Способ определения статическоймагнитной восприимчивости веществв pactbope

Номер патента: 811125

Авторы: Девятериков, Качурин, Клейнер

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИ Е 8 Ит 25 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 10.03.81 1) М. Кл.з 6 01 И 24/О Государственный комнто(088,8) го делам изобретен и открытий(72) Авторы изобретения П. Девятериков, А. М, Качурин и А, Р, К инградский институт ядерной физик ени Б. П. Константинова АН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСК МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ВЕЩЕСТ В РАСТВОРЕ2 ЬХ3 астота спектрометр где /о - рабочая ч ЯМР; Ау разность зн тической м вости раст внутреннем ной ампуль Чувствительность ной восприимчивостиаченпй объемной стаагнитной восприимчиворов во внешнем и цилиндрах коаксиальизменени аствора о магии дел Изобретение относится к области исследования веществ в растворе с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР).Известен способ определения магнитной восприимчивости веществ в растворе, по которому образец помещают в катушку ре. зонапсного контура, в котором поддержигают высокочастотные колебания электромагнитного поля, и определяют магнитную восприимчивость по изменению резонансной частоты контура. Чувствительность этого способа невысока и не,позволяет исследовать растворы, содержащие менее 10 М низкоспиновых парамагнитных центров на литр 1,1.Ближайшим техническим решением, является способ определения магнитной восприимчивости веществ в растворе, при котором в двойную коаксиальную ампулу заливают растворы, содержащие исследуемое вещество, вещество-стабилизатор, вещество-свидетель и растворитель, помещают ампулу с растворами в зонд спектрометра ЯМР, регистрируют сдвиг резонансной частоты сигнала ЯМР вещества-свидетеля и вычисляют определяемую величину по значению указанного сдвига. Во внешний и внутренний цилиндрические объемы коаксиальной ампулы заливают близкие по составу растворы, каждый из которых содержит 1 - 2% вещества-свидетеля, дающего синглетный сигнал ЯМР (ацетон, метиловый спирт, диоксан и т. п.). Причем в сосстав одного из растворов (обычно внешне го) добавляют 1 - 2% вещесгва-стабилизатора (третичнобутиловый спирт, триметилуксусную кислоту, тетраметилсплан и т. п.), сигнал ЯМР которого используют для внутренней стабилизации резонансных условий в спектрометре ЯМР. Исследуемое вещество вводят в состав внешнего раствора.Спектр ЯМР, полученный от такого образца, представляет собой два еинглетных 15 сигнала от вещества-свидетеля из внешнегои внутреннего растворов, причем резонансные частоты обоих синглетов отличаются на5О 5Д 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 ся минимальным регистрируемым сдвигомрезонансной линии. Эта величина опреде.ляется разрешающей способностью спектрометра, составляющей обычно (1 - 5) 10-,что соответствует 0,1 - 0,3 Гц для наиболеераспространенных спектрометров с рабочейчастотэй ро = 80 - 10 иГц. Такая чувствительность позволяст обнаружить присугствие 10 в М ппэкоспипэвых парамагнитныхцентров в литре раствора и является вполне приемлемой для исследования сравнительно низкомолскулярных парамагпитныхсоединений в растворе 2.Однако современная биохимия и молекулярная биология прс 1 лагают парамагнитные обьекть. исследсвания, молекулярный вес которых достигает сотен тысячдальтон (ферменты, фермент-субстратныекомплексы) . Для растворов подобных молекулконцентрация больша ч, чем 1 - 2 10 М,труднэ достижима,Основным недо"таткэм способа является то, что с его помощью можно регистрировать сдвиги резонансных линий пе меньшие, чем полуширипа этих линий. Это непозволяет определять магнитную восприимчивость веществ г, растворе с точностью,необходимой при современных исследованиях.Целью изобретения является повышениеточности определения магнитной восприимчивости вещестз в растворе,Поставленная цель достигастся тем, чтов известном способе определения статической магнитной восприимчивости веществв растворе во внутренний цилиндр коаксиальной ампул ы заливают раствор, содержащий вещество-свидетель и раствори.тель, при следующем соотношении компо.