Спосіб флуоресцентного визначення оксалату у розчині

Реферат: Спосіб флуоресцентного визначення оксалату в розчині належить до галузі аналітичної хімії і може бути використаний в лабораторній діагностиці. Спосіб включає вимірювання ступеню зміни інтенсивності люмінесценції металокомплексу флуоресцентного індикатору цирконію (IV) з морином та оксалатом у кислому середовищі водно-етанольного розчину. Вміст оксалату визначають за збільшенням інтенсивності люмінесценції у діапазоні 480-540 нм. Застосування способу дозволяє підвищити чутливість визначення оксалату в 5 разів. UA 107169 C2 (12) UA 107169 C2 UA 107169 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований винахід належить до аналітичної хімії та стосується способу флуоресцентного визначення оксалат-іону в медицині при його вмісті 0,22-4,40 мкг. Запропонований амперометричний спосіб визначення оксалату у біологічних рідинах, зокрема у сечі, із використанням ферментативною електроду на основі оксалату оксидази [1]. До недоліків способу слід віднести неможливість усунення впливу виключення інгібіторів ферменту, що вимагає проведення кореляції результатів визначення і призводить до швидкого руйнування сенсору. Іншим аналогом є спосіб визначення оксалату за утворенням О2 у шарі ферменту [2]. Недоліком є неможливість застосування його у, наприклад, клінічному аналізі через громіздку конструкцію. Також запропоновані спектрофотометричні способи, в основу яких покладено конкуренту реакцію, щο супроводжується руйнуванням у присутності оксалату забарвлених комплексів 2+ UO2 , Fe(ІІ), Zn(ІV) з О-вмісними органічними реагентами різних класів [3]. Їх недоліками є невисока чутливість та незадовільна вибірковість. Найбільш близьким за технічною суттю є флуоресцентний спосіб визначення 0,5-10 мкг оксалат-іону, що включає вимірювання ступеню зменшення інтенсивності люмінесценції при 460 нм метан-індикаторного флуоресцентного комплексу Zr(IV) з 3-гідроксифлавоном у присутності оксалату в 1 % за об'ємом розчині етилового спирту при концентрації H 2SO4 0,327 моль/л, який приймається за прототип [4]. Спосіб характеризується незадовільною чутливістю. Визначенню 232не заважають іони (кратні кількості): Аl(ІІІ) (100), NO 2 (80), Cr2O7 , PО4 (40), Fе(III) (20), WO4 23(16), МоO4 , ІO4 , C3H5O(COO)3 (4), F (0,2). В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу люмінесцентного визначення оксалату шляхом заміни індикаторної системи, що дає можливість збільшити чутливість визначення. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у способі визначення оксалату як метал-індикаторний комплекс використовують різнолігандний комплекс, що утворюється при взаємодії цирконію (IV) з морином та оксалатом в 20-30 % за об'ємом етанольному розчині при концентрації HCl 0,03-0,40 моль/л. Вміст оксалату визначають вимірюванням ступеню збільшення інтенсивності люмінесценції при 480-540 нм (λзб 390-450 нм). Градуювальний графік, що використовують для визначення концентрації оксалату, лінійний у діапазоні концентрацій 0,22-4,40 мкг. Рівняння градуювального графіку має вигляд: Δl510=(73)+(9,50,2) CC2O42 -, мкг. Використання способу, що заявляється, дає змогу підвищити чутливість визначення оксалату у 5 разів порівняно із прототипом (МВ 0,095 мкг). Визначенню не заважають іони 2(кратні КІЛЬКОСТІ): SO4 , Сu(ΙΙ), Cо(ІІ), Fе (III) (10), Са (II) (50). На думку авторів, застосування флуоресцентною методу для прямого детектування оксалат-іонів, в основу якого поставлено вимірювання інтенсивності люмінесценції різнолігандного комплексу цирконію (IV) з морином і оксалатом, у літературі не відомо. Винахід ілюструється наступними прикладами, які не обмежують обсяг правової охорони: Приклад 1 Побудова градуювального графіка для визначення оксалату 3 -4 В хімічні пробірки ємністю 10 см вводять по 0,20 мл стандартного розчину Zr(IV) (1,5 10 2-7 моль/л) в 3,75 моль/л HCl, стандартний розчин C 2O4 (5·10 моль/л) об'ємом 0,00; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40; 0,60; 0,80; 1,00 мл, переміщують, додають по 1,0 мл етилового спирту і бідистильовану воду до загального об'єму розчину 4,8 мд та знову перемішують, після чого -4 додають по 0,20 мл стандартного розчину морину (1,5 10 моль/л). Розчини перемішують та залишають на 2-3 хв. Переносять у кварцову кювету з [=10,0 мм і реєструють інтенсивність флуоресценції при λфл=510 нм (λзб=420 нм). Будують градуювальний графік у координатах "ΔΙ, 2відн. од.- С(С2O4 ), мкг", де ΔІ - різниця інтенсивностей люмінесценції розчинів в присутності оксалату та за його відсутності. Рівняння градуювального графіку мас вигляд: 22 ΔІ=(7±3)+(9,50,2)С(С2О4 ) (мкг) (R =0,998) Розрахована за 3σ-критерієм MB (межа виявлення) оксалату становить 0,095 мкг. Діапазон лінійності градуювального графіку в оптимальних умовах детектування становить 0,22-4,40 мкг оксалату. Приклади 2-4 Обґрунтування оптимальної концентрації компонентів індикаторної системи В хімічні пробірки вводять усі компоненти, як в прикладі 1, крім розчинів Zr(IV) І морину, які додають у кількостях, як вказано у табл. 1. Всі операції проводять, як к прикладі 1. Отримані діапазони лінійності градуювальних графіків наведено у табл. 1. 1 UA 107169 C2 Таблиця 1 Результати впливу концентрації індикаторної системи на діапазон лінійності гpaдуювального графіку. λфл=510 нм, λзб=420 нм, l=10,0 мм: C(HCl)=0,15 моль/л -6 Приклад № 2 3 4 5 10 С, 10 моль/л співвідношення Zr(IV): морин 1:1 Zr(IV) морин 1,5 1,5 3,0 3,0 6,0 6,0 Діапазон лінійності градуювального графіку, мкг 0,22-1,32 0,44-2,20 0,22-4,40 Найширший діапазон лінійності градуювального графіку спостерігається при концентраціях компонентів індикаторної системи, як у прикладі 4. З огляду на це, як оптимальні БУЛИ ОБРАНІ -6 ТАКІ концентрації компонентів індикаторної системи: С(Zr(IV)) = C(морин) = 6,0 10 моль/л. Приклади 5-9 Обґрунтування вибору довжини хвилі для реєстрації інтенсивності В хімічні пробірки вводять усі компоненти, як в приклади 1, переносять у кварцову кювету з l=10,0 мм і реєструють інтенсивність флуоресценції при λфл, нм: 480, 495, 510, 525 або 540. З табл. 2 видно, що найбільша чутливість досягається при реєстрації інтенсивності люмінесценції при 510-525 нм. Таблиця 2 Параметри градуювального графіку дія люмінесцентною визначення оксалату при різних довжинах хвиль флуоресценції Приклад № 5 6 7 8 9 15 20 λ, нм 480 495 510 525 540 Рівняння градуювальної залежності (С, мкг) ΔІ = (64)+(7,10,4)С ΔΙ = (74)+(9,10,4)C ΔI = (73)+(9,50,2) ΔΙ = (8±3)+(8,8±0,1) С ΔΙ = (63)+(8,1±0,3) C 2 R (n=8) MB (мкг) 0,9898 0,9923 0,9988 0,9992 0,9973 1,69 1,32 0,95 1,02 1,11 Як оптимальну довжину хвилі люмінесценції обрані λфл = 510 нм, при якій