RU2184961C2 - Method of revealing heavy metals in aqueous solutions - Google Patents
Method of revealing heavy metals in aqueous solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184961C2 RU2184961C2 RU2000116439/14A RU2000116439A RU2184961C2 RU 2184961 C2 RU2184961 C2 RU 2184961C2 RU 2000116439/14 A RU2000116439/14 A RU 2000116439/14A RU 2000116439 A RU2000116439 A RU 2000116439A RU 2184961 C2 RU2184961 C2 RU 2184961C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protein
- solution
- mass
- heavy metal
- heavy metals
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 30
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012085 test solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 13
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 abstract description 7
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 abstract description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 102100034613 Annexin A2 Human genes 0.000 description 1
- 108090000668 Annexin A2 Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001919 Rayleigh scattering spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 102000007562 Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- 108010071390 Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования жидких сред на предмет их загрязнения, а именно к области токсикологического контроля за содержанием тяжелых металлов в жидкостях, таких как водные растворы, путем использования методов молекулярной оптики. The invention relates to the field of research of liquid media for their pollution, and in particular to the field of toxicological control of the content of heavy metals in liquids, such as aqueous solutions, by using molecular optics methods.
Известны способы определения содержания тяжелых металлов в жидкостях, основанные на методах хроматографии [1]. К недостаткам этих методов следует отнести то, что они очень трудоемки, не обладают необходимой пороговой чувствительностью и требуют наличия специальной дорогостоящей аппаратуры. В случае использования хроматографического метода требуются высушивание образца, сжигание его в пламени и последующее проведение спектрального анализа эмиссионных линий. Known methods for determining the content of heavy metals in liquids based on chromatography methods [1]. The disadvantages of these methods include the fact that they are very laborious, do not have the necessary threshold sensitivity and require the availability of special expensive equipment. In the case of using the chromatographic method, drying of the sample, burning it in a flame and subsequent spectral analysis of emission lines are required.
Известен также способ определения наличия тяжелых металлов или их ионов в биологических жидкостях, основанный на методе хемилюминесценции [2]. В этом случае обнаружение токсичных веществ, в том числе ионов металлов переменной валентности, производится с помощью инициированной люминесценции, при этом для регистрации сверх слабого свечения требуется уникальная дорогостоящая аппаратура, основанная на принципе счета фотонов. Недостатком этого способа является невозможность отделить токсическое воздействие тяжелых металлов от воздействия других токсинов (например, окисленных полифенолов, гербицидов и др.). There is also a method for determining the presence of heavy metals or their ions in biological fluids, based on the method of chemiluminescence [2]. In this case, the detection of toxic substances, including metal ions of variable valency, is carried out using the initiated luminescence, and unique, expensive equipment based on the principle of photon counting is required to register ultra weak luminescence. The disadvantage of this method is the inability to separate the toxic effects of heavy metals from the effects of other toxins (for example, oxidized polyphenols, herbicides, etc.).
Наиболее близким по физической сущности к предлагаемому способу является способ диагностики наличия тяжелых металлов в жидкостях, например в водных растворах, основанный на исследовании физических свойств среды с использованием лазерного света [3] (прототип). Closest in physical essence to the proposed method is a method for diagnosing the presence of heavy metals in liquids, for example in aqueous solutions, based on the study of the physical properties of the medium using laser light [3] (prototype).
Способ заключается в том, что анализируют спектры флуоресценции, возбужденной с помощью твердотельных перестраиваемых лазеров с центрами окрашивания и с лазерной накачкой. В этом случае приходится использовать испарение образцов в газовом пламени с помощью пламенного атомайзера. The method consists in analyzing the fluorescence spectra excited by solid-state tunable lasers with staining centers and laser pumped. In this case, it is necessary to use the evaporation of samples in a gas flame using a flame atomizer.
