RU2535950C1 - Method of determining free-radical activity of solid materials - Google Patents
Method of determining free-radical activity of solid materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535950C1 RU2535950C1 RU2013124358/05A RU2013124358A RU2535950C1 RU 2535950 C1 RU2535950 C1 RU 2535950C1 RU 2013124358/05 A RU2013124358/05 A RU 2013124358/05A RU 2013124358 A RU2013124358 A RU 2013124358A RU 2535950 C1 RU2535950 C1 RU 2535950C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- cuvette
- test system
- value
- solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологического тестирования, контроля качества строительных и др. материалов и может быть использовано для определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов в качестве диагностики их негативного воздействия на живые организмы.The invention relates to the field of environmental testing, quality control of building and other materials and can be used to determine the free radical activity of solid materials as a diagnosis of their negative impact on living organisms.
Известен способ определения общей токсичности твердых материалов с помощью люминесцентного бактериального теста и измерительного прибора серии «Биотокс», основанный на определении изменения интенсивности биологической хемилюминесценции генно-инженерного штамма при воздействии токсичных веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем. [Методика определения токсичности химических веществ, полимеров, материалов и изделий с помощью биотеста «Эколюм». Методические рекомендации №01.018-07; http://bestpravo.ru/rossijskoje/ot-zakony/a2w.htm]A known method for determining the total toxicity of solid materials using a luminescent bacterial test and a measuring device of the Biotox series, based on determining the change in the intensity of biological chemiluminescence of a genetically engineered strain when exposed to toxic substances present in the analyzed sample, compared with the control. [Methodology for determining the toxicity of chemicals, polymers, materials and products using the “Ekolyum” bioassay. Methodical recommendations No. 01.018-07; http://bestpravo.ru/rossijskoje/ot-zakony/a2w.htm]
Критерием токсического действия является изменение интенсивности хемилюминесценции биологического тест-объекта в исследуемой пробе по сравнению с таковой для пробы с раствором, не содержащим токсических веществ, или эталонной пробой. Уменьшение интенсивности хемилюминесценции пропорционально токсическому эффекту.The criterion of the toxic effect is the change in the chemiluminescence intensity of the biological test object in the test sample compared with that for the sample with a solution containing no toxic substances or a reference sample. A decrease in the intensity of chemiluminescence is proportional to the toxic effect.
Известно, что регистрируемые значения ХЛ клеток в присутствии люминола - ценный показатель функционального состояния фагоцитов крови и тканей, их способности производить при необходимости активные формы кислорода, т.е. выполнять свою защитную функцию. Эта способность обычно усиливается при возникновении в организме очагов воспаления (например, после инфаркта миокарда) и в ряде других случаев. Наоборот, при длительном недостатке кислорода, связанным с общим ослаблением организма, активность фагоцитов и ХЛ-ответы снижаются. [Владимиров Ю.А. Активированная хемилюминесценция и биолюминесценция как инструмент в медико-биологических исследованиях.]It is known that the recorded values of CL cells in the presence of luminol are a valuable indicator of the functional state of blood and tissue phagocytes, their ability to produce reactive oxygen species if necessary, i.e. to fulfill its protective function. This ability is usually enhanced with the occurrence of foci of inflammation in the body (for example, after myocardial infarction) and in a number of other cases. On the contrary, with a prolonged lack of oxygen associated with a general weakening of the body, the activity of phagocytes and CL responses decrease. [Vladimirov Yu.A. Activated chemiluminescence and bioluminescence as a tool in biomedical research.]
Известен способ измерения собственной хемилюминесценции различных биологических субстратов (плазмы, сыворотки или суспензии эритроцитов, нейтрофилов) после добавления к этим объектам солей двухвалентного железа и пероксида водорода [Владимиров Ю.А. Хемилюминесценция как метод обнаружения и исследования свободных радикалов в биологических системах.]. Для проведения измерения отбирают заданный объем соответствующего субстрата (плазмы, сыворотки или суспензии эритроцитов, нейтрофилов), помещают в термостатированную кювету; добавляют люминол и фосфатный буфер для поддержания pH~7,4. В течение заданного времени регистрируют фоновые значения ХЛ. Затем добавляют раствор, содержащий ионы двухвалентного железа в качестве инициатора ХЛ, и регистрируют значения ХЛ.A known method of measuring intrinsic chemiluminescence of various biological substrates (plasma, serum or suspension of red blood cells, neutrophils) after adding to these objects salts of ferrous iron and hydrogen peroxide [Vladimirov Yu.A. Chemiluminescence as a method for the detection and study of free radicals in biological systems.]. To carry out the measurement, a predetermined volume of the corresponding substrate (plasma, serum or suspension of red blood cells, neutrophils) is taken, placed in a thermostated cuvette; luminol and phosphate buffer are added to maintain a pH of ~ 7.4. During the specified time, the background CL values are recorded. Then, a solution containing ferrous ions as a CL initiator is added, and CL values are recorded.
