Описание изобретения «Способ определения йодид-ионов в моче»
Патент Российской Федерации № 2228533
Буйновский А.С., Безрукова С.А., Колпакова Н.А., Маслюк А.И., Карпов А.Б., Тахауов Р.М.
Формула изобретения
Способ определения йодид-ионов в моче путем регистрации равновесного потенциала йодид-селективного электрода в анализируемой пробе мочи, отличающийся тем, что перед регистрацией к анализируемой пробе мочи объёмом 10,0-20,0 мл добавляют 96%-ный этиловый спирт в количестве 5,0-10,0 мл и затем в ней измеряют равновесное значение потенциала йодид-селективного электрода (E1), после чего в эту же пробу вносят добавку стандартного раствора йодида-ионов в количестве 0,1-0,2 мл концентрации 10 мг/л и регистрируют значение изменения равновесного потенциала йодид-селективного электрода (E2), снова вводят добавку стандартного раствора йодид-ионов в том же количестве и измеряют равновесное значение потенциала (E3), находят ΔE2 как E2-E1 и ΔE3 как E3-E1 рассчитывают значение функции от концентрации R = ΔE3/ΔE2 и определяют концентрацию йодид-ионов в моче по формуле Cx/ΔC∙10-6, где Cx/ΔC, определяют по таблице значений величины Cx/ΔC в зависимости от R.
Описание изобретения
Изобретение относится к области биохимии и предназначено для определения йодид-ионов в моче для осуществления диагностических, лечебных и профилактических мероприятий
Известны способы определения йодид-ионов в моче, основанные на спектрофотометрии, масс-спектрометрии и вольтамперометрии [1, 2, 3].
Однако данные способы трудоёмки и сложны в исполнении из-за сложности и многостадийности пробоподготовки, требуют значительных материальных затрат из-за высокой стоимости применяемой аппаратуры, использования редких и дорогостоящих реактивов, длительны. Продолжительность одного анализа с учётом пробоподготовки в среднем составляет 2-3 часа.
Прототипом является способ определения йодид-ионов в моче путем добавления к стандартному раствору йодида калия двойных добавок мочи, тройной регистрации потенциала электрода, расчёте величины R и определении концентрации йодид-ионов в анализируемом растворе [4].
Способ осуществляют следующим образом. Измеряют потенциал Йодид-селективного электрода в растворе KI (V1 = 25 мл) с концентрацией 10-6 моль/л (E1). К этому раствору добавляют пробу анализируемой мочи (V2 = 25 мл) и после установления равновесного значения потенциала записывают второе значение потенциала (E2). Проводят ещё одну добавку мочи такого же объёма и вновь регистрируют потенциал (E3). Находят ΔE2 = E2-E1 и ΔE3 = E3-E1. Рассчитывают R = ΔE3/ΔE2 и с помощью таблицы зависимости величины концентрации от R определяют концентрацию йодид-ионов в анализируемой пробе. Однако данный способ не достаточно точен и не позволил добиться воспроизводимости и сходимости результатов определения йодид-ионов. Используемый йодид-селективный электрод очень чувствителен к органическим соединениям. В связи с тем, что моча содержит большое количество органических соединений, происходит отравление поверхности йодид-селективного электрода. Данным способом возможно проведение лишь единичных измерений по определению содержания йодид-ионов в моче. Недостатком является большое количество мочи, необходимой для одного измерения (50 мл).
Задачей является повышение точности способа, получение воспроизводимых результатов за счёт использования органического растворителя и разрушения органических соединений, содержащихся в моче.
Поставленная задача решается способом определения йодид-ионов в моче путем добавления к пробе мочи объёмом 10,0-20,0 мл 96%-ного этилового спирта в количестве 5,0-10,0 мл и измерения равновесного значения потенциала йодид-селективного электрода Е1, двойной добавки стандартного раствора йодид-ионов в количестве 0,1-0,2 мл концентрации 10 мг/л, измерения значений потенциала йодид-селективного электрода после первой и второй добавок стандартного раствора E2 и E3, расчёта функции от концентрации R по формуле R = ΔE3/ΔE2, где ΔE2 = E2-E1 и ΔE3 = E3-Е1, и определения концентрации йодид-ионов в анализируемой пробе по формуле Cx/ΔC∙10-6 моль/л, причём Cx/ΔC определяют по таблице, разработанной фирмой «Orion» для определения концентраций по методу двойных стандартных добавок.
