RU2690186C1 - Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy - Google Patents
Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690186C1 RU2690186C1 RU2018140048A RU2018140048A RU2690186C1 RU 2690186 C1 RU2690186 C1 RU 2690186C1 RU 2018140048 A RU2018140048 A RU 2018140048A RU 2018140048 A RU2018140048 A RU 2018140048A RU 2690186 C1 RU2690186 C1 RU 2690186C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potassium acetate
- aqueous solution
- glycerol
- nmr
- quantitative determination
- Prior art date
Links
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 68
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 title claims abstract description 34
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 title description 37
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 title description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 239000012085 test solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 28
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 9
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 8
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000003918 potentiometric titration Methods 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- MLIWQXBKMZNZNF-KUHOPJCQSA-N (2e)-2,6-bis[(4-azidophenyl)methylidene]-4-methylcyclohexan-1-one Chemical compound O=C1\C(=C\C=2C=CC(=CC=2)N=[N+]=[N-])CC(C)CC1=CC1=CC=C(N=[N+]=[N-])C=C1 MLIWQXBKMZNZNF-KUHOPJCQSA-N 0.000 description 1
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000012443 analytical study Methods 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области физической химии, а именно к применению метода ядерного магнитного резонанса на ядрах 1Н (1Н ЯМР спектроскопия) для одновременного количественного определения основных компонентов в водных растворах, содержащих ацетат калия и глицерин. Изобретение может быть использовано при приготовлении и анализе химического состава консервирующих растворов, использующихся при сохранении биологических субстанций в исследовательских учреждениях и музеях биологической направленности.The invention relates to the field of physical chemistry, in particular to the application of the method of nuclear magnetic resonance on 1 H nuclei ( 1 H NMR spectroscopy) for the simultaneous quantitative determination of the main components in aqueous solutions containing potassium acetate and glycerin. The invention can be used in the preparation and analysis of the chemical composition of preservative solutions used in the preservation of biological substances in research institutions and museums of biological orientation.
Актуальным направлением для биомедицинских исследований является проблема консервации и сохранения биологических структур в неизменном состоянии.The actual direction for biomedical research is the problem of conservation and preservation of biological structures in an unchanged state.
При сохранении биологических субстанций в исследовательских учреждениях и музеях биологической направленности при сохранении биологических объектов и структур часто используются концентрированные растворы с различными химическими компонентами, в том числе, с ацетатом калия и глицерином (Патент РФ №2185060). Мониторинг количественного содержания компонентов данных растворов, позволяет не только контролировать необходимые концентрации реагентов в растворах, но и осуществлять опосредованную оценку состояния сохраняемых биосубстанций.While preserving biological substances in research institutions and biological museums, while preserving biological objects and structures, concentrated solutions with various chemical components, including potassium acetate and glycerin, are often used (RF Patent No. 2185060). Monitoring the quantitative content of the components of these solutions allows not only to monitor the required concentrations of reagents in solutions, but also to carry out a mediated assessment of the state of stored biosubstantia.
В настоящее время количественное содержание ацетата калия и глицерина в консервирующих растворах осуществляется с помощью аналитических методик на основе метода потенциометрического титрования. Аналитические методики определения концентрации данных веществ в высококонцентрированных водных растворах показывают довольно хорошую точность определения, однако отличаются трудоемкостью, требуют больших временных и материальных затрат и относительно большого количества анализируемой пробы.Currently, the quantitative content of potassium acetate and glycerin in preservative solutions is carried out using analytical methods based on the method of potentiometric titration. Analytical methods for determining the concentration of these substances in highly concentrated aqueous solutions show a fairly good determination accuracy, however, they are laborious, require large time and material costs and a relatively large number of samples analyzed.