Недостатки известных способов, в том числе и прототипа, состоят в том, что они решают задачу определения свободнорадикальной активности только с использованием биологических субстратов в качестве тестовой системы.The disadvantages of the known methods, including the prototype, are that they solve the problem of determining free radical activity only using biological substrates as a test system.
Задача предлагаемого изобретения - возможность создания способа определения свободнорадикальной активности широкого спектра твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции без использования биологических субстратов в тестовой системе.The objective of the invention is the ability to create a method for determining the free radical activity of a wide range of solid materials by registering chemiluminescence without the use of biological substrates in the test system.
Под твердыми материалами подразумеваются лекарственные препараты, продукты питания, почвы, донные отложения, твердые аэрозольные частицы, строительные материалы, минералы и т.д.Solid materials are medicines, food, soils, sediment, solid aerosol particles, building materials, minerals, etc.
Технический результат - выявление свободнорадикальной активности твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции с помощью системы химических реагентов без использования биологических субстратов в тестовой системе.The technical result is the identification of the free radical activity of solid materials by detecting chemiluminescence using a system of chemical reagents without the use of biological substrates in the test system.
В результате протекания свободнорадикального распада пероксида водорода под действием исследуемого образца в присутствии люминола регистрируется хемилюминесценция, величина которой является показателем интенсивности протекающей реакции, т.е. уменьшение интенсивности хемилюминесценции соответствует снижению токсической активности.As a result of free radical decomposition of hydrogen peroxide under the action of the test sample in the presence of luminol, chemiluminescence is recorded, the value of which is an indicator of the intensity of the proceeding reaction, i.e. a decrease in the intensity of chemiluminescence corresponds to a decrease in toxic activity.
В основу предлагаемого изобретения положены экспериментальные данные о способности образцов крокодилита и хризотил-асбеста в системе, содержащей пероксид водорода и люминол, вызывать радикальный распад пероксида водорода [Тарасенко Е.А. «Изучение способности минералов, содержащих на поверхности ионы Fe2+ и Fe3+ стимулировать хемилюминесценцию» - 2010. - стр. 138-140. Материалы III Всероссийской школы-семинара «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы».].The basis of the invention is based on experimental data on the ability of samples of crocodilite and chrysotile asbestos in a system containing hydrogen peroxide and luminol to cause radical decomposition of hydrogen peroxide [E. Tarasenko “Study of the ability of minerals containing Fe 2+ and Fe 3+ ions on the surface to stimulate chemiluminescence” - 2010. - pp. 138-140. Materials of the III All-Russian school-seminar "Nanobiotechnology: problems and prospects.]].
Предлагаемый способ включает в себя выбор и подготовку исследуемых образцов, отбор заданных объемов растворов компонентов тестовой системы, помещение в кювету исследуемых образцов и компонентов тестовой системы, регистрацию хемилюминесценции с последующей количественной оценкой ее величины с учетом фонового сигнала хемилюминесценции. Но, в отличие от прототипа, содержит следующие новые признаки: в качестве исследуемого материала используют образцы твердого материала, масса навески которых соответствует величине удельной поверхности 0,20±0,05 м2/г, в случае когда не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, берут навеску 0,010±0,005 г, после помещения ее в кювету последовательно добавляют 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы, соблюдая соотношение люминол:пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5, регистрируют значения хемилюминесценции в течение 125 минут и определяют свободнорадикальную активность твердого материала с учетом данных регистрации фонового значения хемилюминесценции путем подсчета суммарной величины ХЛ.The proposed method includes the selection and preparation of test samples, the selection of predetermined volumes of solutions of the components of the test system, placing in the cuvette the test samples and components of the test system, registration of chemiluminescence with subsequent quantitative assessment of its magnitude taking into account the background chemiluminescence signal. But, unlike the prototype, it contains the following new features: as a test material, samples of solid material are used, the weight of the sample of which corresponds to a specific surface area of 0.20 ± 0.05 m 2 / g, in the case when it is not possible to determine the specific surface area of the test sample, take a sample of 0.010 ± 0.005 g, after placing it in a cuvette, a 0.01 M solution of luminol in a 0.5 M NaOH solution and a solution of hydrogen peroxide of 20-30% concentration are successively added to fill the working volume of the cell, observing the ratio s luminol: hydrogen peroxide in the system - 2: 5, chemiluminescence values recorded for 125 minutes and determine free radical activity of the solid material with the background value chemiluminescence registration data by calculating the total value of CL.
