EA036346B1 - Method for determining lead(ii) in environmental water bodies and biological samples - Google Patents

Method for determining lead(ii) in environmental water bodies and biological samples Download PDF

Info

Publication number
EA036346B1
EA036346B1 EA201800637A EA201800637A EA036346B1 EA 036346 B1 EA036346 B1 EA 036346B1 EA 201800637 A EA201800637 A EA 201800637A EA 201800637 A EA201800637 A EA 201800637A EA 036346 B1 EA036346 B1 EA 036346B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lead
sensor film
polymer sensor
color
determination
Prior art date
Application number
EA201800637A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201800637A1 (en
Inventor
Мария Анатольевна Пешкова
Андрей Владимирович Калиничев
Дарья Иосифовна Декина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Publication of EA201800637A1 publication Critical patent/EA201800637A1/en
Publication of EA036346B1 publication Critical patent/EA036346B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20Metals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing

Abstract

The invention is a new express optical analytical method for determination of lead(II) in water bodies under analysis: in drinking water, in natural waters, in industrial wastewater, and for determination of pathologic concentrations of lead(II) in biological liquids. The essence of the method consists in placing a polymer sensor film into a known volume of analyzed solution and, after its removal, comparing the color of polymer sensor film with a graduated color scale. Content of lead(II) in the tested specimen is determined using a semiquantitative method by matching the color of polymer sensor film with the specific division of the graduated color scale. Quantitative content of lead(II) in the tested specimen is determined using the spectrophotometric method, by measuring the absorption of polymer sensor film, with further determination of lead(II) content using a graduated plot. A poly(vinyl chloride) film, containing 9-dimethylamino-5-[4-(15-butyl-1,13-dioxo-2,14-ioxanonadecyl)phenylimino]benzo[a]phenoxazin, 4-tert-butyl-calix[4]aren-tetrakis(N,N-dimethylthioacetamide) and tetrakis-[3.5-bis-(trifluoromethyl)phenyl]sodium borate, plasticized with bis-(ethylhexyl) sebacate, is used as a sensor film. This method can be used for selective screening of groups of persons who are under a high risk of heavy-metal poisoning. An express urinary test and detection of heavy-metal poisoning degree are also possible in cases of heavy metal leakage to the environment as a result of accidents or man-made emergency situations.

Description

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к оптохимическим ионоселективным объемным сенсорам (оптодам) для экспрессного определения содержания ионов свинца (II) в водных объектах анализа: в питьевой воде, в природных водах, в промышленных сточных водах, а также для определения патологических концентраций свинца (II) в биологических жидкостях.The invention relates to analytical chemistry, specifically to optochemical ion-selective volumetric sensors (optodes) for the rapid determination of the content of lead (II) ions in water objects of analysis: in drinking water, in natural waters, in industrial wastewater, as well as for determining pathological concentrations of lead ( II) in biological fluids.

Известно определение содержания свинца в моче методом атомной абсорбции (МУК 4.1.799-99) [1]. Методика основана на прямом измерении содержания свинца в биологическом материале (моче). Определение элементов методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии основано на поглощении света соответствующей длины волны исследуемого элемента в высокотемпературном пламени. Для измерения используется поглощение с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения свинца при прохождении через содержащий пары атомов свинца слой воздуха: 283,3 нм. Оценку содержания свинца проводят по заранее установленной градуировочной характеристике. Однако известный способ дорогостоящ и малодоступен, поскольку требует использования атомно-адсорбционного спектрофотометра, а также предъявляет высокие требования к квалификации персонала.It is known to determine the content of lead in urine by atomic absorption (MUK 4.1.799-99) [1]. The technique is based on direct measurement of the lead content in biological material (urine). Determination of elements by atomic absorption spectrophotometry is based on the absorption of light of the corresponding wavelength of the element under study in a high-temperature flame. The measurement uses absorption with a wavelength corresponding to the maximum absorption of lead when passing through a layer of air containing lead vapor: 283.3 nm. The lead content is assessed according to a predetermined calibration characteristic. However, the known method is expensive and inaccessible, since it requires the use of an atomic adsorption spectrophotometer, and also imposes high requirements on the qualifications of personnel.

Известен электрохимический способ определения свинца (II) в крови и других жидкостях [2]. Способ основан на применении биоэлектрода с использованием коллоидного золота, на поверхность которого иммобилизован фермент (изоцитратдегидрогеназа), подвергающийся необратимому ингибированию в присутствии ионов свинца (II). Для оценки содержания свинца (II) по градуировочному графику или методом стандартной добавки проводят измерение ингибирования изоцитратдегидрогеназы. Однако известный способ неприменим в качестве экспресс-теста, так как подразумевает использование внешнего источника питания и проводных соединений, что делает невозможной миниатюризацию; неселективен к свинцу в присутствии других тяжелых металлов, так как используется неселективное ингибирование фермента; дорогостоящ, так как используются дорогие реагенты (коллоидное золото, фермент).Known electrochemical method for the determination of lead (II) in blood and other liquids [2]. The method is based on the use of a bioelectrode using colloidal gold, on the surface of which an enzyme (isocitrate dehydrogenase) is immobilized, which undergoes irreversible inhibition in the presence of lead (II) ions. To assess the content of lead (II) according to the calibration curve or by the method of standard addition, the inhibition of isocitrate dehydrogenase is measured. However, the known method is not applicable as an express test, since it involves the use of an external power source and wired connections, which makes miniaturization impossible; non-selective to lead in the presence of other heavy metals, since non-selective inhibition of the enzyme is used; expensive, since expensive reagents (colloidal gold, enzyme) are used.

Известен способ определения свинца в природных водах экстракционно-спектрофотометрическим методом [3]. Способ основан на реакции комплексообразования свинца с ксиленоловым оранжевым с предварительным экстракционным разделением. Для оценки содержания свинца (II) по градуировочному графику проводят измерение светопоглощения раствора свинца после проведения фотометрической реакции при длине волны 600 нм. Однако известный способ не обладает экспрессностью за счет дополнительной стадии пробоподготовки - экстракционного разделения компонентов, имеет недостаточно низкий предел обнаружения для измерения свинца (II) на уровне ПДК в водных и биологических объектах.A known method for the determination of lead in natural waters by the extraction-spectrophotometric method [3]. The method is based on the reaction of complexation of lead with xylenol orange with preliminary extraction separation. To assess the content of lead (II) according to the calibration graph, the light absorption of the lead solution is measured after the photometric reaction at a wavelength of 600 nm. However, the known method does not have rapidity due to an additional stage of sample preparation - extraction separation of components; it has insufficiently low detection limit for measuring lead (II) at the MPC level in water and biological objects.

Известен фотометрический способ определения свинца (II) с 4-(2-пиридилазо)-резорцином [4]. Способ основан на реакции комплексообразования ионов свинца (II) с 4-(2-пиридилазо)резорцином. Для оценки содержания свинца (II) по градуировочному графику или методом стандартной добавки проводят измерение светопоглощения анализируемого раствора после проведения фотометрической реакции при длине волны 520 нм. Однако известный способ имеет низкую чувствительность и малоселективен.Known photometric method for the determination of lead (II) with 4- (2-pyridylazo) -resorcinol [4]. The method is based on the reaction of complexation of lead (II) ions with 4- (2-pyridylazo) resorcinol. To assess the content of lead (II) according to the calibration curve or by the standard addition method, the light absorption of the analyzed solution is measured after the photometric reaction at a wavelength of 520 nm. However, the known method has low sensitivity and is not very selective.