Известен метод количественного определения содержания в консервирующих растворах глицерина и ацетата калия методом спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановской спектроскопии). Данный метод может служить средством неразрушающего количественного экспресс-анализа химического состава водных растворов для консервации и сохранения биологических структур, в том числе с использованием портативных приборов [1]. Несмотря на свои преимущества (быстрый анализ, возможность снятия спектров растворов через пластмассовую или стеклянную тару) метод рамановской спектроскопии не обладает достаточной точностью количественного определения компонентов растворов.A known method for the quantitative determination of the content in preservative solutions of glycerol and potassium acetate by the method of Raman spectroscopy (Raman spectroscopy). This method can serve as a means of non-destructive quantitative rapid analysis of the chemical composition of aqueous solutions for the conservation and preservation of biological structures, including the use of portable devices [1]. Despite its advantages (quick analysis, the possibility of removing the spectra of solutions through plastic or glass containers), the Raman spectroscopy method does not have sufficient accuracy in quantifying the components of solutions.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка количественного определения содержания глицерина, ацетата калия и воды в консервирующих растворах методом 1Н ЯМР.The objective of the proposed technical solution is to develop a quantitative determination of the content of glycerol, potassium acetate and water in preservative solutions by the method of 1 H NMR.
Техническим результатом является высокая точность количественного определения, уменьшение количества анализируемых проб (работа с микрограммовыми навесками), уменьшение времени на проведение анализа, снижение трудоемкости и материальных затрат относительно других известных методов.The technical result is a high accuracy of quantitative determination, reducing the number of samples analyzed (working with microgram samples), reducing the time for analysis, reducing the complexity and material costs relative to other known methods.
Технический результат достигается за счет использования способа одновременного количественного определения ацетата калия и глицерина в водном растворе методом 1Н ЯМР, включающим 12-ти кратное разбавление исследуемого раствора, получение спектра при следующих параметрах: время отклика - 5 сек; длина радиочастотного импульса - 3,3 μсек (10 град.); релаксационная задержка - 10 сек; количество накоплений - 16. Затем в спектре 1Н ЯМР определяют интегральную интенсивность сигналов, после чего по полученным значениям интегралов в диапазонах химических сдвигов 1,8-2,0; 3,4-3,8 и 4,6-4,9 м.д. рассчитывают молярное и масс-процентное содержание каждого компонента.The technical result is achieved by using the method of simultaneous quantitative determination of potassium acetate and glycerol in an aqueous solution by 1 H NMR, including 12-fold dilution of the test solution, obtaining a spectrum with the following parameters: response time - 5 seconds; RF pulse length - 3.3 μs (10 degrees); relaxation delay - 10 seconds; the number of accumulations is 16. Then the integral intensity of the signals is determined in the 1 H NMR spectrum, after which the obtained values of the integrals in the ranges of chemical shifts of 1.8-2.0; 3.4-3.8 and 4.6-4.9 ppm calculate the molar and mass percentage of each component.
Принципиально новые возможности метода 1H ЯМР позволяют применить его в новых областях, в том числе, в исследовании консервирующих растворов. Метод основан на регистрации спектров резонансных частот протонов химических молекул с последующим вычислением интегральных площадей пиков, которые строго пропорциональны количеству резонирующих атомов. Положение сигналов в спектрах ЯМР индивидуально для каждого вещества и характеризуется химическим сдвигом относительно сигнала эталонного образца.The fundamentally new features of the 1 H NMR method make it possible to apply it in new areas, including in the study of preservative solutions. The method is based on recording the spectra of the resonant frequencies of protons of chemical molecules with the subsequent calculation of the integral peak areas, which are strictly proportional to the number of resonating atoms. The position of the signals in the NMR spectra is individual for each substance and is characterized by a chemical shift relative to the signal of the reference sample.
Предлагаемое техническое решение поясняется следующей методикой проведения анализа.The proposed technical solution is explained by the following method of analysis.
Предлагается способ одновременного количественного определения глицерина и ацетата калия в водном растворе методом 1Н ЯМР-спектроскопии, в котором положение сигналов в спектрах для каждого химического вещества характеризуется химическим сдвигом, измеряемым в миллионных долях (м.д.). Сущность методики заключается в определении интегральной интенсивности сигналов компонентов консервирующего раствора, в котором отношение приведенных интегралов сигналов различных молекул равно отношению количества молекул (молей) веществ в анализируемом образце. На первом этапе анализа регистрируется 1Н ЯМР спектр. Далее производится интегрирование сигналов. Сигналы компонентов хорошо разделены, обеспечивая высокую точность определения значения интегралов.A method is proposed for the simultaneous quantitative determination of glycerol and potassium acetate in aqueous solution by the method of 1 H NMR spectroscopy, in which the position of the signals in the spectra for each chemical substance is characterized by a chemical shift measured in parts per million (ppm). The essence of the technique consists in determining the integral intensity of the signals of the components of the preservative solution, in which the ratio of reduced integrals of signals of different molecules is equal to the ratio of the number of molecules (moles) of substances in the analyzed sample. At the first stage of the analysis, 1 H NMR spectrum is recorded. Next is the integration of signals. Component signals are well separated, providing high accuracy in determining the value of integrals.
