RU2711410C1 - Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution - Google Patents

Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution Download PDF

Info

Publication number
RU2711410C1
RU2711410C1 RU2019106981A RU2019106981A RU2711410C1 RU 2711410 C1 RU2711410 C1 RU 2711410C1 RU 2019106981 A RU2019106981 A RU 2019106981A RU 2019106981 A RU2019106981 A RU 2019106981A RU 2711410 C1 RU2711410 C1 RU 2711410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacity
solution
antioxidant capacity
chelating
antioxidant
Prior art date
Application number
RU2019106981A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алла Владимировна Иванова
Елена Леонидовна Герасимова
Елена Ринатовна Газизуллина
Екатерина Романовна Радостева
Динара Ильфатовна Игдисанова
Анатолий Иванович Матерн
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2019106981A priority Critical patent/RU2711410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2711410C1 publication Critical patent/RU2711410C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/301Reference electrodes

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: invention relates to electrochemical analysis methods, particularly to analysis of solutions for determination of total antioxidant capacity. Invention relates to a method of determining antioxidant capacity of a solution using a potentiometric method, in which a phosphate buffer solution is prepared in advance, to which a system is added which contains an simultaneously oxidized and reduced form of metal in the complex compound K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6], and evaluation of antioxidant capacity is carried out by change in oxidation-reduction potential of solution, measured between working platinum electrode and chloride-silver comparison electrode, recorded before and after introduction into initial solution of analyzed substance. From the total antioxidant capacity of the solution, a reducing and chelating reservoir is recovered, wherein the reducing capacity is pre-determined by potentiometric titration with an oxidized form of the reagent (K3[Fe(CN)6. Chelating reservoir is determined as the difference between the antioxidant capacity and the recovery capacity.EFFECT: obtaining reliable quantitative information on restoring and chelating properties of analyzed objects with antioxidant action, as well as high accuracy and reliability of obtained results.1 cl, 3 ex, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимических методов анализа, в частности к анализу растворов на предмет определения суммарной антиоксидантной емкости раствора.The invention relates to the field of electrochemical methods of analysis, in particular to the analysis of solutions to determine the total antioxidant capacity of the solution.

Широко распространены методы определения антиоксидантов с использованием в качестве окислителя различных комплексов железа. Они обладают рядом преимуществ: простота и информативность; доступность разнообразных устойчивых комплексных соединений железа, используемых в качестве модели окислителя. Варьируя лигандное окружение состава комплексного соединения железа существует возможность выбора оптимальной модели окислителя по окислительной способности, по устойчивости комплексных соединений при различных рН, по растворимости. Кроме того, большинство комплексов железа имеет устойчивую гексагональную структуру, подобную структуре гемма в молекуле гемоглобина.Methods for the determination of antioxidants using various iron complexes as an oxidizing agent are widespread. They have several advantages: simplicity and informativeness; the availability of a variety of stable iron complex compounds used as an oxidizing agent model. Varying the ligand environment of the composition of the complex compound of iron, it is possible to choose the optimal oxidizing model for oxidizing ability, for the stability of complex compounds at different pH, for solubility. In addition, most iron complexes have a stable hexagonal structure similar to that of the heme in the hemoglobin molecule.

Важнейшим классом антиоксидантов являются полифенольные соединения. Механизм антиоксидантного действия полифенолов заключается как в их восстанавливающей способности, так и в том, что полифенольные соединения могут образовывать стабильные комплексы с ионами металлов переменной валентности (константы устойчивости комплексов железа (III) с некоторыми полифенолами β=1027-1043), и тем самым тормозить окислительные процессы с участием свободных радикалов, образующихся по реакции Фентона (1):The most important class of antioxidants are polyphenolic compounds. The mechanism of the antioxidant action of polyphenols lies both in their reducing ability and in the fact that polyphenolic compounds can form stable complexes with metal ions of variable valency (stability constants of iron (III) complexes with some polyphenols β = 10 27 -10 43 ), and inhibit oxidative processes with the participation of free radicals formed by the Fenton reaction (1):

Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH· + OH (1)Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + OH · + OH - (1)

Это свойство является важной хелатирующей составляющей в суммарном антиоксидантном действии. Поэтому очень важно иметь информацию как о восстанавливающей, так и хелатирующей составляющих.This property is an important chelating component in the total antioxidant effect. Therefore, it is very important to have information about both the restoring and chelating components.

Известен способ определения суммарной антиоксидантной активности (RU 2282851), заключающийся во взаимодействии аналита с реагентом Fe(III)-о-фенантролин, аскорбиновой кислоты с реагентом с последующим фотометрированием и расчетом величины суммарной антиоксидантной активности по отношению к стандартному веществу - аскорбиновой кислоте. A known method for determining the total antioxidant activity (RU 2282851), which consists in the interaction of the analyte with the reagent Fe (III) -o-phenanthroline, ascorbic acid with the reagent, followed by photometry and calculation of the total antioxidant activity in relation to the standard substance - ascorbic acid.

