способ количественного определения индолил-3-уксусной кислоты в водных растворах

Формула изобретения

1. Способ количественного определения индолил-3-уксусной кислоты в водном растворе, включающий приготовление пробы путем добавления раствора индолил-3-уксусной кислоты в индикаторный раствор, определение оптической плотности пробы, определение концентрации кислоты по калибровочному графику зависимости оптической плотности от концентрации, отличающийся тем, что в качестве индикаторного раствора используют смесь 10^-2 м спиртового раствора диметиламинохалкона, ацетона и воды, полученную пробу выдерживают в вакуумной сушилке, а оптическую плотность пробы определяют в максимуме поглощения при сканировании в диапазоне длин волн 410-440 нм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что составляющие индикаторный раствор вещества, а именно 10 ^-2 м спиртовой раствор диметиламинохалкона, ацетон и воду смешивают в объемном соотношении 18,51:1:313,82 при комнатной температуре.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пробу выдерживают в вакуумной сушилке в течение 15 мин при давлении 9,1·10⁴ Н/м² и температуре 29°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области экологии, биотехнологии, количественного анализа веществ и может быть использовано для количественного определения индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в малых концентрациях в водных растворах. Заявляемый способ может быть использован, в частности, для контроля содержания ИУК в водных объектах.

Известен способ определения ИУК в водных растворах с помощью газожидкостной хроматографии с масс-селективным детектором (Mazur H., Konop A., Synak R. Индолил-3-уксусная кислота в культуральной среде двух зеленых микроводорослей. «Journal of Applied Phycology", 2001, № 13, с.35-42). В данном способе пробы, содержащие ИУК, обрабатывают смесью N,O-бис-(триметилсилил)ацетамида и триметилхлорсилана (15:85 об.). Образующееся производное ИУК вводят в капиллярную SPB-1 колонку (20 м × 0,25 мм). Повышают температуру колонки со 150 до 250°С со скоростью 4°С в мин. Температура ионного источника 200°С, газ-носитель - гелий.

Данный способ предназначен для количественного определения ИУК, требует применения дорогостоящей аппаратуры и сложной пробоподготовки.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ определения ИУК в водном растворе по реакции Сальковского (Паламарчук И.А., Веселова Т.Д. Учебное пособие по ботанической гистохимии. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1965. - 93 с.), которая заключается во взаимодействии ИУК с реактивом Сальковского (2 мл 0,5М раствора FeCl ₃+100 мл 37%-ной HClO₄) с образованием окрашенного соединения, время развития окраски составляет 1 ч. Оптическую плотность окрашенных проб измеряют на спектрофотометре при 490 нм, l=1 см. Концентрацию ИУК определяют по калибровочному графику, построенному в диапазоне концентраций вещества 10 ^-8-10^-2 г/л.

В данном способе время определения ИУК составляет не менее 1 часа из-за длительности протекания реакции Сальковского. Кроме того, метод недостаточно чувствителен.

Задачей изобретения является количественное определение ИУК в водных растворах без применения сложного оборудования и без предварительной подготовки пробы путем химической модификации ИУК.

Технический результат заключается в обеспечении возможности определения ИУК в меньших концентрациях.

Поставленная задача достигается тем, что в способе количественного определения индолил-3-уксусной кислоты в водном растворе, включающем приготовление пробы путем добавления анализируемого раствора индолил-3-уксусной кислоты в индикаторный раствор, определение оптической плотности пробы, определение концентрации кислоты по калибровочному графику зависимости оптической плотности от концентрации, согласно изобретению, в качестве индикаторного раствора используют смесь 10 ^-2 м спиртового раствора диметиламинохалкона, ацетона и воды, полученную пробу выдерживают в вакуумной сушилке и оптическую плотность пробы определяют в максимуме поглощения при сканировании в диапазоне длин волн 410-440 нм.

Компоненты, составляющие индикаторный раствор вещества, а именно 10^-2 м спиртовой раствор диметиламинохалкона, ацетон и воду, смешивают в объемном соотношении 18.51:1:313,82 при комнатной температуре.

Пробу, полученную смешиванием раствора ИУК и индикаторного раствора, выдерживают в вакуумной сушилке в течение 15 минут при давлении 9.1×10⁴ Н/м ² и температуре 29°С.

В известной авторам научно-технической и патентной литературе не обнаружены способы с подобной совокупностью признаков. Полученный результат, обусловленный совокупностью этих признаков, не достигался в известных решениях. Преимуществом заявляемого способа является возможность определять ИУК в следовых количествах в водных растворах, отсутствие предварительной подготовки пробы, а также его простота и экономичность.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен график калибровочной зависимости оптической плотности растворов от концентрации ИУК в диапазоне концентраций ИУК 10^-10-10 ^-3 г/л.

Способ заключается в следующем.