Определение содержания воды, глицерина и ацетата калия в экспериментальных водных растворах проводили методом 1Н ЯМР. Результатом анализа методом 1H ЯМР являлось определение молярного и масс-процентного состава компонентов в консервирующем растворе. Спектры получали на спектрометре GEMINI 200 (Varian,CIIIA).Determination of water, glycerol and potassium acetate in experimental aqueous solutions was performed by the method of 1 H NMR. The result of the analysis by the method of 1 H NMR was the determination of the molar and mass-percentage composition of the components in the preservative solution. Spectra were obtained on a GEMINI 200 spectrometer (Varian, CIIIA).
При проведении анализа предварительно определяли положение сигналов в спектрах ЯМР для каждого определяемого вещества, характеризующееся их химическим сдвигом. Для этого методом 1Н ЯМР-спектроскопии проводили анализ каждого компонента отдельно и в смеси. Образец 1Н ЯМР спектра консервирующего раствора с характерными для ацетата калия, глицерина и воды областями химического сдвига пиков представлен на рисунке 1.During the analysis, the position of the signals in the NMR spectra for each analyte was determined, which was characterized by their chemical shift. For this, the method of 1 H NMR spectroscopy was used to analyze each component separately and in a mixture. A sample of the 1 H NMR spectrum of a preservative solution with areas of chemical shift of peaks characteristic of potassium acetate, glycerin, and water is shown in Figure 1.
Полученные данные показали, что сигналы компонентов раствора хорошо разделены и не пересекаются между собой, что позволяет определять эти компоненты в одном растворе. Относительная ошибка методики обусловлена только ошибкой измерения интегралов. При выбранных параметрах получения и математической обработки спектра коэффициент сигнал-шум превосходит значение 100 и ошибка измерения интегралов не превосходит 1%. Данный показатель свидетельствует о высокой точности этого метода.The data obtained showed that the signals of the components of the solution are well separated and do not overlap with each other, which allows to determine these components in one solution. The relative error of the method is due only to the measurement error of the integrals. With the selected parameters of obtaining and mathematical processing of the spectrum, the signal-to-noise ratio exceeds 100 and the measurement error of the integrals does not exceed 1%. This indicator indicates the high accuracy of this method.
Далее определяли точность метода 1Н ЯМР-спектроскопии для количественного определения ацетата калия и глицерина в водном растворе. Для этого проводили анализ одной серии из трех водных растворов ацетата калия с известной концентрацией (25,0; 30,0 и 35,0% масс) и другой серии из трех растворов глицерина с известной концентрацией (25,0; 30,0 и 35,0% масс). Затем вычисляли значения для построения калибровочных кривых для каждого вещества. Для сопоставительного анализа аналитические исследования растворов проводили по методикам на основе потенциометрического титрования. Для выполнения методик определения ацетата калия и глицерина применяли многофункциональный автоматический титратор DL70 (фирма MettlerToledo, Швейцария), укомплектованный автоматическими бюретками и управляемый с помощью программного обеспечения Lab X. В работе использовался рН/мВ/°С-метр HI1230B HANNA (Германия). (Рис. 2-4).Next, determine the accuracy of the method of 1 H NMR spectroscopy for the quantitative determination of potassium acetate and glycerin in aqueous solution. To do this, we analyzed one series of three aqueous solutions of potassium acetate with a known concentration (25.0; 30.0 and 35.0% by weight) and another series of three solutions of glycerol with a known concentration (25.0; 30.0 and 35 , 0% of the mass). Then calculate the values for constructing calibration curves for each substance. For a comparative analysis, analytical studies of the solutions were carried out according to the methods based on potentiometric titration. To perform the methods for the determination of potassium acetate and glycerin, a multifunctional automatic titrator DL70 (MettlerToledo, Switzerland), equipped with automatic burettes and controlled using Lab X software, was used. The pH / mV / ° C meter HI1230B HANNA (Germany) was used in the work. (Figure 2-4).
