Способ подготовки проб биологических материалов к анализу

 

Использование: подготовка биологических материалов к исследованию. Сущность: минерализацию пробы проводят кипячением со смесью концентрированных минеральных кислот, содержащей азотную кислоту, в течение 3-5 ч в закрытой системе с обратным охлаждением и жидкостным затвором при удалении паров воды путем отгонки . В полученный минерализат добавляют диметилформамид для полного растворения остатка пробы, преимущественно при объемном соотношении 1:(2-5) 1 з.п.ф-лы, 1 ил , 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816026/13 (22) 17.04.90 (46) 30.07.92. Бюл. ¹ 28 (71) Латвийский государственныйуниверси.тет им П,Стучки (72) А.З.Каксис, А.В,Восекалнс; А.А.Зекунде и И.П.Слока (56) Авторское свидетельство СССР № 645055, кл, G 01 N 1/28, 6 01 N 23/00, 1979.

ГОСТ 26929 —.86, Сырье и продукты питания. Подготовка проб, Минерализация для определения токсичных элементов. М.: Изд. стандартов; 1986, с.6.— 9.

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа веществ и может быть использовано в сельском хозяйстве, биологии, медицине и других при определении микроэлементов в пищевом сырье, про.дуктах, комбикормах, растениях и других биологических материалах методом эмиссионной и абсорбционной атомной спектроскопии.

Известен способ подготовки проб биологических материалов к анализу, включающий разложение исследуемого материала путем смачивания минеральными кислотами, разбавления дистиллированной водой и обработки ультразвуком с частотой

15 — 35 кГц в течение 2-3 мин, декантирования.полученной гетерогенной смеси в течение 25 — 30 мин и определение содержания микроэлементов (Cu, Zn, Mn, Fe, Со) в водяной фазе.

Однако данный способ не обеспечивает полноту извлечения определяемых микроэлементов из анализируемого биологиче Ы, » 1751657 А1 (51>5 G01 N1/28 33/02 ВЕ. 8Е, IF 1 g (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРОБ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ К АНАЛИЗУ (57) Использование: подготовка биологических материалов к исследованию. Сущность: минерализацию пробы проводят кипячением со смесью концентрированных минеральных кислот, содержащей азотную кислоту, в течение 3 — 5 ч в закрытой системе с обратным:охлаждением и жидкостным затвором при удалении паров воды путем отгонки. В полученный минерализат добавляют диметилформамид для полного растворения остатка пробы, преимущественно npvi объемном соотношении 1:(2-5). 1 з.п.ф-лы, 1 ил„1 табл. ского материала, поскольку образец полностью не растворяется.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ мокрой минерализации сырья и пищевых продуктов для последующего определения в них меди, свинца, -кадмия, цинка, олова, железа и мышьяка, включающий повторное кипячение с концентрированной азотной кислотой при упаривании, кипячение со смесью концентрированных азотной кислоты, серной кислоты и хлорной кислоты (или перекиси водорода) при упарйвании и удалении остатков кислот.

Однако данный способ является длительным, в процессе многократного упаривания возможны потери летучих элементов, поэтому способ пригоден для определения ограниченного числа элементов. Кроме того, из-за многократного добавления реактивов и выпаривания большей части объема в раствор .вносится неконтролируемое количество загрязнений, следовательно способ

1751657 ганических веществ до растворимых в органических растворителях низкомолекулярных веществ и частично — разложение до

COz и Н20. При времени кислотной минерализации менее 3 ч часть органических веществ остается в нерастворимой форме.

При времени кислотной минерализэции более 5 ч основная часть минеральных кислот прореагировала и реакция окисления заметно замедляется.

Кислотную минералиэацию можно прекращать при получении прозрачного кипя50

55 имеет недостаточно высокую точность определения.

Цель изобретения — сокращение времени и повышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем, что 5 согласно способу подготовки и роб биологи1 ческих материалов, предусматривающему минерализацию исследуемой пробы путем ее кипячения в присутствии смеси концентрировзнных кислот, одной из которых явля- 10 ется азотная кислота с п6следующим удалением паров воды и получением минерализата, в полученный минерализат вводят диметилформамид для растворения остатка пробы, кипячение исследуемой про- 15 бы осуществляют в течение 3 — 5 ч, причем кипячение ведут в закрытой системе с обратным охлаждением и жидкостным затвором, а удаление паров воды проводят путем отгонки, Кроме того, в полученный минера- 20 лизат вводят диметилформамид при их объемном соотношении 1;(2-5).