К недостаткам данного способа можно отнести то, что в данном способе не учтена хелатирующая емкость полифенольных соединений, входящих в состав природных объектов, по отношению к ионам Fe3+, в то время как комплекс Fe(III)-о-фенантролин обладает гораздо меньшим значением константы устойчивости (β=1023,5), чем многие комплексы Fe(III) с полифенольными соединениями. Также результаты, получаемые данным способом, выражаются в относительных единицах - эквивалентах аскорбиновой кислоты.The disadvantages of this method include the fact that this method does not take into account the chelating capacity of polyphenolic compounds that are part of natural objects with respect to Fe 3+ ions, while the Fe (III) -o-phenanthroline complex has a much lower value stability constants (β = 10 23.5 ) than many complexes of Fe (III) with polyphenolic compounds. Also, the results obtained by this method are expressed in relative units - equivalents of ascorbic acid.

Известен способ определения антиоксидантов в растворе [Международная публикация US 6177260В1], основанный на использовании в качестве окислителя комплекса Fe(III)-трипиридилтриазина, который при взаимодействии с антиоксидантами восстанавливается до Fe(II)-трипиридилтриазина, окрашенного в синий цвет (максимум поглощения при 593 нм).A known method for the determination of antioxidants in solution [International publication US 6177260В1], based on the use of an Fe (III) -tripyridyltriazine complex as an oxidizing agent, which, when reacted with antioxidants, is reduced to a Fe (II) -tripyridyltriazine colored blue (maximum absorption at 593 nm).

Недостатком этого способа является то, что измерения проводятся в кислой среде, поэтому метод является нечувствительным к сульфгидрильным SH-содержащим антиоксидантам, таким как глутатион и цистеин и не позволяет оценить суммарное содержание антиоксидантов в исследуемом объекте. В данном способе также не учитывается возможное образование комплексных соединений между полифенолами и ионами железа, т.е. не оценена хелатирующая составляющая. Данный способ, как и выше описанный является спектрофотометрическим, т.е. не позволяет достоверно проводить анализ окрашенных и мутных образцов.The disadvantage of this method is that the measurements are carried out in an acidic environment; therefore, the method is insensitive to sulfhydryl SH-containing antioxidants, such as glutathione and cysteine, and does not allow us to estimate the total content of antioxidants in the test object. This method also does not take into account the possible formation of complex compounds between polyphenols and iron ions, i.e. the chelating component has not been evaluated. This method, as described above, is spectrophotometric, i.e. does not allow reliable analysis of stained and cloudy samples.

Наиболее близким решением служит потенциометрический способ определения оксидантной/антиоксидантной активности растворов (RU 2235998), заключающийся в том, что предварительно готовят исходный раствор, в который вводят одновременно окисленную и восстановленную формы реагента, а оценку оксидантной/антиоксидантной активности проводят по изменению окислительно-восстановительного потенциала раствора, определенного до и после введения в исходный раствор анализируемого вещества.The closest solution is the potentiometric method for determining the oxidant / antioxidant activity of solutions (RU 2235998), which consists in pre-preparing the initial solution into which both the oxidized and reduced forms of the reagent are introduced, and the oxidative / antioxidant activity is assessed by changing the redox potential a solution determined before and after introducing into the initial solution of the analyte.

К недостаткам данного способа можно отнести то, что в случае использования системы свободных солей Fe3+/Fe2+ не учитывается возможное гидроксообразование, и также не учитывается хелатирующий эффект полифенольных соединений, в то время как при использовании свободных солей реакции комплексообразования полифенолов с ионами Fe3+ будут протекает с более высокой долей вероятности, чем в предыдущих методах.The disadvantages of this method include the fact that in the case of using the system of free salts Fe 3+ / Fe 2+ , the possible hydroxo formation is not taken into account, and the chelating effect of polyphenolic compounds is also not taken into account, while when using free salts, the complexation reactions of polyphenols with Fe ions 3+ will occur with a higher probability than in previous methods.

Таким образом, общей проблемой существующих способов является получение интегрального параметра об антиоксидантных свойствах исследуемых объектов и отсутствие информации о составляющих этого параметра: хелатирующей и восстанавливающей способности соединений. Thus, a common problem of existing methods is to obtain an integral parameter about the antioxidant properties of the studied objects and the lack of information about the components of this parameter: chelating and restoring ability of the compounds.

Техническим решением настоящего изобретения является получение достоверной количественной информации о восстанавливающей и хелатирующей емкости исследуемых объектов с антиоксидантным действием, а также повышение точности и достоверности получаемых результатов.The technical solution of the present invention is to obtain reliable quantitative information about the recovery and chelating capacity of the studied objects with antioxidant action, as well as improving the accuracy and reliability of the results.