Проводили сравнение результатов анализа опытных водных растворов с разным содержанием ацетата калия и глицерина двумя методами - методом титрования, применяющимся в настоящее время, и исследуемым методом 1Н ЯМР-спектроскопии (см. таблицу). Спектроскопический метод использовали следующим образом: получали спектры проб с различным содержанием ацетата калия, глицерина и воды методом 1Н ЯМР-спектроскопии и вычисляли масс-процентное содержание каждого вещества посредством расчета значений интегралов. Исследования выполнены на пробах экспериментальных водных растворов как с одновременным содержанием глицерина и ацетата калия в диапазоне концентраций 24-36%, так и по отдельности в том же диапазоне концентраций.The results of the analysis of experimental aqueous solutions with different contents of potassium acetate and glycerin were compared by two methods - the titration method currently used and the 1 H NMR spectroscopy method under study (see table). The spectroscopic method was used as follows: sample spectra were obtained with different contents of potassium acetate, glycerin and water by 1 H NMR spectroscopy and the mass percent content of each substance was calculated by calculating the values of the integrals. The studies were performed on samples of experimental aqueous solutions both with a simultaneous content of glycerin and potassium acetate in the concentration range of 24–36%, and separately in the same concentration range.
Исследованные пробы растворов в диапазоне концентраций определяемых веществ 24-36% указаны в таблице: 1). проба водного раствора глицерина и ацетата (ацетат калия - 29,50% масс и глицерин - 30,00% масс); 2). проба водного раствора глицерина и ацетата (ацетат калия - 34,50% масс и глицерина - 35,50% масс); 3). проба водного раствора глицерина и ацетата (ацетат калия - 24,50% масс и глицерина - 25,50% масс; 4). проба водного раствора глицерина и ацетата (ацетат калия - 34,50% масс и глицерин - 25,50% масс); 5). проба водного раствора глицерина и ацетата (ацетат калия - 25,00% масс и глицерина - 35,00% масс); 6). проба водного раствора глицерина и ацетата (ацетат калия - 30,50% масс и глицерина - 32,00% масс. Ацетат калия предварительно просушивали при t=105°C до достижения постоянного веса и охлаждали в закрытом бюксе. Реактивы дозировали по массе с помощью весов Kern ABJ 120-4М (Германия) с точностью до 0,0001 г. The investigated samples of solutions in the range of concentrations of analytes 24-36% are listed in the table: 1). a sample of an aqueous solution of glycerol and acetate (potassium acetate - 29.50% by weight and glycerin - 30.00% by weight); 2). a sample of an aqueous solution of glycerol and acetate (potassium acetate - 34.50% by weight and glycerol - 35.50% by weight); 3). a sample of an aqueous solution of glycerol and acetate (potassium acetate - 24.50% by weight and glycerol - 25.50% by weight; 4). a sample of an aqueous solution of glycerol and acetate (potassium acetate - 34.50% by weight and glycerin - 25.50% by weight); five). a sample of an aqueous solution of glycerol and acetate (potassium acetate - 25.00% by weight and glycerin - 35.00% by weight); 6). a sample of an aqueous solution of glycerol and acetate (potassium acetate - 30.50% by weight and glycerol - 32.00% by weight. Potassium acetate was pre-dried at t = 105 ° C until a constant weight was reached and cooled in a closed container. Reagents were dosed by weight Kern ABJ 120-4M (Germany) scales with an accuracy of 0.0001 g.