Известен визуальный способ полуколичественного определения ионов свинца (II) с помощью реактивной бумаги [4]. Способ основан на реакции комплексообразования ионов свинца (II) с дитизоном. Для оценки содержания свинца (II) визуально сравнивают интенсивность окраски подготовленной реактивной бумаги с имитационной цветовой шкалой. Однако известный способ не обладает экспрессностью за счет трудоемкой и длительной подготовки реактивной бумаги, имеет низкую точность за счет плохой воспроизводимости подготовки бумаги, малочувствителен и низкоселективен, неприменим для анализа окрашенных объектов.Known visual method for the semi-quantitative determination of lead (II) ions using reactive paper [4]. The method is based on the reaction of complexation of lead (II) ions with dithizone. To assess the lead (II) content, visually compare the color intensity of the prepared reactive paper with an imitation color scale. However, the known method does not have rapidity due to the laborious and time-consuming preparation of reactive paper, has low accuracy due to poor reproducibility of paper preparation, is insensitive and low selective, and is not applicable for the analysis of painted objects.

Известен визуальный способ полуколичественного определения ионов свинца (II) с использованием тест-полосок [5]. Способ основан на фотометрической реакции ионов свинца (II) с диметилфенол оранжем, о-фенантролином и эмульгатором ОП с предварительной экстракцией ионов свинца (II) из анализируемого раствора на поверхность подложки (фильтровальной бумаги или полимерной пленки) с нанесенной на нее реагентами. Для оценки содержания свинца (II) визуально сравнивают интенсивность окраски с имитационной цветовой шкалой. Однако известный способ не обладает экспрессностью, требует длительного времени анализа за счет трудоемкой подготовки подложки: создания многокомпонентной фотометрической смеси, необходимости высушивания подложки в течение нескольких часов.Known visual method for the semi-quantitative determination of lead (II) ions using test strips [5]. The method is based on the photometric reaction of lead (II) ions with dimethylphenol orange, o-phenanthroline and OP emulsifier with preliminary extraction of lead (II) ions from the analyzed solution onto the surface of a substrate (filter paper or polymer film) with reagents applied to it. To assess the content of lead (II) visually compare the intensity of the color with a simulated color scale. However, the known method is not rapid, requires a long analysis time due to the laborious preparation of the substrate: creating a multicomponent photometric mixture, the need to dry the substrate for several hours.

Известен визуальный способ полуколичественного определения ионов свинца (II) по реакции с 1фенил-3-изопропил-5-(бензилбензимидазол-2-ил)формазаном [6]. Способ основан на реакции ионов свинца (II) с 1-фенил-3-изопропил-5-(бензилбензимидазол-2-ил)формазаном, определение осуществляется путем сорбции ионов свинца (II) из анализируемого раствора на тканевый бязевый носитель с последующим отделением жидкой фазы и проведением фотометрической реакции. Для оценки содержания свинца (II) визуально сравнивают интенсивность окраски тканевого носителя с имитационной цветной шкалой. Однако известный способ не обладает экспрессностью за счет сложной пробоподготовки, необходимости стандартизации подготовки бязевых дисков, обладает недостаточно широким диапазоном определяемых концентраций свинца (II) для определения свинца в реальных объектах, неприменим для анализа окрашенных объектов.Known visual method for the semi-quantitative determination of lead (II) ions by reaction with 1phenyl-3-isopropyl-5- (benzylbenzimidazol-2-yl) formazan [6]. The method is based on the reaction of lead (II) ions with 1-phenyl-3-isopropyl-5- (benzylbenzimidazol-2-yl) formazan, the determination is carried out by sorption of lead (II) ions from the analyzed solution onto a fabric coarse calico carrier with subsequent separation of the liquid phase and conducting a photometric reaction. To assess the lead (II) content, visually compare the color intensity of the tissue carrier with a simulated color scale. However, the known method does not have rapidity due to complex sample preparation, the need to standardize the preparation of coarse calico discs, has an insufficiently wide range of determined concentrations of lead (II) for the determination of lead in real objects, and is not applicable for the analysis of painted objects.

Известен визуальный и спектрофотометрический способ определения ионов свинца (II) по реакции с 18-краун-6-эфиром [7]. Способ основан на реакции комплексообразования ионов свинца (II) с 18-краун6-эфиром в присутствии красителя фенолфталеинового ряда, определение осуществляется путем ионногоKnown visual and spectrophotometric method for the determination of lead (II) ions by reaction with 18-crown-6-ether [7]. The method is based on the reaction of complexation of lead (II) ions with 18-crown6-ether in the presence of a phenolphthalein dye, the determination is carried out by ionic

- 1 036346 обмена между ионами свинца (II) анализируемого раствора и катионами сенсорной пленки. Последняя получается нанесением на вращающуюся стеклянную подложку методом спин-коатинга жидкой композиции, которая представляет собой гомогенный раствор комплексообразующего вещества и отрицательно заряженного красителя (тетрабромфенолфталеинэтил эфир) в пластифицированном полимере. Для полуколичественной оценки содержания свинца (II) визуально сравнивают интенсивность окраски пленки с имитационной цветной шкалой, для количественной оценки содержания свинца (II) по градуировочному графику или методом стандартной добавки проводят измерение светопоглощения сенсорной пленки при 525 нм. Однако известный способ имеет высокую ошибку определения свинца (II) за счет неконтролируемого вымывания из пленки малолипофильного индикатора при проведении, требует длительного времени анализа, неизвестен точный предел обнаружения ионов свинца (II), а также отсутствуют данные о селективности и о точном времени отклика сенсора.- 1036346 exchange between lead (II) ions of the analyzed solution and cations of the sensor film. The latter is obtained by applying a liquid composition, which is a homogeneous solution of a complexing agent and a negatively charged dye (tetrabromophenolphthaleine ethyl ether) in a plasticized polymer, onto a rotating glass substrate by the spin-coating method. For a semi-quantitative assessment of the lead (II) content, the color intensity of the film is visually compared with an imitation color scale; for a quantitative assessment of the lead (II) content according to a calibration graph or by the standard addition method, the light absorption of the sensor film is measured at 525 nm. However, the known method has a high error in the determination of lead (II) due to the uncontrolled washing out of the low-lipophilic indicator from the film during carrying out, requires a long analysis time, the exact detection limit of lead (II) ions is unknown, and there are no data on selectivity and on the exact response time of the sensor.

Известен способ определения ионов свинца (II) с использованием свинецселективного ионофора, иммобилизованного в полимерную пластифицированную матрицу, которая представляет собой ионоселективные микросферы [8]. Способ основан на химическом распознавании матрицей ионов свинца (II) путем их сорбции из анализируемого раствора с последующем изменении оптических характеристик мембраны. Для количественной оценки содержания свинца (II) по градуировочному графику проводят измерение интенсивности люминесценции полимерных люминесцентных микросфер. Однако известный способ является технически более сложным по сравнению пленочными сенсорами, приводит к необратимому загрязнению образца, дорогостоящ и не обладает экспрессностью за счет использования стационарного спектрофлуориметра, не позволяет проведение визуального определения свинца (II) за счет флуориметрического сигнала.A known method for the determination of lead (II) ions using a lead-selective ionophore immobilized in a plasticized polymer matrix, which is an ion-selective microspheres [8]. The method is based on the chemical recognition of lead (II) ions by the matrix by their sorption from the analyzed solution, followed by a change in the optical characteristics of the membrane. To quantify the content of lead (II) according to the calibration graph, the luminescence intensity of polymer luminescent microspheres is measured. However, the known method is technically more complicated than film sensors, leads to irreversible contamination of the sample, is expensive and does not have rapidity due to the use of a stationary spectrofluorometer, and does not allow visual determination of lead (II) due to a fluorometric signal.

