27.Использование хим.Аналит.Реакций и основные требования

Обычный путь при создании тест-методов состоит из использования более или мение известных реакций и реагентов.Химия тест-методов основана главным образом на цветных реакциях.Требования,предъявляемые к реакциям ,которые используют в тест-методах,состоят в следующем: 1. Селективность по отношению к обнаруживаемым (определяемым) компонентам или их сумме — в зависимости от поставленной задачи. 2. Достаточно высокая чувствительность — тоже в зависимости от задачи. Например, при анализе объектов окружающей среды предел обнаружения обычно должен быть ниже предельно допустимой концентрации нужного компонента или близок к ней. 3.При использовании цветных реакций — высокая контрастность и высокая скорость цветового перехода в присутствии обнаруживаемого или определяемого вещества.4. Возможность ввести реагенты в формы, пригодные для использования в тест-методах, например, привить (с образованием ковалентных связей) на поверхность силикагеля или целлюлозы.5. Устойчивость реагентов при хранении в той именно форме, в какой они используются в тест-методах.6. Достаточная устойчивость аналитического эффекта (окраски, люминесценции и т. д.) во времени.Для создания тест-методов и тест-средств используют химические реакции почти всех основных типов: кислотно-основные, окислительно-восстановительные, комплексообразования, разные реакции органического синтеза. Значительную роль в тест-методах играют занимающие несколько особое положение каталитические реакции, преимущественно с использованием ферментов. Соответственно используются реагенты различной природы и различного механизма действия.Кислотно-основные реакции.Они имеют большое значение при определении величины pH. Определение концентрации водородных ионов при анализе природных и сточных вод, технологических растворов, биологических жидкостей — одна из самых массовых аналитических операций.Этот способ имеет ряд достоинств: простота анализа, экспрессность, отсутствие необходимости использовать аппаратуру и связанная с этим дешевизна определений, возможность проводить анализ практически в любом месте. Если индикатор закрепляют на бумаге, существенное значение имеет способ закрепления. Широко распространенное простое адсорбционное закрепление не всегда обеспечивает несмываемость индикатора, поэтому контакт бумаги с анализируемым раствором должен быть очень коротким. Прямые (субстантивные) красители-индикаторы — конго красный или бриллиантовый желтый — закрепляются путем адсорбции лучше, поскольку линейные и некопланарные молекулы красителей крепче связываются с линейными же макромолекулами целлюлозы. Наиболее прочно индикаторы связываются с целлюлозой за счет закрепления на бумаге, существенное значение имеет способ закрепления. Реакции окисления—восстановления.При использовании твердых реагентов необходимо знать, изменится ли окислительно-восстановительный потенциал при иммобилизации реагентов на твердой матрице. Очень селективна тест-реакция на кобальт с 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом (ПАН). Она протекает в кислой среде (pH=2–3) в присутствии KIO₄, окисляющего кобальт(II) до кобальта(III) в комплексе с ПАН, комплекс аномально окрашен — в зеленый цвет. Эта реакция очень чувствительна: c_мин = 0,004 мг/л кобальта, поскольку одновременно происходит и концентрирование кобальта на силикагеле С-120. Тест-вариант предусматривает использование таблетки из силикагеля, содержащей все необходимые компоненты для тестирования. За время разрушения таблетки при контакте с исследуемой водной средой заканчиваются реакции комплексообразования кобальта(II) с ПАН, окисление кобальта в комплексе и сорбция его матрицей.Примером окислительно-восстановительных реакций могут быть также реакции восстановления золота и серебра солью Мора в присутствии комплексообразующих веществ (для понижения потенциала пары железо(III) / железо(II)) до элементного состояния с образованием окрашенных пятен на бумаге: синего цвета в присутствии золота, коричневого — в присутствии серебра.