Спосіб визначення селену (іv)

Реферат: Винахід належить до способу визначення селену (IV) та може бути використаний при аналізі фармпрепаратів та біодобавок. Спосіб полягає у вимірюванні суми свічення при взаємодії 4діетиламінофталгідразиду з попередньо сконцентрованим на модифікованому тетрадециламонію нітратом кремнеземі йодом, що виділився у реакції селену (IV) з йодидом. Винахід забезпечує підвищення чутливості визначення Se (IV). UA 98279 C2 (12) UA 98279 C2 UA 98279 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований спосіб належить до аналітичної хімії, зокрема до комбінованих кінетичних методів визначення селену (IV) і може бути використаний при аналізі фармпрепаратів та біодобавок. В цій галузі прийняло використовувати такі терміни і скорочення: ДЕАФГ - 4-діетиламінофталгідразид, ЧАС - тетрадециламонію нітрат, ЧАС-СГ - силікагель, модифікований ЧАС, ХЛ - хемілюмінесцентний. В літературі відомі способи непрямого спектрофотометричного визначення Se(IV), що базуються на реакції селеніту з йодидом у розчині та подальшому детектуванні утвореного йоду у формі іонних асоціатів з основними барвниками, найбільш ефективними з яких є 2-[1-(5диметиламінофурил-2)-вініл-2]-1,3,3-триметил-3N-індолій та N, N'-диметил-індодикарбоціанін [1], або за власним поглинанням екстракту йоду в олеїновій кислоті [2]. Основним недоліком вказаних способів визначення селену(IV) є їх низька чутливість, а у випадку спектрофотометрування іонних асоціатів - недостатня відтворюваність, яка зумовлена заважаючим впливом присутніх у розчині аніонів. До того ж, більшість з цих методик передбачають використання токсичних органічних розчинників. Найбільш близьким до запропонованого способу є метод зі спектрофотометричним детектуванням йоду, утвореного в результаті реакції Se(IV) з йодидом, у формі йодкрохмального комплексу [3]. Недоліками такого методу є його невисока чутливість та недостатня відтворюваність, зумовлена паралельною реакцією окиснення йодиду киснем повітря. В основу винаходу покладена задача розробити вибірковий та чутливий спосіб визначення Se(IV) у фармпрепаратах та біодобавках. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб визначення включає проведення реакції селену(IV) з йодидом у середовищі 0,2 моль/л Н2SO4, з наступною нейтралізацією розчину до рН 4, сорбцією йоду, що утворився, сорбентом, та ХЛ детектування йоду з ДЕАФГ. Як сорбент, використовують силікагель марки SG-60 фірми Merck, модифікований тетрадециламонію нітратом (ЧАС-СГ). Градуювальний графік, що використовують для визначення концентрації селену, лінійний у діапазоні концентрацій 20-400 мкг/л. Рівняння градуювального графіка має вигляд: I=(3±2)+(0,47±0,04)CSe(IV), (мкг/л) Для запобігання впливу деяких окисників та відновників, зокрема Fe(III), у реакційну суміш -3 на стадії взаємодії Se(IV) з I* додають 1·10 моль/л розчин ЕДТА. Для запобігання впливу Сu, -3 Co, Fe, Mn та Nі застосовують лужний розчин ДЕАФГ, що містить 1·10 моль/л ЕДТА. Використання способу, що заявляється, дає змогу на порядок підвищити чутливість визначення селену(IV) порівняно із прототипами (МВ=16 мкг/л). Застосування ХЛ методу для непрямого детектування селену 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. Модифікація силікагелю ЧАС. -2 До 1,000 г силікагелю додають 2,5 мл 1·10 моль/л хлороформного розчину ЧАС та 37,5 мл гексану, перемішують магнітною мішалкою впродовж 15 хв. та висушують на повітрі. Ємність -5 одержаного у такий спосіб сорбенту відносно ЧАС становить 2,5·10 моль/г. Приклад 2. Побудова градуювального графіку. В хімічні стакани ємністю 25 мл вводять розчини стандартний розчин Se(IV) (1 мг/л) об'ємом 0,00; 0,20; 0,50; 1,00, 2,00 та 4,00 мл, пo 0,1 мл 0,1 моль/л розчину ЕДТА, 0,8 мл 0,1 моль/л