×
02.03.2019
219.016.d206

Мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кальция

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области ионометрии, а именно к разрабоке ионоселективных электродов с мембранами на основе полимерных супрамолекулярных систем, и может быть использовано для прямого потенциометрического определения активности ионов кальция в водных растворах: природных, сточных вод, а также биологических жидкостей. Мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кальция содержит полимерную матрицу, пластификатор, липофильную добавку и ионофор, в которой в качестве полимерной матрицы используется поливинилхлорид, а в качестве пластификатора используется о-нитрофенилоктиловый эфир, при этом в качестве ионофора используется бидентатный фосфор-содержащий поданд тетратолил-м-ксилендифосфин, а в качестве липофильной добавки тетракис (4-фторфенил) борат калия при определенных согласно изобретению соотношениях мембранных компонентов. Изобретение позволяет улучшить предел обнаружения ионов кальция до рСа=6,1 в водных растворах, а также увеличить избирательность определения в присутствии катионов щелочных и щелочноземельных элементов, включая биогенные, что позволяет применять разработанные электроды для анализа биологических объектов (цельная кровь, сыворотка крови, моча и др.) и в научных исследованиях. 1 ил., 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области ионометрии, а именно к разрабоке ионоселективных электродов с мембранами на основе полимерных супрамолекулярных систем. Предлагаемое изобретение предназначено для прямого потенциометрического определения активности ионов кальция в водных растворах и может быть использовано для анализа природных и сточных вод, а также для анализа биологических жидкостей. Среди разработанных ионоселективных электродов (ИСЭ) широкое распространение получили электроды для определения биогенных ионов, таких, как калий, натрий, кальций, литий, хлор. Эти ионы относятся к незаменимым и любое отклонение их содержания в организме от нормы приводит к нарушению жизнедеятельности. Электроаналитические параметры разработанного электрода (область линейной зависимости, угловой наклон электродной функции и селективность) позволяют рекомендовать его для использования в анализаторах крови и биологических жидкостей. Кроме этого предлагаемый кальций -селективный электрод может быть использован для контроля качества питьевой вод. Предельно допустимая концентрация кальция в питьевой воде составляет около 100 мг/л (2,5×10-3 г-ион/л), что позволяет использовать предлагаемый электрод для мониторинга кальция в питьевой воде.

Известны составы мембран ионоселективных электродов для анализа кальция. Например электроды, чувствительные к ионам кальция, содержащие макроциклический силоксан, а именно /(Me2SiO)12/, тетрафенилборат кальция и пропиленгликоль, работают в области рН от 4,5 до ≥10. Однако, такие электроды имели низкую селективность к ионам кальция в присутствии натрия, калия и магния [Moody G.J. and Tomas J.D.R. Progress in designing calcium ion-selective electrodes.//Ion-selective Electrodes Rev.- 1979.-Vol. 1, №1. - P. 3-30].

Известен также кальций-селективный электрод на основе нейтрального переносчика с ПВХ-матрицей, содержащий N,N'-ди/(II-этоксикарбонил)ундецил/-N,N'-4,5-тетраметил-3,6-диоксооктандиаид в качестве электродноактивного вещества и 2-нитрофенил-н-октиловый эфир в качестве пластификатора. Такие электроды обладали высокой избирательностью, при этом угловой наклон электродной характеристики был близок к теоретическому и составлял S=29,7 мВ, предел обнаружения был <10-6 м. Но разработанные электроды не имели практического значения, т.к. в течение короткого времени выходили из строя из-за потери селективности, особенно при изменениях рН и после этого не могли быть использованы, [Craggs A., Moody. G.J. and Thomas J.D.R. Evolution of calcium ion-selective electrodes based on di(n-alkylphenyl)phosphate sensor and their calibration with ion buffers.// Analyst. - 1979. - Vol.104,№1238. -P.412-418].

Наиболее близким технически решением является состав полимерной мембраны кальций-селективного электрода, состава 2-3% электродоактивного компонента (ЭАК), 69-71% пластификатор, 29-31% поливинилхлорид (ПВХ), где в качестве электродоактивного компонента использовали фосфор-содержащий поданд тетратолил-о-ксилендифосфин, в качестве липофильной добавки - тетракис (4-хлорфенил) борат калия (ТХФБК), а в качестве пластификатора о-нитрофенилоктиловый эфир [С.М. Бессись, А.Ф. Жуков, Ю.И. Урусов, О.М. Петрухин, Г.В Бодрин, Н.П. Нестерова, Ю.М. Поликарпов и М.Н .Еабачник Кальций селективный электродна основе бидентатных фосфорорганических соединений // Журнал аналитической химии 1988, XLIII, №12, стр. 1769-1771.] (прототип). Разработанные электроды обладали линейным диапазоном измеряемых концентраций в диапазоне 10-1-10-5 М (рСа2+=1-5). Угловой коэффициент электродной характеристики был близок к теоретическому и составлял 27±1 мВ, измеренный предел обнаружения составил 5,6⋅10-6 М (рСа2+=5,25). Электрод обладал недостаточно высокой избирательностью по отношению к ионам кальция в присутствии катионам щелочных и щелочноземельных элементов, включая биогенные Li+, Na+, K+, Mg2+, и, также, относительно невысоким пределом обнаружения, что не позволяло применять его для некоторых специфических задач, решаемых в медицине и биологии.