Проблема решается тем, что при определении суммарной антиоксидантной емкости растворов предлагается выделять восстанавливающую емкость и хелатирующую емкость. При определении суммарной антиоксидантной емкости в растворе присутствует избыток возможного комплексообразователя - системы Fe(III)/Fe(II) в виде комплексных соединений, поэтому возможно протекание как реакции восстановления железа (III), так и реакции комплексообразования между полифенольными соединениями и Fe(III), вероятность которой зависит от соотношения условных констант устойчивости исходных комплексов железа и полифенольных комплексов железа. Таким образом, при определении суммарной антиоксидантной емкости при взаимодействии с комплексным соединением Fe(III) в растворе, происходит одновременное определение как восстанавливающей, так и хелатирующей емкости по реакциям (2) и (3). The problem is solved by the fact that when determining the total antioxidant capacity of solutions, it is proposed to isolate a reducing capacity and a chelating capacity. When determining the total antioxidant capacity in the solution, there is an excess of a possible complexing agent - the Fe (III) / Fe (II) system in the form of complex compounds, therefore, both the reduction of iron (III) and the complexation between polyphenol compounds and Fe (III) are possible , the probability of which depends on the ratio of the conditional stability constants of the initial iron complexes and polyphenolic iron complexes. Thus, when determining the total antioxidant capacity when interacting with the complex compound Fe (III) in solution, both reducing and chelating capacities are simultaneously determined by reactions (2) and (3).

[Fe3+L] + AO = n[Fe2+L] + AOOx (2)[Fe 3+ L] + AO = n [Fe 2+ L] + AO Ox (2)

Figure 00000001
Figure 00000001

При потенциометрическом титровании анализируемого раствора соединением железа (III), взаимодействие происходит в условиях недостатка комплексообразователя, в связи с этим, более вероятным становится процесс окисления - восстановления и, таким образом, определяется восстанавливающая емкость. Хелатирующая емкость находится по разности между суммарной антиоксидантной емкостью и восстанавливающей емкостью.During potentiometric titration of the analyzed solution with an iron (III) compound, the interaction occurs under the conditions of a lack of a complexing agent; in this regard, the oxidation-reduction process becomes more likely and, thus, the recovery capacity is determined. The chelating capacity is the difference between the total antioxidant capacity and the recovery capacity.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что определения антиоксидантной емкости раствора с использованием потенциометрического метода проводят по изменению окислительно-восстановительного системы окисленная/восстановленная форма железа в составе комплексного соединения, определенного до и после введения в исходный раствор анализируемого вещества. Антиоксидантную емкость в растворе рассчитывают по формуле:The essence of the proposed method lies in the fact that the determination of the antioxidant capacity of the solution using the potentiometric method is carried out by changing the redox system of the oxidized / reduced form of iron in the composition of the complex compounds defined before and after the analyte is introduced into the initial solution. The antioxidant capacity in the solution is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где АОЕ- антиоксидантная емкость;where AOE is the antioxidant capacity;

Сох - концентрация окисленной формы реагента;With oh - the concentration of the oxidized form of the reagent;

Cred - концентрация восстановленной формы реагента;C red is the concentration of the reduced form of the reagent;

Figure 00000003
Figure 00000003

где Е - исходный потенциал системы, E1 - потенциал, устанавливающийся в системе после введения пробы, b=2,3RT/nF,where E is the initial potential of the system, E 1 is the potential established in the system after the introduction of the sample, b = 2,3RT / nF,

где R - универсальная газовая постоянная, Т - температура, К, n - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительной реакции; F - число Фарадея.where R is the universal gas constant, T is the temperature, K, n is the number of electrons involved in the redox reaction; F is the Faraday number.

Из общей антиоксидантной емкости раствора выделяют восстанавливающую емкость и хелатирующую емкость.From the total antioxidant capacity of the solution, a reducing capacity and a chelating capacity are isolated.

Восстанавливающую емкость предварительно определяют методом потенциометрического титрования окисленной формой реагента и рассчитываются по формуле:The recovery capacity is previously determined by potentiometric titration using the oxidized form of the reagent and calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ВЕ - восстанавливающая емкость, СOx - концентрация окисленной формы реагента, VOx - объем окисленной формы реагента в точке эквивалентности, V - объем раствора анализируемого вещества,where BE is the reducing capacity, C Ox is the concentration of the oxidized form of the reagent, V Ox is the volume of the oxidized form of the reagent at the equivalence point, V is the volume of the solution of the analyte,

хелатирующая емкость оценивается как разница между антиоксидантной емкостью и восстанавливающей емкостью по формуле:chelating capacity is estimated as the difference between the antioxidant capacity and the recovery capacity according to the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ХЕ - хелатирующая емкость.where XE is a chelating capacity.