Этот способ является весьма дорогим, т.к. требует для расшифровки дорогого люминесцентного спектрометра высокой разрешающей силы. К недостаткам способа-прототипа можно отнести также то, что
система позволяет определять наличие только тех элементов, у которых имеются люминесцентные спектры возбуждения,
система работает в импульсном режиме,
для индуцирования спектров требуется сложная дорогостоящая система, состоящая из двух лазеров,
требуется сложная методика накопления сигнала,
необходим разогрев образцов до температур порядка 2000 К,
требуется большое количество испытуемого раствора.This method is very expensive, because requires for decoding an expensive high-resolution luminescent spectrometer. The disadvantages of the prototype method can also include the fact that
the system allows you to determine the presence of only those elements that have luminescent excitation spectra,
the system operates in a pulsed mode,
inducing spectra requires a complex, expensive system consisting of two lasers,
requires a sophisticated signal accumulation technique,
heating of the samples to temperatures of the order of 2000 K is necessary,
A large amount of test solution is required.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание эффективного способа определения наличия тяжелых металлов в водных растворах. The technical result of the present invention is to provide an effective method for determining the presence of heavy metals in aqueous solutions.
К достоинствам настоящего изобретения относятся:
1) повышение чувствительности и точности в определении присутствия тяжелых ионов в жидкой среде,
2) возможность использования в качестве проб малых количеств,
3) создание достаточно простых и дешевых оптических устройств для исследования,
4) относительно небольшое время проведения анализа пробы,
5) область применения данного способа, по сравнению с прототипом, может быть существенно расширена за счет использования в медицине для анализа водных растворов.The advantages of the present invention include:
1) increasing the sensitivity and accuracy in determining the presence of heavy ions in a liquid medium,
2) the ability to use as samples of small quantities,
3) the creation of fairly simple and cheap optical devices for research,
4) a relatively short time analysis of the sample,
5) the scope of this method, compared with the prototype, can be significantly expanded due to the use in medicine for the analysis of aqueous solutions.
Указанные результаты достигаются тем, что для определения наличия тяжелых металлов в жидкостях исследуются физические параметры среды с использованием лазерного света, для чего в исследуемую среду добавляют водный раствор оптимальной концентрации белка известной молекулярной массы, затем полученную смесь облучают лазерным светом непрерывного действия, после этого определяют эффективную массу рассеивающих частиц смеси методом рэлеевского рассеяния света и по изменению этой массы по сравнению с молекулярной массой белка исходного раствора определяют наличие тяжелого металла в исследуемой жидкости. These results are achieved by the fact that to determine the presence of heavy metals in liquids, the physical parameters of the medium are studied using laser light, for which an aqueous solution of the optimal concentration of protein of known molecular weight is added to the test medium, then the resulting mixture is irradiated with continuous laser light, after which the effective mass of scattering particles of the mixture by the method of Rayleigh scattering of light and the change in this mass compared to the molecular weight of the protein of the original p the solution determines the presence of heavy metal in the test fluid.
Основой предлагаемого физического метода токсикологической проверки жидкостей является понимание молекулярного механизма, связанного с взаимодействием ионов тяжелых металлов с биологическими макромолекулами. The basis of the proposed physical method of toxicological verification of liquids is an understanding of the molecular mechanism associated with the interaction of heavy metal ions with biological macromolecules.
Известно, что поверхность макромолекулы белка в водном растворе является заряженной [4] . Заряд на макромолекуле белка распределен неравномерно, поэтому она обладает также большим дипольным моментом (до нескольких сот единиц дебая). В растворе макромолекула белка окружена облаком противоионов. В качестве третьей компоненты в растворе могут присутствовать ионы различных металлов. Если ион металла обладает сравнительно малым ионным радиусом, то энергия взаимодействия иона и дипольной молекулы воды будет больше тепловой энергии kT. It is known that the surface of a protein macromolecule in an aqueous solution is charged [4]. The charge on the protein macromolecule is unevenly distributed, so it also has a large dipole moment (up to several hundred units of Debye). In solution, the protein macromolecule is surrounded by a cloud of counterions. As a third component, ions of various metals may be present in the solution. If a metal ion has a relatively small ionic radius, then the interaction energy of the ion and the dipole water molecule will be greater than the thermal energy kT.