Целью изобретения является повышение избирательности определения ионов в присутствии щелочных и щелочноземельных элементов, а также улучшение предела обнаружения в присутствии биогенных катионов щелочных и щелочноземельных элементов.

Технический результат достигается тем, что предложена мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кальция, содержащая полимерную матрицу, пластификатор, липофильную добавку и ионофор, в которой в качестве полимерной матрицы используется поливинилхлорид, а в качестве пластификатора используется о-нитрофенилоктиловый эфир (ОНФОЭ) отличающаяся тем, что в качестве ионофора предлагается использовать бидентатный фосфор-содержащий поданд тетратолил-м-ксилендифосфин, а в качестве липофильной добавки тетракис (4-фторфенил) борат калия (ТФФБК) при следующих соотношенях мембранных компонентов, мас.%:

ионофор: 1-3
липофильная добавка 0,5-1,5
пластификатор: 65-71
ПВХ: 27-32.

При увеличении или уменьшении соотношения в мембране ПВХ и пластификатора, меняются механические и физические параметры полимерной композиции, такие как проводимость (увеличивается электрическое сопротивление мембраны), вязкость, твердость и др., что приводит к резкому ухудшению электроаналитических параметров электрода (воспроизводимость и стабильность потенциала).

Структурная формула ионофора - фосфор-содержащего поданда тетратолил-м-ксилендифосфина:

Исследуемые полимерные мембраны готовили по известной методике. [Камман К., Работа с ионоселективными электродами, М. Мир, 1980, с. 283]. С этой целью рассчитанные количества ПВХ растворяли в циклогексаноне (ЦГ) для получения 10%-ного раствора, который затем смешивали с жидким ионитом (раствор ионофора - в пластификаторе). Смесь переносили в стеклянное кольцо, находящееся на плоской стеклянной пластинке, которую помещали в чистый бокс, при комнатной температуре и в атмосферном давлении. После испарения циклогексанона образовалась полимерная пленка толщиной 0,3-0,5 мм, из которой вырезаются диски диаметром 5-7 мм. Полученные таким образом диски использовали в дальнейшем в качестве мембран. Составы мембран и их параметры представлены в табл. 1 «Зависимость электроаналитических параметров электрода от содержания ионофора в ионоселективной мембране». На Фиг. 1. приведена «Типичная электродная характеристика для исследованных мембран». Рассчитанный из характеристики предел обнаружения катионов Са2+ составил рСа2+=6,1 (мембраны 2-4 составов B, C, D).

Для исследования электроаналитических свойств мембраны использовался стандартный корпус ISE (Fluka 45137), а в качестве электрода сравнения - хлорсеребряный электрод OP - 0820Р («Раделкис», Венгрия). Измерения проводились с помощью рН - ион-анализатора ОР-300 («Раделкис», Венгрия).

В процессе исследования электроаналитических свойств разработанных мембран использовалась гальваническая цепь:

Электроаналитические параметры ионоселективных электродов были определены согласно рекомендациям IUPAC [Richard P. Back and Lindner, RECOMMENDATION FOR NOMENCLATURE OF ION-SELECTIVE ELECTRODES (UPAC Recommendations 1994) // Pure and Apple. Chem. Vol. 66, No 12, pp 2527-2536, 1994]. Коэффициенты селективности были определены по методу смешанных растворов на фоне постоянной концентрации мешающих компонентов 10-1 М. Значения рассчитанных коэффициентов селективности приведены в табл. 2. «Измеренные коэффициенты селективности Са2+ - селективного электрода (мембрана С)».

Пример изготовления мембраны. 5.5 мг ЭАК (I) и 1,8 мг липофильной добавки- тетракис (4-фторфенил) борат натрия растворяли в 250 мг ОНФОЭ. 110 мг ПВХ растворяли в 5 мл циклогексана. Полученные растворы смешивали и Смесь переносили в стеклянное кольцо, а затем высушивали в боксе при комнатной температуре до постоянного веса. Получена мембрана ИСЭ следующего состава: ЭАК - 1.5%; липофильная добавка тетракис (4-фторфенил) борат натрия - 0.5%; ОНФОЭ - 68%; ПВХ- 30%

Для получения электродных характеристик калибровочные растворы Са(NO3)2 с концентрацией 1⋅10-7-1⋅10-1 М, которые готовили методом последовательного разбавления из 0,1 М Са(NO3)2 непосредственно перед измерением.

