Модифицированные на основе арендиазония углеродсодержащие электроды для определения неорганических элементов в биологических объектах
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Охрана здоровья человека стала приоритетной задачей для большинства стран мира. Следует отметить, что в настоящее время к анализу биологических объектов привлекается большое количество методов исследования: химических, биохимических, физико-химических, физических и т.д. Значительное место занимают электрохимические методы анализа, которые широко известны в аналитической практике и используются в анализе объектов окружающей среды, пищевых продуктов, а также, направления исследований которых в последнее десятилетие сильно ориентировано на анализ биологических жидкостей (кровь и ее фракции, моча, слюна, лимфа, спино-мозговая жидкость, слезная жидкость, семенная жидкость и т. д.).
Проанализировав опубликованные материалы, можно сделать вывод о том, что количественное определение неорганических элементов в различных биологических объектах на сегодняшний день является актуальным. Описаны различные физико-химические методы анализа, которые различаются по чу
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Современное состояние методов аналитического контроля неорганических элементов в биологических объектах 10
1.2 Электрохимические методы определения неорганических элементов в биологических объектах 16
1.3 Использование модифицированных электродов при определении неорганических элементов методом вольтамперометрии17
ГЛАВА 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА 32
2.1 Приборы, электроды, ячейки, посуда 32
2.2 Реактивы 34
2.3 Приготовление фоновых электролитов и рабочих растворов 35
2.4 Методика эксперимента 36
2.5 Статистическая обработка результатов 37
ГЛАВА 3. ВЫБОР УСЛОВИЙ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 39
3.1 Выбор заместителя арендиазония тозилата для модифицирования поверхности графитового и стеклоуглеродного электродов 39
3.2 Изучение поверхности модифицированных электродов с помощью современных методов исследования 48
3.3 Изучение вольтамперометрического поведения и устойчивости наночастиц железа в биологических жидкостях с использованием модифицированного УПЭ 54
ГЛАВА 4. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ НА МОДИФИЦИРОВАННОМ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕМ ЭЛЕКТРОДЕ 64
4.1 Вольтамперометрическое определение селена на модифицированном ртутью и медью графитовом электроде 64
4.2 Определение селена на графитовых электродах, модифицированных солями АДТ с различными заместителями 68
4.3 Оценка обратимости процессов электроокисления-восстановления селена на органо-модифицированном электроде 71
4.4 Совместное определение ртути и меди в биологических объектах 73
4.5 Сравнение предлагаемого электрода с ранее известными модифицированными электродами для одновременного определения Hg2+ и Cu2+ 78
ГЛАВА 5. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ 81
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 92
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Лужников Е.А. Медицинская токсикология./ Е.А. Лужников. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2014. -928 с.
2. Серегина И. Ф., Ланская С. Ю. , Окина О. И., Большов М. А., Ляпунов С. М., Чугунова О. Л., Фоктова А. С. Определение химических элементов в биологических жидкостях и диагностических субстратах детей методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Журн. аналит. химии.- 2010.- Т.65.- № 9.- С. 986-994.
3. Synergistic effects of heavy metals and pesticides in living systems / Singh N, Gupta VK, Kumar A, Sharma B // Front Chem. - 2017. - Vol.5(70). doi: 10.3389/fchem.2017.00070
4. Chen SX, Wiseman CL, Chakravartty D, Cole DC. Metal сoncentrations in newcomer women and environmental exposures: a scoping review. // Int. J. Environ Res. Public Health. -2017.- Vol 14(3).-P.277. Doi.org/10.3390/ijerph14030277.
5. Иваненко Н. Б., Соловьев Н. Д., Иваненко А. А., Москвин Л.Н. Определение химических форм микроэлементов в биологических объектах. // Аналитика и контроль. –2012. – Т.16, №2. - С. 108-133.
6. Lobinski R., Edmonds J.S., Suzuki K.T. [et all]. Species-selective determination of selenium compounds in biological materials. // Pure Appl. Chem. – 2000. –V.72, №3. –P. 447- 461.