Органические вещества при окислении разлагаются с выделением СОр и Н20, В предложенном варианте кислотной минера- 25 лизации СО2 проходит через жидкостной затвор. Водяной пар конденсируется в сис-: теме обратного охлаждения и воду удаляют из реакционной среды путем отгонки. Жидкостной-затвор обеспечивает поддержива- 30 ние давления насыщенных паров окислов аЗота над реакционной смесью. Выполнение всех вышеизложенных условий обеспечйвает поддержание высокой концентрации кислот в реакционной смеси, 35 причем предотвращение быстрого улетучивания паров кислот уменьшает их расход, возможные улетучивающееся компоненты пробы собираются в конденсате или в наполнении жидкоСтного затвора (и могут.40 впоследствии такыре анализироваться как отд6Фьно, так и добавляться к основной пробе). В растворе, полученном по предложенному способу, можно определять Си, РЬ, Cd, Zri, Sn, Fe, Sb, Мп, Со, Са, Ма, К, Mg и др. 45 элементы.

Время кипячения.от 3 до 5 ч обеспечивает разложение высокомолекулярных орщего минерализата, Остаток пробы, выпадающий при охлаждении минерализэта, полностью растворяется в диметилформамиде.

В известных способах требуется полное разложение органических веществ, а в предложенном способе ДМФА выполняет роль растворителя органических и неорганических веществ (в том числе PbS04, CaSO4), при этом нет необходимости в удалении остатков минеральных кислот, При добавлении в минерализэт ДМФА при обьемном соотношении 1;(2-5) в большинстве случаев обеспечивается полное растворение остатка пробы. При добавлении менее

2 ч ДМФА не обеспечивается полное растворение остатка, Добавление более 5 ч

ДМФА не мешает определению микроэлементов, однако приводит к снижению чувствительности определения из-за разведения пробы.

Предложенная совокупность отличительных п ризнаков обеспечивает ускорение подготовки пробы путем обеспечения полного растворения пробы при неполном озолении и повышение точности определения путем полного переноса микроэлементов в раствор и воэможности точного контроли-, рования количества примесей, вносимых реактивами.

На чертеже представлена схема осуществления способа подготовки проб.

Проба 1 с концентрированными кислотами помещается в коническую колбу 2, и рисоединяется в наклонном положении обратный холодильник 3 с резервуаром 4 и жидкостный затвор 5. Как правило, в начальной стадии нагрева (при помощи песчаной бани 6) резервуар 4 находится в верхнем положении ($ и при буркой реакции пробы с кислотами не имеются потерь из-за реализации обратного охлаждения. Основное время кислотной минерализэции (3 — 5 ч) проводят с резервуаром 4 в нижнем положении (ф). что дополнительнО обеспечивает удаление паров воды путем отгонки, Таким обра-. зом вода, которая образуется в процессе разложения органической пробы с кислотами,отгоняется в резервуар 4, кислота в колбе не теряет свою активность иэ-за разбавления и в течение 3-5 ч в данной закрытой системе без потерь достигается разложение органической пробы до такой степени, что получается прозрачный кипящий кислотный минерэлиэат, При охлаждении колбы выпадает осадок (что говорит о частичном разложении органической пробы), который при последующем добавлении

ДМФА полностью растворяется. С этим

1751657 проба подготовлена (растворена) к анализу ". р и м е р 7. 2 г комбикорма помещают микроэлементов; в конической колбе со шлифом. Добавляют

Пример 1. 2 г размельченного сена 20 мл. конц. НИОз и 5 мл конц. НСЮ4. Аппапомещают B коническую колбу со шлифом. ратура как в примере 1. Пробу кипятят R

Добавляют 20 мл,конц. НМОз (o.c.÷.) и 10 мл 5 течение 4 ч. Минерализат прозрачный (обьконц. HzSO4 (о.с.ч,), Колбу снабжают обрат- ем -10 мл), i tocne охлаждения раствор мутным холодильником. Пробу в конической неет. Диметилформамидом доводят колбе нагревают до кипения и кипятят в минерализатдо объема 50мл. Раствор протечение 3 ч. Органические вещества при зрачный. окислении частично разлагаются с выделе- 10 Пример 8. Творог 3 г помещают в нием СО2 и Н20, Возможные летучие кампо- коническую колбу, Аппаратура, реактивы ненты улавливаются жидкостным затвором. как в примере 1. Пробу кипятят 5ч, МинераВодяной пар конденсируется в обратном лизат прозрачный в обьеме -13 мл. После холодильнике, По истечении 3 ч кипящий охлаждения раствор мутнеет и выпадает минерализат становится прозрачным. 15 осадок, Минерализат доводят диметилфор-

Колбу с минерализатом (объемом мамидом до объема 50 мл, Раствор прозрач17 мл) охлаждают до комнатной темпера- ный. туры (выпадает осадок остатка пробы) и в В таблице представлены сравнительмерной колбе 50 мл пробу доводят до метки ные данные точности анализа йробы твородиметилформамидом. Осадок полностью 20 га на содержание микроэлементов, растворяется. приготовленной по известному и предлагаСодержание элементов определяют ме- емому способу (содержание элементов оптодом атомной абсорбции или эмиссии в ределялось на атомно-абсорбционном пламени или другим доступным чувстви- спектрофотометре AAS-3). тельным аналитическим методом, 25 Как следует из представленных резуль- .