В этом случае ион взаимодействует с заряженной группой белка через двойной слой молекул воды и на поверхности белка не может прочно удерживаться. В таком растворе масса белковых молекул не изменяется. In this case, the ion interacts with the charged protein group through a double layer of water molecules and cannot be firmly held on the surface of the protein. In such a solution, the mass of protein molecules does not change.
Когда в качестве третьей компоненты в растворе присутствуют соли металлов, обладающих большими ионными радиусами, процессы адсорбции таких ионов на макромолекуле белка будут существенно отличаться от предыдущего случая. When metal salts having large ionic radii are present in the solution as the third component, the adsorption processes of such ions on the protein macromolecule will differ significantly from the previous case.
Связь воды с ионами металлов определяется соотношением между тепловой энергией kT и электростатической энергией взаимодействия иона с дипольной молекулой воды Ерq, которая зависит от ионного радиуса
здесь Еpq - электростатическая энергия взаимодействия ион - молекула воды, q - поляризационный заряд иона тяжелого металла, рw - дипольный момент молекулы воды, ro - расстояние между центрами иона и молекулы воды, определяемое радиусом иона, ε - диэлектрическая проницаемость воды (≈80).The relationship of water with metal ions is determined by the ratio between the thermal energy kT and the electrostatic interaction energy of the ion with the dipole water molecule E pq , which depends on the ionic radius
here Е pq is the electrostatic energy of the ion-water molecule interaction, q is the polarization charge of the heavy metal ion, p w is the dipole moment of the water molecule, r o is the distance between the centers of the ion and the water molecule, determined by the radius of the ion, ε is the dielectric constant of water (≈ 80).
Если энергия взаимодействия Еpq<kT, то на поверхности иона вода не будет удерживаться, и ионы могут образовывать электростатические пары на белке, полностью компенсируя его поверхностный заряд. Характер взаимодействия макромолекул белков в случае, когда в растворе имеются ионы с большим ионным радиусом, будет определяться в основном диполь-дипольными силами. Энергия диполь-дипольного взаимодействия молекул белка может быть выражена соотношением
здесь р - дипольный момент макромолекулы, l - расстояние наибольшего сближения диполей.If the interaction energy is E pq <kT, then water will not be retained on the surface of the ion, and the ions can form electrostatic vapors on the protein, fully compensating for its surface charge. The nature of the interaction of protein macromolecules in the case when there are ions with a large ionic radius in the solution will be determined mainly by dipole-dipole forces. The energy of the dipole-dipole interaction of protein molecules can be expressed by the ratio
here p is the dipole moment of the macromolecule, l is the distance of the greatest approximation of the dipoles.
Энергия Ерр диполь-дипольного взаимодействия при сближении диполей на расстояние порядка 30-50 может превышать тепловую энергию kT почти в 100 раз. В этом случае белковые молекулы, поверхностный заряд которых будет близок к 0, могут сблизиться на предельно малые расстояния друг от друга, образуя макромолекулярный комплекс - дипольный кластер.Energy Е рр dipole-dipole interaction when the dipoles approach each other at a distance of the order of 30-50 can exceed the thermal energy kT by almost 100 times. In this case, protein molecules whose surface charge is close to 0 can approach extremely small distances from each other, forming a macromolecular complex — a dipole cluster.
Прямым и эффективным методом исследования растворов макромолекул является метод рэлеевского рассеяния света. Известное уравнение Дебая [5] позволяет связать экспериментально измеряемую величину - коэффициент рассеяния света (или мутность) раствора с концентрацией раствора и коэффициентом межмолекулярного взаимодействия (вторым вириальным коэффициентом в разложении осмотического давления по малым концентрациям):
где R90 - рэлеевский коэффициент рассеяния, H - так называемая постоянная раствора
где dn/dc - инкремент показателя преломления раствора, К - коэффициент, определяющий оптическую анизотропию рассеивающих частиц, обычно близок к 1.A direct and effective method for studying solutions of macromolecules is the Rayleigh scattering method. The well-known Debye equation [5] allows us to relate the experimentally measured quantity — the light scattering coefficient (or turbidity) of the solution to the concentration of the solution and the intermolecular interaction coefficient (the second virial coefficient in the expansion of osmotic pressure in low concentrations):
where R 90 is the Rayleigh scattering coefficient, H is the so-called solution constant
where dn / dc is the increment of the refractive index of the solution, K is the coefficient determining the optical anisotropy of scattering particles, usually close to 1.