псптэг вгс %Вещество-свидетель 15 - 20Растворптель Остальное,во внешний цилиндр ампулы заливаютраствор, содержащий исследуемое вещество, вещество-стабилизатор и растворитель,при следующем соотношешш компонентов,вес.%:Исследуемое вещество 2 - 10Вещество-стабилизатор 1 - 2Растворитсль Остальное,а сдвиг резонансной частоты вещества-свп.детеля регистрируют по изменснию значения частотной развертки спектрометраЯМР, соответствующей нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля.Заполнение цилиндров двойной коаксиальной ампулы по предлагаемому способу позволяет регистрировать не разностьрезонансных частот вещества-свидетеля из. внешнего и внутреннего цилиндров ампулы, а сдвиг резонансной частоты веществасвидетеля при наличии исследуемого вещества относительно резонансной частотывещества-свидетеля в отсутствие исследуемого вещества. Это позволяет избежать частотного наложения друг на друга сигналов ЯМР вещества-свидетеля из внешнего и внутреннего цилиндров ампулы, При этом сдвиг резонансной частоты регистрируют по нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля, а не по вершине его линии поглощения. Все это позволяет регистрировать сдвиг резонансной частоты свидетеля, составляющий 2 - 3% от ширины резонансной линии сигнала Я. 1 Р вещества-свидетеля, и повысить точность известного способа определения статической магнитной восприимчивости.На фиг. 1 показан разбрсс частот и гистограмма отклонений для примера 1; на ф;. 2 - кинетика восстановления кислорода.Споссб осуществляется следующим образом,В коаксиальную ампулу с отношением диаметров внешнего и внутреннего цилиндров 5: 1 - 10: 1 заливают растворы следующего состава. Во внутренний цилиндр - 1 О 20 в -с. % раствор вещества-свидетеля в требуемом растворитес, во в:;сг, .ий цилиндр - раствор, содержащий 12 вес. вещества-стабилизатора резонансных условий, 2 - 10 вес.% исследуемого вещества, остальное - растворитель, Ампулу пэме шают в зонд спектрометра 51 МР, опреде. ляют значение частотной развертки спектромстра, соэтветству,"о,цее нулевой точке сгпнала дисперсии ЯМР всщества-свидетеля, многократно измеряют это значение и вычисляют его среднее арифметическое. Затем опорожняют внешний цилиндр ампулы, заливают в него раствор, идентичный удаленному, но не содержагций исследуемого вещсства, и повторяют, перечисленные выше операции вплоть до вычисления среднего арифметического. Находят разность полученных среднеарифметических значенийий частотной развертки спектрометр а 51 МР, соответствующих нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля, Г 1 о найденной разности резонансных частот Я в соответствии с формулой (1) вычисляют изменение статической магнитной восприимчивости Лу раствора, содеркашсго исследуемое вещество, относительно раствора без исследуемого вещества. Вычисленнучо Величину Л", принимаэт За значение статической магнитной восприимчивости исследуемого вещества непосрс:ственно или с соответствующей поправкой. В том случае, когда исследуют изме ение значения статической магнитной восприимчивости с течением времени, измеряют последовательно ряд значений частотной развертки, соответствующей нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР вещества-свидетеля в растворе, содержащем исследуемое вещество. При этом необходимость манипуляций с раствором, не содержащим исслеТаблица 1 езеиаи"изя чае ета сапдетеля 1, (У 1). луемое вещество, отпадает, а изменение статической магнитной восприимчивости вычисляют по указанным значениям частотной развертки.Примеры конкретного выполнения способа определения статической магнитной восприимчивости веществ в растворе.Определение стабильности и точности непрерывной регистрации частоты вещества-свидетеля в течение 1 ч (фиг. 1),Во внутренний цилиндр коаксиальной ампулы заливают раствор, содержащий 20 вес.% днметилсульфоксида (вещество- свидетель) и 80 вес.о/о тяжелой воды ДО.Во внешний цичиндр заливают раствор, содержащий 2 вес,% третичнобутилового спирта (вещество-стабилизатор), 90 вес.% тяжелой воды, остальное - вода НО (вещество-датчик температурь). В течение 1 ч образец находился в спектрометре в термостабилизированном состоянии; непрерывно отслеживалась резонансная частота свидетеля и каждые 0,5 м измерялась цифровым частотомером с точностью до 10 5 Г 4.