Известные сенсоры катионов тяжелых металлов имеют общие недостатки, а именно требуют специального сугубо лабораторного оборудования, и/или пробоподготовки, и/или являются разрушающими, и/или не позволяют осуществлять визуальное определение аналита, и/или требуют длительного времени анализа, и/или не подходят для окрашенных образцов. Таким образом, существует потребность в воспроизводимом аналитическом способе, который можно использовать для экспресс-определения свинца (II), в водных объектах и реальных биологических образцах.The known sensors of heavy metal cations have common drawbacks, namely, they require special purely laboratory equipment and / or sample preparation, and / or are destructive, and / or do not allow visual determination of the analyte, and / or require a long analysis time, and / or do not suitable for colored samples. Thus, there is a need for a reproducible analytical method that can be used for the rapid determination of lead (II) in water bodies and real biological samples.

Известен сорбционно-спектрофотометрический способ определения свинца (II) [9], наиболее близкий к заявленному изобретению по решению технической задачи и принятый в качестве прототипа. Он включает реакцию бромпирогаллолового красного со свинцом (II), предваренной концентрированием металла из пробы в индикаторную пленку, представляющую собой прозрачную полимерную подложку, на которую нанесен слой желатина толщиной до 20 мкм, иммобилизованный водным раствором бромпирогаллолового красного при фиксированном значении рН. Для оценки содержания свинца (II) по градуировочному графику или методом стандартной добавки проводят измерение светопоглощения желатиновой пленки при длине волны 610 нм. Однако прототип требует длительного (не менее 20 мин) времени анализа, невозможен для применения в окрашенных образцах, обладает коротким временем жизни сенсора из-за деградации желатиновой матрицы, не позволяет определять свинец (II) на уровне и ниже ПДК в водных и биологических объектах, а также при его значительном превышении ПДК, за счет узкого диапазона измеряемых концентраций.Known sorption-spectrophotometric method for the determination of lead (II) [9], the closest to the claimed invention for solving a technical problem and adopted as a prototype. It includes the reaction of bromopyrogallol red with lead (II), preceded by concentration of the metal from the sample into an indicator film, which is a transparent polymer substrate on which a gelatin layer up to 20 μm thick is applied, immobilized with an aqueous solution of bromopyrogallol red at a fixed pH value. To assess the content of lead (II) according to a calibration curve or by the method of a standard addition, the light absorption of a gelatinous film is measured at a wavelength of 610 nm. However, the prototype requires a long (at least 20 min) analysis time, is impossible for use in stained samples, has a short sensor lifetime due to degradation of the gelatinous matrix, does not allow the determination of lead (II) at or below the MPC in water and biological objects, as well as when it significantly exceeds the MPC, due to the narrow range of measured concentrations.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание нового экспрессного оптического аналитического способа определения свинца (II) в водных объектах окружающей среды и биологических образцах в двух вариантах: полуколичественном при визуально-тестовом способе путем сравнения цвета полимерной сенсорной пленки с калиброванной цветовой шкалой, а также в количественном варианте при спектрофотометрическом определении, осуществляемом путем измерения поглощения полимерной сенсорной пленки с последующим определением содержания свинца (II) по градуировочному графику.The technical objective of the claimed invention is to create a new express optical analytical method for the determination of lead (II) in water bodies of the environment and biological samples in two versions: semi-quantitative in the visual test method by comparing the color of the polymer sensor film with a calibrated color scale, as well as in the quantitative version in spectrophotometric determination, carried out by measuring the absorption of a polymer sensor film with subsequent determination of the content of lead (II) according to a calibration curve.

Поставленная задача достигается помещением полимерной сенсорной пленки в испытуемый образец с анализируемым раствором известного объема от 0,5 до 10 мл с добавкой смеси ацетата магния и уксусной кислоты, взятых в соотношении 2,50·10-3:1,25·10-4 моль/л, на 2-18 мин и после ее извлечения сравнением цвета полимерной сенсорной пленки с калиброванной цветовой шкалой. Количественный диапазон содержания свинца (II) в испытуемом образце определяют по совпадению цвета полимерной сенсорной пленки с определенным делением калиброванной цветовой шкалы. В качестве полимерной сенсорной пленки используют пластифицированную бис-(этилгексиловым) эфиром себациновой кислоты (ДОС) поли(винилхлоридную) (ПВХ) пленку толщиной 2-7 мкм, содержащую индикатор: хромоионофор 9-диметиламино-5-[4-( 15-бутил-1,13 -диоксо-2,14-иоксанонадецил)фенилимино] -бензо [а] феноксазин (ЕТН5418), ионофор 4-трет-бутил-каликс[4]арен-тетракис(К,М-диметилтиоацетамид) (Pb IV) и ионную добавку натрий тетракис-[3.5-бис-(трифторметил)фенил]борат (NaTFPB) в соотношении: 1 мас.ч. ПВХ, 2 мас.ч. ДОС, 10 ммоль/кг ДОС ЕТН5418, 11 ммоль/кг ДОС NaTFPB, 60 ммоль/кг ДОС Pb IV.The task is achieved by placing a polymer sensor film in a test sample with an analyzed solution of a known volume from 0.5 to 10 ml with the addition of a mixture of magnesium acetate and acetic acid, taken in a ratio of 2.50 · 10 -3 : 1.25 · 10 -4 mol / l, for 2-18 minutes and after its extraction by comparing the color of the polymer sensor film with a calibrated color scale. The quantitative range of the lead (II) content in the test sample is determined by the coincidence of the color of the polymer sensor film with a certain division of the calibrated color scale. As a polymer sensor film, a plasticized with bis- (ethylhexyl) sebacic acid ester (DOS) poly (vinyl chloride) (PVC) film with a thickness of 2-7 μm, containing an indicator: chromoionophore 9-dimethylamino-5- [4- (15-butyl- 1,13-dioxo-2,14-ioxanonadecyl) phenylimino] -benzo [a] phenoxazine (ETH5418), ionophore 4-tert-butyl-calix [4] arene-tetrakis (K, M-dimethylthioacetamide) (Pb IV) and ionic additive sodium tetrakis- [3.5-bis- (trifluoromethyl) phenyl] borate (NaTFPB) in the ratio: 1 wt.h. PVC, 2 parts by weight DOS, 10 mmol / kg DOS ETH5418, 11 mmol / kg DOS NaTFPB, 60 mmol / kg DOS Pb IV.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что при рН 6,0-6,4 находящийся в растворе свинец (II) вступает в реакцию ионного обмена между анализируемым раствором и полимерной сенсорной пленкой, содержащей липофильный свинец(П)-селективный лиганд (ионофор Pb IV) и индикатор (хромоионофор ЕТН5418), который существует в нейтральной депротонированной и заряженной протонироThe essence of the proposed method lies in the fact that at pH 6.0-6.4, the lead (II) in solution enters into an ion exchange reaction between the analyzed solution and a polymer sensor film containing a lipophilic lead (P) -selective ligand (ionophore Pb IV ) and an indicator (chromoionophore ETH5418), which exists in neutral deprotonated and charged protoniro