Предлагаемое изобретение соответствует условиям «новизна» и «изобретательский уровень», так как совокупность признаков изобретения не известна из уровня техники и явным образом из уровня техники не следует влияние новых отличительных признаков на заявленный технический результат.The present invention meets the conditions of "novelty" and "inventive step", since the totality of the features of the invention is not known from the prior art and the influence of new distinctive features on the claimed technical result does not follow explicitly from the prior art.
Соответствие условию «промышленная применимость» подтверждают приведенные ниже примеры.Compliance with the condition of "industrial applicability" is confirmed by the following examples.
Пример 1. Определение свободнорадикальной активности волокнистых минералов с известной канцерогенностьюExample 1. Determination of the free radical activity of fibrous minerals with known carcinogenicity
Для исследования брали образцы волокнистых минералов с доказанной канцерогенной активностью - крокидолит и хризотил-асбест. Массу навесок образцов в граммах подбирали таким образом, чтобы она соответствовала величине удельной поверхности, равной 0,20 м2/г±0,05.Samples of fibrous minerals with proven carcinogenic activity — crocidolite and chrysotile asbestos — were taken for research. The mass of sample weights in grams was selected so that it corresponded to a specific surface area of 0.20 m 2 / g ± 0.05.
Готовили стандартные растворы тестовой системы - растворы люминола 0,01 М (в щелочной среде - 0,5 М NaOH) и пероксида водорода 20-30% концентрации. Соотношение люминол:пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5. Навеску образца помещали в кювету, последовательно добавляли 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы. Проводили регистрацию кинетики ХЛ в течение 125 минут. По окончании измерений обработку данных проводили в программе Excel 2007. Подсчитывали суммарную величину ХЛ.Prepared standard solutions of the test system - solutions of luminol 0.01 M (in an alkaline medium - 0.5 M NaOH) and hydrogen peroxide of 20-30% concentration. The ratio of luminol: hydrogen peroxide in the studied system is 2: 5. A sample of the sample was placed in a cuvette, a 0.01 M solution of luminol in a 0.5 M NaOH solution and a solution of hydrogen peroxide of 20-30% concentration were successively added until the working volume of the cuvette was filled. The kinetics of CL was recorded for 125 minutes. At the end of the measurements, the data were processed in Excel 2007. The total CL value was calculated.
В ходе исследований были получены следующие данные:During the research, the following data were obtained:
Полученные данные согласуются с данными о канцерогенности, представленными в СанПиН 2.2.3.757-99 [Работа с асбестом и асбестосодержащими материалами СанПиН 2.2.3.757-99].The data obtained are consistent with the data on carcinogenicity presented in SanPiN 2.2.3.757-99 [Work with asbestos and asbestos-containing materials SanPiN 2.2.3.757-99].
Пример 2. Определение свободнорадикальной активности твердых материалов, не обладающих канцерогенной активностью [Пылев Л.Н., Васильева Л.А., Стадникова Н.М., Смирнова О.В., Зубакова Л.Е., Везенцев А.И., Гудкова Е.А., Бахтин А.И. Характеристика биологических свойств волокон хризотил-асбеста, обработанных кислотой//Гигиена и санитария.- 2006.- №4.- С. 70 -73]Example 2. Determination of the free radical activity of solid materials that do not have carcinogenic activity [Pylev L. N., Vasiliev L. A., Stadnikova N. M., Smirnova O. V., Zubakova L. E., Vezentsev A. I., Gudkova E.A., Bakhtin A.I. Characterization of the biological properties of chrysotile asbestos fibers treated with acid // Hygiene and sanitation.- 2006.- No. 4.- P. 70 -73]
Брали навески лизардита, сивола и целлюлозы, масса которых соответствовала величине удельной поверхности, равной 20 м2/г±0,05.Weighed portions of lysardite, sivol, and cellulose, the mass of which corresponded to a specific surface area of 20 m 2 / g ± 0.05.
