Способ аналитического контроля ионов металлов — SU 2001398 (original) (raw)
РЕТЕН К ПАТЕН лим еров,икатора табл Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ПИ АНИЕ(54) СПОСОБ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯИОНОВ МЕТАЛЛОВ(57) Использование: область разработки экспресс(19) КЦ (1 ц (51) 5 001 Х 31 00 С 01531 02001531 22 Сущ- рова- порис- арбузм кон- среметодов контроля ионов металлов в воде.ность применения: способ основан на ингибинии иммобилизованной на гранульном макротом сополимере стиропа и дивинипбензопаной уреазы ионами металлов и последующетакте ингибированной уреазы с реакционноидой, в которую помещают твердофазный индуктна основе прородных и синтетических понеорганических материалов. Окраску индсравнивают с эталонной цветовой шкалой. 42001398 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 ределения мочевины в биологических растворах. Твердофазные индикаторы на основе мэкропористого сог 1 олимерэ стирола и дивинилбензола двух марок выпущены на НПО "Биоларн в 1990 г. в комплекте с цветными шкалами, предназначены для определения рН водных и органических растворов,Время ингибирования 5-10 мин обусловлено тем, что при времени ингибирования меньше 5 мин снижается чувствительность метода, При времени ингибирования больше 10 мин идет только наращивание степени ингибирования и теряется экспрессность метода.Приведение реакции гидролиза мочевины в течение 4 мин достаточно для образования количества аммония, вызывающего изменение рН соответственно изменение окраски индикатора. Проведение реакции гидролиза мочевины в течение времени, меньшего 4 мин, неблагоприятно для сильного ингибирования уреазы, так как за более короткое время и родуцируется значительно меньшее количество аммония,изменение рН происходит незначительно и 25 соответственно изменение окраски индикатора менее заметно, При проведении гидро- лиза мочевины за время, большее 7 мин, увеличивается продолжительность процесса, что снижает экспрессность метода;П р и м е р 1, Навеску иммобилизованной уреазы массой 50 мг помещают в 5 мл водного раствора А 9 Г 40 з с концентрацией ионов Ац 1,1 10 М и выдерживают 5 мин,+ ЯУреазу отделяют фильтрованием, высушивают фильтровальной бумагой и помещают в пробирку с 4,8 мл К -фосФзтноо буфера с рН 7,4; добавляют 0,2 мл 20/ -ного раствора мочевины, закрывают пробкои и выдерживают 5 мин, после чего вносят 10 мг твердофаэного индикатора на основе макропористого сополимерэ стирала и дивинилбензола. После этого 1 тдентифицируют его окраску по эталонной цветовой шкале. Для индикатора марчи И Ц- Б КП - зеленая окраска соотвегствует концентрации ионов А 9 1,1 10 М/л, Для ПДКв 10 М/л - цвет индикатора ярко жел гый 1,П р и м е р 2, Навеску иммобилизованной уреазы 50 мг помещают в 5 мл водного раствора Н 9 МОз)т с конце;трэцией ионов Нц 1,0 10 М/л и выдерживают 5 мин,2+Затем уреазу отделяют и помещают в пробирку с реакционной смесью кэк описано в примере 1, Закрывают пробкой, выдерживают 5 мин. вносят 10 мг теердофазного целлюлозного индикатора ИЦ-НК и идентифицируют его окраску по эталонной цветной2+шкале. Для концентрации ионов Нд 1,Сфя 10 М/л индикатор имеет светло-оранжевую окраску (для ПДКв -10 М/л - сирене вую, исходный цвет индикатора в буфере -темно-вишневый).П р и м е р 3, Навеску иммобилиэованной уреазы 50 мг помещают в 5 мл водного раствора Со 504 с концентрациейионов Со 1,0 10 М/л и выдерживают 5мин, Далее поступают, как описано в примег+ре 1.Для концентрации ионов Со 1,0 10М/л индикатор ИЦ-НК имеет темно-желтуюокраску (для ПДКв - темно-розовая окраска( 10 М/р), в буфере исходный цвет индикатора темно-вишневый),П р и м е р 4. Навеску иммобилизованной уреазы 50 мг помещают в 5 мл водногораствора М ЫОата с концантрациаи ионовИ 1,0 10 М/л, а далее поступают какописано в примере 1. Индикатор ИП-КК имеет темно-коричневую окраску (для ПДКв -темно-оранжевую, в исходном буфере - ярко-желтую),Для времени ингибирования 3 мин порог чувствительности начинается с концентрации ионов И 1,0 10" М/л. Для времени ингибирования 15 мин интенсивнее становится окраска индикатора, а цвет соо 1 ветствует времени ингибирования 10 мин. В гэбл 1 приведены результаты аналии теского контроля индивидуальных растворов металлов в сравнении с прототипом, в табл. 2 - примеры аналитического контроля суммарной дозы металлов для различных составов и концентрации смесей, в табл. 3 и 4 - результаты аналитического контроля 1 опов металлов в водопроводной и родниковой воды г, Москвы. Как видно из табл, 1-3 предлагаемый способ позволяет значительно увеличить чувствительность и экспрессность способа аналитического контроля концентрации ионов металла и, особенто, их ПДКн; контроля суммарной концентрации ионов металлов в смешанных растворах, питьевой и природной воде. Способ не требует донос ельных могцностей, сложного аппэрэ у; но оформления, дешев, прост, пр;.