- 2 036346 ванной формах с резко отличающимися длинами волн максимумов поглощения света, с образованием в полимерной фазе прочного комплекса свинца (II) с ионофором, что приводит к депротонированию хромоионофора и изменению цвета полимерной сенсорной пленки с голубого на малиновый, до и после контакта с раствором 1 моль/л свинца (II). В черно-белой шкале это изменение представлено на фиг. 1, где слева - пленка до контакта с раствором соли свинца, справа - пленка после контакта с раствором 1 моль/л свинца (II). На фиг. 1 и далее буквами R, G, В обозначены красная, зеленая и синяя компоненты цвета пленки и их числовые значения в цветовой модели RGB, распространенной для количественного представления цвета объектов. Задав численные значения R, G, В при заливке цветом любого графического объекта, к примеру, в ПО MS Office, можно легко получить цветной аналог фиг. 1. Изменение окраски полимерной сенсорной пленки количественно связано с концентрацией свинца (II).- 2,036346 bath forms with sharply different wavelengths of light absorption maxima, with the formation of a strong complex of lead (II) with an ionophore in the polymer phase, which leads to deprotonation of the chromoionophore and a change in the color of the polymer sensor film from blue to raspberry, before and after contact with the solution 1 mol / L lead (II). In black and white, this change is shown in FIG. 1, where on the left is the film before contact with a solution of lead salt, on the right is the film after contact with a solution of 1 mol / L lead (II). FIG. 1 and further, the letters R, G, B denote the red, green and blue components of the film color and their numerical values in the RGB color model, which is common for the quantitative representation of the color of objects. By setting the numerical values of R, G, B when filling any graphic object with color, for example, in MS Office software, you can easily get a color analogue of Fig. 1. The change in color of the polymer sensor film is quantitatively related to the concentration of lead (II).

Для получения полимерной сенсорной пленки приготовленная сенсорная композиция наносится на полимерный или стеклянный носитель. Для приготовления сенсорной композиции взвешивается навеска ПВХ, добавляется двукратный по массе избыток ДОС, к полученной смеси добавляется растворитель в соотношении 1:6-12 по массе, в полученный раствор вносится необходимое количество активных компонентов для достижения требуемой концентрации: 10 ммоль/кг ДОС ЕТН5418, 11 ммоль/кг ДОС NaTFPB и 60 ммоль/кг ДОС Pb IV.To obtain a polymer sensor film, the prepared sensor composition is applied to a polymer or glass carrier. To prepare the sensor composition, a sample of PVC is weighed, a double by weight excess of DOS is added, a solvent is added to the resulting mixture in a ratio of 1: 6-12 by weight, the required amount of active components is added to the resulting solution to achieve the required concentration: 10 mmol / kg DOS ETH5418, 11 mmol / kg DOS NaTFPB and 60 mmol / kg DOS Pb IV.

Для проведения определения содержания свинца (II) приготовленную полимерную сенсорную пленку помещают на 2-18 мин в испытуемый образец известного объема не менее 0,5 мл. Время контакта полимерной сенсорной пленки и испытуемого образца зависит от содержания в нем свинца (II), практически это время определяется моментом, когда окраска полимерной сенсорной пленки перестает изменяться.To determine the content of lead (II), the prepared polymer sensor film is placed for 2-18 min into a test sample of a known volume of at least 0.5 ml. The contact time of the polymer sensor film and the test sample depends on the content of lead (II) in it; in practice, this time is determined by the moment when the color of the polymer sensor film stops changing.

Для точного проведения анализа испытуемый образец, помимо анализируемого раствора, должен содержать рН-буферную смесь для обеспечения постоянства рН. В качестве рН-буферной смеси используется магний-ацетатная смесь, состоящая из раствора ацетата магния и раствора уксусной кислоты. Для задания необходимого рН 6,0-6,4 испытуемого образца в последний добавляют необходимые количества растворов ацетата магния и уксусной кислоты для задания соотношения концентраций в испытуемом образце 2,50· 10-3:1,25·10-4 моль/л.For accurate analysis, the test sample, in addition to the analyzed solution, must contain a pH-buffer mixture to ensure a constant pH. As a pH-buffer mixture, a magnesium-acetate mixture is used, consisting of a solution of magnesium acetate and a solution of acetic acid. To set the required pH 6.0-6.4 of the test sample, the required amounts of solutions of magnesium acetate and acetic acid are added to the latter to set the concentration ratio in the test sample 2.50 · 10 -3 : 1.25 · 10 -4 mol / l.

После извлечения полимерной сенсорной пленки из испытуемого образца проводят определение наличия свинца (II) в испытуемом образце визуально-тестовым способом путем сравнения цвета полимерной сенсорной пленки с калиброванной цветовой шкалой, и по совпадению цвета полимерной сенсорной пленки с определенным делением калиброванной цветовой шкалы делают вывод о количественном диапазоне содержания свинца (II) в испытуемом образце.After removing the polymer sensor film from the test sample, the presence of lead (II) in the test sample is determined by a visual test method by comparing the color of the polymer sensor film with a calibrated color scale, and by matching the color of the polymer sensor film with a certain division of the calibrated color scale, a conclusion is made about the quantitative the range of lead (II) content in the test sample.

Для изготовления цветовой шкалы с желаемым количеством делений это количество полимерных сенсорных пленок помещают в стандартные образцы с известной концентрацией свинца (II) с добавкой смеси ацетата магния и уксусной кислоты, взятых в соотношении 2,50· 10-3:1,25· 10-4 моль/л, на 2-18 мин, после извлечения полимерных сенсорных пленок проводят регистрацию их цвета путем фотографирования. Затем усредняют по площади цвет каждой полимерной сенсорной пленки и создают деление цветовой шкалы с усредненным цветом полимерной сенсорной пленки.To produce a color scale with the desired number of divisions, this amount of polymer sensor films is placed in standard samples with a known concentration of lead (II) with the addition of a mixture of magnesium acetate and acetic acid, taken in the ratio 2.50 · 10 -3 : 1.25 · 10 - 4 mol / l, for 2-18 minutes, after removing the polymer sensor films, their color is recorded by photographing. Then the area averaged color of each polymer sensor film and create a color scale division with the average color of the polymer sensor film.