В качестве реагентов могут быть использованы комплексные соединения Fe(II) и Fe(III): K3[Fe(CN)6], Fe(III)-PHEN, Fe(III)-EDTA, Fe(III)-TPTZ, K4[Fe(CN)6], Fe(II)-PHEN, Fe(II)-EDTA, Fe(II)-TPTZ.Complex reagents Fe (II) and Fe (III) can be used as reagents: K 3 [Fe (CN) 6 ], Fe (III) -PHEN, Fe (III) -EDTA, Fe (III) -TPTZ, K 4 [Fe (CN) 6 ], Fe (II) -PHEN, Fe (II) -EDTA, Fe (II) -TPTZ.

Рабочий электрод может быть изготовлен из платины, золота, стеклоуглерода. Электродом сравнения может служить стандартный хлоридсеребряный электрод.  The working electrode can be made of platinum, gold, glassy carbon. The reference electrode may be a standard silver chloride electrode.

Указанные отличия существенны. Выделение хелатирующей и восстанавливающей емкости из общей антиоксидантной емкости позволяет получать достоверные данные об антиоксидантных свойствах исследуемых соединений, механизмах их антиоксидантного действия: восстанавливающей и хелатирующей способности. These differences are significant. Isolation of the chelating and restoring capacity from the total antioxidant capacity allows obtaining reliable data on the antioxidant properties of the studied compounds, the mechanisms of their antioxidant action: restoring and chelating ability.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы неизвестен способ определения интегральной антиоксидантной емкости, позволяющий разделить восстанавливающею и хелатирующую емкость, в заявляемой совокупности признаков.Currently, from the patent and scientific literature there is no known method for determining the integral antioxidant capacity, which allows to separate the regenerating and chelating capacity in the claimed combination of features.

На фиг. 1 представлена зависимость потенциала от времени при добавлении к системе K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] пирогаллола. In FIG. Figure 1 shows the time dependence of the potential upon addition of pyrogallol to the K 3 [Fe (CN) 6 ] / K 4 [Fe (CN) 6 ] system.

На фиг. 2 представлена интегральная кривая потенциометрического титрования пирогаллола раствором K3[Fe(CN)6]. In FIG. Figure 2 shows the integral curve of potentiometric titration of pyrogallol with a solution of K 3 [Fe (CN) 6 ].

На фиг. 3 представлена дифференциальная кривая потенциометрического титрования пирогаллола раствором K3[Fe(CN)6].In FIG. Figure 3 shows the differential curve of potentiometric titration of pyrogallol with a solution of K 3 [Fe (CN) 6 ].

На фиг. 4 представлена зависимость потенциала от времени при добавлении к системе K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] кверцетина. In FIG. Figure 4 shows the time dependence of the potential when quercetin is added to the K 3 [Fe (CN) 6 ] / K 4 [Fe (CN) 6 ] system.

На фиг. 5 представлена интегральная кривая потенциометрического титрования кверцетина раствором K3[Fe(CN)6]. In FIG. Figure 5 shows the integral curve of potentiometric titration of quercetin with a solution of K 3 [Fe (CN) 6 ].

На фиг. 6 представлена дифференциальная кривая потенциометрического титрования кверцетина раствором K3[Fe(CN)6].In FIG. Figure 6 shows the differential curve of potentiometric titration of quercetin with a solution of K 3 [Fe (CN) 6 ].

Способ иллюстрируется следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.

Пример 1 Example 1

В 10 мл водного раствора, содержащего 0,01М K3[Fe(CN)6] и 0,0001М K4[Fe(CN)6] в фосфатном буферном растворе, опускают измерительный электрод и электрод сравнения. Установившееся значение потенциала (Е), измеряемое с помощью цифрового вольтметра, составляет 335 мВ. В электрохимическую ячейку вносят 0,1 мл 0,01М раствора пирогаллола. Установившееся значение потенциала (Е1) составляет 287 мВ. In a 10 ml aqueous solution containing 0.01 M K 3 [Fe (CN) 6 ] and 0.0001 M K 4 [Fe (CN) 6 ] in a phosphate buffer solution, the measuring electrode and the reference electrode are lowered. The steady-state value of the potential (E), measured with a digital voltmeter, is 335 mV. 0.1 ml of a 0.01 M pyrogallol solution is added to the electrochemical cell. The steady-state value of the potential (E 1 ) is 287 mV.

Результаты измерений приведены на фиг.1. Антиоксидантную емкость рассчитывают по формуле:The measurement results are shown in figure 1. Antioxidant capacity is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где АОЕ- антиоксидантная емкость;where AOE is the antioxidant capacity;

Сох - концентрация окисленной формы реагента;With oh - the concentration of the oxidized form of the reagent;

Cred - концентрация восстановленной формы реагента;C red is the concentration of the reduced form of the reagent;

Figure 00000003
Figure 00000003

где Е - исходный потенциал системы, E1 - потенциал, устанавливающийся в системе после введения пробы, b=2,3RT/nF,where E is the initial potential of the system, E 1 is the potential established in the system after the introduction of the sample, b = 2,3RT / nF,

где R - универсальная газовая постоянная, Т - температура, К, n - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительной реакции; F - число Фарадея.where R is the universal gas constant, T is the temperature, K, n is the number of electrons involved in the redox reaction; F is the Faraday number.