Уравнение (3) позволяет определять массу рассеивающих частиц с помощью экстраполяции концентрационной зависимости параметра cH/R90 к нулевой концентрации.Equation (3) allows one to determine the mass of scattering particles by extrapolating the concentration dependence of the parameter cH / R 90 to zero concentration.
Способ определения наличия тяжелых металлов в водных растворах согласно изобретению осуществляется следующим образом. The method for determining the presence of heavy metals in aqueous solutions according to the invention is as follows.
В стеклянную ампулу, содержащую образец исследуемого раствора с вероятным содержанием тяжелого металла, добавляются с помощью калиброванной пипетки малые количества (до 1 мл) раствора белка известной молекулярной массы в дистиллированной воде с оптимальной концентрацией (не превышающей 10 об. %), затем полученную смесь облучают лазерным излучением (например, He-Ne лазером) в стандартном режиме. Small amounts (up to 1 ml) of a protein solution of known molecular weight in distilled water with an optimal concentration (not exceeding 10 vol.%) Are added to a glass ampoule containing a sample of the test solution with a probable heavy metal content, then the resulting mixture is irradiated laser radiation (e.g. He-Ne laser) in standard mode.
Определение эффективной массы рассеивающих частиц проводится с помощью метода рэлеевского рассеяния света. The effective mass of scattering particles is determined using the Rayleigh light scattering method.
Для этого сначала измеряют интенсивность рассеянного под углом 90o к падающему лучу излучения в исследуемой жидкости (без добавления белка Iф), затем измеряют интенсивность рассеяния IR в исследуемой жидкости с добавлением раствора белка (при этом для избежания влияния многократного рассеяния концентрация белка в смеси должна изменяться в пределах от 0,5 до 3,0 вес.%). Далее путем сравнения интенсивности рассеяния в смеси при данной концентрации белка за вычетом интенсивности Iф (Ir-Iф) с интенсивностью рассеяния в эталонном образце Iэ определяют величину коэффициента рассеяния R90.To do this, first measure the intensity of the radiation scattered at an angle of 90 ° to the incident beam in the test liquid (without adding protein I f ), then measure the scattering intensity I R in the test liquid with the addition of a protein solution (in order to avoid the effect of multiple scattering, the protein concentration in the mixture should vary from 0.5 to 3.0 wt.%). Next, by comparing the scattering intensity in the mixture at a given protein concentration minus the intensity I f (I r -I f ) with the scattering intensity in the reference sample I e , the scattering coefficient R 90 is determined.
Далее рассчитывают параметр Н для данной длины волны лазерного излучения и данной величины dn/dc. Затем строят зависимость комплекса cH/R90 от концентрации белка в смеси. С помощью линейной экстраполяции этой зависимости к нулевой концентрации белка определяют точку на оси ординат, которая позволяет найти среднюю эффективную массу рассеивающих частиц смеси. При возрастании массы рассеивающих частиц по сравнению с молекулярной массой белка определяют наличие тяжелого металла в растворе. Для иллюстрации предлагаемого метода были рассчитаны массы рассеивающих частиц в водном растворе белка в отсутствии (2) и в присутствии соли металла с ионным радиусом ~1,5 (1) при различных значениях водородного показателя раствора, определяющего поверхностный заряд белковой молекулы (фиг.1).Next, calculate the parameter H for a given wavelength of laser radiation and a given value of dn / dc. Then, the dependence of the cH / R 90 complex on the protein concentration in the mixture is built. Using a linear extrapolation of this dependence to zero protein concentration, a point on the ordinate axis is determined, which allows you to find the average effective mass of the scattering particles of the mixture. With increasing mass of scattering particles compared to the molecular weight of the protein, the presence of a heavy metal in the solution is determined. To illustrate the proposed method, the masses of scattering particles in an aqueous protein solution were calculated in the absence (2) and in the presence of a metal salt with an ionic radius of ~ 1.5 (1) at various values of the hydrogen index of the solution, which determines the surface charge of the protein molecule (figure 1).