Исходный раствор свинца (II) для тестирования сенсора и изготовления цветовой шкалы готовили растворением точной навески кристаллогидрата нитрата свинца в деионизованной воде с удельным сопротивлением 18,2 МОм/см (деионизатор Milli-Q Reference Water Purification System, Франция). Растворы с различной концентрацией свинца (II) готовили в день работы последовательным разбавлением исходного раствора при помощи программируемого разбавителя-смесителя Dosino 700 с контроллером Liquino 711, Metrohm (Швейцария). Образцы мочи с известными концентрациями свинца (II) готовили добавкой аликвоты концентрированного раствора свинца (II) к образцу мочи, имеющему отрицательный результат при определении наличия в ней свинца (II) по результатам масс-спектрометрического анализа с индуктивно связанной аргоновой плазмой, проводимого ООО Независимая лаборатория ИНВИТРО, г. Санкт-Петербург. рН-буферную смесь готовили путем растворения необходимой аликвоты стандартного раствора ацетата магния, приготовленного из точной навески его кристаллогидрата, и необходимой аликвоты раствора уксусной кислоты, приготовленной из стандарт-титра уксусной кислоты.An initial lead (II) solution for testing the sensor and making a color scale was prepared by dissolving an accurate weighed portion of crystalline lead nitrate hydrate in deionized water with a specific resistance of 18.2 MΩ / cm (deionizer Milli-Q Reference Water Purification System, France). Solutions with different concentrations of lead (II) were prepared on the day of operation by sequential dilution of the stock solution using a Dosino 700 programmable diluent mixer with a Liquino 711 controller, Metrohm (Switzerland). Urine samples with known concentrations of lead (II) were prepared by adding an aliquot of a concentrated solution of lead (II) to a urine sample that had a negative result in determining the presence of lead (II) in it according to the results of mass spectrometric analysis with inductively coupled argon plasma, conducted by Independent Laboratory LLC INVITRO, St. Petersburg. A pH buffer mixture was prepared by dissolving the required aliquot of a standard magnesium acetate solution prepared from an accurately weighed portion of its crystalline hydrate and the required aliquot of an acetic acid solution prepared from a standard titer of acetic acid.

Потенциометрические измерения проводили относительно насыщенного хлорсеребряного электрода (Измеритель, Беларусь) с помощью рН метра/иономера (Экотест-120, Россия). Значения рН контролировалось при помощи стеклянного электрода (ЭСЛ 43-07, Измеритель, Беларусь).Potentiometric measurements were performed relative to a saturated silver chloride electrode (Izmeritel, Belarus) using a pH meter / ionomer (Ecotest-120, Russia). The pH values were controlled using a glass electrode (ESL 43-07, Izmeritel, Belarus).

Заявленный способ был апробирован в Санкт-Петербургском государственном университете, результаты апробации приведены в виде примеров его реализации.The claimed method was tested at the St. Petersburg State University, the results of testing are given in the form of examples of its implementation.

Пример 1. Нанесение сенсорной композиции на полимерный носитель.Example 1. Application of a sensor composition to a polymer carrier.

Для приготовления сенсорной композиции взвесили навеску 16,7 мг ПВХ, добавили 33,3 мкл ДОС, полученную смесь растворили в 350 мкл тетрагидрофурана, в полученный раствор внесли 0,24 мг ЕТН5418, 0,32 мг NaTFPB и 2,11 мг Pb IV. Смесь перемешивали в течение 10 мин при помощи роллермиксера J.P. Spectra MOVIL-ROD (Испания). Нанесение мембранного коктейля на полимерный носитель осуществляли путем спин-коатинга полимерного носителя 20 мкл мембранного коктейля при скоростиTo prepare the sensor composition, a weighed portion of 16.7 mg of PVC was weighed, 33.3 μl of DOS was added, the resulting mixture was dissolved in 350 μl of tetrahydrofuran, and 0.24 mg of ETH5418, 0.32 mg of NaTFPB, and 2.11 mg of Pb IV were added to the resulting solution. The mixture was stirred for 10 minutes using a J.P. Spectra MOVIL-ROD (Spain). The application of the membrane cocktail on the polymer carrier was carried out by spin-coating the polymer carrier with 20 μL of the membrane cocktail at a rate

- 3 036346 вращения спин-коатера 8500 rpm, толщина сенсорных пленок составила 2-7 мкм.- 3 036346 rotation of the spincoater 8500 rpm, the thickness of the sensor films was 2-7 microns.

Пример 2. Изготовление цветовой шкалы.Example 2. Making a color scale.

Для изготовления цветовой шкалы с 5 делениями 5 полимерных сенсорных пленок, полученных по примеру 1, поместили по одной в стандартные образцы объемом 50 мл с концентрацией свинца (II) 10-4, 10-5, 10-6, 10-7, 10-8 моль/л с добавкой 17,8 мг ацетата магния и 0,37 мг уксусной кислоты на 2, 5, 10, 15, 18 мин соответственно, после извлечения полимерных сенсорных пленок провели регистрацию их цвета путем фотографирования. На фиг. 2А в черно-белом виде представлены фотографии полимерных сенсорных пленок после контакта с растворами свинца (II) с концентрациями 10-8, 10-7, 10-6, 10-5, 10-4 моль/л (слева направо на фиг. 2). Затем при помощи программного обеспечения ImageJ усреднили цвет каждой полимерной сенсорной пленки и создали деление цветовой шкалы с равномерным цветом полимерной сенсорной пленки, получив, таким образом, пятичленную цветовую шкалу, которая представлена в черно-белом виде на фиг. 2Б с указанием соответствующих значений красной, зеленой и синей цветовых компонент.To produce a color scale with 5 divisions, 5 polymer sensor films obtained according to example 1 were placed one by one in standard samples with a volume of 50 ml with a lead (II) concentration of 10 -4 , 10 -5 , 10 -6 , 10 -7 , 10 - 8 mol / L with the addition of 17.8 mg of magnesium acetate and 0.37 mg of acetic acid for 2, 5, 10, 15, 18 minutes, respectively, after removing the polymer sensor films, their color was recorded by photographing. FIG. 2A shows in black and white photographs of polymer sensor films after contact with lead (II) solutions with concentrations of 10 -8 , 10 -7 , 10 -6 , 10 -5 , 10 -4 mol / l (from left to right in Fig. 2 ). Then, using ImageJ software, the color of each polymer sensor film was averaged and a color scale division was created with a uniform color of the polymer sensor film, thus obtaining a five-membered color scale, which is represented in black and white in FIG. 2B indicating the corresponding values of the red, green and blue color components.

Пример 3. Визуально-тестовое определение содержания свинца (II) в водных объектах.Example 3. Visual test determination of lead (II) content in water bodies.

Были приготовлены 3 модельных образца, представляющие собой деионизованную воду без и с добавками свинца (II) в количестве 3,2-10-6 и 6,3-10-4 моль/л свинца (II). В 25 мл испытуемого модельного образца с добавкой 8,9 мг ацетата магния и 0,19 мг уксусной кислоты помещали по одной полимерной сенсорной пленке, полученной по примеру 1, на 18 мин. После их извлечения проводили сравнение цвета полимерной сенсорной пленки с калиброванной цветовой шкалой, полученной по примеру 2. Для контроля правильности определения содержания свинца (II) в модельных образцах в качестве референтного способа применялась потенциометрия со свинец(П)-селективными электродами (РЬ2+-ИСЭ) по методике, описанной в [10]. Результаты потенциометрии и результаты анализа введено-найдено приведены в табл. 1. На фиг. 3 представлен градуировочный график, полученный методом потенциометрии со свинец (П)-селективными электродами при различных концентрациях свинца (II), где заполненные символы экспериментальные значения, полученные для стандартных образцов; линия - линейный фитинг этих значений, пустые символы - экспериментальные значения, полученные для модельных образцов; квадраты - цвет полимерных сенсорных пленок после контакта с модельными образцами в черно-белом виде с указанием соответствующих значений красной, зеленой и синей цветовых компонент. Полученные результаты свидетельствуют о корректности предлагаемого способа определения свинца (II).3 model samples were prepared representing deionized water without and with additives of lead (II) in an amount of 3,2-10 6,3-10 -6 and -4 mol / l of lead (II). In 25 ml of the test model with the addition of 8.9 mg of magnesium acetate and 0.19 mg of acetic acid, one polymer sensor film obtained in example 1 was placed for 18 minutes. After their extraction, the color of the polymer sensor film was compared with the calibrated color scale obtained in Example 2. To control the correctness of the determination of the lead (II) content in the model samples, potentiometry with lead (II) -selective electrodes (Pb 2+ - ISE) according to the method described in [10]. The results of potentiometry and the results of the analysis introduced-found are given in table. 1. In FIG. 3 shows a calibration graph obtained by potentiometry with lead (P) -selective electrodes at various concentrations of lead (II), where the filled symbols are experimental values obtained for standard samples; line - linear fitting of these values, empty symbols - experimental values obtained for model samples; squares - color of polymer sensor films after contact with model samples in black and white with indication of the corresponding values of red, green and blue color components. The results obtained indicate the correctness of the proposed method for the determination of lead (II).