Готовят индикаторный раствор путем смешивания 10^-2 м спиртового раствора ДМХ, ацетона и воды, например, в объемном соотношении 18.51:1:313,82 при комнатной температуре.

В результате экспериментальных исследований установлено оптимальное объемное соотношение компонентов индикаторного раствора, при котором суспензия оставалась стабильной в течение 4 ч.

Готовят стандартные водные растворы ИУК в интервале концентраций 10^-10-10^-3 г/л для построения калибровочного графика зависимости оптической плотности растворов от концентрации ИУК.

В бюксы помещают по 2,7 мл индикаторного раствора и по 0,3 мл стандартных и анализируемого растворов ИУК, т.е. анализируемый раствор индолил-3-уксусной кислоты добавляли к индикаторному раствору в объемном соотношении 1:9.

Полученные пробы выдерживают в вакуумной сушилке SPR (Horyzont, Польша), например, при давлении 9.1×10 ⁴ Н/м² и при температуре 29°С в течение 15 минут. Режимные параметры определены экспериментально. Их соблюдение способствовало максимальному сохранению свойств индикаторного раствора.

Измерение оптической плотности проб проводят на спектрофлуориметре «Флюорат-02-Панорама» в фотометрическом режиме работы прибора. Значения оптической плотности определяют в максимуме поглощения при сканировании в диапазоне длин волн 410-440 нм, что соответствует спектральным характеристикам ДМХ.

Строят калибровочную зависимость оптической плотности от концентрации стандартных растворов ИУК. По графику зависимости определяют концентрацию ИУК в анализируемом растворе.

Пример 1. Подбор соотношений компонентов в индикаторном растворе.

Для приготовления индикаторного раствора смешивали 10^-2 м спиртовой раствор ДМХ, ацетон и воду в количествах, указанных в таблице 1. Образующаяся коллоидная система состоит из мелкодисперсных частиц красителя, взвешенных в воде. После смешивания компонентов суспензию помещали в вакуумную сушилку SPR (Horyzont, Польша) и выдерживали там в течение 15 мин при давлении 9.1×10 ⁴ Н/м² и при температуре 29°С. Затем наблюдали за процессом седиментации частиц в растворе, который сопровождался его обесцвечиванием. Стабильность суспензии определяли по времени ее обесцвечивания (таблица 1).

Таблица 1
№	Объем 10-2 М спиртового раствора ДМХ, мкл	Объем ацетона, мкл	Объем воды, мкл	Стабильность суспензии, ч
1	166,6	0	2833,4	1,25
2	83,3	4	2829,4	0,1
3	83,3	6	2827,4	0,25
4	83,3	7,5	2825,9	2
5	83.3	10	2823,4	1
6	83,3	14	2819,4	1
7	166,6	6	2827,4	0,5
8	166,6	9	2824,4	4
9	166,6	10	2823,4	2,75
10	166,6	13	2820,4	2,5
11	166,6	16	2817,4	2,75

Из таблицы видно, что наибольшую стабильность проявляла суспензия № 8, в которой соотношение компонентов по объему составляет 18.51:1:313,82.

Пример 2

Пробы на основе суспензий № 4, 6, 8, 9, 10, 11 (таблица 1) перед измерением выдерживали или в термостате при температуре 29°С, или вакуумной сушилке SPR (Horyzont, Польша) при давлении 9.1×10 ⁴ Н/м² и при температуре 29°С в течение разных промежутков времени. Затем определяли стабильность суспензий, как описано в примере 1. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2
№ суспензии	Стабильность суспензии (ч) без термостатирования	Стабильность суспензий (ч) при их выдерживании
		в термостате ТС-80 при температуре 29°С			в вакуумной сушилке SPR при давлении 9.1×10 4 Н/м2 и при температуре 29°С
		15 мин	30 мин	1 ч	15 мин	30 мин	1 ч
4	0,083	0,25	0,25	0,25	1	1,5	2
6	0,083	0,25	0,25	0,25	0,75	0,75	1
8	0,17	0,25	0,25	0,25	4	4	4
9	0,17	0,25	0,25	0,25	1	1	2,75
10	0,083	0,25	0,25	0,25	1,25	1,5	2,5
11	0,083	0,25	0,25	0,25	1	1,75	2,75

Из данных таблицы видно, что максимальная стабильность была отмечена у суспензии № 8. Было установлено, что для достижения наибольшей стабильности суспензию необходимо термостатировать в течение как минимум 15 мин при постоянном давлении, чего возможно достичь используя вакуумную сушилку.

Показано, что суспензия № 8 после выдерживания ее в течение 15 мин в вакуумной сушилке при постоянном давлении обладала наибольшей стабильностью.

Использование изобретения позволяет количественно определять ИУК в следовых количествах до 10^-10 г/л в водных растворах. Кроме того, способ позволяет сократить время анализа за счет уменьшения времени выдерживания пробы в вакуумной сушилке.