В исследованиях использовали следующие реактивы: глицерин (ч.д.а., соответствует ГОСТ 6259-75, Германия); калий уксуснокислый (extrapure, «Merk», Германия); свежеприготовленная деионизованная вода (ГОСТ 6709-72); вода дейтерированная; химические реактивы фирмы «ДиАМ», Россия: соляная кислота 0,1н раствор (фиксанал); калий хлористый, х.ч.; перйодат калия, ч.д.а.; этиленгликоль, ч.д.а.; калий гидроксид, 0,05н. раствор (фиксанал).The following reagents were used in the studies: glycerin (analytical grade, corresponds to GOST 6259-75, Germany); potassium acetate (extrapure, "Merk", Germany); freshly prepared deionized water (GOST 6709-72); deuterated water; Chemical reagents of the company "DiAM", Russia: hydrochloric acid 0.1N solution (fixed channel); potassium chloride, h.ch .; potassium periodate, hp; ethylene glycol, hp; potassium hydroxide, 0.05 n. solution (fixed channel).
Результаты анализа растворов с разным содержанием основных компонентов двумя методами, методом титрования, применяющимся в настоящее время, и методом 1Н ЯМР-спектроскопии, приведены в таблице. Результаты измерения компонентов раствора методом 1Н ЯМР-спектроскопии соответствуют их истинному количественному содержанию, а также сопоставимы с результатами, полученными методом титрования.The results of the analysis of solutions with different contents of the main components by the two methods, the titration method currently used, and the method of 1 H NMR spectroscopy are shown in the table. The results of the measurement of the components of the solution by the method of 1 H NMR spectroscopy correspond to their true quantitative content, and are also comparable with the results obtained by the titration method.
Пример 1. В микрокювету объемом 2 мл переносят 0,05 мл исследуемого раствора. Добавляют 0,6 мл воды дейтерированной. Раствор перемешивают и переливают в ампулу для съемки спектров ЯМР. Спектр получают при следующих параметрах, позволяющих к следующему импульсу системе ядер прийти в термическое равновесие: время отклика - 5 сек; длина радиочастотного импульса - 3,3 μсек (10 град.); релаксационная задержка - 10 сек; количество накоплений - 16.Example 1. In a micro cuvette with a volume of 2 ml, transfer 0.05 ml of the test solution. Add 0.6 ml of deuterated water. The solution is stirred and poured into an ampoule to capture the NMR spectra. The spectrum is obtained with the following parameters, which allow the next nucleus system to come to thermal equilibrium: the response time is 5 seconds; RF pulse length - 3.3 μs (10 degrees); relaxation delay - 10 seconds; the amount of savings is 16.
Интегрирование сигналов производят в следующих областях:The integration of signals produced in the following areas:
1. 1,8-2,0 м.д. - сигнал протонов метальной группы ацетата калия;1. 1.8-2.0 ppm - signal of protons of the methyl group of potassium acetate;
2. 3,4 - 3,8 м.д. - сигналы протонов метиленовых и метановой групп глицерина;2. 3.4 - 3.8 ppm - signals of protons of methylene and methane groups of glycerin;
3. 4,6 - 4,9 м.д. - сигнал протонов воды.3. 4.6 - 4.9 ppm - signal of water protons.
Масс процентное содержание компонентов в смеси определяют по формуле, приведенной в ОФС.1.2.1.1.0007.15 [2]:Mass percentage of the components in the mixture is determined by the formula given in OFAS.2.2.1.1.0007.15 [2]:
I'1=I1/3; I'2=I2/5; I'3=(I3-0,6×I2)/2,I '= I 1 1/3; I '= I 2 2/5; I ' 3 = (I 3 -0.6 × I 2 ) / 2,
где I1, I2,13 и I'1, I'2, I'3 - значения измеренных и приведенных интегралов сигнала протонов метальной группы ацетата калия, сигнала протонов метиленовых и метановой групп глицерина и сигнала протонов воды соответственно.where I 1 , I 2 , 1 3 and I ' 1 , I' 2 , I ' 3 are the values of the measured and reduced integrals of the signal of protons of the methyl group of potassium acetate, the signal of protons of methylene and methane groups of glycerol and the signal of water protons, respectively.
В формулах расчета значений интегралов из измеренных значений учтено, что в сигнал измеряемого интеграла метильной группы ацетата калия вносят вклад три протона, в сигнал измеряемого интеграла сигнала глицерина вносят вклад пять протонов, в сигнал протонов в области 4,60 - 4,90 м.д. вносят вклад протоны гидроксильных групп глицерина. В сигнал воды вносят вклад два протона.In the formulas for calculating the values of the integrals of the measured values, it is taken into account that three protons contribute to the signal of the measured integral of the methyl group of potassium acetate; five protons contribute to the signal of the measured integral of the glycerol signal; . protons of glycerol hydroxyl groups contribute. Two protons contribute to the water signal.
