Кинетические методы определения загрязнителей в различных природных средах (стр. 6 из 7)
-dCSH/dt = k1C2SH, (7)
-dCSH/dt = k2CSH. (8)
Решение последних двух уравнений при начальных условиях, t = 0, CSH = C0SH, дает соответственно (9) и (10):
CSH = C0SH/(1+k1tC0SH), (9)
CSH = C0SH[1-exp(-k2t)], (10)
где C0SH и CSH - концентрация сульфгидрильных групп в теле сеголеток до и после воздействия НУ в течение времени t.
Построение анаморфоз уравнений (9) и (10) показала (рис. 2), что кинетика процесса дезактивации сульфгидрильных групп сеголеток лучше подчиняется уравнению реакции второго порядка, чем уравнению реакции первого порядка. Найденные по тангенсу угла наклона прямых 1/CSH=f(t) значения величин k1 приведены в табл. 1.
Таблица 1. Константы скорости дезактивации SH-групп сеголеток русского осетра при их экспозиции в воде, содержащей нефть
| Содержание нефти в воде, мг/л | k1, мкмоль/100 г в сутки |
| 0.050.250.500.751.00 | 1.73.99.314.121.7 |
Рис. 2. К проверке выполнимости уравнений (9) и (10) для описания кинетики изменения концентрации SH-групп в теле сеголеток русского осетра. Обозначения, как на рис. 1.
Полученные данные не позволяют однозначно подтвердить или однозначно опровергнуть вопрос о пороге токсического воздействия нефти на гидробионты. В пределах точности эксперимента зависимость константы скорости дезактивации SH-групп от концентрации нефти в воде (Сну) может носить либо линейный
k1=20,23·Cну, (11)
либо нелинейный
k1=1,30+9,28·Cну+11,04·С2ну (12)
характер (рис. 3). Очевидно, при оценке токсического воздействия нефтяных углеводородов на гидробионты необходимо исходить не из общего их содержания в воде, а из концентрации растворенных (активных) форм. Однако на практике не будет большой ошибкой, если исходить из предположения о беспороговом влиянии нефтяного загрязнения и принять, что
k1 = b·Cну, (13)
где b - коэффициент пропорциональности; Сну - содержание нефтяных углеводородов в воде, мг/л.
Рис. 3. Связь между константой скорости реакции дезактивации SH-групп сеголеток русского осетра и содержания нефти в воде. Точки – экспериментальные данные, сплошные линии - расчет по уравнениям (11) и (12).
Если это предположение верно, то, объединив уравнения (9) и (13), получим выражение
CSH = C0SH/(1+b·Cну·C0SH·t), (14)
которое позволяет прогнозировать воздействие нефтяных углеводородов на концентрацию SH-групп в тканях сеголеток при любых значениях нефтяного загрязнения и при любых длительностях экспозиции. О точности выполнимости уравнения (14) можно судить по данным рис. 1, где сопоставлены экспериментальные значения SH-групп в тканях сеголеток с теоретически рассчитанными кривыми.
В заключение отметим, что уравнение (12) позволяет решить и обратную задачу. Например, зная концентрацию SH-групп в тканях рыб, обитающих в загрязненной нефтью природной воде, можно найти время их пребывания в такой воде, а зная концентрацию SH-групп в тканях рыб и их возраст можно оценить "интегральное биологическое воздействие" нефтяного загрязнения природных вод на гидробионты.
Кинетический метод определения йода в пищевых продуктах и продовольственном сырье
Среди каталитических методов получил применение рода-нидно-нитритный метод. Он основан на реакции окисления роданид-иона смесью нитрат- и нитрит-ионов, катализируемой йодид-ионами. Предел обнаружения - 0,5-1,0 мкг в 100 г продукта.
Среди различных методов определения йода в кормах и растениях (кинетический роданидно-нитрит-ный, кинетический церий-мышьяковистый, фотометрический с бриллиантовым зеленым, объемный йод-крахмальный) наибольшую чувствительность и воспроизводимость результатов дают кинетические рода-нидно-нитритный и церий-мышьяковистый методы. Первый из них рекомендован также для нужд агрохимической службы. Наряду с этим описан простой метод количественного определения общего йода в пищевых продуктах, основанный на каталитической деструкции тиоционата нитритом в присутствии йодида и последующем фотометрическом определении при длине волны 450 нм. Предел определения метода -1 мкг йода в 100 г продукта, правильность - 90%, стандартное отклонение - 10%. Колориметрический метод определения йодидов был оптимизирован для рутинного анализа йода в пищевых продуктах, подвергнутых кулинарной обработке и содержащих большое количество соли. Метод основан на деструкции ферро-тиоцианатного комплекса нитритом, катализируемым йодидом. Предел обнаружения - 2,5 мкг/л, интервал линейности аналитического сигнала - 2,5-12 мкг/л, возврат йодида и йодата -100±10%. По сравнению с МС-ИСП-методом установлено небольшое расхождение результатов (не более 5%).