Расчет производился по формуле (3) для экспериментально измеренных значений рэлеевского коэффициента, полученных для растворов с различной концентрацией белка. Масса рассеивающих частиц определялась при экстраполяции концентрационной зависимости
к нулевой концентрации.The calculation was performed according to formula (3) for the experimentally measured values of the Rayleigh coefficient obtained for solutions with different protein concentrations. The mass of scattering particles was determined by extrapolation of the concentration dependence
to zero concentration.
Масса рассеивающих частиц не остается постоянной, как в растворах белков в присутствии солей металлов с малыми ионными радиусами, а резко возрастает с ростом концентрации соли металла, при этом с изменением рН раствора, т.е. с ростом суммарного поверхностного заряда на белке в сторону положительных или отрицательных значений, масса рассеивающих частиц уменьшается и стремится к молекулярной массе белка. The mass of scattering particles does not remain constant, as in protein solutions in the presence of metal salts with small ionic radii, but increases sharply with increasing concentration of the metal salt, while changing the pH of the solution, i.e. with an increase in the total surface charge on the protein toward positive or negative values, the mass of scattering particles decreases and tends to the molecular weight of the protein.
На фиг. 2 представлены концентрационные зависимости параметра рассеяния для водных растворов белка в отсутствие соли (1) и в присутствии соли тяжелого металла (2) - (4). Как можно видеть, малые концентрации соли приводят к резкому увеличению массы рассеивающих частиц (уменьшение 1/М). Масса образующихся в растворе белковых кластеров увеличивается более чем на порядок по сравнению с массой одной макромолекулы. При этом для значения рН ~5 (изоэлектрическая точка белка) наблюдается наибольшее увеличение массы рассеивающих частиц. In FIG. Figure 2 shows the concentration dependences of the scattering parameter for aqueous protein solutions in the absence of salt (1) and in the presence of a heavy metal salt (2) - (4). As can be seen, low salt concentrations lead to a sharp increase in the mass of scattering particles (a decrease of 1 / M). The mass of protein clusters formed in the solution increases by more than an order of magnitude compared to the mass of one macromolecule. Moreover, for a pH value of ~ 5 (the isoelectric point of the protein), the largest increase in the mass of scattering particles is observed.
Как следует из фиг.2, для увеличения чувствительности метода обнаружения тяжелых металлов в жидких средах следует проводить измерения рэлеевского коэффициента рассеяния раствора в области значений рН, близких к изоэлектрической точке белка, т. к. в этом случае диполь-дипольные взаимодействия макромолекул белка оказываются наиболее эффективными. As follows from figure 2, to increase the sensitivity of the method for detecting heavy metals in liquid media, it is necessary to measure the Rayleigh scattering coefficient of the solution in the range of pH values close to the isoelectric point of the protein, because in this case the dipole-dipole interactions of the protein macromolecules are most effective.
Пример. Было взято 3 мл исследуемой жидкости (водный раствор соли свинца с ионной силой 0,0015), в которую было добавлено последовательно 5 порций (по 200 мкл) 10% раствора сывороточного альбумина с массой 70000 г/моль. Значение dn/dc= 3,7•10-1, при этом постоянная раствора согласно формуле (3) H=4,8•10-7 (для длины волны лазера
Результат расчета - эффективная масса рассеивающих частиц смеси М= 3,65•106 г/моль (почти на порядок превышает величину молекулярной массы альбумина).Example. 3 ml of the test liquid was taken (an aqueous solution of lead salt with an ionic strength of 0.0015), to which 5 portions (200 μl each) of a 10% solution of serum albumin with a mass of 70,000 g / mol were successively added. The value of dn / dc = 3.7 • 10 -1 , while the solution constant according to formula (3) is H = 4.8 • 10 -7 (for the laser wavelength
The calculation result is the effective mass of the scattering particles of the mixture M = 3.65 • 10 6 g / mol (almost an order of magnitude higher than the molecular weight of albumin).