Все значение частоты легли в интервал 0,006 Г 4; гистограмма отклонений от среднего колоколообразна и достаточно симметрична, следовательно, точность и стабильность регистрации резонансной частоты,не хуже 0,010 Гц/; 2= 0,005 Г 4,Определение повторяемости измерений в случае, когда перел ка:клым измерением образец собирался и заполнялся заново.Состав растворов тот;ке.Результаты приведены в таблице. Всс г 151 т 1 311 ачснп 1 1:езо.с.спой частоты укладываются в интервал О,"59 Гц; максимальное отклонение от среднего не более 0.,005 Ги О:1 рслелсие кинет:.кп реакции восстановления кислорода окислительно-восстановительной коферментной системой ФМННАДН. Внутренний раствор остался без изменения, внешний раствор содержал третичнобутиловый спирт, тяжелую воду, легкую волу, двузамещенный фосфат натрия в тех жс концентрациях, что и в предыдущем опыте.,В него были внесены НАДН в концентр аци и 10 - - М/л и ФМН в концентр ации 10М/л. Перел опытом раствор продувался атмосферным воздухом. Резонансная частота свидетеля отслеживалась не.прерывно в течение 1,5 ч и измерялась че 25 зо 35 40 45 50 55 рез 1 - 1,5 дин. Результат представлен на фиг. 2.Равновесная концентрация молекулярного кислорода в слабых водносолевых растворах приближается к 3 10 - 4 М/л; молярная магнитная восприимчивость 02 (находящегося в основном триплетном состоянии) равна,3,3 10 з л/моль при 20 С. Так как концентрация НАДН существенно превышает концентрацию ФМН возможна реакция восстановления кислорода псевдо- нулевого порядка с линейной кинетикой.Предлагаемый способ повышает точность определения статической магнитной восприимчивости вещества в растворе в 20 - 50 раз; увеличивает чувствительность измерения, что позволяет зарегистрировать слв:г резонансной линии вещества-свидетеля, составляющей 3 - 5 Оо разрешения спскт.омет,а ЯМР. Формула изобретения Способ определения статической магнитной восприимчивости веществ в растворе, при котором в двойную коаксиальную ампулу заливают растворы, содержащие исследуемое вещество, вещество-стабили затор, вещество-свидетель и растворитель, помещают ампулу с растворами в зонд спектрометра ЯМР, регистрируют сдвиг резонансной частоты сигнала ЯМР вещества-свидетеля и вычисляют определяемую величину по значению указанного сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения магнитной восприимчивости, во внутренний цилиндр коаксиальной ампулы заливают раствор, содержащий вещество-свидетель и раство. ритель, при следую 1 цем соотношении ком. 1 онентов, вес. О/о.Вещество-свидетель 15 - 20 Растворнтель Остальное, во внешний цилиндр ампулы заливают раствор, содержащий исследуемое вещсст. во, вещество-стабилизатор и раство;. и. тель, при слелующем соотношении компо центов, вес. О 1,:Исследуемое вещество 2 - 10 Вещество-стабилизатор 2 1 застворптель Остальное, в сдвиг резонансной частоты вещества свидетеля регистрируют по изменению значе ния частотной развертки спектрометра ЯМР, соответствующей нулевой точке сигнала дисперсии ЯМР веще тва-спиде-еля. Источники ипфоргсацип, прпнятыс пс внимание при экспертизе:1. Чечерников В. И. Магнитные измере ния. М., Издательство МГУ, 1969, с. 139 - 142,2. Лопгпа 1 о 1 йе С 11 еп 11 са 1 Яос 1 е 1 у, 1.опдоп, 1959, Мо 6, рр. 2003 - 2005.е ефее еффф едахр Р , тиуна Составитель В. филиппов дактор О. филиппова Техред О. Павлова Корректор И. Осиновска.1: =2//У, Ж 2 гл /: опгФиг. 1 Заказ 221/224 Изд,216 Тираж НПО Поиск Государственного комитета СССР по дела 113035, Москва, К.35, Раушская наб., 15 Подписное изобретений и открытий . 4/5

Смотреть

Заявка

2684360, 13.11.1978

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИ-КИ ИМ. Б. П. КОНСТАНТИНОВА AH CCCP

ДЕВЯТЕРИКОВ РУДОЛЬФ ПАВЛОВИЧ, КАЧУРИН АНАТОЛИЙ МАРКОВИЧ, КЛЕЙНЕР АЛЕКСАНДР РАФАЭЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 24/08

Метки: pactbope, веществв, восприимчивости, статическоймагнитной

Опубликовано: 07.03.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-811125-sposob-opredeleniya-staticheskojjmagnitnojj-vospriimchivosti-veshhestvv-pactbope.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения статическоймагнитной восприимчивости веществв pactbope</a>

Похожие патенты