Пример 2. Проба, аппаратура, реак- татов анализов микроэлементов в растворе, тивы и время кипячения как в примере 1. приготовленном по способу прототипа

Минерализат (-17 мл) доводят до 150 мл (Erippt.), как правило, примерно на 10% нидиметилформамидом. Раствор прозрачный, же, чем данные в растворе, приготовленном однако концентрация определяемых эле- 30 по предлагаемому способу (Е,р,д,cn.). Это ментов в 3 раза меньше (по сравнению с свидетельствуето том, что в способе-протопримером 1), типе имеется потери из-за проведения миПример 3. Проба, аппаратура и . нерализации в открытой системе и с реактивы как в примере 1. Кипятят 2,5 ч.. многократным числом операций. При этом

Горячий. минерализат мутный (объемом 35 воспроизводимость результатов значитель-25 мл), при охлаждении выпадает осадок. но зависит от качества работы исследоватеДобавляют по порциям 175 мл ДМФА. Рас- ля. Это исключено в предлагаемом способе твор остается мутным. и, следовательно, повышена 1очность анаПример 4. Проба, аппаратура и . лизов. Дополнительно информацию о велиреактивы как в примере 1. Кипятят 5ч, горя- 40 чине потерь элементов по способу чий минерализат прозрачный (-10 мл), при прототипа представляет также величина охлаждении выпадает осадок. Добавляют Fpe ep., т.е., величина содержания микро15 мл ДМФА. Раствор мутный. элементов в отдистиллированной воде в pefl р и м е р 5. Проба, аппаратура и зервуаре 4 по предлагаемому способу. реактивы как в примере 1. Кипятят 6 ч, горя- 45 Количество микроэлементов Ер ер, безвоз,чий минерализат прозрачный (10 мл — в вратно теряется при работе с открытой систечение последнего часа кипячения объем темой прототипа, а в предлагаемом способе практически не меняется). После охлажде-, учитывается (или отдистиллированная вода ния раствор мутный, следовательно однора- в конце нагрева прибавляется к растворензовой кислотной мине рализацией 50 ной пробе или математически прибавляется невозможно полностью пробу перевести в к результатам анализов); растворимую форму. Диметилформамидом Таким образом, по сравнению с протодоводят остаток минерализата до 50 мл, типом в предлагаемом способе обеспечива.Раствор прозрачный, ется повышение точности определения

Пример 6. 10 г мяса кипятят с 25 мл 55 из-за устранения потерь определяемых элеконц. НИОз и 15 мл конц. H2$04 в течение ментов при упаривании и путем возможно5 ч. Горячий минерализат прозрачный сти точного определения количества (17 мл), при охлаждении выпадает осадок. загрязнений, вносимых реактивами, Доводят до метки 100 мл добавлением Кроме того, предложенный способ подДМФА. Раствор прозрачный. готовки проб биологических материалов к. 1751657

° г г

Составитель О. Вихарева

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор И. Муска

Редактор А. Долинич

Заказ 2

ВНИ произаодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 анализу по сравнению с прототипом является более быстрым, Время подготовки пробы определяется главным образом длительностью кислотной минерализации и составляет 3 — 5 ч; время подтотовки пробы по прототипу при точном проведении каждой из многочисленных операций составляет

15-20 ч, Формула изобретения

1.;Способ подготовки проб биологических материалов к анализу, предусматривающий минерализацию исследуемой пробы путем ее кипячения в присутствии смеси концентрирован.ных кислот, одной из которых является азотная кислота с последующим удалением паров воды и получением минерализата, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и повыше- . ния точности, в полученный минерализат

5 вводят диметилформамид для растворения остатка пробы, кипячение исследуемой пробы осуществляют в течение 3-5 ч, причем кипячение ведут в закрытой системе с обратным охлаждением и жидкостным затво10 ром, а удаление паров воды проводят путем отгон ки.

-2. Способ по п.1, о т л. и ч а ю шийся тем, что в полученный минерализат вводят . диметилформамид при их обьемном соотно15 шении1;(2 — 5),