Спосіб кількісного визначення іонів натрію в присутності іонів калію

Спосіб кількісного визначення іонів натрію в присутності іонів калію, що передбачає приготування розчину проби та вимірювання її інтенсивності люмінесценції, який відрізняється тим, що розчин проби піддають взаємодії із стандартними розчинами хлориду тербію та 4-карбоксибензо-15краун-5 при рН 6,0-7,0, опромінювання утвореної системи здійснюють УФ-світлом при l збудж = 297 UA (21) u200903221 (22) 06.04.2009 (24) 10.09.2009 (46) 10.09.2009, Бюл.№ 17, 2009 р. (72) ЛЕОНЕНКО ІННА ІГОРІВНА, АЛЕКСАНДРОВА ДАР'Я ІГОРІВНА, ЄГОРОВА АЛЛА ВОЛОДИМИРІВНА, АНТОНОВИЧ ВАЛЕРІЙ ПАВЛОВИЧ, БАСОК СТЕПАН СТЕПАНОВИЧ (73) ФІЗИКО-ХІМІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМ. О.В. БОГАТСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 2 (19) 1 3 43946 калію, що передбачає приготування розчину проби та вимірювання її інтенсивності люмінесценції тим. що розчин проби піддають взаємодії із стандартними розчинами хлориду тербію та 4карбоксібензо-15-краун-5 при рН 6.0-7.0. опромінювання утвореної системи здійснюють УФ - світl лом при збудж = 297 ям. а вимірювання інтенсивності люмінесценції здійснюють при l еміс = 545 нм. Новим в заявленій корисній моделі є наявність таких ознак: - взаємодія проби із сумішшю, що містить новий органічний ліганд -4-карбоксібеизо-15-краун-5; - умови взаємодії - уротропіновий буферний розчин з pH 6.0-7.0: l - опромінювання УФ - світлом при збудж = 297 нм; - вимірювання інтенсивності люмінесценції при l еміс = 545 нм. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і досягнутим результатом можна пояснити наступним: в заявленому способі використаний ефект гасіння іонами нагрію сенсибілізованої люмінесценції іону тербію у комплексі, що може бути пояснено утворюванням різнометального комплексу Тb-R-Na+. Зниження межі визначення іонів натрію стало можливим завдяки використанню нового люмінесцентного молекулярного сенсору комплексу тербію з новим лігандом. Це можна пояснити наступним. Органічний ліганд 4-карбоксібензо-15-краун-5 відноситься до похідних 15-краун-5 і має таку структурну формулу: O O O HO O O HO O Tb O Tb O O Цей реагент мас в ультрафіолетовій області спектру смуги поглинання при l =258 нм ( e = 11810 л моль-1×см-1) та l =290 нм ( e = 5460 л моль1 ×см-1), що обумовлює ефективне поглинання енергії збудження. Ця енергія передасться з триплетного рівня ліганду (21500 cм-1) на енергетичний рівень Tb3+ (20500 cм-1). що призводить до значного зростання Iлюм тербію, Взаємодія комплексу TbR в водно-етанольному розчині з іонами натрію відбувається при рН 3.0-8.0. максимум люмінесценції спостерігається при рН 6.0 7,0. У запропонованому способі для утворення оптимального pit розчину використовується 1.0 мл 40%-ного розчину уротропіну. Підвищення чутливості стало можливим завдяки використанню ефекту гасіння іонами натрію сенсибілізованої люмінесценції іонів тербію у комплексі з R, завдяки витисканню іонами нагрію іонів тербію з порожнини краун-естерного фрагменту. Це надає можливість досягнути зниження нижньої межі визначаєм їх концентрацій іонів натрію в 5 разів на відміну від прототипу. Оптимальні концентрації іонів Tb3+ та реагенту - 4x10-4 моль/л. Ілюм тербію в комплексі Тb-R максимальна при опромінюванні утвореного комплекl су УФ-світлом з збудж = 297 нм. Встановлено, що додавання до розчину комлексу Тb-R іонів нагрію призводить до гасіння спектрів люмінесценції (Фіг. 1.) даного комплексу. Залежність інтенсивності люмінесценції комплексу від концентрації іонів нагрію представлена на Фіг. 2. Можна припустиш, що в комплексі Tb:R = 2:1 іон тербію (III) координований як карбоксильною групою, так і порожниною краун-естерного фрагменту, з якої іон дантаніду витискує Na+ (Tb:R:Na+ = 1:1:1), що призводить до зменшення інтенсивності люмінесценції Тb(III) (див. схему): O O O 4 O O Tb O O Дане явище використано для люмінесцентного визначення іонів натрію з межею визначення 4.5 мкг/мл. Інтенсивність люмінесценції іону лантаніду не змінюється в присутності K+ та суттєво зменшується під впливом Na+, що налає можливість селективного люмінесцентного визначення іонів натрію в присутності 1000-кратних надлишків іонів калію (Фіг. 3.). Іони магнію, кальцію, літію зменшують інтенсивність люмінесценції аналогічно іонам натрію. Приклад. Визначення іонів натрію проводили у розчині для інфузій «Трисоль» виробництва ЗАТ «Біофар Tb O O O Na O O O O Na O O O ма» (нагрію хлориду 5 г: калію хлорид) 1 г;. нагрію гідрокарбонату 4 г, вода для ін'єкцій - до 1 л). Градуювальний графік будують наступним чином: в кожну колбу додають 0.4 мл 1×10-2 моль/л розчину хлориду тербію. 