розчину KI, 1 мл 0,1 моль/л розчину H2SO4 і бідистильовану воду до загального об'єму розчину 10 мл; перемішують і залишають на 15 хв. До кожного розчину додають 0,1 моль/л розчин KОН до рН-4,0 (контролюють рН-метром), вводять по 0,020 г ЧАС-СГ і перемішують впродовж 2 хв. Сорбент відокремлюють, послідовно промивають трьома порціями бідистильованої води об'ємом 5 мл кожна і переносять у кювету для ХЛ вимірювань ємністю 4 мл. Дозатором вводять -4 -3 1,0 мл 1·10 моль/л розчину ДЕАФГ, що містить 1·10 моль/л ЕДТА та 0,5 моль/л KOH і реєструють інтенсивність ХЛ свічення в інтервалі часу 3-30 секунд. Будують градуювальний графік у координатах I=f(CSe.(IV)), мкг/л, де I   dIdt . Діапазон лінійності градуювального графіка становить 20-400 мкг/л Se(IV). Приклади 3-4. 1 UA 98279 C2 5 10 Визначення селену(IV) у стандартних розчинах. В хімічні стакани ємністю 25 мл вводять по 0,5 (приклад 3) чи 1,0 (приклад 4) мл стандартного розчину Se(IV) (1 мг/л), 0,1 мл 0,1 моль/л розчину ЕДТА, 0,8 мл 0,1 моль/л розчину KI, 1 мл 0,1 моль/л розчину H2SO4 і бідистильовану воду до загального об'єму розчину 10 мл; перемішують і залишають на 15 хв. До кожного розчину додають 0,1 моль/л розчин KOH до рН=4,0 (контролюють рН-метром), вводять по 0,020 г ЧАС-СГ і перемішують впродовж 2 хв. Сорбент відокремлюють, послідовно промивають трьома порціями бідистильованої води об'ємом 5 мл кожна і переносять у кювету для ХЛ вимірювань ємністю 4 мл. Дозатором вводять -4 -3 1,0 мл 1·10 моль/л розчину ДЕАФГ, що містить 1·10 моль/л ЕДТА та 0,5 моль/л KOH і реєструють інтенсивність ХЛ свічення в інтервалі часу 3-30 секунд. Концентрацію Se(IV) у розчині визначають за градуювальним графіком. Результати визначення селену (IV) у стандартних розчинах наведено у таблиці 1. Таблиця 1 Результати визначення вмісту Se(IV) у стандартних розчинах (n=3, Р=0,95) Приклад № 3 4 15 20 25 30 Введено, мкг/л 50,0 100,0 Знайдено, мкг/л 50±7 100±12 Sr 0,06 0,05 З таблиці видно, що дана методика характеризується задовільною точністю та відтворюваністю (відносне стандартне відхилення не перевищує 10 %). Приклад 5. Вплив сторонніх іонів на результати визначення селену(IV). В хімічні стакани ємністю 25 мл вводять по 1,0 мл стандартного розчину Se(IV) (1 мг/л), 0,1 мл 0,1 моль/л розчину ЕДТА, 0,8 мл 0,1 моль/л розчину KI, 1 мл 0,1 моль/л розчину H2SO4, різні кількості стороннього іону (Табл. 2) і бідистильовану воду до загального об'єму розчину 10 мл; перемішують і залишають на 15 хв. До кожного розчину додають 0,1 моль/л розчин KОН до рН=4,0 (контролюють рН-метром), вводять по 0,020 г ЧАС-СГ і перемішують впродовж 2 хв. Сорбент відокремлюють, послідовно промивають трьома порціями бідистильованої води об'ємом 5 мл кожна і переносять у кювету для ХЛ вимірювань ємністю 4 мл. Дозатором вводять -4 -3 1,0 мл 1·10 моль/л розчину ДЕАФГ, що містить 1·10 моль/л ЕДТА та 0,5 моль/л KОН і реєструють інтенсивність ХЛ свічення в інтервалі часу 3-30 секунд. Концентрацію Se(IV) у розчині визначають за градуювальним графіком. Допустимим вважають такий вміст сторонніх іонів, при якому відносна похибка не перевищує 5 %. Для запобігання впливу деяких окисників 2та відновників, зокрема Fe(III), у реакційну суміш на стадії окисно-відновної взаємодії SeO3 з І 3 вводять 1·10- моль/л розчин ЕДТА. Для запобігання впливу Сu, Со, Fe, Mn, Ni в лужний розчин 3 ХЛ реагенту додатково вводять 1·10- моль/л розчин ЕДТА. Результати дослідження заважаючого впливу сторонніх іонів наведено у таблиці 2. Таблиця 2 Допустимі кількості заважаючих іонів Сторонні іони, X + + К , Na 2+ Са 2+ 2+ Mg , Zn 3+ Fe 2+ 2+ 2+ Сu , Mn , Co , 2+ 2+ Cd , Ni 2Cl , SO4 NO3 Допустиме співвідношення Se(IV):X 5 1:1·10 4 1:1·10 2 1:1·10 * 1:10* 1:1* 5 1:1·10 1:10 3 * При введенні в розчин 1·10- моль/л ЕДТА 35 Приклади 6-7. 