ГЛАВА 4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КИНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА
ФЛЮОРАТ®-02-АБФФ-Т – полуавтоматический фотометрический анализатор биожидкостей
Общее описание
Выпускается по лицензии Министерства Здравоохранения Российской Федерации серии М № 011373 и имеет регистрационный № 29/07020299/0182-00
Лицензия № 64/2003-0280-0309 от 11 июля 2003 года
Анализатор Флюорат®-02-АБФФ-Т - первый отечественный полуавтоматический фотометр медицинского назначения для определения биохимических показателей в биопробах. Анализаторы представляют собой открытую систему, т.е. предоставляет пользователю возможность работать с наборами реагентов любых фирм изготовителей.
Анализаторы позволяют работать со следующими типами биохимических реакций:
А) Реакции по конечной точке – это тип реакций, в которых измерение оптической плотности рабочего раствора проводится после полного завершения химической реакции.
Б) Кинетические реакции – тип реакций, в которых измерение оптической плотности рабочего раствора проводится в ходе протекания химической реакции.
Кинетические методы анализа являются более точными и правильными, чем методы по конечной точке. В настоящее время эти методы все более широко используются в медицинской практике в России. В тоже время для реализации кинетических методов анализа требует специализированного оборудования, наличие в котором термостатирования измерительной кюветы с точностью не хуже ± 0,2 Со и специальной программы расчета - обязательное условие.
Традиционно используемые в российских медицинских учреждениях фотометры общего назначения отечественного производства не дают возможности пользователям работать кинетическими методами.
Анализатор Флюорат®-02-АБФФ-Т представляет собой фотометр и обеспечивает измерение основных типов реакций, применяемых в медицинской лабораторной практике:
· Фотометрия по конечной точке со стандартом и холостой пробой по реагенту.
· Фотометрия по конечной точке, по коэффициенту пересчета (фактору) и холостой пробой по реагенту.
· Фотометрия по конечной точке со стандартом и холостой пробой по образцу.
· Фотометрия по конечной точке, по коэффициенту пересчета (фактору) и холостой пробой по образцу.
· Фотометрия, кривая калибровки по стандартам (до семи) с холостой пробой по реагенту.
· Фотометрия. Кинетика (две точки) со стандартом.
· Фотометрия. Кинетика (две точки) со стандартам и холостой пробой по реагенту.
· Фотометрия. Кинетика. Фактор.
· Оптическая плотность.
· Бихроматика. Конечная точка по стандарту с холостой пробой по реагенту.
Отличительные особенности:
· Работа в диалоговом режиме (вопрос - ответ)
· Автоматическая смена светофильтров при выборе методики измерения
· Автоматическая загрузка в оперативную память калибровочной зависимости (калибровки) при смене методики измерения
· Мембранный насос и проточная микрокювета (для фотометрических методик)
· Малый расход реагентов 400 мкл – 1000 мкл на 1 анализ
· Встроенный термостат измерительной кюветы. Температуры стабилизации 25, 30, 37 оС
· Хранение в памяти 40 методик анализа
· Автоматический анализ результата на попадание в диапазон нормы
· Печать протокола выполнения анализов на принтере
· Производительность выполнения анализов до 100 анализов в час методом по конечной точке
НПФ АП «Люмэкс»® выпустила уже второе поколение полуавтоматических биохимических анализаторов - «Фотометр®-АБФ-100»
Принцип метода
Измерение оптической плотности и автоматический расчет концентрации определяемого компонента.
Анализаторы предназначены для работы с унифицированными в медицине фотометрическими методиками анализа для определения: общего белка, альбумина, общего и прямого билирубина, холестерина, триглицеридов, мочевины, АлТ, АсТ, ЛДГ, a-амилазы, 17- КС, 17- ОКС, кислой и щелочной фосфатазы и т.п., макроэлементов и электролитов.
Процедура работы
Алгоритм выполнения анализов предполагает сначала проведение специфической химической реакции (или ее начала) вне прибора (в пробирке). Для выполнения анализа используются специальные наборы реагентов, а в качестве пробы - соответствующий биологический материал. Далее: перенос рабочего раствора в кюветное отделение анализатора, измерение оптической плотности (интенсивности люминесценции) рабочего раствора, расчет концентрации, анализ результата на попадание в диапазон нормы, вывод результата и необходимых комментариев на экран и принтер. Все этапы работы анализатора кроме первых двух выполняются автоматически.
Диалоговый режим работы, использованный в анализаторе - это наиболее удобный для пользователя режим, позволяющий максимально упростить работу оператора. В случае работы в этом режиме оператор просто выбирает необходимый пункт из меню, предлагаемого анализатором, или непосредственно выполняет инструкцию, которая в виде текста отображается на дисплее.