Способ экстрагирования неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердых образцов природных объектов

Авторы патента:

G01N1/38 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2684091:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к аналитической химии компонентов экосистем. Способ экстрагирования неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердых образцов, заключающийся в извлечении неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердой фазы природного объекта в жидкую фазу ионной жидкости, отличающийся тем, что для извлечения цинка, кадмия, свинца и меди из твердого образца природного объекта к точной навеске пробы, помещенной в сухой чистый бюкс, добавляют 1,000 г эквимолярного расплава салицилата тиопириния и 1,0 мл этилового спирта, тщательно перемешивают стеклянной палочкой, нагревают до температуры 40-50°С в течение 15-20 минут, перемешивая периодически стеклянной палочкой, остужают 10 минут, а затем добавляют 2,0 мл этилового спирта, перемешивают и экстракт неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди анализируют на содержание цинка, кадмия, свинца и меди. Технический результат – эффективное извлечение неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердой фазы природного объекта. 2 табл.

Изобретение относится к химическому мониторингу и приводит в соответствие подготовку аналитических образцов с принципами «зеленой химии».

Инструментальные методы анализа цинка, кадмия, свинца и меди, такие как атомная (молекулярная) или эмиссионная спектрометрия, вольтамперометрия и другие анализируют только жидкие аналитические образцы.

Аналогом заявляемому изобретению является метод «мокрого озоления» твердых образцов природного объекта в смеси минеральных кислот [Бок Р. Методы разложения в аналитической химии: перевод с англ. / под редакцией А.И. Бусева, М.В. Трофимова. - М., 1984, - 432 с.]. Метод «мокрого озоления» основан на окислении концентрированной азотной кислотой при нагревании точной воздушно-сухой навески природного материала в специальном минерализаторе или термостойкой колбе с обратным холодильником для конденсации флегмы газообразных продуктов разложения.

В смеси кислот обязательно присутствует серная концентрированная кислота, которая деструктурирует органические формы цинка, кадмия, свинца и меди. Концентрированная серная кислота также обладает окислительными свойствами. Азотная кислота окисляет неорганические и деструктурированные органические формы цинка, кадмия, свинца и меди до двухвалентного состояния. Добавление к смеси минеральных кислот хлороводородной кислоты переводит окисленные формы цинка, кадмия, свинца и меди в хлоридные комплексы, как более устойчивые к нагреву, чем оксиды и нитраты вышепреречисленных элементов.

Недостатки аналога:

- в качестве действующих на природный объект реагентов выбраны минеральные неорганические кислоты - азотная, серная, хлороводородная и другие (плавиковая, хлорная). Минеральные концентрированные кислоты представляют собой весьма агрессивные вещества, работа с которыми требует особых мер безопасности, а также специальных химических знаний о безопасной работе с концентрированными кислотами.

- кислотная минерализация требуют длительного времени, 40-90 минут для полной десорбции химических форм анализируемых металлов: цинка, кадмия, свинца и меди.

- минерализация природного образца сопровождается выделением токсичных газов: оксидов азота, диоксидов серы, а также требуют специальных устройств - минерализаторов или термостойких колб с обратными холодильниками, для возврата флегмы в реактор с образцом природного объекта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) выбран «Способ экстрагирования неорганических форм ртути и селена из твердых образцов природных объектов»//Патент на изобретение №2358899 РФ от 01.10. 2007 г. Опубликовано: 20.06.2009 Бюл. №17. - 8 с.

Прототип представляет собой способ экстрагирования неорганических форм ртути и селена из твердых образцов природных объектов, заключающийся в извлечении ртути и селена из твердой фазы природного объекта в жидкую кислую фазу, который отличается тем, что для извлечения ртути и селена из твердой пробы массой 0,5000 г к навеске добавляют 3,0 мл плотной органической фазы расслаивающейся системы вода - антипирин -сульфосалициловая кислота, которую готовят смешиванием двух 2 М водных растворов антипирина и сульфосалициловой кислоты в объемном соотношении 2:1, затем, суспензию тщательно перемешивают и через 30 минут анализируют на содержание ртути и селена инструментальным методом.

Недостатки прототипа: невозможность эффективного извлечения неорганических форм цинка, кадмия, свинца и ртути органической фазой системы вода - антипирин - сульфосалициловая кислота;

- присутствие в органической фазе расслаивающейся системы вода - антипирин - сульфосалициловая кислота 20-25% воды (гидрофильность).