7. Magnuson M. L., Creed J. T., Brockhoff C. A. Speciation of selenium and arsenic compounds by capillary electrophoresis with hydrodynamically modified electroosmotic flow and on-line reduction of selenium(VI) with hydride generation inductively coupled plasma mass spectrometric detection. // Analyst. – 1997. –V.122, №10. – Р. 1057-1061.
8. Айсувакова О.П. Применение масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой для speciation-анализа соединений мышьяка и ртути в волосах человека. / Айсувакова О.П., Скальный А.В. // Вопросы биологической, меди-цинской и фармацевтической химии. – 2018. – Т.21, №7. - С. 36-41.
9. Richter R. C., Swani K., Chace St., Husian L. Determination of arsenic, selenium,and antimony in cloud water by inductively coupled plasma mass spectrometry. // Fresenius' J. Anal. Chem. – 1998. –V.361, № 2. – Р. 168-173.
10. Lythgoe P. R., Polya D.A., Parker C. Improved determination of arsenic and selenium species in water by coupled IC-ICP-MS with post column reaction and ultrasonic-nebulization. // ICP Inf. Newslett. – 1998. –V.24, № 7. – Р. 555.
11. Garraud H., Seyb F., Locage P., Griefault L., Donard O. F. X. Simultaneous speciation of redox species of arsenic and selenium in thermal water by HPLC-ICP high resolution MS. // ICP Inf. Newslett. – 1998. –V.24, №6. – Р. 475 - 476.
12. Ko F., Yang M. Online removal of interferences via anion-exchange column separation for the determination of germanium, arsenic and selenium in biological samples by inductively-coupled plasma-mass spectrometry // J. Anal. Atom. Spectrom. – 1996. –V.11, № 6. – Р. 413-420.
13. Centineo G., Montes Bayon M., Sanz-Medel A. Simul taneous determination of As, Bi, Ge, Hg, Sb, Se, and Sn in urine by flow injection-hydride generation-inductively coupled plasma-time-of-flight mass spectrometry (FI-HG-ICP-TOFMS). // ICP Inf. Newslett.– 2000.–V. 26, № 6. – Р. 441- 442.
14. Kosmus W., Zheng J. Application of HPLC-ICP-MS to elemental speciation studies. // ICP Inf. Newslett. – 1999. –V.24, № 8. – Р. 679.
15. Wrobel Kazimierz, Wrobel Katarzyna, Parker B. [et all]. Determination of As(III), As(V), monomethylarsonic acid, dimethylarsinic acid and arsenobetaine by HPLC-ICP-MS: analysis of reference materials, fish tissues and urine. // Talanta. – 2002. –V.58, № 5. – Р. 899-907.
16. Townsend A. T. The determination of arsenic and selenium in standard reference materials using sector field ICP-MS in high resolution mode. // Fresenius' J. Anal. Chem. – 1999. –V.364, №6. – Р. 521-526.
17. Золотов Ю.А., Кузьмин Н. М. Концентрирование микроэлементов. / Золотов Ю.А., Кузьмин Н. М. // Москва: Химия.- 1
По истечении срока службы электродов возможна их повторная модификация, после снятия слоя модификатора с поверхности электрода путем зачистки ее фильтровальной бумагой.
В качестве вспомогательного и электрода сравнения использовали хлоридсеребряные электроды. Они представляют собой полипропиленовый корпус с полупроницаемой пробкой из оксида алюминия, в который помещена спираль из серебряной проволоки, покрытой хлоридом серебра. Перед применением хлоридсеребряного электрода его корпус заполняют 1М раствором KCl, закрывают пробкой отверстие и выдерживают не менее 2-х часов для установления равновесного значения потенциала при первом заполнении. Готовые ХСЭ хранили, погрузив в 1М растворе KCl, перед применением ополаскивали дистиллированной водой.
Посуда. В работе использовали стеклянную посуду: мерные колбы 25, 50, 100, 1000 см3, пипетки мерные лабораторные стеклянные 2-го класс