Спосіб тест-визначення нікелю(іі)

Реферат: Винахід належить до галузі аналітичної хімії. Спосіб тест-визначення нікелю(II) полягає в тому, що силікагель, модифікований 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтолом, обробляють розчинами нікелю при рН 5,5 і порівнюють колір сорбенту із стандартною кольоровою шкалою. Тест-метод характеризується вибірковістю визначення, зокрема в присутності надлишку Fe(III) та Со(ІІ). Достатня чутливість методу дозволяє використовувати його для візуального тествизначення мікрокількостей Ni(II) у слині. UA 102959 C2 (12) UA 102959 C2 UA 102959 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований спосіб належить до аналітичної хімії, зокрема до візуальних тест-методів визначення нікелю(II) і може бути використаний при аналізі слини. В цій галузі прийнято використовувати такі терміни і скорочення: ППУ - пінополіуретан. MB - межа виявлення. СГ - силікагель. HR-1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтол. HR-СГ - 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтол, іммобілізований на силікагелі. ВТ - візуальне тест-визначення. Відомі способи тест-визначення нікелю, які полягають в тому, що фільтрувальний папір, імпрегнований диметилгліоксимом, [1] а також пінополіуретан (ППУ), модифікований рубеановодневою кислотою, [2] попередньо оброблюють розчинами нікелю і порівнюють колір сорбентів зі стандартними кольоровими шкалами. Діапазон визначуваних концентрацій тестшкал становить, мг/л нікелю(II): 10-500 [1], 0,02-1,00 [2]. Недоліком способу із використанням імпрегнованого на папері диметилгліоксиму [1] є недостатня для аналізу біологічних рідин, зокрема слини, чутливість. Межа виявлення (MB) нікелю у 20 разів перевищує допустиму дієтарну норму споживання нікелю при виділенні людиною слини 1,5 л за добу. Недоліком способу із використанням модифікованого ППУ [2] є тривалість і трудомісткість одержання сорбенту, що містить процедуру приготування таблетки ППУ (3 год.). Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є спосіб визначення нікелю(II) візуальним тест-методом з використанням модифікованого цинк(II) 4-(2-піридилазо)-2нафтолатом високодисперсного кремнезему Silpearl [3]. Спосіб ґрунтується на іммобілізації на Silpearl комплексної сполуки цинку(II) з 4-(2-піридилазо)-2-нафтолом, подальшу обробку сорбенту розчинами з рН=3,8 і порівняння кольору сорбенту зі стандартною кольоровою шкалою. MB нікелю(II) становить 0,0 6 мг/л. До недоліків запропонованого способу можна віднести трудомісткість і тривалість одержання модифікованого сорбенту через необхідність синтезу модифікатора - цинк(II) 4-(2-піридилазо)-2-нафтолату, погану седиментацію Silpearl, що ускладнює відокремлення сорбенту від матриці, збільшуючи тривалість аналізу. Проведення визначення можливе при рН, що не відповідає рН біологічних рідин, зокрема слини. В основу винаходу поставлено задачу розробки простого і придатного для аналізу біологічних рідин, зокрема слини, способу візуального тест-визначення (ВТ) нікелю(II). Поставлена задача вирішується за рахунок того, що мезопоруватий силікагель (СГ), модифікований 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтолом (HR-СГ), обробляють розчином Ni(II) при рН 5,5 з наступним візуальним порівнянням кольору сорбенту із стандартною кольоровою 2 шкалою. Модифікацію СГ марки SG-60 фірми "Merck" (S=490 м /г, розмір частинок: 63-200 мкм, d(пop)=6 нм) здійснюють адсорбцією 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтолу з гексанового розчину [4]. Модифікацію