Таблица 1Table 1

Результаты визуально-тестового определения свинца (II) методом введено-найденоResults of visual test determination of lead (II) by the added-found method

введено, моль/л introduced, mol / l найдено, моль/л found, mol / L предлагаемый визуально-тестовый способ suggested visual test method потенциометрия с РЬ2+-ИСЭpotentiometry with Pb 2+ -ISE 0 0 <10 <10 <1€Г7 <1 € T 7 3,2· 10'6 3.2 10 6 от 10'6 до 10 s from 10 ' 6 to 10 s 2,5· 10’6 2.5 10 6 6,3· 10’4 6.3 10 ' 4 >10’4 > 10 ' 4 5,0· 10’4 5.0 10 ' 4

Пример 4. Измерение поглощения полимерной сенсорной пленки и определение содержания свинца (II) по градуировочному графику в образце мочи человека.Example 4. Measurement of the absorption of a polymer sensor film and determination of the content of lead (II) according to a calibration graph in a human urine sample.

Цвет полимерной сенсорной пленки в предлагаемом способе также может быть проанализирован по поглощению света методом спектрофотометрии. Для этого был приготовлен рабочий образец мочи, полученный путем разбавления мочи человека, имеющей отрицательный результат при определении наличия в ней свинца (II), 10-кратным объемом деионизованной воды с добавкой ацетата магния и уксусной кислоты так, чтобы концентрации ацетата магния и уксусной кислоты в полученном рабочем растворе были в соотношении 2,50-10-3:1,25-10-4 моль/л. Этот раствор был первым стандартным образцом мочи. Для приготовления 5 остальных стандартных образцов к рабочему образцу мочи добавляли аликвоты концентрированного раствора свинца (II) до получения концентраций свинца (II) 10-8,10-7,10-6,10-5, 10-4 моль/л. В каждый из 6 стандартных образцов мочи последовательно от наиболее разбавленного до наиболее концентрированного по свинцу (II) помещалась полимерная сенсорная пленка, полученная по примеру 1, и выдерживалась в течение 2-18 мин (см. пример 2). После этого полимерную сенсорную пленку извлекали и записывали ее спектр поглощения в диапазоне 580-740 нм на спектрофотометре Shimadzu UV-1800 (Япония). Пример такой серии спектров приведен на фиг. 4, где цифрами указаны концентрации свинца (II) в стандартных образцах мочи. Строилась градуировочная зависимость интенсивности максимума пика поглощения на 670 нм от концентрации свинца (II) в стандартном образце мочи. На фиг. 5 представлен градуировочный график, полученный методом спектрофотометрии полимерных сенсорных пленок при различных концентрациях свинца (II): заполненные символы - экспериментальные значения, полученные для стандартных образцов мочи; линия - их Больцмановский фитинг, пустой символ - экспериментальное значение, полученное для модельного образца мочи человека; квадрат, представленный на фиг. 5 в черно-белом виде с указанием соответствующих значений красной, зеленой и синей цветовых компонент - цвет полимерной сенсорной пленки после контакта с модельным образцом мочи человека. Предел обнаружения свинца (II) в заявляемом спектрофотометрическом способе анализа составил 3,3-10-8 моль/л.The color of the polymer sensor film in the proposed method can also be analyzed by light absorption by spectrophotometry. For this, a working urine sample was prepared, obtained by diluting human urine, which has a negative result in determining the presence of lead (II), with a 10-fold volume of deionized water with the addition of magnesium acetate and acetic acid so that the concentration of magnesium acetate and acetic acid in the resulting working solution were in a ratio of 2.50-10 -3 : 1.25-10 -4 mol / l. This solution was the first urine standard. For the preparation of the remaining 5 standard samples, aliquots of a concentrated solution of lead (II) were added to the working urine sample to obtain lead (II) concentrations of 10 -8 , 10 -7 , 10 -6 , 10 -5 , 10 -4 mol / l. In each of 6 standard urine samples, sequentially from the most diluted to the most concentrated in lead (II), a polymer sensor film obtained in example 1 was placed and held for 2-18 minutes (see example 2). After that, the polymer sensor film was removed and its absorption spectrum was recorded in the range of 580-740 nm on a Shimadzu UV-1800 spectrophotometer (Japan). An example of such a series of spectra is shown in FIG. 4, where the numbers indicate the concentration of lead (II) in standard urine samples. A calibration dependence of the intensity of the maximum absorption peak at 670 nm on the concentration of lead (II) in a standard urine sample was plotted. FIG. 5 shows a calibration graph obtained by spectrophotometry of polymer sensor films at various concentrations of lead (II): filled symbols - experimental values obtained for standard urine samples; the line is their Boltzmann fitting, the empty symbol is the experimental value obtained for a model human urine sample; the square shown in FIG. 5 in black and white, indicating the corresponding values of the red, green and blue color components - the color of the polymer sensor film after contact with a model human urine sample. The detection limit for lead (II) in the claimed spectrophotometric method of analysis was 3.3-10 -8 mol / l.

- 4 036346- 4 036346

Для определения содержания свинца (II) по градуировочному графику в образце мочи человека был приготовлен модельный образец с концентрацией свинца (II) 4,0-10-7 моль/л. Для этого к рабочему образцу мочи была добавлена соответствующая аликвота концентрированного раствора свинца (II). В модельный образец помещали полимерную сенсорную пленку, выдерживали в течение 18 мин, после чего ее извлекали и проводили измерение интенсивности максимума ее пика поглощения на 670 нм, при помощи градуировочного графика определяли содержания свинца (II) в модельном образце (табл. 2). Полученные результаты свидетельствуют о согласованности предлагаемого способа определения свинца (II).To determine the content of lead (II) according to the calibration curve in human urine sample was prepared in a model sample with the concentration of lead (II) 4,0-10- 7 mol / l. For this, an appropriate aliquot of a concentrated solution of lead (II) was added to the working urine sample. A polymer sensor film was placed in the model sample, kept for 18 min, after which it was removed and the intensity of the maximum of its absorption peak at 670 nm was measured, the lead (II) content in the model sample was determined using a calibration graph (Table 2). The results obtained indicate the consistency of the proposed method for the determination of lead (II).

