Способ определения индолил-3-уксусной кислоты в водных растворах

Способ определения индолил-3-уксусной кислоты в водных растворах

Реферат

Изобретение относится к области экологии, биотехнологии, количественного анализа веществ и может быть использовано для определения следовых количеств индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в водных растворах. Заявляемый способ может быть использован, в частности, для контроля содержания ИУК в водных объектах.

Известен способ определения ИУК в водных растворах с помощью газожидкостной хроматографии с масс-селективным детектором (Mazur Н., Konop A., Synak R. Индолил-3-уксусная кислота в культуральной среде двух зеленых микроводорослей, "Journal of Applied Phycology", 2001, № 13, c.35-42). В данном способе пробы, содержащие ИУК, обрабатывают смесью N,О-бис-(триметилсилил)ацетамида и триметилхлорсилана (15:85 об.). Образующееся производное ИУК вводят в капиллярную SPB-1 колонку (20 м × 0,25 мм). Повышают температуру колонки со 150°С до 250°С со скоростью 4°С в мин. Температура ионного источника 200°С, газ-носитель - гелий.

Данный способ предназначен для количественного определения ИУК, требует применения дорогостоящей аппаратуры и сложной пробоподготовки.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ определения ИУК в водном растворе по реакции Сальковского (Паламарчук И.А., Веселова Т.Д. Учебное пособие по ботанической гистохимии. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1965. - 93 с.), которая заключается во взаимодействии ИУК с реактивом Сальковского (2 мл 0,5М раствора FeCl₃+100 мл 37%-ной HClO₄) с образованием окрашенного соединения, время развития окраски составляет 1 ч. Оптическую плотность окрашенных проб измеряют на спектрофотометре при 490 нм, l=1 см. Концентрацию ИУК определяют по калибровочному графику, построенному в диапазоне концентраций вещества 10^-8-10^-2 г/л.

Данный способ предназначен для количественного определения ИУК, требует построения калибровочного графика, и время определения составляет не менее 1 часа из-за длительности протекания реакции Сальковского. Кроме того, метод недостаточно чувствителен.

Задачей изобретения является определение ИУК в водных растворах без применения сложного оборудования и без предварительной подготовки пробы путем химической модификации ИУК.

Технический результат заключается в сокращении времени анализа при обеспечении возможности обнаружения ИУК в меньших концентрациях.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения ИУК в водных растворах, анализируемый раствор ИУК последовательно разводят дистиллированной водой, каждый из полученных растворов приводят во взаимодействие с раствором полимера поли-N-винилкапролактама (ПВКЛ), фазовый переход «растворение-осаждение» которого зависит от температуры раствора. Растворы помещают в термостат с начальной температурой не более 33°С, повышают температуру с шагом 0,1°С, определяют температуру фазового перехода ПВКЛ в каждом из растворов, при этом фазовый переход визуально фиксируют по изменению цвета раствора от прозрачного до молочно-белого, выбирают раствор, в котором фазовый переход произошел при максимальной температуре, что соответствует концентрации порядка 10^-10 г/л, определяют концентрацию ИУК в анализируемом растворе с учетом степени разведения.

Кроме того, используют раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л, который добавляют к водным растворам ИУК в соотношении 1:1.

В другой модификации способа дополнительно фиксируют температуру, при которой изменяется цвет растворов при охлаждении растворов с 35°С до 33°С.

В известной авторам научно-технической и патентной литературе не обнаружены способы с подобной совокупностью признаков. Полученный результат, обусловленный совокупностью этих признаков, не достигался в известных решениях. Преимуществом заявляемого способа является возможность определять ИУК в следовых количествах в водных растворах, отсутствие предварительной подготовки пробы, а также его простота и экономичность.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведен график зависимости температуры фазового перехода ПВКЛ от концентрации ИУК.

Способ заключается в следующем.

Готовят раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л.

Из исходного водного раствора ИУК методом последовательных разведений в дистиллированной воде готовят растворы (пробы) ИУК в концентрационном диапазоне 10^-15-10^-5 г/л.

В пробирки, содержащие растворы ИУК, добавляют раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л в объемном соотношении 1:1, тщательно перемешивают.

Помещают пробирки в термостат ТС-80 (Россия) при температуре 27°С. Увеличивают температуру до 33°С.

В течение 5 мин увеличивают температуру с 33°С до 35°С с шагом 0,1°С, для каждой температуры визуально фиксируют растворы, цвет которых меняется от прозрачного до молочно-белого.

Строят зависимость температуры фазового перехода ПВКЛ от степени разведения раствора ИУК. Фазовый переход «растворение-осаждение» зависит от температуры раствора и от присутствия в водной среде ИУК в определенных концентрациях.

В таблице приведены результаты детектирования ИУК с помощью водных растворов ПВКЛ при нагревании и охлаждении.

ТаблицаТемпературы фазового перехода ПВКЛ, определяемого по изменению окраски, в зависимости от концентрации ИУК
Концентрация ИУК, г/л	Температуры фазового перехода ПВКЛ, °С
при нагревании	при охлаждении
Контроль (без ИУК)	34,7	34,6
10-5	34,7	34,5
10-6	34,7	34,5
10-7	34,7	34,5
10-8	34,7	34,5
10-9	34,7	34,5
10-10	35,3	35,0
10-11	35	34,9
10-12	34,7	34,5
10-13	34,7	34,5
10-14	34,7	34,5
10-15	34,7	34,5

Как видно из таблицы и графика, максимальное увеличение температуры фазового перехода на 0,6°С свидетельствует о наличии в водной среде ИУК в концентрации 10^-10 г/л.

Определяют концентрацию ИУК в анализируемом (исходном) растворе с учетом степени разведения.

Использование изобретения позволяет упростить процедуру определения ИУК в следовых количествах в объектах окружающей среды.

1. Способ определения индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в следовых количествах в водном растворе, отличающийся тем, что анализируемый водный раствор ИУК последовательно разводят дистиллированной водой, каждый из полученных растворов приводят во взаимодействие с раствором полимера поли-N-винилкапролактама (ПВКЛ), растворы помещают в термостат с начальной температурой не более 33°С, повышают температуру с шагом 0,1°С, определяют температуру фазового перехода ПВКЛ в каждом из растворов, при этом фазовый переход визуально фиксируют по изменению цвета раствора от прозрачного до мелочно-белого, выбирают раствор, в котором фазовый переход произошел при максимальной температуре, что соответствует концентрации порядка 10^-10 г/л, определяют концентрацию ИУК в анализируемом растворе с учетом степени разведения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют раствор ПВКЛ с концентрацией 100 г/л, который добавляют к водным растворам ИУК в соотношении 1:1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно фиксируют температуру, при которой изменяется цвет растворов при охлаждении растворов с 35 до 33°С.