Расчет показывает, что значение АОЕ составляет 5,17·10-4 М-экв.The calculation shows that the AOE value is 5.17 · 10 -4 M-equiv.

В 10 мл водного раствора, содержащего 0,1мМ пирогаллол в фосфатном буферном растворе, опускают измерительный электрод и электрод сравнения. Затем проводят потенциометрическое титрование 0,01М K3[Fe(CN)6]. Результаты измерений интегральной кривой потенциометрического титрования приведены на фиг.2. Полученную кривую дифференцируют по объему титранта K3[Fe(CN)6]. Дифференциальная кривая титрования приведена на фиг.3. Объем добавленного K3[Fe(CN)6] в точке эквивалентности, определенный по максимуму дифференциальной кривой титрования, составляет 3,8 мл. In 10 ml of an aqueous solution containing 0.1 mm pyrogallol in a phosphate buffer solution, the measuring electrode and the reference electrode are lowered. Then conduct potentiometric titration of 0.01 M K 3 [Fe (CN) 6 ]. The measurement results of the integral curve of potentiometric titration are shown in figure 2. The resulting curve is differentiated by the volume of titrant K 3 [Fe (CN) 6 ]. The differential titration curve is shown in figure 3. The volume of added K 3 [Fe (CN) 6 ] at the equivalence point, determined from the maximum of the differential titration curve, is 3.8 ml.

Восстанавливающую емкость рассчитываются по формуле:Recovery capacity is calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ВЕ - восстанавливающая емкость, СOx - концентрация K3[Fe(CN)6], VOx - объем K3[Fe(CN)6] в точке эквивалентности, V - объем раствора анализируемого вещества.where BE is the reducing capacity, C Ox is the concentration of K 3 [Fe (CN) 6 ], V Ox is the volume of K 3 [Fe (CN) 6 ] at the equivalence point, V is the volume of the analyte solution.

Расчет показывает, что значение ВЕ составляет 3,80·10-4 М-экв.The calculation shows that the value of BE is 3.80 · 10 -4 M-equiv.

Хелатирующая емкость оценивается как разница между антиоксидантной емкостью и восстанавливающей емкостью по формуле:Chelating capacity is estimated as the difference between the antioxidant capacity and the recovery capacity according to the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ХЕ - хелатирующая емкость.where XE is a chelating capacity.

Расчет показывает, что значение ХЕ составляет 1,37·10-4 М-экв.The calculation shows that the value of XE is 1.37 · 10 -4 M-equiv.

Пример 2 Example 2

В 10 мл водного раствора, содержащего 0,01М K3[Fe(CN)6] и 0,0001М K4[Fe(CN)6] в фосфатном буферном растворе, опускают измерительный электрод и электрод сравнения. Установившееся значение потенциала (Е), измеряемое с помощью цифрового вольтметра, составляет 338 мВ. В электрохимическую ячейку вносят 0,1 мл 0,01М раствора квернцетина. Установившееся значение потенциала (Е1) составляет 292 мВ. In a 10 ml aqueous solution containing 0.01 M K 3 [Fe (CN) 6 ] and 0.0001 M K 4 [Fe (CN) 6 ] in a phosphate buffer solution, the measuring electrode and the reference electrode are lowered. The steady-state value of potential (E), measured with a digital voltmeter, is 338 mV. 0.1 ml of a 0.01 M solution of quercetin are added to the electrochemical cell. The steady state value of the potential (E 1 ) is 292 mV.

Результаты измерений приведены на фиг.4. Антиоксидантную емкость рассчитывают по формуле:The measurement results are shown in figure 4. Antioxidant capacity is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где АОЕ- антиоксидантная емкость;where AOE is the antioxidant capacity;

Сох - концентрация окисленной формы реагента;With oh - the concentration of the oxidized form of the reagent;

Cred - концентрация восстановленной формы реагента;C red is the concentration of the reduced form of the reagent;

Figure 00000003
Figure 00000003

где Е - исходный потенциал системы, E1 - потенциал, устанавливающийся в системе после введения пробы, b=2,3RT/nF,where E is the initial potential of the system, E 1 is the potential established in the system after the introduction of the sample, b = 2,3RT / nF,

где R - универсальная газовая постоянная, Т - температура, К, n - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительной реакции; F - число Фарадея.where R is the universal gas constant, T is the temperature, K, n is the number of electrons involved in the redox reaction; F is the Faraday number.

