Мембрана твердоконтактного іоноселективного електрода для визначення концентрації іонів доксиламіну

Мембрана твердоконтактного іоноселективного електрода для визначення концентрації іонів доксиламіну, що містить як структурний компонент полівінілхлорид, як пластифікатор дибутилфталат, електродоактивну речовину та стабілізатор 3 29703 ну речовину та стабілізатор потенціалу твердого контакту; причому корисною моделлю передбачено використання як електродоактивної речовини іонних асоціатів катіону доксиламіну з аніонами фосфорномолібденової кислоти, а як стабілізатора потенціалу твердого контакту срібла колоїдного при наступному співвідношенні компонентів (мас%): полівінілхлорид 30,0-36,0 дибутилфталат 55,0-63,0 іонні асоціати катіону доксиламіну з аніонами фосфорномолібденової кислоти 1,0-2,0 срібло колоїдне 1,5-2,0 Полівінілхлорид є основою мембрани, в якій рівномірно розподілені інші компоненти мембрани. Вказаний вміст полівінілхлориду забезпечує механічну міцність мембрани і достатню жорсткість для створення твердого контакту з електронним провідником. При вмісті полівінілхлориду нижче, ніж 30%, знижується механічна міцність мембран. При збільшенні вмісту вище, ніж 36%, погіршується відтво-рюваність мембранних потенціалів. Дибутилфталат - малолетка сполука, вона є розчинником-пластифікатором для електродоактивної речовини і матриці електрода (полівінілхлориду), що не змішується з водою. Зменшення вмісту дибутилфталату - менше, ніж 55% - призводить до отримання жорсткої мембрани, появи в ній тріщин і виходу електрода з ладу, а також до різкого зростання часу встановлення потенціалу та до зменшення терміну використання електрода (до 6 тижнів). При збільшенні вмісту пластифікатора (вище, ніж 63%) мембрана стає в'язкою, знижується її механічна міцність та скорочується термін використання (до 4 тижнів). До різкого погіршення відтворюваності мембранних потенціалів та всіх електроаналітичних характеристик мембрани (зниження крутизни електродної функції і інтервалу її лінійності, зростання добового дрейфу 4 потенціалу електрода) призводить зменшення вмісту електродоактивної речовини нижче, ніж 1,0%. При збільшенні вмісту електродоактивної речовини вище, ніж 2,0%, спостерігається кристалізація її на поверхні мембрани, що призводить до відшарування мембрани в зоні контакту з електронним провідником і втрати працездатності електрода; це різко зменшує робочий ресурс мембрани - до 3 - 4 тижнів. Срібло колоїдне у вказаних кількостях стабілізує потенціал на межі поділу: іонний провідник (мембрана) - електронний провідник (графітовий стрижень), і знижує час встановлення рівноважного потенціалу. Зменшення вмісту срібла колоїдного (нижче, ніж 1,5%) призводить до погіршення відтворюваності мембранних потенціалів при низьких концентраціях досліджуваної речовини, а також зростає добовий дрейф потенціалу електрода. При збільшенні вмісту стабілізатора потенціалу мембрани вище, ніж 2,0%, знижується механічна міцність мембрани. Срібло колоїдне може бути використане у вигляді лікарського засобу коларгола. Як вихідні компоненти для отримання електродоактивної речовини використовують 2% розчин доксиламіну сукцинату фармакопейної чистоти та 3% розчин фосфорномолібденової кислоти кваліфікації «ч. д. а» у воді. Отримують електродоактивну речовину таким чином: до 2% розчину доксиламіну сукцинату додають двократний об'єм 3% розчину фосфорномолібденової кислоти та перемішують скляною мішалкою. Осад, що утворився, залишають на добу для дозрівання. Після цього осад відділяють від рідкої фази центрифугуванням та промивають водою очищеною до негативної реакції на сукцинат-іони. Осад висушують до постійної маси при температурі 50-60°С. Приклад 1. Експериментальним шляхом було визначено оптимальний склад заявленої мембрани, наведений у таблиці 1. Таблиця 1 Оптимальний склад заявленої мембрани № п/п 1 2 3 4 Компонент мембрани полівінілхлорид дибутилфталат іонні асоціати катіону доксиламіну з аніонами фосфорномолібденової кислоти срібло колоїдне (коларгол) Для приготування одночасно 5 мембран в сухому бюксі (40-50см3) розчиняють 250±10мг полівінілхлориду в 10см3 циклогексанону при температурі 40-50°С при безперервному перемішуванні електромагнітною мішалкою, після чого в розчин вводять 400±8мг дибутилфталату, перемішують суміш протягом 3-5хв. та вводять 10±0,2мг іонного асоціату доксиламіну з фосфорномолібденовою кислотою, суміш перемішують до розчинення електродоактивної Вміст, мас% 37,4 59,9 1,5 Вміст, г 250±10 400±8 10±0,2 1,2 8±0,2 речовини, а потім додають 8±0,2мг срібла колоїдного. Всю суміш гомогенізують протягом 1 години. Гомогенізовану масу наносять краплями на полірований торець графітового стрижня, заздалегідь запресованого врівень з торцем поліхлорвінілової трубки діаметром близько 10мм, яка є корпусом електрода. Нанесений склад висушують при температурі 