Способ определения токсических соединений азота

/77 1)4 С 01 В 21/00, С ГОСУДДРСтВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТНРЫТИЯ ИЗО ПИС ЕН и В.А.Козлов(56) Перегуд Е.Акий контроль возник Л, ХимияВольберг Н.Ш,чния вредных вещред. Е.А.Перегу Изобретени определения т азота, которыи ван в химичес промышленностоксичностиведении компл К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт химических наук АН Казахской ССР(72) М.И,Горяев, П.П.Гладышев 158(088,8)Санитарно-химичесдушной среды. Справо1978.Сб. Методы определеств в воздухе./Под1968. относится к способу ксических соединений может быть использоой и металлургическойа также в оценке зличных смесей при проксной экологической тояния воздушного басэкспертизы соссейна и водоемов.Известны способы определения токсических соединений азота, такцх как синильная кислота и ее соли, окислы азота и их гидраты, гидразин и его производные, аммиак с помощью колориметрии и построению градуировочных.характеристик.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения токсических соединений азота, например цианис того водорода. Этот способ основан на реакции цианид-ионов с хлорамином(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧЕС 161 Х СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА в воздушной илижидкой среде с использованием органического реагента и последующей количественной регистрацией фотометрическим методом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с. целью повышения чувствительности и точности определения, вкачестве реагента используют ферменты, относящиеся к классу оксидоредуктазникотинамидаденнндинуклеотид иопределение ведут в 0,01 0,02 М натрий-пирофосфатном буферном растворепри рН 6,95-7,4. Т и фбтометрическом определении окрашенного продукта взаимодействия образующегося хлорциана с пиридином и барбитуровой кислотой.Однако, в известном способе не достигается быстрота определения, достаточная воспроизводимость, нельзявести процесс в динамических условияхи в автоматическом режиме для проведения массовых анализов,Кроме того известный способ непредполагает прямой корреляции состепенью воздействия токсических веществ на биологические объекты, вклю-,чая человека. Известный способ непозволяет также предсказать интегральный и кумулятивный эффект воздействия на биосферу токсических веществ при колебании во времени ихконцентрации в атмосфере и гидросфере,Кроме того, этот способ малоэффективен при использовании для комплекснойПри изменении рН реакционного раствора в ту или другую сторону от указанного диапазона эффективность реакции падает вследствие нестабильности фермента. Из ряда испытанныхбуферных смесей, натрий-фосфатного,калий-фосфатного, цитратного и т.п,в 0,01-0,024 М натрий-пирофосфатномбуферном растворе получены наиболеестабильные результаты,На чертеже изображено устройстводля осуществления способа с использованием алкоголь-дегидрогеназы 50 экологической экспертизы, подразумевающей оценку общей токсичности воздушного. бассейна и водоемов.Цель изобретения - повышение чув 5ствительности и воспроизводимости результатов.Это достигается описываемым спо-,собом определения токсических соединений азота, основанным на использовании в качестве реагентов - ферментов класса оксидоредуктаз. Для обнаружения опасных промышленных токсических веществ, относящихся к классукровяных и ферментных ядов, могут использоваться гемсодержащие ферментыкаталаэа и КАДН (никотинамидадениндинуклеотид) - зависимый фермент АДГ -алкогольдегидрогеназа. Определениеведут в 0,01-0,02 М натрий-пирофосфат ном буферном растворе при рН 6,957,40,Скорость реакций пропорциональнаконцентрации активной формы ферментов(АДГ) и (Кс. При введении в реактор 25токсических соединений 1 часть ферментов переходит в неактивное состояниеАДГ, К и скорость ферментативной реакции уменьшается, что и позволяетОпределять концентрацию 1-токсичных 30соединений азота.Способ основан на специфичном влиянии токсичных соединений азота наферментативные реакции, катализируемыеферментами класса оксидоредуктаз. Дей 35ствительно применяемыми ферментамимогут быть каталазы и алкогольдегидрогеназь 1 (АДГ) различного роисхождения. Процесс проводят периодическиили непрерывно путем введения растворов токсичных соединений азота вферментативные реакционные смеси савтоматической регистрацией измененияконцентраций субстратов или продуктовизвестными методами. 