Расчет показывает, что значение АОЕ составляет 4,91·10-4 М-экв.The calculation shows that the AOE value is 4.91 · 10 -4 M-equiv.

В 10 мл водного раствора, содержащего 0,1мМ кверцетина в фосфатном буферном растворе, опускают измерительный электрод и электрод сравнения. Затем проводят потенциометрическое титрование 0,01М K3[Fe(CN)6]. Результаты измерений интегральной кривой потенциометрического титрования приведены на фиг.5. Полученную кривую дифференцируют по объему титранта K3[Fe(CN)6]. Дифференциальная кривая титрования приведена на фиг.6. Объем добавленного K3[Fe(CN)6] в точке эквивалентности, определенный по максимуму дифференциальной кривой титрования, составляет 2 мл. In 10 ml of an aqueous solution containing 0.1 mm quercetin in a phosphate buffer solution, the measuring electrode and the reference electrode are lowered. Then conduct potentiometric titration of 0.01 M K 3 [Fe (CN) 6 ]. The measurement results of the integral curve of potentiometric titration are shown in figure 5. The resulting curve is differentiated by the volume of titrant K 3 [Fe (CN) 6 ]. The differential titration curve is shown in Fig.6. The volume of added K 3 [Fe (CN) 6 ] at the equivalence point, determined from the maximum of the differential titration curve, is 2 ml.

Восстанавливающую емкость рассчитываются по формуле:Recovery capacity is calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ВЕ - восстанавливающая емкость, СOx - концентрация K3[Fe(CN)6], VOx - объем K3[Fe(CN)6] в точке эквивалентности, V - объем раствора анализируемого вещества.where BE is the reducing capacity, C Ox is the concentration of K 3 [Fe (CN) 6 ], V Ox is the volume of K 3 [Fe (CN) 6 ] at the equivalence point, V is the volume of the analyte solution.

Расчет показывает, что значение ВЕ составляет 2,00·10-4 М-экв.The calculation shows that the value of BE is 2.00 · 10 -4 M-equiv.

Хелатирующая емкость оценивается как разница между антиоксидантной емкостью и восстанавливающей емкостью по формуле:Chelating capacity is estimated as the difference between the antioxidant capacity and the recovery capacity according to the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ХЕ - хелатирующая емкость.where XE is a chelating capacity.

Расчет показывает, что значение ХЕ составляет 2,91·10-4 М-экв.The calculation shows that the value of XE is 2.91 · 10 -4 M-equiv.

Пример 3Example 3

В 10 мл водного раствора, содержащего 0,01М [Fe(III)- о-фенантролин] и 0,0001М [Fe(II)-о-фенантролин] в фосфатном буферном растворе, опускают измерительный электрод и электрод сравнения. Установившееся значение потенциала (Е), измеряемое с помощью цифрового вольтметра, составляет 446 мВ. В электрохимическую ячейку вносят 0,1 мл 0,01М раствора аскорбиновой кислоты. Установившееся значение потенциала (Е1) составляет 417 мВ. In a 10 ml aqueous solution containing 0.01 M [Fe (III) -o-phenanthroline] and 0.0001M [Fe (II) -o-phenanthroline] in a phosphate buffer solution, the measuring electrode and the reference electrode are lowered. The steady-state value of potential (E), measured with a digital voltmeter, is 446 mV. 0.1 ml of a 0.01 M ascorbic acid solution is added to the electrochemical cell. The steady state value of the potential (E 1 ) is 417 mV.

Антиоксидантную емкость рассчитывают по формуле:Antioxidant capacity is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где АОЕ- антиоксидантная емкость;where AOE is the antioxidant capacity;

Сох - концентрация окисленной формы реагента;With oh - the concentration of the oxidized form of the reagent;

Cred - концентрация восстановленной формы реагента;C red is the concentration of the reduced form of the reagent;

Figure 00000003
Figure 00000003

где Е - исходный потенциал системы, E1 - потенциал, устанавливающийся в системе после введения пробы, b=2,3RT/nF,where E is the initial potential of the system, E 1 is the potential established in the system after the introduction of the sample, b = 2,3RT / nF,

где R - универсальная газовая постоянная, Т - температура, К, n - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительной реакции; F - число Фарадея.where R is the universal gas constant, T is the temperature, K, n is the number of electrons involved in the redox reaction; F is the Faraday number.

Расчет показывает, что значение АОЕ составляет 2,04·10-4 М-экв.The calculation shows that the value of AOE is 2.04 · 10 -4 M-equiv.