спостерігається найкраща відтворюваність, максимальний тангенс куга нахилу градуювального графіку та мінімальна MB (межа виявлення) оксалату. Приклади 10-13 Визначення оксалату у стандартних розчинах В хімічні пробірки вводять усі компоненти, як в прикладі 1, крім розчину оксалату, який додають у кількостях, як вказано у табл. 3. Всі операції проводять, як в прикладі 1. Концентрацію оксалату у розчині впливають за градуювальним графіком. Результати визначення оксалату в стандартних розчинах наведено в табл. 3. Таблиця 3 Результати визначення вмісту оксалату в стандартних розчинах (n=4, P=0,95) Приклад № 10 11 12 13 25 Введено 0,44 1,30 3,00 4,00 Вміст оксалату, мкг Знайдено 0,440,04 1,230,09 3,04  0,05 3,9260,005 З таблиці видно, що дана методика характеризується задовільною відтворюваністю (відносне стандартне відхилення не перевищує 10 %). 2 Sr 0,10 0,07 0,04 0,01 точністю та UA 107169 C2 5 Приклади 14, 15 Вплив сторонніх іонів на результати визначення оксалату В хімічні пробірки вводять усі компоненти, як в прикладі 1, крім розчину оксалату, який додають об'ємом 0,50 мл га розчинів солей, концентрація яких варіюється в межах назначених у табл. 4. Всі операції проводять, як в прикладі 1. Концентрацію оксалату в розчині визначають за градуювальним графіком. Допустимим вважають такий вміст сторонніх іонів, при якому відносна похибка не перевищую 5 %. Результати дослідження заважаючого впливу сторонніх іонів наведено у табл. 4. Таблиця 4 Допустимі кількості заважаючих іонів при визначенні 2,2 мкг оксалату в розчині Приклад № 14 15 Досліджені іони 2Cu(II), Со(ІІ), Fe(ІІІ), SO4 Ca(II) 2 Допустиме співвідношення С2О4 (1): X 10 50 10 15 20 Практичне застосування способу, що заявляється, дає змогу підвищити чутливість визначення оксалату у 5 разів порівняно із прототипом (MB 0,095 мкг). Визначенню не 2заважають іони (кратні кількості): SO4 , Сu(ІІ), Cо(ІІ), Fe(III) (10), Cа(ІІ) (50). Джерела інформації: 1. Clark L.C. Jr. Noyes L.Κ. Grooms Т.A. Moore P.E. Oxalate-sensing enzyme electrode// Annals of the New York Academy of Sciences. 1984. Vol.434, p. 512. 2. M.A. Nabi-Rahni. G.G. Guilbault and N. Graciliana de Olivera. New biosensor for the determination of urine oxalate Analytical Chemistry. 1986. №58. p. 523. 3. Z. Marchenko. M. Balcerzak. Spektrofotometryczne melody w analixic nieorganicznej. Wydawnictwo Naukowc PWN. Warszawa. 1998. Poland. 4. David A. Britton E;. Neas. John C. Cuyon. Fluorimelric determination of oxalate ion// Analytica Chimica Acta. 1969. Vol.44, p. 397-401. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 1. Спосіб флуоресцентного визначення оксалату у розчині, що включає вимірювання ступеню зміни інтенсивності люмінесценції металокомплексу флуоресцентного індикатору цирконію (IV) з гідроксифлавоном у присутності оксалату у кислому середовищі водно-етанольного розчину, який відрізняється тим, що як металокомплекс використовують комплекс цирконію (IV) з морином та оксалатом, а вміст оксалату визначають за збільшенням інтенсивності люмінесценції у діапазоні 480-540 нм. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реакцію проводять у 20-30 % за об'ємом етанольному розчині в присутності хлоридної кислоти концентрацією 0,02-0,20 моль/л. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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