Для устранения вышеперечисленных недостатков прототипа предложен способ экстрагирования неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердых образцов, заключающийся в извлечении неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердой фазы природного объекта в жидкую фазу ионной жидкости, при этом для извлечения цинка, кадмия, свинца и меди из твердого образца природного объекта к точной навеске пробы, помещенной в сухой чистый бюкс, добавляют 1,000 г эквимолярного расплава салицилата тиопириния и 1,0 мл этилового спирта, тщательно перемешивают стеклянной палочкой, нагревают до температуры 40-50°C в течение 15-20 минут, перемешивая периодически стеклянной палочкой, остужают 10 минут, а затем, добавляют 2,0 мл этилового спирта, перемешивают и экстракт неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди распыляют в пламя атомно-абсорбционного спектрометра или анализируют на содержание цинка, кадмия, свинца и меди другим инструментальным методом.

В способе заменяют кислородный реакционный центр молекулы антипирина на другой реакционный центр - серу. Замена кислородосодержащего антипирина на серосодержащий реагент тиопирин обеспечивает координационное взаимодействие неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди с серой как халькофильным реакционным центром молекул реагента - тиопирина. Тиопирин имеет большую температуру плавления 167°C [А.с. №515747 // А.В. Долгарев. 1976 год], чем антипирин 113°C, а применяют тиопирин в заявляемом способе в виде расплава (t пл. ≈ 145°С) с салициловой кислотой (t пл. 159°C). В качестве модификатора используют добавку этилового спирта. Расплав можно нагреть до температуры его плавления, тем самым повысив эффективность извлечения при меньшем расходе реагента в сравнении с прототипом. Молярное соотношение реагентов в реакционном расплаве тиопирин - салициловая кислота = 1:1.

При реализации заявляемого изобретения отбирают снеговые керны на городской территории г. Барнаула. Снеговые керны отбирают трубчатым отборником методом «конверта» по 5 кернов в местах с естественным снегонакоплением (10 точек отбора, см. № образца в таблицах 1 и 2). Объединенные керны помещают в пластиковые контейнеры и перемешивают. Общую массу собранной снежной массы определяют техническим взвешиванием в лаборатории. Затем снеговые образцы таяли при комнатной температуре, а полученную снеговую воду фильтруют через трековые лавсановые мембраны в атмосфере аргона. Фильтраты подкисляют хлороводороной кислотой марки ХЧ до рН≤2,00 и анализируют отдельно. Собранные осадки твердых частиц снега (ЧС) сушат до постоянной массы под ИК излучателем. Каждый фильтр с осадком ЧС взвешивают на аналитических весах, разрезают на две равные части. Одну половину осадка в виде точной навески озоляют в смеси серной, азотной и хлороводородной кислот (серная 2 мл + 4 мл азотной + 2 мл хлороводородной кислот) в минерализаторе, упаривая до влажных солей. Полученную таким образом кислотную вытяжку (КВ) количественно переносят в мерную колбу объемом 25 мл и анализируют методом атомизации в воздушно-ацетиленовом пламени на общее (Σ) содержание цинка, кадмия, свинца и меди (см. таблицы 1 и 2).

Вторую половину осадка также в виде точной навески 0,1000-0,2000 г помещают в сухие чистые бюксы, затем к точной навеске ЧС прибавляют 1,000 г эквимолярного расплава салицилата тиопириния и 1,0 мл этилового спирта в качестве модификатора, тщательно перемешивают стеклянной палочкой, нагревают до 40-50°C в течение 15-20 минут, перемешивая периодически стеклянной палочкой. Остужают 10 минут, а затем добавляют 2,0 мл этилового спирта, перемешивают и экстракт (Э) распыляляют в пламя атомно-абсорбционного спектрометра (ААС). Рассчитывают содержание цинка (213,9 нм), кадмия (228,8 нм), свинца (283,3 нм) и меди (324,8 нм) методом линейных градуировочных регрессионных уравнений зависимости интенсивности(высот пиков в мм) от концентрации Zn, Cd, Pb, Cu (мкг в мл):

h[мм]=1,6+9,5⋅C_Zn [мкг/мл], аналитическая λ=213,8 нм, r=0,999

h[мм]=0,43+22,3⋅C_Cd [мкг/мл], аналитическая λ=228,8 нм, r=0,997

h[мм]=1,8+2,8⋅C_Pb [мкг/мл], аналитическая λ=283,8 нм, r=0,981

h[мм]=0,82+9,6⋅C_Cu [мкг/мл], аналитическая λ=324,8 нм, r=0,978

Результаты анализа образцов ЧС (10 точек отбора по два параллельных) представлены в таблицах 1 и 2.

Гидрофобный расплав салицилата тиопириния, модифицированный спиртом, эффективно экстрагирует неорганические формы элементов: цинка, кадмия, свинца и меди. Не-органические формы (сульфаты, оксиды, хлориды, нитраты и др.) более значимы как депонированные в твердой компоненте снежной массы.