В 10 мл водного раствора, содержащего 0,1мМ аскорбиновую кислоту в фосфатном буферном растворе, опускают измерительный электрод и электрод сравнения. Затем проводят потенциометрическое титрование 0,01М K3[Fe(CN)6]. Полученную кривую дифференцируют по объему титранта K3[Fe(CN)6]. Объем добавленного K3[Fe(CN)6] в точке эквивалентности, определенный по максимуму дифференциальной кривой титрования, составляет 2,0 мл. In 10 ml of an aqueous solution containing 0.1 mm ascorbic acid in a phosphate buffer solution, the measuring electrode and the reference electrode are lowered. Then conduct potentiometric titration of 0.01 M K 3 [Fe (CN) 6 ]. The resulting curve is differentiated by the volume of titrant K 3 [Fe (CN) 6 ]. The volume of added K 3 [Fe (CN) 6 ] at the equivalence point, determined from the maximum of the differential titration curve, is 2.0 ml.

Восстанавливающую емкость рассчитываются по формуле:Recovery capacity is calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ВЕ - восстанавливающая емкость, СOx - концентрация K3[Fe(CN)6], VOx - объем K3[Fe(CN)6] в точке эквивалентности, V - объем раствора анализируемого вещества.where BE is the reducing capacity, C Ox is the concentration of K 3 [Fe (CN) 6 ], V Ox is the volume of K 3 [Fe (CN) 6 ] at the equivalence point, V is the volume of the analyte solution.

Расчет показывает, что значение ВЕ составляет 2,00·10-4 М-экв.The calculation shows that the value of BE is 2.00 · 10 -4 M-equiv.

Хелатирующая емкость оценивается как разница между антиоксидантной емкостью и восстанавливающей емкостью по формуле:Chelating capacity is estimated as the difference between the antioxidant capacity and the recovery capacity according to the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ХЕ - хелатирующая емкость.where XE is a chelating capacity.

Расчет показывает, что значение ХЕ составляет 0,04·10-4 М-экв. Хелатирующие свойства у аскорбиновой кислоты отсутствуют.The calculation shows that the value of XE is 0.04 · 10 -4 M-equiv. The chelating properties of ascorbic acid are absent.

Claims (14)

Способ определения антиоксидантной емкости раствора с использованием потенциометрического метода, заключающийся в том, что предварительно готовят исходный фосфатный буферный раствор, в который вводят систему, содержащую одновременно окисленную и восстановленную формы металла в составе комплексного соединения K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6], а оценку антиоксидантной емкости проводят по изменению окислительно-восстановительного потенциала раствора, измеренного между рабочим платиновым электродом и хлорид-серебряным электродом сравнения, зарегистрированным до и после введения в исходный раствор анализируемого вещества, антиоксидантную емкость в растворе рассчитывают по формуле:A method for determining the antioxidant capacity of a solution using the potentiometric method, which consists in pre-preparing the initial phosphate buffer solution, into which a system containing simultaneously oxidized and reduced metal forms in the complex compound K 3 [Fe (CN) 6 ] / K 4 is introduced [Fe (CN) 6 ], and the assessment of antioxidant capacity is carried out by changing the redox potential of the solution, measured between the working platinum electrode and the silver-silver chloride reference electrode, striated before and after introducing the analyte into the initial solution, the antioxidant capacity in the solution is calculated by the formula:
Figure 00000006
,
Figure 00000006
,
где АОЕ- антиоксидантная емкость;where AOE is the antioxidant capacity; Сох - концентрация окисленной формы реагента;With oh - the concentration of the oxidized form of the reagent; Cred - концентрация восстановленной формы реагента;C red is the concentration of the reduced form of the reagent;
Figure 00000007
,
Figure 00000007
,
где Е - исходный потенциал системы, E1 - потенциал, устанавливающийся в системе после введения пробы, b=2,3RT/nF,where E is the initial potential of the system, E 1 is the potential established in the system after the introduction of the sample, b = 2,3RT / nF, где R - универсальная газовая постоянная, Т - температура, К, n - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительной реакции; F - число Фарадея,where R is the universal gas constant, T is the temperature, K, n is the number of electrons involved in the redox reaction; F is the Faraday number, отличающийся тем, что из общей антиоксидантной емкости раствора выделяют восстанавливающую и хелатирующую емкости, при этом восстанавливающую емкость предварительно определяют методом потенциометрического титрования окисленной формой реагента (K3[Fe(CN)6]) и рассчитывают по формуле:characterized in that from the total antioxidant capacity of the solution, reducing and chelating containers are isolated, while the reducing capacity is previously determined by potentiometric titration using the oxidized form of the reagent (K 3 [Fe (CN) 6 ]) and calculated by the formula:
Figure 00000008
,
Figure 00000008
,
где ВЕ - восстанавливающая емкость, VOx - объем окисленной формы реагента в точке эквивалентности, V - объем раствора анализируемого вещества,where BE is the reducing capacity, V Ox is the volume of the oxidized form of the reagent at the equivalence point, V is the volume of the solution of the analyte, хелатирующую емкость определяют как разницу между антиоксидантной емкостью и восстанавливающей емкостью по формуле:chelating capacity is defined as the difference between the antioxidant capacity and the recovery capacity according to the formula:
Figure 00000009
,
Figure 00000009
,
где ХЕ - хелатирующая емкость.where XE is a chelating capacity.
RU2019106981A 2019-03-13 2019-03-13 Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution RU2711410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106981A RU2711410C1 (en) 2019-03-13 2019-03-13 Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106981A RU2711410C1 (en) 2019-03-13 2019-03-13 Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711410C1 true RU2711410C1 (en) 2020-01-17

