультразвуковую ванну «УЗВ-1,3» (Сапфир, Россия.
Рабочая частота – 35 кГц.Потребляемая мощность – 180 Вт, мощность генератора – 50 Вт, мощностьнагревателя – 130 Вт. Температурный диапазон от +15 °С до +70 °С. Точностьподдержания температуры ± 1 °С) и реакционной ёмкости (стеклянная трубка своронкообразным входом в нижней части, высота – 20 мм, внутренний диаметр –10 мм), помещенной в циркуляционный термостат (LOIP, Россия. Температурныйдиапазон 20 – 100 °С.
Точность поддержания температуры ± 1 °С). Система вкачестве детектора оснащена оптоволоконным спектрофотометром (источниквидимого света «LS-1» и спектрометр «USB 4000», Ocean Optics Inc., США),снабжённым проточной кюветой «FIA-Z-SMA-50-TEF» (FIAlab®, США, длинаоптического пути – 50 мм). Коммутация отдельных узлов аэрогидравлическойсхемы обеспечивалась трубками из политетрафторэтилена (внутренний диаметр –0,5 мм).
Проточный анализатор управлялся автоматически с помощьюперсонального компьютера.524. Прибор высокоэффективного капиллярного электрофореза, оснащенный УФ детектором «CAPEL-103 RT» (Люмекс, Россия) с кварцевым капилляром(внутренний диаметр – 75 мкм, эффективная длина – 50 см, общая длина – 60 см).5. Экспериментальная система проточно-инжекционного анализа, включающаягазодиффузионное выделение аналита была смонтирована с использованиемперистальтического насоса (VS4-10R-Midi, Watson-Marlow); газодиффузионнойячейки с мембранным фильтром Durapore (диаметр пор – 0,22 мкм);спектрофотометра (Novaspec II, Amersham, выбранная длина волны – 580 нм),оснащенным проточной кюветой (Starna, Великобритания, длина оптическогопути – 10 мм, объем раствора – 0,6 мл); стеклянным резервуаром (виала объемом1 мл), помещенным в ультразвуковую ванну PS-20 3,2 л (UNISONICS, Австралия,Рабочая частота – 50 кГц.
Потребляемая мощность – 120 Вт, мощность генератора– 50 Вт, мощность нагревателя – 200 Вт). Система управлялась с помощью ПК спрограммным обеспечением LabVIEW 8.5 (National Instruments, США). Передачаданных осуществлена с помощью интерфейса NI USB-6009 (National Instruments,США). Коммутация отдельных узлов системы обеспечивалась силиконовымитрубками (Tygon®) и трубками из политетрафторэтилена (внутренний диаметр –0,8 мм).6. Экспериментальная система циклического инжекционного анализа дляопределения карбамида была смонтирована с использованием шестиходовогосоленоидного крана (Cole-Parmer, США), перистальтического насоса «MasterFlexL/STM» (Cole-Parmer, США) (скорость потока от 0,5 до 5 мл/мин), реакционнойёмкости (стеклянная трубка с воронкообразным входом в нижней части, высота –35 мм, внутренний диаметр – 10 мм).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