25-30°С, а потім знову наносять гомогенізовану 5 29703 масу. Операцію повторюють до утворення мембрани товщиною 0,6±0,1мм. Після висушування мембрани електроди кондиціонують в 1,0×10-3M розчині доксиламіну сукцинату протягом 5-12 діб. Електрод порівняння (хлорсрібний електрод ЭВЛ1-МЗ) Сольовий місток (насичений розчин КС1) Електрорушійна сила (ЕРС) цього гальванічного елементу визначається концентрацією (активністю) іонів доксиламіну, а також присутністю сторонніх іонів та описується відомим рівнянням Нікольського: E=E0+S×lg(aDon+Kсел×aз), де S - крутизна електродної функції електрода; E0 - стандартна ЕРС гальванічного елементу; aDon - активність іонів доксиламіну в досліджуваному розчині; aз - активність іонів, що заважають (сторонніх), в досліджуваному розчині; Kсел - коефіцієнт селективності мембрани. Експериментальне одержана залежність ЕРС вказаного гальванічного елементу від концентрації (активності) іонів доксиламіну наведена на фіг. 1. Електродна функція є лінійною в інтервалі концентрацій (1,0±0,5)×10-4 -(1,0±0,3)-10-2моль/л з крутизною 58,1±0,9мВ. Мінімальна концентрація доксиламіну сукцинату, що можна визначити, складає 3,2-10-5M. Час відгуку електрода при мінімальній концентрації не перевищує 15с, при великих концентраціях (>1,0×10-3M) - біля 5с. Дрейф потенціалу електрода, що вивчається, протягом тижня становить 0,5мВ. 6 Дослідження електродних властивостей мембрани в розчинах доксиламіну сукцинату проводять за допомогою гальванічного елементу: Розчин Мембрана Графітовий доксиламіну сукстрижень цинату Приклад 2. Експериментальним шляхом вивчалась ступінь селективності заявленої мембрани до сторонніх речовин, зокрема до іонів натрію, калію, цинку, кальцію, а також до димедролу, та вплив рН розчину доксиламіну сукцинату, що аналізується, на електродну функцію мембрани. Використовували розчини доксиламіну сукцинату з концентрацією 1,0×10-4 та 1,0×10-3моль/л, розчини димедролу з концентрацією 1,0×10-4, 1,0×10-3 та 1,0×10-2моль/л та розчини доксиламіну сукцинату з концентрацією 1,0×10-4моль/л у розчинах калію хлориду, натрію хлориду, кальцію хлориду, цинку хлориду з концентрацією 1,0×102 моль/л. Величини коефіцієнтів потенціометричної селективності розраховували за методом змішаних розчинів. Розраховані коефіцієнти потенціометричної селективності донормілсе-лективного електрода наведено у таблиці 2 і свідчать про те, що досліджувані іони мають вплив на потенціал донормілселективного електрода, але дозволяють проводити потенціометричне визначення донормілу в присутності Na+ К2+, Zn2+ та Са2+ за умови введення відповідних катіонів до стандартних розчинів донормілу. Таблиця 2 Коефіцієнти потенціометричної селективності донормілселективного електрода Досліджуваний іон Na+ K+ Zn2+ Са2+ По відношенню до димедролу розроблений електрод виявляє побічну електродну функцію, проте вона є нестабільною, що виключає можливість визначення донормілу у присутності димедролу. Для дослідження інтервалу рН працездатності розробленого іоноселективного електрода використовували розчини доксиламіну сукцинату в 0,1М розчині кислоти хлористоводневої та в 0,1М розчині натрію гідроксиду. Концентрація розчинів доксиламіну сукцинату, що досліджувались, 1,0×10-4моль/л. Ксел 3,0 × 10-3 3,5 × 10-3 7,0 × 10-2 5,0 × 10-2 На фіг. 2. наведено залежність електродної функції мембрани, чутливої до доксиламіну, від рН. Встановлено, що потенціал запропонованого нами іоноселективного електрода на донорміл стійкий в інтервалі рН 4,7 - 9,0. Приклад 3. В експерименті було проведено порівняльну оцінку заявленої мембрани з відомою мембраною за прототипом. В таблиці 3 наведено електроаналітичні характеристики мембрани електрода, що пропонується, та відомої (прототип). 7 29703 8 Таблиця 3 Електроаналітичні характеристики мембрани електрода, що пропонується, та відомого (прототип) Електроаналітичні характеристики Інтервал лінійності електродної функції, М Крутизна електродної функції, мВ Мінімум, що визначається, М Інтервал рН працездатності електрода Робочий ресурс, діб Дрейф, мВ/доб. Тривалість кондиціонування, діб Час відгуку при 10-3М, с Мембрана складу, що пропонується (1,0±0,5)×10-4-(1,0±0,3)×10-2 Мембрана відомого складу 3,0×10-6-1,0×10-1 58,1 ±0,5 3,2×10-5 4,7 - 9,0 360 0,3 - 0,5 5 5 59,1 ±1,0 1×10-6 2,9-8,0 180 1,6 - 2,0 5 10 Дані, наведені в табл. 3, свідчать: мембрана електрода, що пропонується, у порівнянні з прототипом має менший дрейф потенціалу, менший час відгуку при 10-3М, меншу тривалість кондиціонування та більший робочий ресурс. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Таким чином, заявлено мембрану для визначення концентрації іонів доксиламіну іонометричним методом, що має високі електроаналітичні характеристики і може бути одержана за доступною технологією у промислових умовах. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601