Данные сведены в таблицу 1 «Свойства мембран составов А)-Е) в зависимости от содержания электродоактивных компонентов, определяющих их электроаналитические параметры».

*Нарушен линейный отклик потенциала при содержании кальция в растворе Са2+ больше 0,01 М

*Нарушен линейный отклик потенциала при содержании кальция в растворе Са2+ больше 0,01 М

*Нарушен линейный отклик потенциала при содержании кальция в растворе Са2+ больше 0,01 М

*Нарушен линейный отклик потенциала при содержании кальция в растворе Са2+ больше 0,01 М

Как видно из табл. 1 мембраны 2, 3, 4 составов B, C, D обладали оптимальными электроаналитическими параметрами с точки зрения предела обнаружения, углового наклона и воспроизводимости потенциала.

Мембраны состава Е уступают прототипу по пределу обнаружения.

Сравнительные данные по селективности представлены в таблице 2 «Коэффициенты селективности электродов с разработанными мембранами и электродов по прототипу»

Измеренные коэффициенты селективности (табл. 2) показывают улучшение по заявленному изобретению избирательности определения ионов кальция в присутствии катионов щелочных и щелочноземельных элементов, включая биогенные Li+, Na+, K+, Mg2+.

Предложенная мембрана ионоселективного электрода позволяет улучшить предел обнаружения ионов кальция в водных растворах, а также увеличить избирательность определения в присутствии катионов щелочных и щелочноземельных элементов, включая биогенные, что позволяет применять разработанные электроды для анализа биологических объектов (цельная кровь, сыворотка крови, моча и др.)


Мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кальция
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 50.
27.07.2013
№216.012.59d6

Противогололедная композиция

Изобретение относится к области разработки противогололедных реагентов и может быть использовано для борьбы с гололедом на дорожных и аэродромных покрытиях. Противогололедная композиция состоит из реагента на основе нитрата металла, содержащего либо гранулированный обезвоженный нитрат кальция,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488619
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e1e

Способ определения монометиланилина в автомобильном бензине индикаторным тестовым средством

Изобретение относится к контролю качества автомобильного бензина. Содержание монометиланилина в автомобильном бензине индикаторным тестовым средством определяют по его цветовому переходу после контактирования с пробой анализируемого бензина. В качестве индикатора используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489715
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.691e

Композиционный катодный материал

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для производства катодного материала литий-ионных аккумуляторных батарей для питания портативной электроники, электроинструмента, электротранспорта. Предложен композиционный катодный материал, состоящий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492557
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.01.2014
№216.012.9426

Способ получения стабилизированного водного золя нанокристаллического диоксида церия, допированного гадолинием

Изобретение относится к технологии производства наноматериалов для получения оксидных топливных элементов, тонких покрытий, пленок, обладающих высокой ионной проводимостью. Способ включает приготовление водного раствора солей церия и гадолиния, в котором суммарная концентрация редкоземельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503620
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.03.2014
№216.012.ae90

Способ получения проницаемого ионообменного материала

Изобретение относится к способу получения проницаемого ионообменного материала, который может быть использован в качестве сырья для изготовления мембран, пленок, гранул и модифицирующих покрытий, обладающих ионообменными свойствами и способностью к быстрому переносу ионов. Способ заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510403
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.06.2014
№216.012.d926

Реагентная индикаторная трубка на основе хромогенных дисперсных кремнеземов

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к химическим индикаторам на твердофазных носителях, и может быть использовано для экспрессного определения металлов в водных средах и бензинах с помощью реагентных индикаторных трубок на основе хромогенных дисперсных кремнеземов. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521368
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da39

Способ получения наноструктурированных покрытий оксидов металлов

Изобретение относится к области синтеза оксидов металлов простого и сложного состава, обладающих диэлектрическими или полупроводниковыми свойствами, в виде тонких наноструктурированных покрытий на поверхности изделий различной формы. Способ заключается в том, что готовят спиртовой раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521643
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.08.2014
№216.012.eed0

Способ получения фторидных стекол с широким ик диапазоном пропускания

Изобретение относится к технологии получения фторидных хлор- и бромсодержащих стекол с широким ИК-диапазоном пропускания и повышенной прозрачностью. Способ получения фторидных стекол включает плавление шихты из исходных компонентов в инертной атмосфере в платиновом или углеродном тигле с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526955
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.efe9