здійснюють в одну стадію шляхом перемішування певної наважки сорбенту СГ з гексановим розчином модифікатора впродовж 5 хв. [4]. Ємність одержаного сорбенту за модифікатором становить 2,0 мкмоль/г. Діапазон стандартної кольорової шкали, що використовують для визначення концентрації нікелю, становить 90-600 мкг/л (при об'ємі проби 15,0 мл). MB нікелю у 5 разів менше за допустиму дієтарну норму споживання нікелю при виділенні людиною слини 1,5 л за добу, що робить придатним спосіб для візуального тест-визначення Ni(II) у слині. Оптимальним для кількісного (80 %) вилучення Ni(II) модифікованим сорбентом є рН 5,5, оптимальний час перемішування сорбенту із розчином проби становить 15 хв. Таким чином, суттєвими ознаками запропонованого способу є те, що як модифікатор використовують 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтол, а обробку сорбенту здійснюють розчином з рН 5,5. Застосування СГ, модифікованого 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2-нафтолом, для визначення нікелю(II) у біологічних рідинах у літературі не відомо, що дозволяє вважати запропонований спосіб таким, що відповідає критеріям "новизна" та "винахідницький рівень". Винахід ілюструється наступними прикладами, які не обмежують обсяг правової охорони: Приклад 1. Одержання стандартної кольорової шкали. Готують 8 розчинів з рН=5,5 (контроль за рН-метром) об'ємом 15,0 мл з вмістом Ni(II) 0, 90, 120, 150, 180, 300, 450, 600 мкг/л. До кожного розчину додають по 0,100 г HR-СГ і перемішують магнітною мішалкою впродовж 15 хв. Одержані забарвлені сорбенти відділяють центрифугуванням. Діапазон стандартної кольорової шкали становить 90-600 мкг/л Ni(II). Приклад 2. Вплив сторонніх іонів на результати визначення нікелю(II). 1 UA 102959 C2 5 Розчини з рН=5,5 (контроль за рН-метром) об'ємом 15,0 мл з вмістом Ni(II) 600 мкг/л за відсутності і у присутності різних концентрацій сторонніх іонів (Табл. 1) перемішували магнітною мішалкою з 0,100 г HR впродовж 15 хв. Розчин частково декантували і вимірювали поглинання сорбенту при 590 нм в кюветі з 1=0,10 см. Допустимим вважали такий вміст сторонніх іонів, при якому зміна аналітичного сигналу не перевищувала 5 %. Результати дослідження заважаючого впливу сторонніх іонів наведено у таблиці 1. Таблиця 1 Допустимі кількості сторонніх іонів при визначенні 10,0 мкмоль/л Ni(II) Сторонні іони X + + K , Na 2+ 2+ Са , Мg 3+ Fe 2+ 2+ 2+ Cu , Co , Zn 10 15 20 25 30 35 Допустиме співвідношення X:Ni 4 10 3 10 50 5 Сторонні іони X 2 NO3 , SO4 2СІ , НРО4 , СН3СОО Допустиме співвідношення X:Ni 50 5 0,5 Видно, що ацетат-іони не заважають визначенню нікелю(II) при концентрації вдвічі меншій, ніж концентрація Ni(II). Однак вміст ацетат-іону, а також середній вміст Zn(II), Fe(III), Cu(II), Со 22(II) і аніонів SO4 і НРО4 у слині, нижчий за допустимий вміст. Заважаючий вміст хлорид-іонів, який у слині у 100-600 разів переважає допустимий, можна усунути введенням аніонообмінника, зокрема DEAE52-Cellulise, на стадії пробопідготовки. Це свідчить про придатність використання HR-СГ для визначення нікелю(II) у слині. Приклади 3-4. Визначення нікелю (II) у слині. Пробу слини відбирали натщесерце вранці з метою усунення впливу факторів, що спричиняють зміну секреції слини, шляхом випльовування у мірну пробірку. Перед пробовідбором пацієнти прополіскували ротову порожнину дистильованою водою протягом 10 сек. і відпочивали 2 хв. З метою інтенсифікації пробопідготовки і руйнування органічних комплексів металів застосовували дію ультразвуку. Для цього до проби слини