Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |   ...   | 76 |

Использование химически модифицированных электродов (ХМЭ), функционирующих на основе принципов медиаторного электрокатализа, позволяет значительно повысить чувствительность и селективность вольтамперометрического определения широкого круга органических соединений, в том числе биологически активных.

Изучены электрокаталитические свойства неорганических пленок из гексацианоферрата (II) рутения (III) (ГЦФР), гексацианокобальтата (II) Аналитическая химия рутения (III) (ГЦКР) и гексацианорутената (II) рутения (III) (ГЦРР), осажIII) (ГЦКР) и гексацианорутената (II) рутения (III) (ГЦРР), осаж) (ГЦКР) и гексацианорутената (II) рутения (III) (ГЦРР), осажII) рутения (III) (ГЦРР), осаж) рутения (III) (ГЦРР), осажIII) (ГЦРР), осаж) (ГЦРР), осажденных на поверхности электрода из стеклоуглерода (СУ), при окислении биогенных катехоламинов: допамина (ДА) и адреналина (АД).

Допамин и адреналин, окисляются на СУ с перенапряжением при Е = 0.80 и 1.00 В соответственно. Установлено, что ГЦРР-пленка проявляет электрокаталитическую активность только по отношению к АД (ДА окисляется до потенциала окисления медиатора), в качестве каталитически активных частиц выступают оксочастицы Ru (VI). Каталитический эффект выRu (VI). Каталитический эффект вы(VI). Каталитический эффект выVI). Каталитический эффект вы). Каталитический эффект выражается в многократном увеличении каталитического тока окисления субстрата (I ) по отношению к току окисления медиатора (I ) (I /I = 9.8).

кат мед кат мед Иммобилизованные металлокомплексы ГЦФР и ГЦКР проявляют электрокаталитическую активность при окислении обоих катехоламинов.

На ХМЭ наблюдается многократный прирост тока пика: на электроде ГЦФРСУ при Е =+0.55 В (I /I =25.7 и 23.5 для ДА и АД), а на электроде ГЦКРп кат мед СУ при Е =+0.50 В (I /I =37.5 и 34.0 для АД и ДА), а также уменьшение п кат мед потенциала перенапряжения окисления субстратов на электроде ГЦФР-СУ на 250 и 300 мВ для ДА и АД, а на электроде ГЦКР-СУ на 450 и 500 мВ для АД и ДА соответственно.

Вольтамперометрическое определение катехоламинов на ХМЭ с ГЦФРпленкой в биологических жидкостях затруднено из-за присутствия в них аскорбиновой кислоты (АК), которая окисляется в той же области потенциалов, что и исследуемые катехоламины. Для устранения мешающего влияния АК поверхность этого ХМЭ покрывали пленкой катионообменного полимера Ч нафионом (НФ). Установлено отсутствие влияния АК на величину электрокаталитического отклика композитного электрода НФ-ГЦФР-СУ при окислении дофамина и адреналина. Кроме того, использование композита НФ-ГЦФР привело к регистрации большего каталитического тока по сравнению с током, фиксируемым на ХМЭ с пленкой ГЦФР, за счет сочетания стадии накопления протонированных молекул катехоламинов в полимерной НФ-матрице и принципов электрокатализа.

В отличие от ГЦРР и ГЦФР-пленок на ХМЭ с пленкой из ГЦКР регистрируется каталитический эффект не только при окислении ДА и АД, но и при окислении АК. Причем электроокисление катехоламинов и АК происходит при разных потенциалах (при Е=0.28 и 0.50 В для АК и катехоламинов соответственно), что позволило разработать способ селективного определения АК и катехоламинов при их совместном присутствии. Выявлены оптимальные условия получения этих композитных электродов, при которых регистрируются наибольший каталитический эффект.

Разработан способ вольтамперометрического определения АД на элекV Всероссийская конференция студентов и аспирантов Химия в современном мире троде ГЦРР-СУ, АД и ДА на электроде НФ-ГЦФР-СУ, а также АД, ДА и АК на электроде ГЦКР-СУ. Зависимость каталитического тока от концентрации субстратов линейна в широком интервале. Нижняя граница определяемых содержаний АК и катехоламинов на ХМЭ с пленкой ГЦКР составляет 510ЦМ, а катехоламинов на композитном электроде НФ-ГЦФР-СУ Ч 510ЦМ. Относительное стандартное отклонение не превышает 5 %.

Показана возможность использования ХМЭ на основе ГЦРР и ГЦКР для амперометрического детектирования ДА, АД и АК в условиях проточноинжекционного анализа (ПИА). Изучена зависимость ПИА-сигнала от гидродинамических и электрохимических параметров проточной системы.

Разработаны методики определения ДА, АД и АК по каталитическому отклику ХМЭ в условиях ПИА. Использование ПИА позволило автоматизировать процесс анализа, увеличить его производительность и на порядок уменьшить предел обнаружения аналитов по сравнению со стационарными условиями.

СЛОЖНООКСИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ИОНОМЕТРИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА Хусаенова А. Р.