Определение масс процентов ацетата калия (1), глицерина (2) и воды (3) проводят по следующим формулам:The determination of the mass percent of potassium acetate (1), glycerin (2) and water (3) is carried out according to the following formulas:
где M1=98,142; M2=92,094; M3=18,015 - молярные веса ацетата калия, глицерина и воды соответственно.where M 1 = 98,142; M 2 = 92,094; M 3 = 18,015 - molar weights of potassium acetate, glycerin and water, respectively.
При выбранных параметрах получения и математической обработки спектра коэффициент сигнал-шум превосходит значение 100 и ошибка измерения интегралов не превосходит 1%.With the selected parameters of obtaining and mathematical processing of the spectrum, the signal-to-noise ratio exceeds 100 and the measurement error of the integrals does not exceed 1%.
В отличие от метода потенциометрического титрования метод 1Н ЯМР является недеструктивным методом, обладает значительно меньшей трудоемкостью, не требует наличия большого количества лабораторной посуды и реагентов, суммарное время пробоподготовки и измерения не превышает 15 мин., что намного меньше времени измерения содержания компонентов раствора другими методами. Вес пробы для анализа значительно меньше (около 50 мг), в то время как для метода титрования требуется не менее 25 г. Кроме того, метод позволяет анализировать одновременно несколько основных компонентов раствора в одной пробе.In contrast to the method of potentiometric titration, the 1 H NMR method is a non-destructive method, has much less laboriousness, does not require a large amount of laboratory glassware and reagents, the total time of sample preparation and measurement does not exceed 15 minutes, which is much less than the time of measuring the content of solution components by other methods . The weight of the sample for analysis is much less (about 50 mg), while the titration method requires at least 25 g. In addition, the method allows analyzing several main components of the solution in one sample at a time.
Таким образом, метод 1Н ЯМР имеет ряд преимуществ по сравнению с применяющимся в настоящее время методом титрования, и может применяться для определения количественного содержания ацетата калия, глицерина и воды в консервирующих высококонцентрированных водных растворах, использующихся при сохранении биологических субстанций.Thus, the 1 H NMR method has several advantages compared with the currently used titration method, and can be used to determine the quantitative content of potassium acetate, glycerin and water in preserving highly concentrated aqueous solutions that are used while preserving biological substances.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Аграфенин А.В., Абрамов Ю.В., Денисов-Никольский Ю.И., Блинова Г.И. Одновременное количественное определение глицерина и ацетата калия в водном растворе методом спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановская спектроскопия). Микроэлементы в медицине. 2014. Т. 15. Вып. 3. С. 48-51.1. Agrafenin AV, Abramov Yu.V., Denisov-Nikolsky Yu.I., Blinova G.I. Simultaneous quantitative determination of glycerol and potassium acetate in aqueous solution by Raman spectroscopy (Raman spectroscopy). Trace elements in medicine. 2014. T. 15. Vol. 3. S. 48-51.