Увеличение массы рассеивающих частиц по сравнению с молекулярной массой белка свидетельствует о наличии тяжелого металла в исследуемой жидкости. An increase in the mass of scattering particles in comparison with the molecular weight of the protein indicates the presence of a heavy metal in the test fluid.
Таким образом, создан способ определения наличия тяжелых металлов, отличающийся от известных способов тем, что для этой цели используется рассеяние света раствором, содержащим исследуемую жидкость и водный раствор белка оптимальной концентрации. Thus, a method has been created for determining the presence of heavy metals, which differs from the known methods in that light scattering is used for this purpose with a solution containing the test liquid and an aqueous protein solution of optimal concentration.
Этот метод может быть использован для мониторинга загрязнения природных сред тяжелыми металлами, включая источники питьевой воды. This method can be used to monitor environmental pollution by heavy metals, including sources of drinking water.
Предлагаемый способ может также использоваться для токсикологического контроля различных водных растворов. The proposed method can also be used for toxicological control of various aqueous solutions.
Литература
1. Чмутов А.К. Хроматография. - М.: Наука, 1968.Literature
1. Chmutov A.K. Chromatography - M.: Science, 1968.
2. Петрусевич Ю. М. Сравнительная оценка чувствительности определения биоантиоксидантов хемилюминесцентными методами. Сб. Хемилюминесцентный метод в биологии и медицине. - Изд-во МГУ, 1978, с. 84-90. 2. Petrusevich Yu. M. Comparative assessment of the sensitivity of the determination of bioantioxidants by chemiluminescent methods. Sat Chemiluminescent method in biology and medicine. - Publishing House of Moscow State University, 1978, p. 84-90.
3. Т.T. Basiev, Yu.V. Orlovskii et all. All solid state LIF Spectrometer for havy metals diagnostics in water solutions. Ecology of cities/Int. conference Proc. 1998. Rhodos. Greece (прототип). 3.T.T. Basiev, Yu.V. Orlovskii et all. All solid state LIF Spectrometer for havy metals diagnostics in water solutions. Ecology of cities / Int. conference Proc. 1998. Rhodos. Greece (prototype).
4. Тэнфорд Ч. Физическая химия полимеров. М., 1965. 4. Tenford, C. Physical Chemistry of Polymers. M., 1965.
5. Дебай П. Определение молекулярного веса методом рассеяния света. //Избранные труды. - Л., 1987. - С. 363-376. 5. Debye P. Determination of molecular weight by light scattering. // Selected works. - L., 1987 .-- S. 363-376.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116439/14A RU2184961C2 (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method of revealing heavy metals in aqueous solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116439/14A RU2184961C2 (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method of revealing heavy metals in aqueous solutions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2184961C2 true RU2184961C2 (en) | 2002-07-10 |
| RU2000116439A RU2000116439A (en) | 2003-08-10 |
Family
ID=20236704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000116439/14A RU2184961C2 (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method of revealing heavy metals in aqueous solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2184961C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369867C1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию ГОУ ВПО НижГМА Росздрава) | Method of determining toxicity of aqueous media |
| RU2420735C1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for rapid detection of heavy metals in water |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1651212A1 (en) * | 1988-04-27 | 1991-05-23 | Научно-Исследовательский Институт Краевой Патологии | Method of determining mercury in biological material |
| RU2083983C1 (en) * | 1994-04-19 | 1997-07-10 | Фрида Насыровна Гильмиярова | Method of evaluation of summary toxicity of chemical factors of environment |
| RU2089906C1 (en) * | 1995-12-09 | 1997-09-10 | Панасенко Николай Геннадьевич | Method of examination of biological fluids and device for its realization |
| RU2144184C1 (en) * | 1997-11-28 | 2000-01-10 | Шеховцова Татьяна Николаевна | Process of fermentative determination of microquantities of mercury |
-
2000
- 2000-06-27 RU RU2000116439/14A patent/RU2184961C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1651212A1 (en) * | 1988-04-27 | 1991-05-23 | Научно-Исследовательский Институт Краевой Патологии | Method of determining mercury in biological material |
| RU2083983C1 (en) * | 1994-04-19 | 1997-07-10 | Фрида Насыровна Гильмиярова | Method of evaluation of summary toxicity of chemical factors of environment |
| RU2089906C1 (en) * | 1995-12-09 | 1997-09-10 | Панасенко Николай Геннадьевич | Method of examination of biological fluids and device for its realization |
| RU2144184C1 (en) * | 1997-11-28 | 2000-01-10 | Шеховцова Татьяна Николаевна | Process of fermentative determination of microquantities of mercury |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BASIEV Т.Т. et al. All solid state LIF Spectrometer for havy metals diagnostics in water solutions. Ecology of cities/Int. conference Proc. - 1998, Rhodas. Greece. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369867C1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию ГОУ ВПО НижГМА Росздрава) | Method of determining toxicity of aqueous media |
| RU2420735C1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for rapid detection of heavy metals in water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nakayama et al. | Laboratory studies on optical properties of secondary organic aerosols generated during the photooxidation of toluene and the ozonolysis of α‐pinene | |
| Agrawal et al. | Surface plasmon resonance based optical fiber sensor for atrazine detection using molecular imprinting technique | |
| US6300638B1 (en) | Modular probe for total internal reflection fluorescence spectroscopy | |
| Monterroso et al. | Combined analytical ultracentrifugation, light scattering and fluorescence spectroscopy studies on the functional associations of the bacterial division FtsZ protein | |
| CA2149903C (en) | Use of capillary electrophoresis for quantitating the concentration of protein components and of the total protein in fluids | |
| Suturin et al. | Preparation and assessment of a candidate reference sample of Lake Baikal deep water | |
| Zhang et al. | Ultrasensitive and selective gold film-based detection of mercury (II) in tap water using a laser scanning confocal imaging-surface plasmon resonance system in real time | |
| Rauh et al. | A mid-infrared sensor for the determination of perfluorocarbon-based compounds in aquatic systems for geosequestration purposes | |
| KR20140140612A (en) | Tracer and method of identifying tracer in product | |
| Shanker et al. | Basic aspects of absorption and fluorescence spectroscopy and resonance energy transfer methods | |
| EP0476248B1 (en) | Microflow cell | |
| Zou et al. | m-Cresol purple functionalized surface enhanced Raman scattering paper chips for highly sensitive detection of pH in the neutral pH range | |
| Mabrouk et al. | Abilities of Raman sensor to probe pollutants in water | |
| Düwel et al. | Spectroscopic characterization of the fluorobenzene/DEMA tracer system for laser-induced exciplex fluorescence for the quantitative study of evaporating fuel sprays | |
| RU2184961C2 (en) | Method of revealing heavy metals in aqueous solutions | |
| Attia et al. | Spectrofluorimetric assessment of metoclopramide hydrochloride using terbium doped in PMMA matrix optical sensor | |
| Kalhor et al. | Electrochemically controlled solid-phase micro-extraction of proline using a nanostructured film of polypyrrole, and its determination by ion mobility spectrometry | |
| Hartner et al. | Total internal reflection fluorescence for adsorbed probe molecule studies of liquid/solid interfacial environments | |
| Rumbles et al. | Time-resolved evanescent wave induced fluorescence spectroscopy. Part 1.—Deviations in the fluorescence lifetime of tetrasulphonated aluminium phthalocyanine at a fused silica/methanol interface | |
| Alava-Moreno et al. | Oxygen sensing based on the room temperature phosphorescence intensity quenching of some lead–8-hydroxyquinoline complexes | |
| Zhao et al. | A new LC-MS/MS method for fast determination of formaldehyde in the air of public places | |
| RU2101696C1 (en) | Process determining concentration of ions in liquid | |
| Haas et al. | Electrophoretic mobilities and diffusion coefficients of hemoglobin at high pH | |
| Kononets et al. | Investigation of adsorption of nanogram quantities of iron (II) tris-(1, 10-phenanthrolinate) on glasses and silica by thermal lens spectrometry | |
| Cao et al. | Rapid and sensitive determination of trace chloride ion in drinks using resonance light scattering technique |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030628 |