Реакции комплексообразования Эти реакциишироко используют в многочисленных тест-методах на ионы металлов, реже — в методах определения органических веществ. Одним из широко используемых реагентов является дитизон. Он образует окрашенные комплексы со многими ионами металлов; по устойчивости их можно расположить в ряд: Ag > Hg > Pd > Pt > Au > Cu > Bi > In >> Sn > Zn > Cd > Co > Pb > Ni > Fe(II) > Mg > Tl(I). Хотя дитизон является групповым реагентом примерно на 30 катионов, можно, используя зависимость реакции от pH раствора, маскирующие реагенты и реакции вытеснения, проводить селективное определение. Например, в сочетании с тиомочевиной и ацетатом натрия дитизон использован при получении индикаторных бумаг для определения суммы тяжелых металлов, предел обнаружения 0,5 мг/л катиона. Для определения цинка предложена бумага, пропитанная раствором из 50 мг дитизона, 1 г тиомочевины, 8 г карбоната натрия, 2 г желатина, 50 мл этанола и 50 мл воды; предел обнаружения цинка 0,5 мг/л. Для определения ртути и кадмия были использованы пенополиуретановые кубики, пропитанные дитизоном и дитизонатом свинца. Определение проводили по интенсивности окраски кубиков после контакта их с исследуемой жидкостью в диапазоне концентраций ртути 0,2–10 мг/л и кадмия 0,1–10 мг/л.Потенциальными реагентами в тест-методах могут быть триоксифлуороны, оксимы, дитиокарбаминаты. Эти реагенты широко используют в фотометрии, они довольно чувствительны, а в определенных условиях и селективны. Достаточно назвать в качестве примеров реакции триоксифлуоронов с германием, диметилглиоксима с никелем, дитиокарбаминатов с медью.

28.Выбор и способ использования реагентов в тест-системах.Основными путями применения аналитических реагентов в тест-системах являются:1)их используют в виде заранее приготовленных и фасованных растворов;2)они иммобилизованы на твердую матрицу (носитель);3)их используют в форме заранее взвешенных и упакованных доз в виде порошков ,шариков,таблеток и т.д.При использованииготовых растворов изготовители тест-средств помещают их в ампулы ,капельницы,закрытые пробирки.Реагенты в таких растворах должны быть устойчивыми в течениидлительного времени.Концентрация реагентов соотвецтвует ожидаемой концентрации определяемого компонента; часто в набор входят растворы нескольких концентраций.Иногда раствор содержит не только сам реагент но также другие неоходимые вещества.Помимо собственно аналитических реагентов в тест –средства обычно вводят и другие вещества-востановители или окислители,буферы,маскирующие агенты,смачивающие соединения,закрепители и др.Например,один из вариантов реактивных бумаг для определения меди в воде готовят из фильтровальной бумаги,которую вначале пропитывают раствором восстановителя(гидрохлорид гидроксиламина,аскорбиновая кислота или их смесь) для восстановления меди (ІІ) до меди (І),каую либо слабую кислоту,затем после сушки обрабатывают органическим раствором аналитического реагента на медь (І)(купроин,неокупроин,батокупроин)вместе сэмульгатором.Можно вводить еще смеси Na₂B₄O₇-H₃BO₃ или H₂CO₃-NH₃ ,которые увеличивают чувствительность определения меди.В сочетании с мочевиной и NaАс,,дитизон использывали приполучении индикаторных бумаг для определения тяжелых металлов.Предел обнаружения 0,5мг/л.Cd+Hg использовали ПТУ пропитанные дитизоном и дитизонатом свинца.После контакта с исследуемой жидкостью в диапазоне крнцентраций ртути 0,2-10 мг/л и Cd 0,1-10 мг/л.Кубики приобретали интенсивную окраску которая отличалась от исходной.Потенциальными реагентами являются :триоксифлуор,оксимы,детиокарбоминаты.Перспективны гетероциклические азосоединения.Пример:тест Сос 1-(2-пиридилазо)-2нафтол(0,1мг/л)ПАН 4-(2-пиридилазо)резорцин.ПАН на селикогеле (силохром С-120)катиообменники У-2.Способы использования реагентов:в виде заранее приготовленных и фасованных растворов,иммобилизованные на твердую матрицу,в форме заранее взвешенных упакованных доз в виде порошков.