Готовили стандартные растворы для тестовой системы - растворы люминола 0,01 М (в щелочной среде - 0,5 М NaOH) и пероксида водорода 20-30% концентрации. Соотношение люминол.пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5. Навеску образца помещали в кювету, последовательно добавляли 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы. Регистрацию кинетики ХЛ проводили в течение 125 минут. По окончании измерений данные обрабатывали в программе Excel 2007. Подсчитывали суммарную ХЛ.Prepared standard solutions for the test system - solutions of luminol 0.01 M (in an alkaline medium - 0.5 M NaOH) and hydrogen peroxide of 20-30% concentration. The ratio of luminol. Hydrogen peroxide in the studied system is 2: 5. A sample of the sample was placed in a cuvette, a 0.01 M solution of luminol in a 0.5 M NaOH solution and a solution of hydrogen peroxide of 20-30% concentration were successively added until the working volume of the cuvette was filled. CL kinetics were recorded for 125 minutes. At the end of the measurements, the data were processed in Excel 2007. The total CL was calculated.
Пример 3. Определение свободнорадикальной активности материала на основе минеральной ваты «IZOVOL»Example 3. Determination of the free radical activity of the material based on mineral wool "IZOVOL"
Для исследования брали теплоизоляционный материал «IZOVOL». Данный материал широко применяется в гражданском и промышленном строительстве в качестве теплоизоляционного материала; обладает хорошими звукоизоляционными качествами. Материал негигроскопичен и долговечен. Образец взят из строительного объекта, находящегося в эксплуатации.For research, IZOVOL thermal insulation material was taken. This material is widely used in civil and industrial engineering as a heat-insulating material; possesses good soundproofing qualities. The material is non-hygroscopic and durable. The sample was taken from a construction site in operation.
Поскольку не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, массу навески брали 0,01±0,005 грамм. Готовили стандартные растворы для тестовой системы - растворы люминола 0,01 М (в щелочной среде - 0,5 М NaOH) и пероксида водорода 20-30% концентрации. Соотношение люминол:пероксид водорода в исследуемой системе - 2:5. Навеску образца помещали в кювету, последовательно добавляли 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы. Регистрацию кинетики ХЛ проводили в течение 125 минут. По окончании измерений данные обрабатывали в программе Excel 2007. Подсчитывали суммарную ХЛ.Since it is not possible to determine the specific surface area of the test sample, the mass of the sample was taken 0.01 ± 0.005 grams. Prepared standard solutions for the test system - solutions of luminol 0.01 M (in an alkaline medium - 0.5 M NaOH) and hydrogen peroxide of 20-30% concentration. The ratio of luminol: hydrogen peroxide in the studied system is 2: 5. A sample of the sample was placed in a cuvette, a 0.01 M solution of luminol in a 0.5 M NaOH solution and a solution of hydrogen peroxide of 20-30% concentration were successively added until the working volume of the cuvette was filled. CL kinetics were recorded for 125 minutes. At the end of the measurements, the data were processed in Excel 2007. The total CL was calculated.
Таким образом, показано, что предложенный способ позволяет определить величину свободнорадикальной активности твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции с помощью системы химических реагентов без использования биологических субстратов в тестовой системе.Thus, it is shown that the proposed method allows to determine the value of the free radical activity of solid materials by the method of registration of chemiluminescence using a system of chemical reagents without the use of biological substrates in the test system.