4.0 мл 1×10-3 моль/л етанольного розчину R, 1.0 мл 40%-ного розчину уротропіну, вносять по 0,15; 0,75 мл робочого розчину NaCl (0,77 мг/мл): 0.75; 1.5 мл другого робочого розчину NaCl (7.7 мг/мл); 0.75; 1.1 мл стандартного розчину NaCl (7,7 мг/мл) (3 паралельних виміри). Доводять водою до 10 мл та перемішують. Паралельно готують розчин контрольної проби, який містить усі компоненти, крім хлориду натрію. 5 43946 Вимірюють інтенсивність люмінесценції за l еміс = l 545 нм ( збудж = 297 нм) у кожній точці. Концентрацію у кожній точці градуювального графіку перераховували на вміст іонів натрію. За допомогою одержаних результатів будують градуювальний графік залежності інтенсивності люмінесценції від концентрації іонів натрію (мкг/мл) в координатах Штерна-Фольмера (Фіг. 4.). в якому спостерігається лінійність в інтервалі концентрацій іонів натрію 4,5-3300.0 мкг/мл. Випробовуваний розчин, Попереднім дослідженням було встановлено, що гідрокарбонат-іони викликають гасіння люмінесценції комплексу Tb-R. Нами встановлене, що заважаючий вплив НСО3, можна усунути кип'ятінням проби після додавання соляної кислоти. У склянку об'ємом 100 мл поміщали 50 мл препарату «Трисоль», додавали 7 крапель НСl (конц) до рН~2.2 і ставили на магнітну мішалку (час -1 година; t=100°C) до повного видалення СО2. Розчин охолоджували й кількісно переносили в мірну колбу об'ємом 50 мл, доводили до мітки бідистильованою водою й перемішували. Далі 1.0 мл розчину вносять у мірну колбу об'ємом 10 мл, додають 0.4 мл 1×10-2 моль/л розчину хлориду тербію. 4,0 мл 1×10-3 моль/л розчину R, 1.0 мл 40%-ного розчину уротропіну. Доводять водою до 10 мл та перемішують. Вимірюють інтенсивність люмінесценції за l еміс = 545 нм ( l збудж = 297 нм). Паралельно вимірюють інтенсивність люмінесценції розчину робочого стандартного зразка (РСЗ) хлориду натрію. Розчин РСЗ хлориду натрію. 0,7700 г хлориду нагрію розчиняють у 100.0 мл дистильованої води. 6 Аліквоту 1,0 мл одержаного розчину (7.7 мг/мл) вносять у мірну колбу об'ємом 10.0 мл, додають всі реагенты, як зазначено в приготуванні градуювального графіку. Паралельно готують розчин контрольної проби, який містить, усі компоненти, крім хлориду натрію. Вимірюють інтенсивність люмінесценції холостої проби за зазначених вище умов. При розрахунку інтенсивності люмінесценції випробовуваного розчину та розчину РСЗ враховували Ілюм контрольної проби. Сумарний вміст іонів натрію в міліграмах в 1.0 мл розчину обчислюють за формулою: I × m 0 × 23 × 5 × 0,5 × 1000 I 1 × m 0 × 23 × 10 = C2 = 1 I 2 × 58,5 I 2 × 58,5 × 5 × 0,5 × 100 де: І1 - інтенсивність люмінесценції випробовуваного розчину (І0/Іпр); І2 - інтенсивність люмінесценції розчину РСЗ хлориду натрію (І0/Іст); І0 - інтенсивність люмінесценції контрольної проби; m0 - наважка РСЗ хлориду натрію, у грамах; 23 - молярна маса іону Na; 58.5 - молярна мaca NaCl; 1000-переведення г в мг. Результати визначення наведені в таблиці. При n=5; Р=0,95 відносне стандартне відхилення (Sr, %) складає 1.66. Таким чином, заявлений спосіб у порівнянні з прототипом, дозволяє знизити нижню межу визначаємих концентрацій іонів натрію в 5 разів та здійснювати визначення у присутності іонів калію. Таблиця Результати визначення сумарного вмісту іонів натрію (X) (n=5; Р=0.95) Об'єкт аналізу Розчин для инфузій «Трисоль» NaHCO3, NaCl, KCl (Na+- 3.0600 мг/мл, K+-0.5245 мг/мл) («БІОФАРМА», Україна) X, мг/мл 3.0990 3.1535 3.1261 3.0596 3.1955 хср ± D X Sr,% 3.1267 ±0.0644 1.66 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 43946 8 Підписне Тираж 28 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