д,сматривает многорэзовое использование детектирую.щих элементов, пригоден для работы в полевых условиях, экспедициях, экстремальных ситуациях,2001398 ТаблицаОтличительные признаки Второн детекгирующий элементОсновнои чувствительныйэлементУреаэа. выделенная из невсхо. жик семян арбуза, иммобилизо.ванная на макропористомсополимере стирала и диви нилбенэола Количество иммо. билизованной уреаэы на один анализ - 50 мг Суммарная ак. тивтивность на одно определение - 1,01 ФЕ,Способ Твердофазный нерастворнмыи индикатор на основе природ. ных ипи синтетических полимеров, неорганических материалов. а именно на ос.нове цеплюпотж, силохрома илн маропористого сопопимера стирала и дивинилбензола Предлагаемый Соевая уреаза. иммобнлизован.ная на стеклянных щврикак,Количество иммобипиэоеаннсйуреазы на опседеление - 500мг. Суммарная активность в колонке - 1000 ФЕ,Термометрический датчик Прототип Термометрическии датчик Соевая уреаза. иммобилизован.ная нв стеклянных щарикак Количество иммобипизоеанной уреазы на определение - 500 мг Суммарная активность в колонке1000 ФЕ. рогатин(56)Мазоччзса ,//Стегп, апа 1987, ч,32, М 5, р. 845-852, Вгооп Т., РагаО А,В. // Апасастетпигу асйа, 1977, ч. 73, М 2, р. 301-309. Ма 1 аззоп ВОапеяоп В НеггпазсопС.// ГЕВСец., 1978, ч. 85, р. 203. Основной чувствительный элемент . иммобилизованная на полимере уреаза - химически стабильна при хранении и эксплуатации, используется при анализе в малык копичествак. Второй детектирующий эле. мент химически, меканически и термически стабильный ин. дикатор многоразового дейст. вия с мгновенной регенерацией. Чувс чктельность: Н 9 . 10 М/л Со 10 М/л; А 9 .1 О М / л; М . 10 М /п и т д,Позволяет экспрессно определять ПДКв ме. таплое; суммарную или индивидуальную концентрацию металлов. Пригоден для работы в полеэнык условиях. в экспедициям,в экстремальных ситуацияк Способ простой, быстрый и дещевый Основнои чувствительный эле мент- иммобилизованная на стеклянных щарикак уреаза ки. мически нестабильна. не практична для многоразового использования. быстрее тернет ферментативную активность при хранении, используется для анализа в значительно большик количествак что дела.ет способ дороже Второй детектирующий элемент . термический датчик требует дополнительных мощностей и соответствующего аппаратурно. го оформления, не пригоден для работы в полевых услови. як е экспедицияк, в экстре. мальных ситуацияк. его экспрессность ограничена, требует стационарных условий эксплуатации. Способ обладает невысокой чувствительностью . по Н 9 50 10 М/и СО 300 г 10 М/л, Я . 40 10 ьМ/и10 2001398 Таблица 2 Состав раствора Суммарная концент- Цвет индикатора Пример ИЦ-НК рация металлов в растворе, М / в С 1, МОЗ 1 10 1 1 О 110 Темно-розовый СО , Сц , гпСа + РЬг Аз+анионы: 504гБеж Желтый СНЗСОО Вишневый СиреневыйСветло -коричневый Беж СНзСОО, СГ, МОз,АБОТаблица 3Цветная шкала составлена ля смеси: Сб, Сц, Еп, Са, Ац, РЬ, Аинтервал концентраций: 10 - 105 Сб , Сц , 7 пСаг А . РЬг,А 1, энионы:Снзсоо: ЗО 4 г-,Сб, Сц, ЕпСаг+ А +, РЬг+з+ зр,анионы: 504 0 ( в исходном буфере) 1 101 101 101 10 1 10 1 10 1 10 1 10 1 10 1 10 1 101 Темновишневый Вишневый Красный Розовый Темно-оранжевый Желтый2001398 Таблица 4 Цвет индикатора Суммарная концентрацияФметаллов в воде , М /л Водопроводная вода для районовКрасная Пресня 1,0 10 - 10Цветная шкала сравнения как в табл. 3аф2+ 2+ 2+Точнее по цвету результат получен по шкале для смеси: СЬ, Сц, ЕпСа, РЬ, А в интервале концентраций 10 - 10 М/ л.По шкале для смеси: С 6, Со, 7 п, Са, РЬ, А . Сг, Нд винтервале концентраций 10 - 10 М/лЗаказ 3126 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1, СПОСОБ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИОНОВ метАллов, включающий взаимодействие иммобилизированной уреазы с исследуемым раствором с последующим определением концентрации ионов металлов с помощью второго детектирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и экспрессности количественного определения ионов металлов в индивидуальных или смешанных растворах, в качестве фермента используют уреазу, выделенную иэ семян арбуза, иммобилизованную на гранульном макро- пористом сополимере стирола и дивинилбенэола, в качестве второго дете ктирую щего элемента используют твердофаэные индикаторы на основе природных и синтетических полимеров, неорганических металлов, а определение проводят по окраске индикатора в сравнении с эталонной цветовой шкалой при взаимодействии фермента с испытуемым раствором в течение 5 - 10 мин и контакте 10 ингибированного фермента с индикаторомв течение 4 - 7 мин,2. Способ по п.1, отличающийся тем,что в качестве твердофаэных индикаторов используют индикаторы на основе целлю лозы, макропористого сополимера стиролаи дивинилбензола или силохрома,