2. ГФ XIII, ОФС.1.2.1.1.0007.15 Спектроскопия ядерного магнитного резонанса.2. GF XIII, OFS.1.2.1.1.0007.15 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140048A RU2690186C1 (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140048A RU2690186C1 (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690186C1 true RU2690186C1 (en) | 2019-05-31 |
Family
ID=67037324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018140048A RU2690186C1 (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690186C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740171C1 (en) * | 2020-07-06 | 2021-01-12 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of determining quantitative content of components in analyzed mixtures by processing data obtained by nuclear magnetic resonance during rapid monitoring of their state |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1562813A1 (en) * | 1988-05-17 | 1990-05-07 | Киевский Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко | Method of investigating organic compounds |
| CN101793847B (en) * | 2009-11-13 | 2012-06-20 | 中国蓝星（集团）股份有限公司 | Method for measuring phenolic hydroxyl group content based on hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy method |
| US8470603B2 (en) * | 2006-04-28 | 2013-06-25 | Momenta Pharmaceuticals, Inc. | Methods of evaluating diethylamide in glatiramer acetate |
| RU2506571C1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Method for measuring quality of oil products |
| RU2535904C2 (en) * | 2012-12-07 | 2014-12-20 | Людмила Федоровна Пестерева | Method for qualitative assessment of fat content in biological object |
-
2018
- 2018-11-14 RU RU2018140048A patent/RU2690186C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1562813A1 (en) * | 1988-05-17 | 1990-05-07 | Киевский Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко | Method of investigating organic compounds |
| US8470603B2 (en) * | 2006-04-28 | 2013-06-25 | Momenta Pharmaceuticals, Inc. | Methods of evaluating diethylamide in glatiramer acetate |
| CN101793847B (en) * | 2009-11-13 | 2012-06-20 | 中国蓝星（集团）股份有限公司 | Method for measuring phenolic hydroxyl group content based on hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy method |
| RU2506571C1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Method for measuring quality of oil products |
| RU2535904C2 (en) * | 2012-12-07 | 2014-12-20 | Людмила Федоровна Пестерева | Method for qualitative assessment of fat content in biological object |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Аграфенин А.В., Абрамов Ю.В., Денисов-Никольский Ю.И., Блинова Г.И. Одновременное количественное определение глицерина и ацетата калия в водном растворе методом спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановская спектроскопия), Микроэлементы в медицине, 2014, т. 15, вып. 3, с. 48-51. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740171C1 (en) * | 2020-07-06 | 2021-01-12 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of determining quantitative content of components in analyzed mixtures by processing data obtained by nuclear magnetic resonance during rapid monitoring of their state |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2308709C1 (en) | Method of determining content of fat in margarine | |
| CN105372195B (en) | A kind of micro ultraviolet specrophotometer quality determining method and detection kit | |
| CN106226425B (en) | Serum glycated albumin detection method and its dedicated candidate criteria substance | |
| CN103900990A (en) | Method for simultaneously and rapidly measuring content of plutonium and nitric acid in organic phase | |
| RU2013110616A (en) | SAMPLE ANALYSIS METHOD | |
| CN116429812A (en) | Method for quantitative determination of heteronuclear by nuclear magnetic resonance spectroscopy, reference substance thereof and method for determination of deuteration degree of deuterated compound | |
| RU2690186C1 (en) | Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy | |
| RU2466096C1 (en) | Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) | |
| CN105301031A (en) | Method for determining hydrogen-containing silicone oil residual quantity in trisiloxane surfactant by one-dimensional hydrogen nuclear magnetic resonance method | |
| US11692954B1 (en) | Trace detection method of heavy metals and application thereof | |
| Gupta et al. | Refractometric total protein concentrations in icteric serum from dogs | |
| CN106248710A (en) | Method for detecting element based on total reflection X-ray fluorescence analysis | |
| Sovova et al. | Quantification of phenol in urine headspace using SIFT-MS and investigation of variability with respect to urinary concentration | |
| RU2535515C2 (en) | Humid gas consumption determining method | |
| RU2282185C1 (en) | Method of determining glycin in aqueous solutions | |
| CN108152177B (en) | Method for rapidly detecting hematocrit | |
| Delatour et al. | Standardization of serum total bilirubin measurement for improved diagnosis and management of neonatal jaundice | |
| RU2797335C1 (en) | Method for determining gas condensate mass concentration in water-methanol solutions by fluorimetric method | |
| RU2822865C1 (en) | Method for simultaneous determination of amount of water and group composition of water-oil emulsions using nmr relaxometry | |
| RU2187796C2 (en) | Procedure determining acid number of vegetable oils | |
| CN105823733A (en) | Method for rapidly and quantitatively measuring chlorine content | |
| JPH06249856A (en) | Measurement of automatic biochemical analyzing device | |
| RU2256900C1 (en) | Method for determining amount of volumetric share of water in oils or oil products | |
| Rele et al. | A validated non-aqueous potentiometric titration method for the quantitative determination of azelnidipine from pharmaceutical preparation | |
| Khatri | Quantitative aspects of analysis |