Значения величины Cx в зависимости от R
R | Cx/ΔС | R | Cx/ΔС | R | Cx/ΔС | R | Cx/ΔС |
1,270 | 0,100 | 1,485 | 0,565 | 1,600 | 1,086 | 1,715 | 2,066 |
1,280 | 0,113 | 1,490 | 0,582 | 1,605 | 1,116 | 1,720 | 2,126 |
1,290 | 0,126 | 1,495 | 0,600 | 1,610 | 1,147 | 1,725 | 2,190 |
1,300 | 0,140 | 1,500 | 0,618 | 1,615 | 1,179 | 1,730 | 2,256 |
1,310 | 0,154 | 1,505 | 0,637 | 1,620 | 1,213 | 1,735 | 2,326 |
1,320 | 0,170 | 1,510 | 0,655 | 1,625 | 1,245 | 1,740 | 2,397 |
1,330 | 0,186 | 1,515 | 0,675 | 1,630 | 1,280 | 1,745 | 2,470 |
1,340 | 0,203 | 1,520 | 0,694 | 1,635 | 1,315 | 1,750 | 2,549 |
1,350 | 0,221 | 1,525 | 0,714 | 1,640 | 1,353 | 1,755 | 2,629 |
1,360 | 0,240 | 1,530 | 0,735 | 1,645 | 1,391 | 1,760 | 2,711 |
1,370 | 0,260 | 1,535 | 0,756 | 1,650 | 1,430 | 1,765 | 2,801 |
1,380 | 0,280 | 1,540 | 0,778 | 1,655 | 1,469 | 1,770 | 2,892 |
1.390 | 0,302 | 1,545 | 0,801 | 1,660 | 1,510 | 1,775 | 2,985 |
1,400 | 0,325 | 1,550 | 0,823 | 1,665 | 1,554 | 1,780 | 3,088 |
1,410 | 0,349 | 1,555 | 0,847 | 1,670 | 1,598 | 1,785 | 3,193 |
1.420 | 0,373 | 1,560 | 0,870 | 1,675 | 1,643 | 1,790 | 3,301 |
1,430 | 0,399 | 1,565 | 0,896 | 1,680 | 1,691 | 1,795 | 3,416 |
1,440 | 0,427 | 1,570 | 0,920 | 1,685 | 1,738 | 1,800 | 3,536 |
1,450 | 0,455 | 1,575 | 0,946 | 1,690 | 1,787 | 1,805 | 3,664 |
1,460 | 0,485 | 1,580 | 0,973 | 1,695 | 1,840 | 1,810 | 3,797 |
1,470 | 0,516 | 1,585 | 1,000 | 1,700 | 1,894 | 1,815 | 3,939 |
1,475 | 0,532 | 1,590 | 1,029 | 1,705 | 1,948 | ||
1,480 | 0,548 | 1,595 | 1,056 | 1,710 | 2,006 |
Способ иллюстрируется следующим примером. В стаканчик объёмом 25 мл помещают анализируемую пробу мочи объёмом 10,0 мл и добавляют 5,0 мл 96%-ного этилового спирта. Ставят стаканчик с пробой на магнитную мешалку, опускают в раствор индикаторный электрод, электрод сравнения и стержень магнитной мешалки. Включают мешалку и через 3 минуты записывают равновесное значение потенциала йодид-селективного электрода E1 (E1 = -39,9 мВ). Затем в стаканчик с анализируемым раствором вносят добавку стандартного раствора йодид-ионов в количестве 0,1 мл концентрации 10 мг/л и регистрируют через 3 мин изменение потенциала E2 (E2 = -50,0 мВ). Снова вводят 0,1 мл стандартного раствора йодид-ионов и измеряют значение потенциала E3 (E3 = -55,4 мВ). Находят ΔE2 = E2 – Е1 = -50,0 + 39,9 = -10,1 мВ и ΔE3 = E3 – Е2 = 55,4 + 39,9 = 15,5 мВ. Рассчитывают значение функции от концентрации R = ΔE3/ΔE2 = 15,5/10,1 = 1,535 и определяют концентрацию йодид-ионов в анализируемой пробе. По таблице фирмы «Orion» находят соответствующее значению R отношение Cx/ΔC, для данного примера Cx/ΔC = 0,756. Тогда концентрация анализируемого раствора будет равна Cx = 0,756∙10-6 моль/л. Чтобы получить концентрацию йодид-ионов в мкг/л, нужно умножить полученное значение на молярную массу йодид ионов, т.е. на 127 и тогда Cx = 0,756∙10-6-127 = 96,01 мкг/л.
Данный способ позволил добиться повышения точности измерения и лучшей воспроизводимости результатов определения концентрации йодид-ионов в моче за счёт метода двойных добавок стандартного раствора к пробе мочи и использования определённой последовательности выполнения способа с обязательным добавлением в пробу мочи 96%-ного этилового спирта. Добавление спирта позволяет исключить мешающее воздействие органических веществ, содержащихся в моче, и предотвратить образование плёнки на электроде, что и даёт более высокую точность определения. Способ позволяет сделать анализ при невозможности сбора большого количества мочи, например, у новорождённых, детей дошкольного возраста. Наблюдается хорошая сходимость с результатами спектрофотометрического определения йодид-ионов в моче. Данный способ отличается простотой и скоростью выполнения, что особенно важно при проведении широкомасштабных скрининговых обследований. Продолжительность анализа с учётом пробоподготовки – 20-30 минут.
Источники информации
1. Уильямc У. Дж. Определение анионов. — М.: Химия. – 1982. – 624 с.
2. Муштакова С.П., Кожина Л.Ф. и другие. Метод Кольтгофа-Сендела: определение «неорганического йода» в урине // Журн. аналит. химии. – 1998. – Т. 53. – №2. – С. 214-217.
3. Селятская В.Г., Пальчикова Н.А., Галкин П.С. Опыт определения йода в моче кинетическим церий-арсенитным методом // Клиническая лабораторная диагностика. – 1996. – №5. – С. 22-24.
4. Николаев Б.А., Примакова Л.Н., Рахманько Е.М. Ионометрическое определение йодид-ионов в моче // Журн. аналит. химии. – 1996. – Т. 51. – №10. – С. 1110-1112.