Способ может быть использован для экспресс-тестирования свободнорадикальной активности твердых материалов и определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов с целью диагностики их негативного воздействия на живые организмы.The method can be used for rapid testing of the free radical activity of solid materials and determining the value of the free radical activity of solid materials in order to diagnose their negative effects on living organisms.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013124358/05A RU2535950C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Method of determining free-radical activity of solid materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013124358/05A RU2535950C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Method of determining free-radical activity of solid materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013124358A RU2013124358A (en) | 2014-12-10 |
| RU2535950C1 true RU2535950C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013124358/05A RU2535950C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Method of determining free-radical activity of solid materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2535950C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2245062A (en) * | 1990-06-12 | 1991-12-18 | Nat Res Dev | Antioxidant assay |
| RU2112982C1 (en) * | 1995-08-02 | 1998-06-10 | Нижегородская государственная медицинская академия | Method of estimating antioxidant activity of chemical and biochemical compounds |
| RU2157531C1 (en) * | 1999-09-13 | 2000-10-10 | Саратовский научно-исследовательский институт кардиологии при Саратовском государственном медицинском университете | Method for determining total antioxidation activity of the blood |
| RU2206891C1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-06-20 | Государственное учреждение науки "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана" | Method for evaluating antioxidizing balance of human body |
-
2013
- 2013-05-27 RU RU2013124358/05A patent/RU2535950C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2245062A (en) * | 1990-06-12 | 1991-12-18 | Nat Res Dev | Antioxidant assay |
| RU2112982C1 (en) * | 1995-08-02 | 1998-06-10 | Нижегородская государственная медицинская академия | Method of estimating antioxidant activity of chemical and biochemical compounds |
| RU2157531C1 (en) * | 1999-09-13 | 2000-10-10 | Саратовский научно-исследовательский институт кардиологии при Саратовском государственном медицинском университете | Method for determining total antioxidation activity of the blood |
| RU2206891C1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-06-20 | Государственное учреждение науки "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана" | Method for evaluating antioxidizing balance of human body |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ю.А.ВЛАДИМИРОВ, Е.В.ПРОСКУРИНА, Д.Ю.ИЗМАЙЛОВ «Хемилюминисценция как метод обнаружения и исследования свободных радикалов в биологических системах», БЭБиМ, 144 (3), с.390-396, 2007. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013124358A (en) | 2014-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Random dsDNA-templated formation of copper nanoparticles as novel fluorescence probes for label-free lead ions detection | |
| Lu et al. | Enhancing hydrogel-based long-lasting chemiluminescence by a platinum-metal organic framework and its application in array detection of pesticides and d-amino acids | |
| Tang et al. | Highly sensitive and selective near-infrared fluorescent probe for zinc and its application to macrophage cells | |
| Zhang et al. | Crack initiation of granite under uniaxial compression tests: A comparison study | |
| Cerminati et al. | A sensitive whole-cell biosensor for the simultaneous detection of a broad-spectrum of toxic heavy metal ions | |
| IL192866A (en) | Detection of cancer by elevated levels of bcl-2 | |
| ATE509274T1 (en) | BIOSENSOR DEVICE AND METHOD FOR USE THEREOF | |
| EP2134724A4 (en) | Reagents for detection of hypochlorous acid | |
| Wu et al. | Energy transfer-based ratiometric fluorescence sensing anthrax biomarkers in bimetallic lanthanide metal-organic frameworks | |
| Lütke et al. | Insights into the uranium (VI) speciation with Pseudomonas fluorescens on a molecular level | |
| WO2005081783A3 (en) | Method for determination and quantification of radiation or genotoxin exposure | |
| CN103163095A (en) | Visual multifunctional detection method based on nano-silver | |
| CN104151480B (en) | A kind of there is pH value and mercury ion ratio test function water dispersible fluorescent polymer nanoparticle, preparation method and application | |
| ATE371015T1 (en) | IMPROVEMENT IN A METHOD FOR QUANTIFYING BACTERIAL ENDOSPORES USING LANTHANIDE DIPICOLINATE LUMINESCENCE | |
| CN103901006A (en) | ZnO quantum dot-based reagent and method for detecting cadmium ions | |
| RU2535950C1 (en) | Method of determining free-radical activity of solid materials | |
| Wedderburn et al. | Biomarkers of biochemical and cellular stress in Carcinus maenas: an in situ field study | |
| WO2019154898A1 (en) | Improved method for measurement of microbial biomass | |
| Li et al. | Turn-on fluorescence detection of pyrophosphate anion based on DNA-attached cobalt oxyhydroxide | |
| Szelke et al. | Detection and neutralisation of heparin by a fluorescent ruthenium compound | |
| CN105385437A (en) | Application of 8-hydroxyquinoline-7-aldehyde thiosemicarbazone compound in cadmium ion and zinc ion fluorescent probe | |
| RU2712945C1 (en) | Method of assessing environmental pollution | |
| McNamara et al. | Measurement of limestone biodeterioration using the Ca2+ binding fluorochrome Rhod-5N | |
| RU2403076C2 (en) | METHOD OF EVALUATING PROTECTIVE PROPERTIES OF MATERIALS OF FACIAL PARTS OF GAS MASK WITH RESPECT TO β,β'-DICHLORDIETHYLSULFIDE BY APPLICATION OF ITS SIMULATOR BUTYL-β-CHLORETHYLSULFIDE | |
| Ćelap et al. | Exclusion of relevant concentrations of direct oral anticoagulants in blood by DOAC Dipstick–proposal of a diagnostic algorithm for improvement of clinical decision-making in emergencies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160528 |