Однако, металл-органические MR₄, где в качестве лигандов выступают метил-, алкил-, арил- и другие с центральным атомом металла в качестве комплексообразователя, образуют более токсичные формы веществ, чем неорганические формы, преимущественно определяемые в экстрактах (Э).

Вычитая из общего содержания элемента Σ мкг/г количество мкг НФ металла/г, можно оценить количество органических форм, что имеет значение для решения задач химического мониторинга техносферных систем в условиях химического загрязнения компонентов экосистем от автомобильных выбросов.

Способ экстрагирования неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердых образцов, заключающийся в извлечении неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди из твердой фазы природного объекта в жидкую фазу ионной жидкости, отличающийся тем, что для извлечения цинка, кадмия, свинца и меди из твердого образца природного объекта к точной навеске пробы, помещенной в сухой чистый бюкс, добавляют 1,000 г эквимолярного расплава салицилата тиопириния и 1,0 мл этилового спирта, тщательно перемешивают стеклянной палочкой, нагревают до температуры 40-50°С в течение 15-20 минут, перемешивая периодически стеклянной палочкой, остужают 10 минут, а затем добавляют 2,0 мл этилового спирта, перемешивают и экстракт неорганических форм цинка, кадмия, свинца и меди анализируют на содержание цинка, кадмия, свинца и меди.

Изобретение относится к технике отбора проб газового конденсата, проб сжиженного углеводородного газа и проб широкой фракции легких углеводородов, находящихся под избыточным давлением собственных паров, в пробоотборные устройства в системах отбора проб продукта, в системах переработки нефтегазового сырья, перекачиваемого по трубопроводам, где требуется высокая точность определения параметров перекачиваемой по трубам продукции.

Способ определения суммарного содержания f-, cl- и br-органических соединений в волосах на уровне следов // 2683938

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания галогенорганических соединений в волосах человека и касается экологического контроля загрязнения внутренней среды человека.

Скоростной контур для отбора и возврата проб с применением одного зонда в трубопроводе // 2683753

Изобретение относится к системе и способу создания скоростного контура. Система зонда для проб для извлечения проб расширяющейся и взрывоопасной текучей среды из источника проб текучей среды и их возврата в источник проб текучей среды, отличающаяся тем, что содержит: продолговатый цельный корпус зонда извлечения проб, выполненный из нержавеющей стали и имеющий порт извлечения проб текучей среды, выходной порт извлеченных проб текучей среды, первый канал передачи извлеченной текучей среды, проходящий по существу аксиально в направлении протяженности корпуса зонда извлечения проб на первую выбранную длину, достаточную, чтобы проходить между портом извлечения проб текучей среды и выходным портом извлеченных проб текучей среды, при этом зонд для проб определяет отдельный вход возврата возвращаемых проб текучей среды, встроенный в цельный корпус из нержавеющей стали, выход возврата возвращаемых проб текучей среды, и второй канал передачи для возврата текучей среды, проходящий аксиально на вторую выбранную длину, по существу, параллельно, по меньшей мере, части первого канала передачи извлеченной текучей среды и со смещением от первого канала передачи извлеченной текучей среды, причем первый проходящий аксиально канал устанавливает связь по текучей среде на первую выбранную длину между источником проб текучей среды и выходным портом извлеченных проб текучей среды, а второй проходящий аксиально канал, определяющий вторую выбранную длину, проходит на выбранное расстояние по оси вдоль корпуса зонда извлечения; линию отбора проб, находящуюся в сообщении по текучей среде с выходным портом извлеченных проб текучей среды; линию возврата проб, соединенную с линией отбора проб и находящуюся в сообщении по текучей среде с выходом возврата возвращаемых проб текучей среды; и насос, размещенный на линии возврата проб ниже по потоку оборудования подготовки проб и выше по потоку выхода возврата возвращаемых проб текучей среды, для повышения давления возвращаемой пробы текучей среды в линии возврата проб для оказания давления на проходящую через нее пробу текучей среды с обеспечением системы возврата со скоростным контуром.

Контроль стационарного состояния потока текучей среды для отбора проб // 2683633

Изобретение относится к усовершенствованию, обеспечивающему повышенную надежность получаемых измерений в области анализа проб газа. Система отбора проб включает пробоотборный зонд, клапан с приводом и детектор состояния.

Тест-система для прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка на основании определения числа копий hv2 мтднк // 2683571

Изобретение относится к области медицины, в частности к молекулярной биологии и онкологии. Предложена тест-система для прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка на основании определения числа копий HV2 мтДНК, содержащая высокоспецифичные праймеры для генов HV2 и В2М с концентрацией 1,8 мкМ каждого в водном растворе.