45(АДГ) для периодического контроля токсичности, схема.П р и м е р 1. В качестве аналитического сигнала используется изменение, концентрации никотинамидадениндинуклеотида восстановленного (НАДН)регистрируемое спектрофотометрически на выходе иэ реактора при длине волны 340 ммк.В сосуд 1, заполненный 2 л 0,01 М Иа-пирофосфатного буферного раствора рН 6,95, вносим определенное количе-. ство АДГ.из печени лошади (Венгрия) с тем, чтобы активность фермента в 2 л раствора составляла 1,0 Е/мп. Туда же вносим 2,383 г НАДН,натриевой соли, чтобы получился 0,8 мМ раствор,В сосуд 2 помещают 150 мл разбавленного (1:100) ацетальдегида и доводят таким же буферным раствором до 2 л, чтобы получился 0,8 мМ раствор ацетальдегида. После выхода на режим термостата блока 3, равного 25 д С и подготовки регистрирующего устройства 4, многоканальным перистальтическим насосом 5, со скоростью 2,3 мл/мин оба раствора через смеситель 6 подают в ферментативный реактор, представляющий собой капиллярную колонку с внутренним диаметром 1 мм, выполненную из инертного материала объемом 4-5 мл. Через 3-5 мин устанавливается базовая линия регистрации, после чего система готова для применения. Проба воздуха подготавливается одним из известных способов для перевода анализируемого компонента в поглотительный раствор и после поглощения яда рН раствора доводится до 7,0. Апиквот полученного раствора, шприцем через инъектор 7 вводится в ферментативный реактор. Расчет концентрации токсического компонента производится по высоте пика с использованием градуировочной характеристики.Линейная зависимость высоты пикаот концентрации яда сохраняется в диапазоне до 7,0 1 О моль,П р и м е р 2, Осуществление способа с использованием каталаэы для периодического контроля токсичности, реализованного в устройстве,В качестве аналитического сигналаиспользуется изменение концентрации перекиси водорода на выходе иэ реактора, регистрируемое спектрофотометрисчески при длине волны 240 ммк.894989 6сического компонента производится повысоте цика с использовачием градуировочной характеристики.Линейная зависимость высоты пика5от концентрации яда имеет место вдиапазоне до 3,5 10 Е моль.Преимущества предлагаемого способазаключаются в следующем: достигается быстрота определения, хорошаявоспроизводимость, отсутствие холос-тых опытов, процесс проходит в динамических условиях и в автоматическомрежиме, что позволяет при низкойсебестоимости определения проводитьмассовые анализы. 5В сосуд 1 помещают 2 л раствора каталазы (например, каталазы из печени быка или из гриба Реп 1 с 111 мш чдСа 11, производимых в СССР) в воде с активностью 100 Е/мл (перманганатометрическое определение). В сосуд 2 помещают 2 л 0,02 М раствора перекиси водорода в воде. После выхода на режим термостатов блока 3 соответст. - венно 30 и 90 С и подготовки регистрирующего устройства 4 к работе многоканальным перистальтическим насосом 5 со скоростью 2,3 мп/мин оба раствора подают через смеситель 6 в ферментативный реактор объемом 15 мл. Через 5-10 мин устанавливается базовая линия регистрации, после чего система может использоваться для определения. Проба воздуха, содержащая токсические соединЕния, подготавливается одним из известных способов дпя перевода анализируемых компонентов в поглотительный раствор и после поглощения яда рН раствора доводится до 7,0. 4 ликвот полу- ченного раствора шприцем через инъектор 7 вводится в подготовленное устройство. Расчет концентрации токПредлагаемый способ автоматическиучитывает влияние не только индивиду альных, но и суммы токсическихсоединений, что является важным преимуществом при определении общей токсичности.Кроме того, увеличение чувстви тельности предлагаемого метода натри порядка по сравнению с используемыми позволяет обнаруживать концентра ции токсических веществ, не регистрируемые другими методами. Л. Олийнык Корре М.Самборск,Письман ехр еда Заказ 8041 Тираж 435ВНИИПИ Государственного комитета .по изобрет113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушс мбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 Производственно-издатель Подписноеиям и открытиям при ГКНТ СССя наб д. 4/5