магистрант, 2 курс кафедра аналитической химии, химический факультет УрГУ им. А. М. Горького, Екатеринбург, Россия anatoliy.podkorytov@usu.ru к. х. н., Подкорытов А. Л.

Одним из избирательных и высокочувствительных методов определения концентрации ионов в растворе является ионометрия, развитие которой связано с внедрением новых ионоселективных электродов (ИСЭ) в практику потенциометрического анализа.

В данной работе для изготовления Pb-СЭ использовались ниобаты двухPb-СЭ использовались ниобаты двух-СЭ использовались ниобаты двухвалентных металлов состава: Pb3ЦxBa Nb2O8, Pb3-xCa Nb4O13, Ca2-xPb Nb2O7, x x x (Ca1-xPb )2Nb2O7, PbNb4O11, Pb1-xSr Nb4O11, Pb1-xBa Nb4O11.

x x x Синтез фаз данных составов выполнен по стандартной керамической технологии. Однофазность полученных образцов установлена методом рентгенофазового анализа (дифрактометр ДРОН-6).

Для контроля химической устойчивости исследуемые ниобаты подвергали воздействию растворов азотной кислоты разной концентрации, которые затем анализировались методом ионной хроматографии (хроматограф Аналитическая химия Metrohm 850 Professional IC) и ААС (спектрометр Solaar M6). Проведено исследование влияния предварительной выдержки ниобатов в 0,1 н растворе HNO3 с целью создания в них более дефектной структуры.

На основе однофазных образцов сконструированы пленочные электроды с твердым контактом с инертными матрицами: поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат, диацетат целлюлозы.

В работе определены область линейности, крутизна основной электродной функции (ОЭФ), рабочая область рН, время отклика электродов, селективность по отношению к некоторым двухзарядным ионам.

Область линейности ОЭФ ИСЭ в некоторых случаях достигает пяти порядков. Однако, крутизна ОЭФ не всегда совпадает с теоретической. Рабочая область рН изменяется в пределах от 2 до 6, и, в большинстве случаев, оптимальным для определения ионов свинца является рН=3,5Ч5,0. Время отклика электродов колеблется от нескольких секунд до 10Ч15 минут.

Наилучшими характеристиками обладают электроды на основе полимерной матрицы диацетата целлюлозы. Крутизна ОЭФ электрода на основе Pb2.9Ba0.1Nb2O8 (без выдержки в 0,1 н HNO3) близка к теоретической и составляет 27,42,2 мВ/pC, линейность ОЭФ соблюдается в интервале 10Ц9 - 10Ц5 моль/л, рабочая область pH=4,0Ч3,5. Время отклика электрода составpH=4,0Ч3,5. Время отклика электрода состав=4,0Ч3,5. Время отклика электрода составляет несколько секунд.

Некоторые ИСЭ обладают высокой селективностью к сопутствующим свинцу в природных объектах ионам.

Изучена воспроизводимость электрохимических характеристик электродов в течение длительного промежутка времени. Установлено, что среднее время жизни ИСЭ на основе сложнооксидных соединений может достигать 2Ч3 лет.

Все сконструированные электроды апробированы в методе потенциометрического титрования. Изучено поведение титрантов: ЭДТА, K2CrO4, K2Cr2O7, Na2SO4, K4 [Fe (CN)6].

Рабочие характеристики свинецселективных электродов позволяют использовать их для определения содержания свинца в различных объектах как методом прямой потенциометрии, так и методом потенциометрического титрования.

НИР выполнена при поддержке Министерства образования и науки в рамках ФЦП Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009Ч2013 годы (ГК № П984 от 27 мая 2010).

V Всероссийская конференция студентов и аспирантов Химия в современном мире БРОМАТОМЕТРИЯ С ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ КОНТРОЛЕМ КАК МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА Цепков М. Г.

аспирант, 2 год кафедра аналитической химии, химический факультет, МГУ имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия mcvas@yandex.ru д. х. н., проф. Иванов В. М.

Броматометрический метод определения фенола является старейшим, но до сих пор широко применяемым в практике количественного анализа [1]. Он обладает рядом достоинств Ч простотой, экспрессностью, возможностью использовать недорогое и компактное оборудование (спектрофотометры, работающие в видимой части спектра, переносные фотометры со светофильтрами), доступностью и стабильностью используемых реагентов. Однако, он обладает недостатком, присущим классической броматометрии Ч невысокой чувствительностью.

Для повышения чувствительности определения использовали метиловый оранжевый (МО), который реагирует с Br2 с образованием неокрашенных продуктов [2,3]. По снижению оптической плотности МО можно судить о концентрации непрореагировавшего с фенолом брома в растворе, и, зная исходную концентрацию брома (исходя из количества первоначально добавленного KBrO3) и используя фотометрический контроль реакции Ч концентрацию фенола.

BrO3- + 5 Вr- + 6 Н+ = ЗВr2 + ЗН2 О.