Композиционная ионообменная мембрана

Изобретение относится к технологии изготовления композиционных ионообменных мембран, обладающих свойством селективности сорбции или переноса нитрат-аниона. Предложена композиционная ионообменная мембрана, характеризующаяся повышенной подвижностью нитрат-анионов и повышенной константой ионного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527236
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.05.2015
№216.013.48d9

Борсодержащий нейтронозащитный материал

Изобретение относится к нейтронозащитным материалам и может быть использовано, в частности, при капсулировании радиоактивных отходов, при создании защитных щитов. Борсодержащий материал с деформационной устойчивостью ΔL/L=3,0÷7,5% при 600°С получают взаимодействием силиката натрия NaO(SiO) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550156
Дата охранного документа: 10.05.2015
Показаны записи 1-10 из 36.
10.01.2013
№216.012.18fe

Электрокаталитический способ синтеза углеводородов и спиртов на основе растительного сырья

Изобретение относится к электрокаталитическому способу получения углеводородов, в частности диенов, олефинов, алканов и спиртов, путем гальваностатического электролиза смеси 10-ундециленовой и уксусной кислот, которые частично нейтрализованы и находятся в виде соли. Способ осуществляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471890
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.06.2013
№216.012.4c5c

Жидкостная экстракционная система на основе 1-(диарилфосфорилметокси)-2-(диарилфосфорил)-4-метоксибензола и 1,1,7-тригидрододекафторгептанола для селективного выделения молибдена из азотнокислых растворов

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к области химической технологии производства радиоизотопов медицинского назначения, и описывает жидкостную экстракционную систему на основе 0.05 М раствора 1-(диарилфосфорилметокси)-2-диарилфосфорил-4-метоксибензола общей формулы (I), в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485130
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.08.2013
№216.012.5d48

Состав экстракционно-хроматографического материала для селективного извлечения мo-99 из облученного уранового топлива

Настоящее изобретение относится к области химической технологии радиоизотопа Mo-99 медицинского назначения. Сущность: состав включает в качестве комплексообразующего компонента соединения формулы (I), где R представляет собой алкил C-C, в процентном содержании от 1 до 99%, а остальное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489501
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.10.2013
№216.012.762f

Способ переработки липидов

Изобретение относится к способу переработки жиров и жиросодержащей биомассы. Способ может быть использован при производстве топлива и полупродуктов для органического синтеза. Способ осуществляют путем одновременного воздействия ионизирующим излучением и температурой на жировое сырье при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495915
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.01.2014
№216.012.9bc2

Способ переработки липидов и лигнинов

Изобретение может быть использовано в области получения газообразного и жидкого топлива и полупродуктов для тяжелого органического синтеза и при утилизации отходов на основе липидов. Способ переработки липидов и лигнинов включает воздействие ионизирующим излучением и температурой на суспензию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505580
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.06.2014
№216.012.cf82

Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе

Изобретение относится к новым соединениям в ряду хелатных комплексов цинка с производными азометина, а именно к бис[2-(N-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II) формулы I Также предложено электролюминесцентное устройство. Изобретение позволяет получить соединения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518893
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.11.2014
№216.013.048f

Многослойное электролюминесцентное устройство

Изобретение относится к области электролюминесцентных устройств - органических светоизлучающих диодов, применяемых в качестве эффективных и высокоэкономичных твердотельных источников освещения. Электролюминесцентное устройство включает дырочно-инжектирующий слой, дырочно-транспортный слой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532565
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.02.2015
№216.013.23be

Состав экстракционно-хроматографического материала для селективного выделения u(vi), th(iv), np(iv) и pu (iv) из азотнокислых растворов

Изобретение относится к области переработки радиоактивных растворов. Состав экстракционно-хроматографического материала для селективного выделения U(VI), Th(IV), Np(IV) и Pu(IV) из азотнокислых растворов содержит три компонента. В качестве комплексообразующих компонентов состав содержит 33 %...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540603
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2016
№216.014.c287

Состав экстракционно-хроматографического материала для селективного выделения и очистки прометия-147 от сопутствующих редкоземельных элементов из азотнокислых растворов

Изобретение относится к области химической технологии утилизации высокорадиоактивных растворов, получаемых при переработке облученного ядерного топлива, а именно к составам экстракционно-хроматографических материалов импрегнированного типа для селективного выделения и очистки прометия-147 от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574595
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.2e63

Способ переработки парафинов и алкилатов

Изобретение относится к способу переработки парафинов и/или алкилатов путем воздействия ускоренными электронами на содержащую их сырьевую смесь с получением продуктов радиолиза, в том числе, продуктов крекинга, осуществляют, используя в качестве сырья парафины и/или алкилаты с соотношением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579514
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД