RU2617364C1 - Sampling method of bioorganic samples - Google Patents

Sampling method of bioorganic samples Download PDF

Info

Publication number
RU2617364C1
RU2617364C1 RU2015148457A RU2015148457A RU2617364C1 RU 2617364 C1 RU2617364 C1 RU 2617364C1 RU 2015148457 A RU2015148457 A RU 2015148457A RU 2015148457 A RU2015148457 A RU 2015148457A RU 2617364 C1 RU2617364 C1 RU 2617364C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon dioxide
analysis
oxidation
hydrogen peroxide
mass spectrometer
Prior art date
Application number
RU2015148457A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Васильевна Пархомчук
Алексей Григорьевич Окунев
Ксения Александровна Сашкина
Петр Николаевич Калинкин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
Priority to RU2015148457A priority Critical patent/RU2617364C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617364C1 publication Critical patent/RU2617364C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D59/00Separation of different isotopes of the same chemical element
    • B01D59/44Separation by mass spectrography
    • 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

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to a bio sample preparation methods, including medical samples for the determination of isotopic ratios are 14C/12C and 14C/13C by accelerator mass spectrometer (AMS). The process is carried out using liquid phase oxidation system comprising a hydrogen peroxide decomposition catalyst as an oxidizer, and hydrogen peroxide. Exuding from the oxidation of carbon dioxide, if necessary, expose an additional cleaning and drying by successive operations: CO2 adsorption preconcentration, CO2 desorption with sorbent during heating, freezing of carbon dioxide and degassing followed by defrost of CO2 and the direction of purified gas for analysis on accelerator mass spectrometer basis. If necessary, the purified carbon dioxide is subjected to catalytic graphitization, followed by pressing and obtain carbon tablets.
EFFECT: obtaining of solid or gaseous sample for analysis at the accelerator mass spectrometer.
4 cl, 7 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к методам пробоподготовки биоорганических, в том числе медицинских образцов для определения в них изотопного соотношения 14С/12С и 14С/13С с помощью ускорительного масс-спектрометра (УМС).The invention relates to methods for preparing bioorganic samples, including medical samples, for determining the isotopic ratio of 14 C / 12 C and 14 C / 13 C in them using an accelerator mass spectrometer (UMS).

Известно, что метод УМС позволяет проводить измерение изотопного соотношения (отношение концентрации редкого изотопа к полной концентрации элемента) от 10-9 до 10-15 в образце массой от микрограмма до нанограмма (US 5209919, А61K 51/04, G01N 33/60, 11.05.1993). Благодаря высокой чувствительности, метод УМС нашел применение в различных областях исследований, таких как радиоуглеродная датировка и науки о Земле.It is known that the UMS method allows the measurement of the isotopic ratio (the ratio of the concentration of a rare isotope to the total concentration of an element) from 10 -9 to 10 -15 in a sample weighing from micrograms to nanograms (US 5209919, A61K 51/04, G01N 33/60, 11.05 .1993). Due to its high sensitivity, the UMC method has found application in various fields of research, such as radiocarbon dating and earth sciences.

Одним из применений этого метода является исследование продуктов метаболизма лекарственных и биологически активных веществ, меченных радиоактивным изотопом. Применение малых доз вещества позволит снизить не только радиационный уровень, но и понизить негативное влияние самого лекарственного или биологически активного препарата. Более того, возможность анализа малых проб позволит свести к минимуму биопсию жира, мышц и костной ткани. Возможность безопасных испытаний новых биоорганических веществ на человеке позволит сократить время и расходы, избегая испытания на животных и исключая непригодные препараты на ранних этапах его тестирования (Hellborg R (2003) Accelerator mass spectrometry - an overview. Vacuum, 70, 365-372).One of the applications of this method is the study of metabolic products of medicinal and biologically active substances labeled with a radioactive isotope. The use of small doses of the substance will reduce not only the radiation level, but also reduce the negative impact of the medicinal or biologically active drug itself. Moreover, the ability to analyze small samples will minimize biopsies of fat, muscle, and bone tissue. The ability to safely test new bioorganic substances in humans will reduce time and costs by avoiding animal testing and eliminating unsuitable drugs in the early stages of testing (Hellborg R (2003) Accelerator mass spectrometry - an overview. Vacuum, 70, 365-372).

Для анализа на УМС биоорганический образец проходит несколько стадий пробоподготовки, в результате получают углекислый газ, который может идти непосредственно на изотопный анализ, или, что происходит в большинстве случаев, из него получают углеродную таблетку.For analysis on UMC, a bioorganic sample goes through several stages of sample preparation, the result is carbon dioxide, which can be directly used for isotope analysis, or, in most cases, a carbon tablet is obtained from it.

Наиболее эффективным подходом получения углекислого газа из концентрированных образцов является сжигание малого количества образца (US 8642953, H01J 49/34, 04.02.2014). Однако данный метод неприменим при малых концентрациях анализируемых веществ.The most effective approach for producing carbon dioxide from concentrated samples is to burn a small amount of sample (US 8642953, H01J 49/34, 02/04/2014). However, this method is not applicable at low concentrations of the analyzed substances.

Если концентрация углерода в образце, представляющем собой водный раствор органического вещества, мала, то необходима стадия сушки или упаривания образца. Высушенный образец вакуумируется и запаивается в стеклянную трубку, содержащую обожженную проволоку оксида меди. Окисление проходит в течение ночи при 900°C. (ЕР 1257845, А2, B01D 59/44 G01N 1/28, 20.11.2002). К недостаткам этого метода подготовки проб можно отнести возможность потери летучих соединений на стадии сушки, а также на следующем этапе возможность неполного окисления соединений серы и азота и необходимость дополнительной очистки получаемого газа от окислов серы и азота.If the carbon concentration in the sample, which is an aqueous solution of organic matter, is small, then the stage of drying or evaporation of the sample is necessary. The dried sample is evacuated and sealed in a glass tube containing a calcined copper oxide wire. Oxidation takes place overnight at 900 ° C. (EP 1257845, A2, B01D 59/44 G01N 1/28, 11/20/2002). The disadvantages of this method of sample preparation include the possibility of losing volatile compounds at the drying stage, as well as the possibility of incomplete oxidation of sulfur and nitrogen compounds and the need for additional purification of the resulting gas from sulfur and nitrogen oxides at the next stage.

Таким образом, в литературе не известны способы проведения жидкофазного окисления проб, при котором можно переводить углерод из жидкого биоорганического образца любой концентрации непосредственно в углекислый газ, который затем поступает на анализ УМС.Thus, methods for conducting liquid-phase oxidation of samples are not known in the literature, in which carbon can be converted from a liquid bioorganic sample of any concentration directly into carbon dioxide, which is then sent to UMC analysis.

Описываемое изобретение представляет собой аналог процедуры традиционной пробоподготовки (US 8642953, H01J 49/34, 04.02.2014) с целью расширить возможности анализа жидких образцов. Предлагается заменить первые две стадии пробоподготовки, а именно сушки образца и его сжигания, на процедуру жидкофазного окисления. В качестве окислителя планируется использовать пероксид водорода. Процесс окисления будет катализироваться любым соединением, обладающим каталитической активностью в реакции разложения пероксида водорода, в частности, переходными металлами, например платиной и ее соединениями, железом и его соединениями, медью и ее соединениями (Cu(NO3)3, CuSO4 и др.) или любой их комбинацией, в виде растворов или нанесенных на твердую матрицу, в частности, на цеолит, например Cu-ZSM-5.The described invention is an analogue of the traditional sample preparation procedure (US 8642953, H01J 49/34, 02/04/2014) in order to expand the capabilities of the analysis of liquid samples. It is proposed to replace the first two stages of sample preparation, namely, drying the sample and burning it, with the liquid-phase oxidation procedure. It is planned to use hydrogen peroxide as an oxidizing agent. The oxidation process will be catalyzed by any compound with catalytic activity in the decomposition of hydrogen peroxide, in particular, transition metals, for example platinum and its compounds, iron and its compounds, copper and its compounds (Cu (NO 3 ) 3 , CuSO 4 , etc. ) or any combination thereof, in the form of solutions or deposited on a solid matrix, in particular on a zeolite, for example Cu-ZSM-5.

Изобретение решает задачу расширения спектра анализируемых веществ на изотопный состав углерода с применением ускорительной масс-спектрометрии.The invention solves the problem of expanding the spectrum of the analyzed substances on the isotopic composition of carbon using accelerator mass spectrometry.

Технический результат - получение газообразного образца для анализа на ускорительном масс-спектрометре или дальнейшего превращения его в углеродную таблетку, более подробно - превращение углерода из водного раствора биоорганического образца любой концентрации непосредственно в углекислый газ, минуя стадии сушки и сжигания, при этом летучие соединения также превращаются в CO2, при этом сера и азот переводятся из состава органических веществ в нелетучие неорганические соединения, преимущественно в сульфаты и нитраты, растворенные в воде.EFFECT: obtaining a gaseous sample for analysis on an accelerating mass spectrometer or further converting it into a carbon tablet, in more detail, converting carbon from an aqueous solution of a bioorganic sample of any concentration directly to carbon dioxide, bypassing the drying and burning stages, while volatile compounds also turn in CO 2 , while sulfur and nitrogen are transferred from the composition of organic substances to non-volatile inorganic compounds, mainly to sulfates and nitrates, dissolved in water e.

Задача решается способом пробоподготовки биоорганических, в том числе биологически активных и медицинских, образцов для анализа на ускорительном масс-спектрометре УМС, который включает окисление содержащегося в биоорганическом образце углерода до диоксида углерода в жидкой фазе, в качестве окислителя используют пероксид водорода, а в качестве катализатора используют соединение, обладающее каталитической активностью в реакции разложения пероксида водорода, такие как: переходные металлы, например, платиной и ее соединениями, железо и его соединениями, медью и ее соединениями (Cu(NO3)3, CUSO4 и др.) или любой их комбинацией, в виде растворов или нанесенных на твердую матрицу, в частности на цеолит, например, Cu-ZSM-5, Pt-ZSM-5, выделяющийся в результате окисления диоксид углерода направляют на анализ на ускорительном масс-спектрометре (УМС) либо на стадию графитизации CO2 для получения углеродной таблетки и последующего анализа на УМС.The problem is solved by the method of sample preparation of bioorganic, including biologically active and medical, samples for analysis on an accelerating mass spectrometer UMS, which includes the oxidation of carbon contained in a bioorganic sample to carbon dioxide in the liquid phase, hydrogen peroxide is used as an oxidizing agent, and as a catalyst using a compound having catalytic activity in the decomposition of hydrogen peroxide, such as: transition metals, for example, platinum and its compounds, iron and its compounds, copper and its compounds (Cu (NO 3 ) 3 , CUSO 4 , etc.) or any combination thereof, in the form of solutions or deposited on a solid matrix, in particular on a zeolite, for example, Cu-ZSM-5, Pt- ZSM-5 emitted as a result of oxidation of carbon dioxide is sent for analysis on an accelerating mass spectrometer (UMC) or to the stage of graphitization of CO 2 to obtain a carbon tablet and subsequent analysis on UMC.

Выделяющийся в результате окисления диоксид углерода в случае необходимости подвергают дополнительной процедуре очистки и осушки путем последовательных операций: адсорбции CO2 на сорбенте, десорбции CO2 с сорбента при нагревании, замораживанием диоксида углерода и вакуумированием с последующим размораживанием CO2 и направлением очищенного газа на анализ на ускорительном масс-спектрометре или на графитизацию с последующим анализом на УМС.If necessary, carbon dioxide released as a result of oxidation is subjected to an additional purification and drying procedure by successive operations: adsorption of CO 2 on the sorbent, desorption of CO 2 from the sorbent when heated, freezing of carbon dioxide and evacuation, followed by thawing of CO 2 and directing the purified gas to analysis for accelerator mass spectrometer or for graphitization with subsequent analysis on UMC.

Предлагается заменить упаривание, сушку и сжигание, на процедуру жидкофазного окисления. В качестве окислителя планируется использовать пероксид водорода. Процесс окисления будет катализироваться любым соединением, обладающим каталитической активностью в реакции разложения пероксида водорода, например медьсодержащим цеолитом Cu-ZSM-5.It is proposed to replace evaporation, drying and burning with a liquid phase oxidation procedure. It is planned to use hydrogen peroxide as an oxidizing agent. The oxidation process will be catalyzed by any compound that has catalytic activity in the decomposition of hydrogen peroxide, for example, copper-containing zeolite Cu-ZSM-5.

Преимущества предлагаемого метода окисления заключаются в возможности подготовки жидкого биоорганического образца любой концентрации и отсутствии стадии упаривания и сушки и, как следствие, исключении возможности потери летучих соединений, а также в полном окислении соединений серы до растворимых и нелетучих сульфатов, азота до растворимых и нелетучих нитратов.The advantages of the proposed oxidation method are the possibility of preparing a liquid bioorganic sample of any concentration and the absence of an evaporation and drying stage and, as a result, eliminating the possibility of loss of volatile compounds, as well as the complete oxidation of sulfur compounds to soluble and non-volatile sulfates, nitrogen to soluble and non-volatile nitrates.

Известно, что переходные металлы, в частности соединения меди, платины, являются катализаторами разложения пероксида водорода. При определенных значениях рН могут реализовываться различные механизмы разложения. При достаточно низких значениях рН (<10) реакция протекает через образование гидроксильных радикалов. Эти радикалы сами по себе являются сильными окислителями и могут провести окисление органических молекул, но большая их часть, как правило, расходуется с образованием молекул кислорода. При использовании гетерогенного катализатора наблюдается увеличение вклада реакции окисления по сравнению с гомогенными системами. Это объясняется адсорбцией органических веществ на поверхности катализатора, на которой происходит образование гидроксильных радикалов. Органические молекулы оказываются вблизи источника образования гидроксильных радикалов, тем самым увеличивая вероятность их взаимодействия. Адсорбционные центры освобождаются по мере окисления адсорбата (Sashkina K А (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52).It is known that transition metals, in particular compounds of copper, platinum, are catalysts for the decomposition of hydrogen peroxide. At certain pH values, various decomposition mechanisms can be implemented. At sufficiently low pH values (<10), the reaction proceeds through the formation of hydroxyl radicals. These radicals themselves are strong oxidizing agents and can oxidize organic molecules, but most of them, as a rule, are consumed with the formation of oxygen molecules. When using a heterogeneous catalyst, an increase in the contribution of the oxidation reaction is observed compared to homogeneous systems. This is explained by the adsorption of organic substances on the surface of the catalyst, on which the formation of hydroxyl radicals occurs. Organic molecules are close to the source of the formation of hydroxyl radicals, thereby increasing the likelihood of their interaction. Adsorption sites are released as the adsorbate is oxidized (Sashkina K A (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52).

Использование катализаторов на основе цеолитов эффективно при окислении малых молекул, таких как фенол, этанол, мочевина, благодаря развитой системе микропор. Однако окисление крупных молекул проходит только за счет внешней поверхности катализатора по причине стерических затруднений, что объясняет низкую степень минерализации молекул типа лигнина, размер которого составляет примерно 20 нм. Возникает необходимость увеличения внешней поверхности катализатора. Для этого существует два подхода: уменьшение размера частиц катализатора и использование некоторого темплата при синтезе цеолита для создания дополнительной системы крупных пор. В первом случае частицы катализатора будут коагулировать с образованием более крупных частиц. Таким образом, в обоих случаях будет происходить формирование частиц катализатора с иерархической системой пор. Применение таких катализаторов в реакциях окисления крупных молекул позволяет достигнуть значительно большей степени минерализации.The use of zeolite-based catalysts is effective in the oxidation of small molecules such as phenol, ethanol, urea, thanks to the developed micropore system. However, the oxidation of large molecules occurs only due to the external surface of the catalyst due to steric difficulties, which explains the low degree of mineralization of molecules such as lignin, whose size is approximately 20 nm. There is a need to increase the outer surface of the catalyst. There are two approaches to this: reducing the size of the catalyst particles and using a certain template in the synthesis of zeolite to create an additional system of large pores. In the first case, the catalyst particles will coagulate to form larger particles. Thus, in both cases, the formation of catalyst particles with a hierarchical pore system will occur. The use of such catalysts in the oxidation reactions of large molecules makes it possible to achieve a significantly greater degree of mineralization.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 5 г/л мочевины, 20 г/л медьсодержащего цеолита Cu-ZSM-5, полученного гидротермальным способом по известной методике (Sashkina K А (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52) с последующим нанесением активного компонента методом ионного обмена по известной процедуре (Yashnik S.A. (2005) Catalytic properties and electronic structure of copper ions in Cu-ZSM-5, Catalysis Today, 110, 3-4, 310-325), и 2 M пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 5 g / l of urea, 20 g / l of copper-containing zeolite Cu-ZSM-5 prepared by the hydrothermal method according to the known method (Sashkina K A (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton- is prepared type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52) followed by deposition of the active component by ion exchange according to a known procedure (Yashnik SA (2005) Catalytic properties and electronic structure of copper ions in Cu-ZSM-5, Catalysis Today, 110, 3-4, 310-325), and 2 M hydrogen peroxide. Air is pumped out of the reactor. The reaction takes place with stirring for 4 hours.

Далее накопившуюся смесь газов пропускают через кварцевый капилляр, в котором находится 1 г сорбента - оксида кальция, при температуре 450°C. После пропускания систему закрывают и откачивают с помощью мембранного насоса, затем сорбент разогревают до температуры 900°C и перемещают выделяемый им CO2 в пробирку графитизации с катализатором - порошком железа в количестве 6-8 мг, при помощи вымораживания жидким азотом. Капилляры соединяют между собой с помощью быстроразъемных соединений SMC и кранов луер-лок.Next, the accumulated gas mixture is passed through a quartz capillary, which contains 1 g of sorbent - calcium oxide, at a temperature of 450 ° C. After passing the system was closed and pumped using a membrane pump, then the sorbent is heated to a temperature of 900 ° C and them moved secreted CO 2 tube with a graphitization catalyst - iron powder in an amount of 8.6 mg, with the aid of freezing with liquid nitrogen. The capillaries are interconnected by means of SMC quick couplings and Luer-Lock taps.

На чертеже представлен стенд для сушки, очистки и концентрирования углекислого газа с дальнейшей графитизацией СО2. 1 - осушитель, 2 - датчик давления, 3 - Fe катализатор, 4 - поступление водорода, 5 - вакуум, 6 - сорбент, 7 - осушитель, 8 - поступление газообразных продуктов окисления (СО2, Н2О, NO2 и т.д.).The drawing shows a stand for drying, cleaning and concentration of carbon dioxide with further graphitization of CO 2 . 1 - desiccant, 2 - pressure sensor, 3 - Fe catalyst, 4 - hydrogen supply, 5 - vacuum, 6 - sorbent, 7 - desiccant, 8 - the flow of gaseous oxidation products (СО 2 , Н 2 О, NO 2 , etc. d.).

После напуска углекислый газ размораживают, определяют его давление, вновь вымораживают на дне кварцевой пробирки и напускают водород до отношения Н2:CO2=2.5-3. Количество напущенного водорода контролируют по показаниям датчика давления. Затем кварцевую пробирку размораживают и замеряют полное давление в системе, после чего донную часть пробирки помещают в печь. Удаление образующейся в ходе графитизации воды осуществляют перхлоратом магния. За кинетикой графитизации следят по изменению давления с помощью датчиков Honeywell или МРХ 4250. После окончания графитизации кварцевую кювету с железом извлекают и взвешивают катализатор после графитизации. Порошок зауглероженного железа прессуют в алюминиевые пистоны для УМС-анализа.After the inlet, carbon dioxide is thawed, its pressure is determined, it is frozen again at the bottom of the quartz tube and hydrogen is injected to the ratio H 2 : CO 2 = 2.5-3. The amount of hydrogen introduced is monitored by the pressure sensor. Then the quartz tube is thawed and the total pressure in the system is measured, after which the bottom of the tube is placed in the furnace. Removing the water formed during graphitization is carried out with magnesium perchlorate. The kinetics of graphitization are monitored by pressure changes using Honeywell or MPX 4250 sensors. After graphitization is completed, a quartz cuvette with iron is removed and the catalyst is weighed after graphitization. Carbonized iron powder is pressed into aluminum caps for UMS analysis.

Пример 2.Example 2

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 5 г/л глюкозы, 5⋅10-3 М CuSO4, и 2 М пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч. Выделяемый углекислый газ направляют непосредственно на анализ на УМС.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 5 g / l glucose, 5⋅10 -3 M CuSO 4 and 2 M hydrogen peroxide. Air is pumped out of the reactor. The reaction proceeds with stirring for 4 hours. The emitted carbon dioxide is sent directly to the analysis for UMC.

Пример 3.Example 3

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 5 г/л кларитромицина, 20 г/л цеолита, содержащего биметаллический активный компонент, Fe-Cu-ZSM-5, причем FeZSM-5 получен гидротермальным способом по известной методике (Sashkina K А (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52), а медь наносится методом ионного обмена по известной процедуре (Yashnik S.A. (2005) Catalytic properties and electronic structure of copper ions in Cu-ZSM-5, Catalysis Today, 110, 3-4, 310-325), и 2 M пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 5 g / l of clarithromycin, 20 g / l of a zeolite containing a bimetallic active component, Fe-Cu-ZSM-5, is prepared, and FeZSM-5 was obtained hydrothermally by a known method (Sashkina K A (2013 ) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52), and copper is deposited by the ion exchange method according to the well-known procedure (Yashnik SA (2005) Catalytic properties and electronic structure of copper ions in Cu -ZSM-5, Catalysis Today, 110, 3-4, 310-325), and 2 M hydrogen peroxide. Air is pumped out of the reactor. The reaction takes place with stirring for 4 hours.

Далее накопившуюся смесь газов направляют на процедуру очистки и осушки следующим образом. Смесь газов пропускают через кварцевый капилляр, в котором находится 1 г сорбента - оксида кальция или оксид магния, при температуре 450°C (в случае оксида магния - при температуре 200°C). После пропускания систему закрывают и откачивают с помощью мембранного насоса, затем сорбент разогревают до температуры 900°C, выделяющийся диоксид углерода замораживают и вакуумируют с последующим размораживанием СО2 и направляют сухой и чистый CO2 на анализ на УМС.Next, the accumulated gas mixture is sent to the cleaning and drying procedure as follows. The gas mixture is passed through a quartz capillary, in which 1 g of sorbent - calcium oxide or magnesium oxide, is located at a temperature of 450 ° C (in the case of magnesium oxide - at a temperature of 200 ° C). After passing through the system, the system is closed and pumped out using a membrane pump, then the sorbent is heated to a temperature of 900 ° C, the released carbon dioxide is frozen and evacuated, followed by thawing of CO 2 and dry and pure CO 2 are sent for analysis to UMS.

Пример 4.Example 4

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 5 г/л сахарозы, 20 г/л силикагеля с платиной, нанесенной методом пропитки с последующим восстановлением водородом, Pt-SiO2 и 2 М пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 5 g / l of sucrose, 20 g / l of silica gel with platinum impregnated with subsequent reduction with hydrogen, Pt-SiO 2 and 2 M hydrogen peroxide is prepared. Air is pumped out of the reactor. The reaction takes place with stirring for 4 hours.

Далее выделяемый углекислый газ направляют непосредственно на анализ на УМС или действуют по методике, описанной в примере 1.Next, the carbon dioxide emitted is sent directly to the analysis for UMC or act according to the method described in example 1.

Пример 5.Example 5

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 5 г/л интерферона, 20 г/л платина-содержащего цеолита Pt-ZSM-5, приготовленного методом ионного обмена по известной методике (Ismagilov Z.R. (2009) Deep desulphurization of diesel fuels on bifunctional monolithic nanostructured Pt-zeolite catalysts, Catalysis Today, 144, 3-4, 235-250), обладающего иерархической системой пор, полученной по известной методике (Sashkina К А (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52), и 2 M пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 5 g / l of interferon, 20 g / l of platinum-containing zeolite Pt-ZSM-5 prepared by ion exchange according to a known method (Ismagilov ZR (2009) Deep desulphurization of diesel fuels on bifunctional monolithic nanostructured Pt-zeolite catalysts, Catalysis Today, 144, 3-4, 235-250), which has a hierarchical pore system obtained by a known method (Sashkina KA (2013) Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst. Journal of Catalysis, 299, 44-52), and 2 M hydrogen peroxide. Air is pumped out of the reactor. The reaction takes place with stirring for 4 hours.

Далее действуют по методике, описанной в примере 1.Next, act according to the method described in example 1.

Пример 6.Example 6

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 1 г/л глюкозы, 20 г/л платина-содержащего бета-цеолита Pt-BEA, приготовленного методом ионного обмена по известной методике (Ismagilov Z.R. (2009) Deep desulphurization of diesel fuels on bifunctional monolithic nanostructured Pt-zeolite catalysts, Catalysis Today, 144, 3-4, 235-250), и 2 M пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 1 g / l glucose, 20 g / l platinum-containing beta zeolite Pt-BEA, prepared by ion exchange according to a known method (Ismagilov ZR (2009) Deep desulphurization of diesel fuels on bifunctional monolithic nanostructured Pt-zeolite catalysts, Catalysis Today, 144, 3-4, 235-250), and 2 M hydrogen peroxide. Air is pumped out of the reactor. The reaction takes place with stirring for 4 hours.

Далее действуют по методике, описанной в примере 1.Next, act according to the method described in example 1.

Пример 7.Example 7

В стеклянном реакторе готовят 10 мл раствора, содержащего 5 г/л сахарозы, 20 г/л диоксида титана с нанесенной методом пропитки медью Cu-TiO2 и 2 М пероксида водорода. Из реактора откачивают воздух. Реакция проходит при перемешивании в течение 4 ч.In a glass reactor, 10 ml of a solution containing 5 g / l of sucrose, 20 g / l of titanium dioxide coated with Cu-TiO 2 and 2 M hydrogen peroxide impregnated with copper is prepared. Air is pumped out of the reactor. The reaction takes place with stirring for 4 hours.

Далее выделяемый углекислый газ направляют непосредственно на анализ на УМС или действуют по методике, описанной в примере 1.Next, the carbon dioxide emitted is sent directly to the analysis for UMC or act according to the method described in example 1.

Claims (4)

1. Способ пробоподготовки биоорганических, в том числе медицинских, образцов для анализа на ускорительном масс-спектрометре УМС, включающий окисление содержащегося в биоорганическом образце углерода до диоксида углерода, отличающийся тем, что биоорганический образец окисляют в жидкой фазе, в качестве окислителя используют пероксид водорода, а в качестве катализатора используют соединение, обладающее каталитической активностью в разложении пероксида водорода, выделяющийся в результате окисления диоксид углерода направляют на анализ на ускорительном масс-спектрометре УМС либо на стадию графитизации СО2 для получения углеродной таблетки и последующего анализа на УМС.1. The method of sample preparation of bioorganic, including medical, samples for analysis on an accelerating mass spectrometer UMS, including the oxidation of carbon contained in a bioorganic sample to carbon dioxide, characterized in that the bioorganic sample is oxidized in the liquid phase, hydrogen peroxide is used as an oxidizing agent, and as a catalyst, a compound having catalytic activity in the decomposition of hydrogen peroxide is used, the carbon dioxide released as a result of oxidation is sent for analysis on an accelerating mass spectrometer UMS or on the stage of graphitization of CO 2 to obtain a carbon tablet and subsequent analysis on UMS. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединений, обладающих каталитической активностью в разложении пероксида водорода, используют переходные металлы, например платину и ее соединения, медь и ее соединения или любые их комбинации, в виде растворов или нанесенные на твердую матрицу.2. The method according to p. 1, characterized in that as compounds having catalytic activity in the decomposition of hydrogen peroxide, transition metals, for example platinum and its compounds, copper and its compounds, or any combination thereof, are used, in the form of solutions or deposited on a solid matrix. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделяющийся в результате окисления диоксид углерода в случае необходимости подвергают дополнительной процедуре очистки и осушки путем последовательных операций: адсорбции СО2 на сорбенте, десорбции СО2 с сорбента при нагревании, замораживанием диоксида углерода и вакуумированием с последующим размораживанием СО2 и направлением очищенного газа на анализ на ускорительном масс-спектрометре.3. The method according to p. 1, characterized in that the carbon dioxide released as a result of oxidation is subjected, if necessary, to an additional purification and drying procedure by successive operations: adsorption of CO 2 on the sorbent, desorption of CO 2 from the sorbent when heated, freezing carbon dioxide and evacuating followed by thawing of CO 2 and directing the purified gas for analysis on an accelerating mass spectrometer. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что графитизацию выделенного в результате окисления углекислого газа проводят путем последовательных операций: адсорбции СО2 на сорбенте при низкой температуре, десорбции СО2 с сорбента при высокой температуре, замораживанием углекислого газа в зоне каталитической графитизации, каталитическая графитизация СО2 и прессование.4. The method according to p. 1, characterized in that the graphitization of carbon dioxide released as a result of oxidation is carried out by sequential operations: adsorption of CO 2 on the sorbent at low temperature, desorption of CO 2 from the sorbent at high temperature, freezing carbon dioxide in the catalytic graphitization zone, catalytic graphitization of CO 2 and pressing.
RU2015148457A 2015-11-11 2015-11-11 Sampling method of bioorganic samples RU2617364C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148457A RU2617364C1 (en) 2015-11-11 2015-11-11 Sampling method of bioorganic samples

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148457A RU2617364C1 (en) 2015-11-11 2015-11-11 Sampling method of bioorganic samples

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2617364C1 true RU2617364C1 (en) 2017-04-24

Family

ID=58643244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015148457A RU2617364C1 (en) 2015-11-11 2015-11-11 Sampling method of bioorganic samples

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2617364C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486407A (en) * 2020-10-26 2022-05-13 中国石油化工股份有限公司 Oxidant for sample graphitization pretreatment and preparation method and application thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1608515A1 (en) * 1989-01-13 1990-11-23 Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт гидрометаллургии цветных металлов "Гидроцветмет" Method of preparing samples of platinum-containing materials for atomic spectral analysis
US5209919A (en) * 1990-07-13 1993-05-11 Regents Of The University Of California Method of measurement in biological systems
WO2001059476A2 (en) * 2000-02-09 2001-08-16 Cbams Limited Sample preparation method
RU2383013C1 (en) * 2008-12-25 2010-02-27 Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) System for isotopic chromato-mass-spectrometric analysis of organic gas mixtures
US8642953B2 (en) * 2011-03-15 2014-02-04 Lawrence Livermore National Security, Llc Interface for the rapid analysis of liquid samples by accelerator mass spectrometry

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1608515A1 (en) * 1989-01-13 1990-11-23 Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт гидрометаллургии цветных металлов "Гидроцветмет" Method of preparing samples of platinum-containing materials for atomic spectral analysis
US5209919A (en) * 1990-07-13 1993-05-11 Regents Of The University Of California Method of measurement in biological systems
WO2001059476A2 (en) * 2000-02-09 2001-08-16 Cbams Limited Sample preparation method
RU2383013C1 (en) * 2008-12-25 2010-02-27 Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) System for isotopic chromato-mass-spectrometric analysis of organic gas mixtures
US8642953B2 (en) * 2011-03-15 2014-02-04 Lawrence Livermore National Security, Llc Interface for the rapid analysis of liquid samples by accelerator mass spectrometry

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486407A (en) * 2020-10-26 2022-05-13 中国石油化工股份有限公司 Oxidant for sample graphitization pretreatment and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khivantsev et al. Palladium/Beta zeolite passive NOx adsorbers (PNA): Clarification of PNA chemistry and the effects of CO and zeolite crystallite size on PNA performance
JP6209302B2 (en) Carbon isotope analyzer and carbon isotope analysis method
Ma et al. Characterization of commercial Cu-SSZ-13 and Cu-SAPO-34 catalysts with hydrothermal treatment for NH3-SCR of NOx in diesel exhaust
Smith et al. Selected ion flow tube mass spectrometry (SIFT‐MS) for on‐line trace gas analysis
Španěl et al. Analysis of formaldehyde in the headspace of urine from bladder and prostate cancer patients using selected ion flow tube mass spectrometry
Cui et al. NO oxidation over Fe-based catalysts supported on montmorillonite K10, γ-alumina and ZSM-5 with gas-phase H2O2
JPH0154655B2 (en)
RU2617364C1 (en) Sampling method of bioorganic samples
Szanyi et al. Water-Induced Morphology Changes in BaO/γ-Al2O3 NO x Storage Materials: an FTIR, TPD, and Time-Resolved Synchrotron XRD Study
Ghislain et al. High frequency air monitoring by selected ion flow tube-mass spectrometry (SIFT-MS): Influence of the matrix for simultaneous analysis of VOCs, CO2, ozone and water
Riemer et al. Determination of terpene and related compounds in semi-urban air by GC-MSD
JP2010271085A (en) Method and instrument for measuring formaldehyde
CN112899480B (en) Method for efficiently separating rubidium from cesium through adsorption
RU2574738C2 (en) Bioorganic sample preparation method
JP2006214889A (en) Collector for nitrogen oxide, and method for measuring nitrogen oxide using the same
RU2560066C1 (en) Method of sample preparation of bioorganic samples
Jabłońska et al. Selective catalytic reduction of NO x over micro-/meso-/macroporous Cu-SAPO-34
Zhu et al. Adsorption and Decomposition of NOx on Heteropolyacids: An Evaluation of the Adsorption Performance
JP2002200424A (en) Deodorizer and its manufacturing method
Ivanenko et al. Biological monitoring of arsenic pollution based on whole blood arsenic atomic absorption assessment with in situ hydride trapping
JPH0894502A (en) In-gas nitrogen oxide absorption tube, collecting and recovering method by using it and method and device for measuring by using it
Su et al. A novel Ln-MOF-based cataluminescence sensor for detection of propionaldehyde
JP2022035894A (en) Catalyst that decomposes carbon monoxide and harmful gas and method for producing the same
Ferlin et al. A very simple and fast analytical method for atmospheric particulate-bound mercury determination
JP2020040057A (en) Catalyst that decomposes carbon monoxide and harmful gas and method for carrying the same