2 UA 98279 C2 5 10 15 20 Визначення селену(IV) у вітамінах "Есмін" (ЗАТ "Київський вітамінний завод", Київ) та біодобавці "Селен" ("Валмарк", Чехія). Для визначення селену(IV) за способом, наведеним у прикладі 2, у фарфоровій ступці подрібнюють 5 таблеток препаратів, 1/5 частину отриманого порошку (0,247 г "Есмін" та 0,336 г "Селен") розчиняють у 50 мл бідистильованої води. Розчин фільтрують крізь фільтрувальний папір "синя стрічка" для відокремлення наповнювача та доводять об'єм бідистильованою водою до мітки у мірній колбі ємністю 50 мл. Визначення Se(IV) проводять методом добавок для урахування "фонового" впливу матриці. Для запобігання можливого гасіння хемілюмінесценції дріжджами Sachacaromyces cerevisiae, що входять до складу біодобавки "Селен", до розчину реагенту вводять розчин NaCl. Градуювальний графік для визначення вмісту селену(IV) будують наступним чином: у хімічні стакани ємністю 25 мл вводять по 0,5 мл розчину проби, стандартний розчин Se(IV) (1 мг/л) об'ємом 0,00; 0,25; 0,50; 0,75 та 1,00 мл, по 0,1 мл 0,1 моль/л розчину ЕДТА, 0,8 мл 0,1 моль/л розчину KI, 1 мл 0,1 моль/л розчину H2SO4 і бідистильовану воду до загального об'єму розчину 10 мл; перемішують і залишають на 15 хв. До кожного розчину додають 0,1 моль/л розчин KOH до рН=4,0 (контролюють рН-метром), вводять по 0,020 г ЧАС-СГ і перемішують впродовж 2 хв. Сорбент відокремлюють, послідовно промивають трьома порціями бідистильованої води об'ємом 5 мл кожна і переносять у кювету для ХЛ -4 вимірювань ємністю 4 мл. Дозатором вводять 1,0 мл 1·10 моль/л розчину ДЕАФГ, що містить -3 1·10 моль/л ЕДТА та 0,5 моль/л KOH і реєструють інтенсивність ХЛ свічення в інтервалі часу 330 секунд. Будують залежність суми свічення від концентрації Se(IV), вміст селену у препаратах визначають екстраполяцією прямої на вісь абсцис. Результати визначення селену(IV) у вітамінах "Есмін" та біодобавці "Селен" наведено у таблиці 3. Таблиця 3 Результати визначення селену(IV) у вітамінах "Есмін" та біодобавці "Селен" (Р=0,95, n=3) Приклад № 6 7 Вміст Se(IV), мкг/таблетка Оголошений Знайдено х±х 50,0 49±9 50,0 45±17 Sr 0,07 0,15 25 30 35 40 Дані таблиці 3 свідчать про придатність заявленого способу для визначення Se(IV) у вітамінах та біодобавках. Таким чином, запропонований спосіб характеризується задовільними точністю та відтворюваністю. Використання сорбенту на основі кремнеземної матриці для концентрування продукту окиснення йодиду селеном(ІV) та високочутливої ХЛ реакції для його детектування дозволяє на порядок підвищити чутливість визначення селену(IV) порівняно із прототипом, а також підвищити вибірковість порівняно зі способом із застосуванням основних барвників завдяки усуненню заважаючого впливу аніонів, здатних утворювати з барвниками іонні асоціати подібно до трийодиду. Джерела інформації: 1. Й.С. Балог, В.А. Акдрух, Й.Л. Мушкало, Й. Терек // Укр. хим. журн. - 2000. - Т. 66. - № 1. С. 46-49. 2. G.A. EI-H. Mostafa, S. El-S. Ghazy // Anal. Sci. - 2001. - Vol. 17. - P. 1189-1193. 3. B. Narayana, M. Mathew, N.G. Bhat, N.V. Sreekumar // Microchip. Acta. - 2003. - Vol. 141. P. 175-178. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 Спосіб визначення селену (IV), що включає проведення реакції селеніт-іона з йодидом у середовищі 0,2 моль/л H2SO4, нейтралізацію розчину до рН 4,0, сорбційне вилучення йоду, що утворився, та наступне його детектування спектроскопічним методом, який відрізняється тим, що для вилучення йоду використовують силікагель, модифікований тетрадециламонію нітратом та для детектування застосовують хемілюмінесцентний метод з використанням реакції окиснення 4-діетиламінофталгідразиду. 3 UA 98279 C2 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 4