Family

ID=69171617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106981A RU2711410C1 (en) 2019-03-13 2019-03-13 Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711410C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002006806A2 (en) * 2000-07-14 2002-01-24 Usf Filtration And Separations Group Inc. Antioxidant sensor
RU2235998C2 (en) * 2002-11-14 2004-09-10 Уральский государственный экономический университет Method of determination of oxidant/anti-oxidant activity of solutions
EP1856516B1 (en) * 2005-03-11 2012-05-09 Edel Therapeutics S.A. Method and device for the electrochemical pseudo-titration of antioxidant substances
RU2486499C1 (en) * 2012-04-10 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") Method of determining oxidant/antioxidant activity of substances and apparatus for realising said method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002006806A2 (en) * 2000-07-14 2002-01-24 Usf Filtration And Separations Group Inc. Antioxidant sensor
RU2235998C2 (en) * 2002-11-14 2004-09-10 Уральский государственный экономический университет Method of determination of oxidant/anti-oxidant activity of solutions
EP1856516B1 (en) * 2005-03-11 2012-05-09 Edel Therapeutics S.A. Method and device for the electrochemical pseudo-titration of antioxidant substances
RU2486499C1 (en) * 2012-04-10 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") Method of determining oxidant/antioxidant activity of substances and apparatus for realising said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Georgieva et al. Determination of palladium by adsorptive stripping voltammetry
Schäffer et al. Direct determination of iron (II), iron (III) and total iron as UV-absorbing complexes by capillary electrophoresis
Van Staden et al. Simultaneous determination of traces of iron (II) and iron (III) using differential pulse anodic stripping voltammetry in a flow-through configuration on a glassy carbon electrode
Carrico et al. A Study of the Reduction and Oxidation of Human Ceruloplasmin: Evidence that a Diamagnetic Chromophore in the Enzyme Participates in the Oxidase Mechanism
Lao et al. Speciation of Zn, Fe, Ca and Mg in wine with the Donnan membrane technique
Marks et al. A new method of determining residual chlorine
Matuszewski et al. Selective flow-injection determination of residual chlorine at low levels by amperometric detection with two polarized platinum electrodes
Hanker et al. Fluorometric and colorimetric estimation of cyanide and sulfide by demasking reactions of palladium chelates
RU2711410C1 (en) Method of potentiometric determination of antioxidant capacity of a solution
Prasad et al. Application of ruthenium catalyzed oxidation of [tris (2-aminoethyl) amine] in trace determination of ruthenium in environmental water samples
Weissenbacher et al. Electrochemical behaviour of persulphate on carbon paste electrodes modified with Prussian blue and analogous compounds
Cukrowski et al. A potentiometric and differential pulse polarographic study of CdII with 1-hydroxyethylenediphosphonic acid
Pourreza et al. Column preconcentration of mercury as HgI42− using methyltrioctylammonium chloride-naphthalene adsorbent with subsequent anodic stripping-differential pulse voltammetric determination
Ensafi et al. Catalytic spectrophotometric determination of ruthenium by flow injection method
Dabrio et al. Characterisation of zinc metallothioneins by electroanalytical techniques
Zheng et al. Flow-injection chemiluminescence detecting sulfite with in situ electrogenerated Mn3+ as the oxidant
Teshima et al. Development of novel redox systems by use of ligand effect and its application to potentiometry
RU2532406C1 (en) Method of potentiometric determination of antioxidant/oxidant activity with application of metal complexes
Milardović et al. Determination of oxalate in urine, using an amperometric biosensor with oxalate oxidase immobilized on the surface of a chromium hexacyanoferrate-modified graphite electrode
Schroder A study of the polarographic behaviour of N, N’-ethylenebis-[2-(o-hydroxyphenyl)] glycine in the presence of iron ions
Zakharova et al. Methods of the determination of inorganic arsenic species by stripping voltammetry in weakly alkaline media
Xuezhi et al. Determination of manganese in grain by potential titration with catalytic end-point indication
Shams Determination of trace amount of bismuth (III) by adsorptive stripping voltammetry by Alizarine Red S
SU767033A1 (en) Method of amperomatric determination of chromium
Rustoiu-Csavdari et al. Kinetic determination of trace amounts of Cu (II) in water based on its catalytic effect on the reaction of mercaptosuccinic acid and Cr (VI)