Точность визуального тестового анализа в зависимости от способа построения цветовой шкалы
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
>
При физической иммобилизации твёрдый носитель замачивают в растворе реагента и затем высушивают. Процесс может бать одностадийным или многостадийным. Многостадийность может быть связана с необходимостью создания защитного слоя, иммобилизации другого реагента и iелью синтеза на носителе аналитического хромогенного реагента. Физическая иммобилизация находит широкое применение в аналитической практике. Примером физической иммобилизации может также быть сорбция комплекса, образовавшегося в растворе, на твердую матрицу. Например определение железа и кобальта в виде тиоцианатных комплексов на пенополиуретане. В основе метода лежат реакции комплексообразования:
Возможно протекание реакции и в матрице сорбента, например в желатиновой пленке. Например, опредление кобальта в виде комплексов с нитрозо-Р-солью (1-нитрозо-2-нафтол-3,6-дисульфокислотой) в желатиновой матрице. Структурная формула НРС имеет вид:
Химизм комплексообразования в случае кобальта сводится к взаимодействию кобальта (II) и последующем его окисления в комплексе до кобальта (III). В результате изменяется стехиометрии комплекса и константа устойчивости. Кобальт (II) образует комплексы стехиометрии 1:3 и 1:2, а кобальт (III) образует один комплекс стехиометрии 1:3. В высокой устойчивости комплекса кобальта (III) убеждает его кинетическая инертность и после образования устойчивость даже в сильно кислых средах часто используют на практике.
2) Химическая иммобилизация - ковалентное связывание реагента с носителем. В качестве носителя используют бумагу, силикагель, полимерные органические сорбенты. Ковалентное закрепление, в отличие от адсорбционного, даёт возможность многоразового использования, например, бумаг после разрушения образованного при определении комплекса путём промывания водой или кислотой. Также возможно не только связывание реагента с сорбентом, но и взаимодействие определяемого иона с носителем. Например, определение нитрит-иона на с помощью пенополиуретана : нитрит ион взаимодействует с концевой толуидиновой группой ППУ и в результате реакции азосочетания образуется лимонно-желтая окраска.
где: - полимерная цепь ППУ
Основным преимуществом модифицированных сорбентов, образованных с помощью иммобилизации реагентов, является их химическая и механическая стойкость, а недостатком - сложность процессов модификации и регенерации таких систем.
Кроме собственно аналитических реагентов в тест-средства вводят и другие вещества - восстановители и окислители, маскирующие агенты, смачивающие вещества, закрепители [3].
Целлюлоза - дешёвый природный материал для поглощающих бумажных носителей. Присутствие в них активных групп глюкопиранозидных колец вместе с пористостью структуры обусловливает широкие возможности как сорбции на целлюлозу аналитических реагентов, так и химической модификации целлюлозы с получением твёрдой матрицы на её основе с разнообразными функциональными группами. Ковалентное закрепление индикатора или реагента происходит по такому механизму [6]:
Пенополиуретаны (ППУ) характеризуются мембранной ячеистой структурой полимерной матрицы, которая содержит полимерные группы: уретановую, амидную, сложную эфирную, простую эфирную, концевую толуидиновую (рис. ).
Рис.1.1 Фрагмент молекулы ППУ, где - [R-O]n - эфирная связь, R1= 2-CH3, 6-CH3
В синтезе ППУ в качестве исходных продуктов используют многоатомные спирты (с молекулярной массой 400 - 6000) и смеси 2,4- и 2,6-изомеров толуолдиизоцианата, при этом образуется ППУ на основе простых и сложных эфиров.
Сорбционное концентрирование позволяет значительно снизить предел определения без использования каких-либо приборов. Обычно используют физический способ иммобилизации реагента на ППУ, так как химическое закрепление, которое происходит при синтезе ППУ, - процесс трудоёмкий.
Аналитические реагенты, закреплённые на кремнезёмах и силикагелях, удобны для использования в тестовом анализе. Тест-средства сохраняют химическую индивидуальность модификатора, имеют механическую и химическую стойкость, высокую скорость массообмена. При подготовке тест-средств на основе кремнезёмов наиболее часто используют адсорбционное закрепление органических реагентов, которое зависит от структуры кремнезёма, пористости и удельной поверхности сорбента.
Ещё один носитель, который можно использовать в тест-системах, - это желатиновые плёнки [8]. Желатин получают обработкой коллагена (природный фибриллярный белок) водной суспензией гидроксида кальция (так называемый щелочной желатин) или разбавленной серной кислотой (кислотный желатин). По химической природе желатин представляет собой полидисперсную смесь низкомолекулярных полипептидов (М = 50000 - 70000) или их агрегатов (М = 200000 - 300000) [9].
Рис 1.2 Фрагмент желатина
Желатин - типичный амфолит. Изоэлектрическая точка щелочного желатина находится в интервале рН 4.8 - 5.1, а кислотного желатина - рН 7.0 - 9.5 [9]. Желатин при любых значениях рН фактически является смесью структур, отличающихся зарядом, поэтому измеренная значение рН в изоэлектрической точке является усреднённым по значению этого показателя, которые отличаются до нескольких единиц рН. Известно, что желатиновые слои по своей эластичности подобны резине, что свойственно спиралями, образованным длинными цепочечными молекулами, соединёнными между собой ограниченным коли