об'ємом 5,0 мл додавали 5,0 мл 3 бідистильованої води, 0,1 мл HNO3 (1:1) та піддавали дії ультразвуку з інтенсивністю 3,88 Вт/см та частотою 44 кГц впродовж 5 хв. Для усунення заважаючого впливу хлорид-іонів до одержаного розчину додавали 0,100 г аніонообмінника DEAE52-Cellulise і перемішували магнітною мішалкою протягом 10 хв. Розчин центрифугували і декантували. Доводили об'єм одержаного розчину до 15,0 мл бідистильованою водою та кислотність до рН 5,5 (контроль за рН-метром). Перемішували з HR-СГ протягом 15 хв. Сорбент відокремлювали від розчину й забарвлення вологого сорбенту порівнювали зі стандартною шкалою. Результати визначення вмісту Ni(II) у слині (Х1, мкг/л) обчислюють за формулою: Х1=15·Х/Упроби, де X - вміст Ni(II) за стандартною шкалою, мкг/л, V проби - об'єм проби слини, мл. Правильність методики перевіряли методом "введено-знайдено". Для цього до проб слини об'ємом 5,0 мл вводили добавки Ni(II) 270 і 900 мкг/л. Далі діяли, як описано вище. Результати ВТ визначення нікелю в слині наведені в табл. 2. Таблиця 2 Результати візуального тест-визначення вмісту Ni(II) у слині. У спостереженні брали участь 15 спостерігачів. (n=15, Р=0,95) Приклади Введено Х1, мкг/л 3 4 270 900 Знайдено Х±Х, мкг/л (Sr) 100±10 (0,17) 330±35 (0,17) Знайдено Х1±Х1, мкг/л (Sr) 300±30 (0,17) 900±100 (0,17) З таблиці 2 видно, що відносне стандартне відхилення не перевищує 20 %, що є прийнятним для візуальних тест-методів. Розроблений спосіб характеризується задовільною 2 UA 102959 C2 5 10 15 20 правильністю і відтворюваністю, що свідчить про його придатність для аналізу слини на вміст Ni(II). Практичне застосування способу, що заявляється, дає змогу порівняно із прототипом збільшити вибірковість визначення (зокрема не заважає 10-кратний надлишок Fe(III) і 5-кратний надлишок Со(ІІ)), модифікація матриці відбувається в одну стадію, оскільки не передбачає одержання комплексу, у 5 разів зменшується тривалість одержання сорбенту з 25 хв. до 5 хв. У 20 разів зменшено час відокремлення сорбенту від матриці за рахунок кращої седиментації мезопоруватого силікагелю, за прототипом він становить 20 хв., за способом, що заявляється, 1 хв. Завдяки достатній чутливості (MB у 5 разів менша за допустиму дієтарну норму споживання нікелю при виділенні людиною слини 1,5 л за добу) спосіб є придатним для візуального тест-визначення мікрокількостей Ni(II) у слині. Джерела інформації: 1. US 3730688 A, 01.05.1973. 2. Атаманиченко Я.А. Тест-методы определения никеля (II) в питьевой воде // Методы и объекты химического анализа.-2007. - Т.2, № 1. - С.35-39. 3. Запорожец О.А., Петрунек Н.И., Калиниченко Е.В. Визуальный тест-метод для определения Ni(II) на основе иммобилизованого на кремнеземе 4-(2-пиридилазо)-2-нафтолата цинка // Химия и технология воды.-1999. - Т.21, № 1. - С.14-20. 4. Запорожец О.А., Линник Р.П., Воловенко О.Б. Иммобилизованный на кремнеземе АТАН в анализе сосуществующих форм меди в природных водах // Методы и объекты химического анализа.-2007. - Т.2, № 1. - С.40-50. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Спосіб тест-визначення нікелю(II), який полягає в тому, що кремнезем, модифікований органічним комплексоутворюючим реагентом, обробляють слабокислими розчинами нікелю і порівнюють колір сорбенту із стандартною кольоровою шкалою, який відрізняється тим, що як сорбент використовують силікагель, модифікований 1-(4-адамантил-2-тіазоліл-азо)-2нафтолом, а обробку сорбенту здійснюють розчином з рН 5,5. 30 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3