Br 3Br2 + OH Br OH Br 2Br(CH3)2N N N SO3H+ (CH3)2N NBr2 + Br2N SO3H Полученные градуировочные графики зависимости оптической плотности от концентрации добавленного фенола линейны в диапазоне Аналитическая химия 0.04Ч0.20 мкг/мл. При этом варьировалось время проведения анализа, а также температура реакционной смеси. Исходя из полученных данных, были подобраны оптимальные условия Ч температура 40 градусов, время реакции 30 мин. Для достижения максимальной чувствительности фотометрировали в кюветах с толщиной поглощающего слоя 5.0 см. Экспериментальные градуировочные зависимости хорошо согласуются с предсказанными теоретически.

Метод может быть использован для определения не только незамещённого фенола, но и широкого круга его производных Ч алкил-, галоген- и других активированных фенолов, а также гидроксипроизводных конденсированных ароматических углеводородов (напр. 8-гидроксихинолина).

Также возможно определение валового содержания фенолов в образцах Ч т. н. фенольный индекс.

Были показано, что броматометрическое определения фенола с помощью фотометрического реагента (метилового оранжевого) имеет преимущества перед другими методами Ч классическим титриметрическим и прямой фотометрией фенола либо трибромфенола в УФ области спектра. Этими преимуществами являются более высокая чувствительность, меньшая трудоёмкость, лучшая воспроизводимость, а также простота в аппаратурном исполнении.

В сочетании с предварительным концентрированием разработанная методика может быть применена при определении концентраций фенола на уровне ПДК в питьевых и природных водах.

итература:

[1] Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1974. 336 с.

[2] Кольтгоф И. М., Белчер Р., Стенгер В. А., Матсуяма Д. Объемный анализ. Т. 3.

М.: Госхимиздат, 1961. 840 с.

[3] Лайтинен Г. А., Харрис В. Е. Химический анализ. М.: Химия, 1979, 624 с.

V Всероссийская конференция студентов и аспирантов Химия в современном мире ПОВЫШЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ХОЛИНОКСИДАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ Шадрина А. А.

студентка, 5 курс кафедра электрохимии, химический факультет СПбГУ, Санкт Ч Петербург, Россия Shadrina5@yandex.ru к. х.н. доцент Никифорова Т. Г.

Под термином биосенсор следует понимать устройство, содержащее чувствительный слой биологического материала (например, ферментов, бактерий, антител), который реагирует на определяемый компонент и генерирует сигнал, соответствующий концентрации этого компонента.

Конструкция биосенсора представляет собой комбинированное устройство, включающее в себя биохимический и физический преобразователи. Первый из них перерабатывает информацию о химических связях определяемого вещества в физический или химический сигнал, а второй его фиксирует.

Наличие в устройстве биоматериала с уникальными свойствами позволяет с высокой селективностью определять нужные соединения (глюкозу, гипоксантин, фенолы) [1], не прибегая ни к каким дополнительным операциям, связанным со сложной пробоподготовкой и использованием других реагентов.

Биосенсоры на основе холиноксидазы используются для регистрации холина, выделяющегося при гидролизе бутирилхолина, который катализируется ферментом бутирилхолинэстеразой. В результате взаимодействия холина и холиноксидазы образуется перекись водорода, определяемая амперометрически [2]. Данные биосенсоры обладают быстрым аналитическим откликом и хорошими техническими характеристиками [1]. Это делает возможным их использование для оценки влияния ингибиторов (нейротоксичных веществ: фосфорорганических соединений, карбаматов, тяжелых металлов) на активность бутирилхолинэстеразы.

Основой холиноксидазного электрода является планарный электрод, на него наносится пероксидчувствительный слой диоксида марганца, далее по технологии послойного нанесения полиэлектролитов (лlayerЦbyЦlayer, LBL) наносятся слои поликатионов (ПДДА), полианионов (ПАСК) и холиноксидазы в оптимальной последовательности [3].

Целью данной работы являлось изучение влияния концентрации холиноксидазы, а также количества и разной структуры подслоев на чувствительность сенсоров. Проведены эксперименты по определению операционАналитическая химия ной стабильности холиноксидазных электродов.

В результате был найден оптимальный вариант конструкции холиноксидазного сенсора. Для подтверждения возможности использования данных электродов в целях анализа реальных объектов проведена серия опытов по определению активности холинэстеразы после контакта с потенциальным ингибитором, находящимся в пробах природной воды, содержащей бактериальные токсины.

итература:

[1] Jose. M. Pingarron, Paloma Yanez-Sedeno, Araceli Gonzalez-Cortes, Electrochimica Acta, 53, 5848Ч5866, (2008) [2] Yu-Hui Bai, Ying Du, Jing-Juan Xu, Hong-Yuan Chen, Electrochemistry Communications, 9, 2611Ч2616, (2007) [3] Соколовская Л. Г., диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук Биосенсоры на основе наноструктурированных пленок полиэлектролитов, (2006) КАПИЛЛЯРНЫЕ КОЛОНКИ НА ОСНОВЕ ИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОРАФИИ/МАСССПЕКТОРОМЕТРИИ Шашков М. В.

студент, 5 курс Аналитическая лаборатория, Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, Новосибирск, Россия.

Кафедра аналитической химии, Факультет естественных наук НГУ, Новосибирск, Россия misha_chem@ngs.ru д. х.н., Сидельников В. Н.

Pages:     | 1 |   ...   | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |   ...   | 76 |    Книги по разным темам