Таблица 2table 2

Результаты спектрофотометрического определения свинца (II) методом введено-найденоResults of spectrophotometric determination of lead (II) by the added-found method

введено, моль/л introduced, mol / l найдено, моль/л found, mol / L заявляемый спектрофотометрический способ claimed spectrophotometric method заявляемый визуально-тестовый способ claimed visual test method 0 0 <10’8 <10 ' 8 <10δ <10 δ 4,0-10'7 4.0-10 ' 7 4,3-10'7 4,3-10 ' 7 от 10’7 до 10”10 ' 7 to 10 "

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка более экспрессного, чувствительного способа определения свинца (II) по сравнению с прототипом, характеризующегося более широким интервалом определяемых концентраций, меньшим временем проведения анализа и возможностью измерения не только в чистых водных, но и в биологических образцах.The technical result of the claimed invention is the development of a more rapid, sensitive method for the determination of lead (II) in comparison with the prototype, characterized by a wider range of determined concentrations, shorter analysis time and the ability to measure not only in pure aqueous, but also in biological samples.

Получаемый технический результат обеспечивает отличительные признаки заявляемого способа, т.е. предлагаемый способ обладает изобретательским уровнем, новизной и промышленной применимостью. Сфера применения заявляемого способа -клинический и экспресс-анализ. Способ может применяться для селективного скрининга групп лиц, находящихся в зоне повышенного риска отравления тяжелыми металлами. Также возможен экспресс-анализ мочи и выявление степени отравления тяжелыми металлами при их утечках в окружающую среду в случае аварий, техногенных ЧП, когда экспрессность анализа играет решающую роль.The technical result obtained provides the distinctive features of the proposed method, i.e. The proposed method has an inventive step, novelty and industrial applicability. The scope of the proposed method is clinical and express analysis. The method can be used for selective screening of groups of people who are in the zone of increased risk of heavy metal poisoning. It is also possible express urine analysis and identification of the degree of poisoning with heavy metals during their leakage into the environment in the event of accidents, man-made emergencies, when the rapidity of the analysis plays a decisive role.

Список используемой литературы.Bibliography.

1. Контроль содержания химических соединений и элементов в биологических средах: руководство/Г.Г. Онищенко, Н.В. Зайцева, Т.С. Уланова; под ред. Г.Г. Онищенко. - Пермь: Книжный формат, 2011, 520 с.1. Control of the content of chemical compounds and elements in biological environments: manual / GG. Onishchenko, N.V. Zaitseva, T.S. Ulanova; ed. G.G. Onishchenko. - Perm: Book format, 2011, 520 p.

2. Патент US 5217594, МПК G01N 27/26, опубл. 08.06.1993.2. Patent US 5217594, IPC G01N 27/26, publ. 08.06.1993.

3. Т.В. Гуркина, A.M. Игошин/Журнал аналитической химии, 1965, т. 20, с.778.3. T.V. Gurkina, A.M. Igoshin / Journal of Analytical Chemistry, 1965, v. 20, p. 778.

4. Ю.А. Золотов, В.М. Иванов, В.Г. Амелин/Химические текст-методы анализа. -М.: Едиториал УРСС, 2002, 304 с.4. Yu.A. Zolotov, V.M. Ivanov, V.G. Amelin / Chemical text-methods of analysis. -M .: Editorial URSS, 2002, 304 p.

5. Патент CN 105548170, МПК G01N 021/77, G01N 021/78, опубл. 04.05.2016.5. Patent CN 105548170, IPC G01N 021/77, G01N 021/78, publ. 05/04/2016.

6. Патент РФ RU 2441232, МПК G01N 31/22, G01N 21/78, опубл. 27.01.2012.6. RF patent RU 2441232, IPC G01N 31/22, G01N 21/78, publ. 27.01.2012.

7. Патент JP 2005098760, МПК G01N 021/77, G01N 021/78, G01N 031/00, G01N 031/22, опубл. 14.04.2005.7. Patent JP 2005098760, IPC G01N 021/77, G01N 021/78, G01N 031/00, G01N 031/22, publ. April 14, 2005.

8. Патент US 7247489, МПК G01N 33/20, G01N 33/52, опубл. 24.07.2007.8. Patent US 7247489, IPC G01N 33/20, G01N 33/52, publ. 07.24.2007.

9. Патент RU 2529660 С1, МПК G01N 21/77, опубл. 27.09.2014 (прототип).9. Patent RU 2529660 C1, IPC G01N 21/77, publ. 09/27/2014 (prototype).

10. Gupta V.K., Mangla R., Agarwal S., Pb(II) Selective Potentiometric Sensor Based on 4-tertButylcalix[4]arene in PVC Matrix. Electroanalysis, 2002, 14, 1127-1132.10. Gupta V. K., Mangla R., Agarwal S., Pb (II) Selective Potentiometric Sensor Based on 4-tert Butylcalix [4] arene in PVC Matrix. Electroanalysis, 2002, 14, 1127-1132.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ определения свинца (II) в водных объектах окружающей среды и биологических образцах, включающий приготовление полимерной сенсорной пленки, которую помещают в испытуемый образец и по изменению цвета полимерной сенсорной пленки определяют наличие в нем свинца (II), количество которого определяют по калиброванной цветовой шкале, предварительно полученной из не менее 5-ти испытуемых образцов с известными концентрациями свинца, отличающийся тем, что полимерную сенсорную пленку помещают в испытуемый образец анализируемого раствора известного объема от 0,5 до 10 мл вместе со смесью ацетата магния и уксусной кислоты, взятых в соотношении 2,50-10-3:1,25-10-4 моль/л анализируемого раствора, и выдерживают 2-18 мин, в качестве полимерной сенсорной пленки берут пластифицированную бис-(этилгексиловым) эфиром себациновой кислоты (ДОС) поли(винилхлоридную) (ПВХ) пленку толщиной 2-7 мкм, содержащую индикатор - нейтральный хромоионофор 9-диметиламино-5-[4-(15-бутил-1,13-диоксо-2,14-иоксанонадецил)фенилимино]-бензо[а]феноксазин (ЕТН5418), ионофор 4-трет-бутил-каликс[4]арен-тетракис(Н^диметилтиоацетамид) (ионофор Pb IV) и ионную добавку натрий тетракис-[3.5-бис-(трифторметил)фенил]борат (NaTFPB) в соотношении: 16,7 мг ПВХ, 33,3 мкл ДОС, 10 ммоль/кг ДОС ЕТН5418, 11 ммоль/кг ДОС NaTFPB, 60 ммоль/кг ДОС Pb IV, размещенную на носителе, а определение наличия свинца (II) в испытуемом образце проводят визуально-тестовым способом путем сравнения цвета полимерной сенсорной пленки с калиброванной цветовой шкалой, и по совпадению цвета полимерной сенсорной пленки с определенным делением калиброванной цветовой шкалы определяют количественный диапазон содержания свинца (II) в испытуемом образце.A method for the determination of lead (II) in environmental water bodies and biological samples, including the preparation of a polymer sensor film, which is placed in a test sample and the presence of lead (II) in it is determined by the change in the color of the polymer sensor film, the amount of which is determined by a calibrated color scale, preliminarily obtained from at least 5 test samples with known lead concentrations, characterized in that the polymer sensor film is placed in a test sample of an analyzed solution of a known volume from 0.5 to 10 ml together with a mixture of magnesium acetate and acetic acid taken in the ratio 2 , 50-10 -3 : 1.25-10 -4 mol / L of the analyzed solution, and incubated for 2-18 min, as a polymer sensor film, plasticized with bis- (ethylhexyl) sebacic acid ester (DOS) poly (vinyl chloride) ( PVC) a film with a thickness of 2-7 microns containing an indicator - neutral chromoionophore 9-dimethylamino-5- [4- (15-butyl-1,13-dioxo-2,14-ioxanonade cyl) phenylimino] -benzo [a] phenoxazine (ETH5418), ionophore 4-tert-butyl-calix [4] arene-tetrakis (H ^ dimethylthioacetamide) (ionophore Pb IV) and ionic additive sodium tetrakis- [3.5-bis- ( trifluoromethyl) phenyl] borate (NaTFPB) in the ratio: 16.7 mg PVC, 33.3 μl DOS, 10 mmol / kg DOS ETH5418, 11 mmol / kg DOS NaTFPB, 60 mmol / kg DOS Pb IV, placed on the carrier, and determination of the presence of lead (II) in the test sample is carried out visually by comparing the color of the polymer sensor film with a calibrated color scale, and by matching the color of the polymer sensor film with a certain division of the calibrated color scale, the quantitative range of the lead (II) content in the test sample is determined.
EA201800637A 2018-08-16 2018-12-27 Method for determining lead(ii) in environmental water bodies and biological samples EA036346B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129943A RU2682162C1 (en) 2018-08-16 2018-08-16 Method for determining lead (ii) in water and biological samples