Погружной зонд для замера температуры и отбора пробы металлического и шлакового расплава в конвертере // 2683376

Изобретение относится к средствам измерения и касается устройств погружных зондов для замера температуры и отбора проб металлургических расплавов, в частности жидкой стали и сталеплавильного шлака.

Способ использования хондральных клеток для скринирования веществ, обладающих противовоспалительной активностью // 2683277

Изобретение относится к биотехнологии и медицине. Раскрыт способ скрининга веществ, обладающих противовоспалительной активностью, включающий смешивание исследуемого вещества с фиксированным количеством человеческого ФНО-альфа и добавление этой смеси к культуре клеток хондрального ряда с последующим измерением экспрессии биологического маркера.

Ферментативный анализ с двойными флуорофорами для исследования ферментативной активности ботулинического нейротоксина // 2683207

Группа изобретений относится к области биотехнологии и предназначена для исследования ферментативной активности ботулинического нейротоксина. Предложена репортерная конструкция, которая содержит участок заякоривания в мембране, сайт расщепления и репортерную область, содержащую два идентичных репортерных пептида.

Образец для определения прочности адгезионной связи армирующих нитей и полимерного связующего и способ его изготовления // 2683106

Изобретение относится к области создания полимерных композиционных материалов и композитных силовых конструкций и может быть использовано для определения прочности адгезионной связи разных видов армирующих нитей и полимерных связующих.

Способ прогнозирования риска плохого ответа опухоли на неоадъювантную химиотерапию у пациенток с инвазивной карциномой молочной железы // 2682967

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ прогнозирования риска плохого ответа опухоли на неоадъювантную химиотерапию (НАХТ) у пациенток с инвазивной карциномой молочной железы, отличающийся тем, что рассчитывают значение параметра Y в уравнении регрессии по формуле Y=-4,88+10*X1-32,36*X2+6,81*X3+38,28*X4, где X1 – степень злокачественности: Х1=1 при низкой, X1=2 при умеренной, Х1=3 при высокой степени злокачественности; Х2 – состояние менструальной функции пациентки: Х2=1 при сохранении менструальной функции, Х2=2 при менопаузе; Х3 – пороговое значение циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) без признаков эпителиально-мезенхимального перехода (EMT) до начала лечения: Х3=0 при содержании клеток с фенотипом EpCam+CD45-CD44-CD24-Ncadherin- менее 0,19 кл./мкл, Х3=1 при содержании клеток с фенотипом EpCam+CD45-CD44-CD24-Ncadherin- более или равно 0,19 кл./мкл; Х4 – пороговое значение ЦОК с признаком EMT до начала лечения: Х4=0 при содержании клеток с фенотипом EpCam+CD45-CD44-CD24-Ncadherin+ менее 0,24 кл./мкл, Х4=1 при содержании клеток с фенотипом EpCam+CD45-CD44-CD24-Ncadherin+ более или равно 0,24 кл./мкл; далее значение вероятности риска плохого ответа на неоадъювантную химиотерапию Р определяют по формуле Р=eY/(1+eY), где е – математическая константа, равная 2,72, и при вероятности Р≥0,5 определяется высокий, а при вероятности Р<0,5 – низкий риск плохого ответа на неоадъювантную химиотерапию.

Способ прогнозирования риска развития псориаза 2 типа у женщин в постменопаузе // 2684287

Изобретение относится к медицине и представляет собой способ прогнозирования риска развития псориаза 2 типа у женщин в постменопаузе, характеризующийся тем, что в сыворотке крови определяют уровень фолликулостимулирующего гормона методом иммунофлуоресценции и рассчитывают коэффициент прогноза риска развития псориаза 2 типа по формуле К=у×100%, где К - коэффициент прогноза риска развития псориаза 2 типа,у=ехр(-7,5+(0,17)*ФСГ)/(1+ехр(-7,5+(0,17)*ФСГ)), где у - коэффициент множественной регрессии, ФСГ - концентрация фолликулостимулирующего гормона в сыворотке крови в мМе/мл, при этом если K≥60%, то прогноз риска развития псориаза 2 типа у женщин в постменопаузе высокий, а если K<60%, то прогноз риска развития псориаза 2 типа низкий. Данный способ позволяет в короткие сроки разработать ряд индивидуальных профилактических мероприятий для каждой пациентки. 2 ил.

Медицинское применение // 2684315

Изобретение относится к области биохимии, в частности к применению молекулы, которая ингибирует или предотвращает взаимодействие между киназой семейства Src и андрогенным или рецептором эстрадиола. Также раскрыт способ профилактики или лечения неракового заболевания с помощью указанной молекулы. Раскрыта композиция, содержащая указанную молекулу, для профилактики или лечения неракового заболевания. Изобретение позволяет эффективно лечить нераковые заболевания. 7 н. и 29 з.п. ф-лы, 10 ил, 4 табл, 1 пр.