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201800637A1 EA201800637A1 (en) 2020-02-28
EA036346B1 true EA036346B1 (en) 2020-10-29

Family

ID=65806142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201800637A EA036346B1 (en) 2018-08-16 2018-12-27 Method for determining lead(ii) in environmental water bodies and biological samples

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA036346B1 (en)
RU (1) RU2682162C1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715478C1 (en) * 2019-05-16 2020-02-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) Method of determining concentration of lead (ii) in aqueous samples
CN112945950A (en) * 2021-03-08 2021-06-11 唐山三友化工股份有限公司 Limit analysis method for enriching heavy metals in food additive sodium carbonate by using microporous filter membrane
EP4343307A1 (en) * 2021-06-23 2024-03-27 China Petroleum & Chemical Corporation Water quality testing method and water quality testing apparatus
US11371978B1 (en) 2021-06-23 2022-06-28 Mks Vision, Llc System and method for detecting lead in water

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217594A (en) * 1992-01-15 1993-06-08 Enzyme Technology Research Group, Inc. Convenient determination of trace lead in whole blood and other fluids
RU2218563C2 (en) * 1998-02-16 2003-12-10 Вашенков Евгений Георгиевич Technique and indicator for detection of lead, process of manufacture of indicator
CN101592597A (en) * 2009-06-25 2009-12-02 北京博晖创新光电技术股份有限公司 Be used for detecting the matrix modifying reagent and the application thereof of whole blood content of lead and cadmium elements
RU2441232C1 (en) * 2010-08-02 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный лесотехнический университет Method of determining lead (ii) ions in solution
RU2529660C1 (en) * 2013-03-12 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") Sorption-spectrophotometric method of determining lead (ii)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7247489B2 (en) * 2002-03-11 2007-07-24 Auburn University Ion-detecting microspheres and methods of use thereof
JP2005098760A (en) * 2003-09-22 2005-04-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Lead ion selective coloring material, and lead ion simplified quantitative determining method using coloring material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217594A (en) * 1992-01-15 1993-06-08 Enzyme Technology Research Group, Inc. Convenient determination of trace lead in whole blood and other fluids
RU2218563C2 (en) * 1998-02-16 2003-12-10 Вашенков Евгений Георгиевич Technique and indicator for detection of lead, process of manufacture of indicator
CN101592597A (en) * 2009-06-25 2009-12-02 北京博晖创新光电技术股份有限公司 Be used for detecting the matrix modifying reagent and the application thereof of whole blood content of lead and cadmium elements
RU2441232C1 (en) * 2010-08-02 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный лесотехнический университет Method of determining lead (ii) ions in solution
RU2529660C1 (en) * 2013-03-12 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") Sorption-spectrophotometric method of determining lead (ii)

Also Published As

Publication number Publication date
EA201800637A1 (en) 2020-02-28
RU2682162C1 (en) 2019-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2682162C1 (en) Method for determining lead (ii) in water and biological samples
Buck et al. Optochemical nanosensor PEBBLEs: photonic explorers for bioanalysis with biologically localized embedding
EP1447665B1 (en) Method for reducing effect of hematocrit on measurement of an analyte in whole blood
JP3088789B2 (en) Ion assay method and instrument
JPH06294790A (en) Method, composition and testing tool for measuring ion strength or specific gravity of sample under test
Aziz et al. Design of a highly sensitive and selective bulk optode based on fluorescence enhancement of N, N′-bis-(1-hydroxyphenylimine) 2, 2′-pyridil Schiff base: Monitoring of zinc (II) ion in real samples and DFT calculation
JP5014251B2 (en) Column used for hexavalent chromium analysis
Firooz et al. Selective and sensitive optical chemical sensor for the determination of Hg (II) ions based on tetrathia-12-crown-4 and chromoionophore I
Ensafi et al. A sensitive and selective bulk optode for determination of Hg (II) based on hexathiacyclooctadecane and chromoionophore V
US4734375A (en) Ion specific test method
Tavallali et al. A highly selective optode for determination of Hg (II) by a modified immobilization of indigo carmine on a triacetylcellulose membrane
Galiński et al. Pyrrole bearing diazocrowns: Selective chromoionophores for lead (II) optical sensing
Moustafa et al. A highly selective bulk optode based on 6-{4-(2, 4-dihydroxy-phenyl) diazenyl) phenyl}-2-oxo-4-phenyl-1, 2-dihydro-pyridine-3-carbonitrile incorporating chromoionophore V for determination of nano levels of cadmium
CA1161346A (en) Ion specific analytical element
CN107764757B (en) Device, system, preparation method and target object content determination method for detecting target ion content and kit
Aksuner et al. Development of a highly sensitive and selective optical chemical sensor for the determination of zinc based on fluorescence quenching of a novel schiff base ligand
CN106855513A (en) A kind of assay method of oxygen in water
Firooz et al. A highly sensitive and selective bulk optode based on dithiacyclooctadecane derivative incorporating chromoionophore V for determination of ultra trace amount of Hg (II)
JPS60194360A (en) Ion test means having porous carrier matrix and manufacture thereof
Kalinichev et al. The impact of ion association in the optode phase to the dynamic range and the sensitivity of the response of ion-selective bulk optodes
Capitan-Vallvey et al. A disposable single-use optical sensor for potassium determination based on neutral ionophore
CN104865204A (en) Method for F&lt;-&gt; colorimetric detection
Guinovart et al. Sulphate-selective optical microsensors: overcoming the hydration energy penalty
Krause et al. Multilayer potassium sensor based on solid-state coextraction
JP2005098760A (en) Lead ion selective coloring material, and lead ion simplified quantitative determining method using coloring material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU