Файл: ssu054.pdf

7.1.Спектральные методы анализа

Спомощью нейтронно-активационного анализа определяют содержание тяжелых металлов в твердых образцах и биологических объектах. С его помощью определяют тяжелые металлы в волосах. Оказалось, что волосах накапливаются металлы и тем самым они служат индикатором уровня загрязнения окружающей воздушной среды токсичными металлами. Широкое применение для анализа тяжелых металлов (Fe, Zn, Cu, Pb, Cd, Ni, Cr и др.) и других элементов находят эмиссионный и атомноабсорбционный анализ. Многие токсичные органические соединения, на-

пример формальдегид, СH3OH, изоамиловый спирт, а также фармацевтические препараты переводят в интенсивно окрашенные производные и определяют фотометрически. Так, при фотометрическом исследовании тетрациклинов используется реакция на фенольный гидроксил (образование азокрасителя) и реакция образования фенолятов и енолятов железа, а фотометрическое определение фурацилина основано на собственной окраске препарата. Необходимо отметить о применение флуоресцентного метода для определения суммарного количества органических веществ в воде и для определения нефтепродуктов в морской воде. Из спектральных методов анализа широко нашли применение ИК - Фурье, ЯМР - (фармацевтические препараты) и ЭПР-спектроскопия (определение парамагнитных металлов в почвенных экосистемах).

7.2.Электрохимические методы анализа

Эти методы широко используются для анализа лекарственных и сильно действующих веществ. Например, для количественного определения кокарбоксилазы, линкомицина, димедрола, папаверина, но-шпы используют потенциометрическое титрование. В основе потенциометрического определения никотиновой и ацетилсалициловой кислот – используют реакцию нейтрализации. Проводят амперометрическое количественное определение глюконата кальция раствором ЭДТА. В частности для определения анальгия проводят кулонометрическое титрование. Разработаны потенциометрические датчики, измеряющие содержание в воздухе таких токсичных примесей, как 1- нафтиламины и 2- нафтол. Они присутствуют в атмосфере городов с развитой коксохимической и металлургической промышленностью. Для определения в продуктах питания тяжелых металлов используют вольт - амперометрические анализаторы.

7.3. Хроматографические методы

Одним из наиболее широко распространенных методов качественного и количественного анализа является газовая хроматография. Ее променяют для определения токсичных примесей в вино - водочной про-

17

дукции (Табл. 1). Особенно эффективна в этом отношении хромато-масс- спектрометрия.

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) применяется для анализа пищевых продуктов на предмет содержания в них таких токсичных веществ как бенз(а)пирен, который может вызвать онкологическое заболевание и наличие которого указывает на содержание в анализируемом объекте целой группы полициклических ароматических углеводородов, обладающих канцерогенной активностью:

флюорант; бензо(b)флюорантен; бензо(a)флюорантен; бензо(ghi)перилен; индено(1,2,3-сd)пирен; бенз(а)пирен;

флюорант бeнзо(b)флюорантeн бeнзо(a)флюорантeн

индено(1,2,3-cd)пирeн бeнз(а)пирeн

бeнзо(ghi)пeрилeн

Методом ВЭЖХ определяют N - нитрозоамины (N - нитрозодиметиламин, N – нитрозодиэтиламин).

18

Методами жидкостной и газовой хроматографии определяют пестициды, а также анализируют лекарственные препараты и парфюмернокосметические композиции.

Для анализа состава лекарственных препаратов также применяют термические методы анализа – метод дифференциальной сканирующей калориметрии (изучается тепловой эффект плавления веществ). Имеются данные об использовании этого метода для определения ибупрофена, парацетамола, салициламида, сульгина.

8. БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЯДОВИТЫХ И СИЛЬНО ДЕЙСТВУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Данные методы основаны на использовании биосенсеров, иммунохимических методов и методов с применением биохимических реакций.

8.1. Иммунохимические методы анализа

Их используют для анализа наркотических и других одурманивающих веществ. Они отличаются высокой чувствительностью, специфичностью, простотой исполнения. При этом можно анализировать одновременно большое количество проб. В основе этих методов лежит специфическая реакция антител с молекулами определяемого вещества, выступающего в роли антигена. Для детектирования результатов реакции один из компонентов реакции метят специальной меткой. В зависимости от природы применяемой метки и способа ее детектирования существует несколько видов иммунохимического анализа (Табл.2).

20

8.2. Биосенсорный анализ

Биосенсеры - это аналитические устройства, использующие биологические материалы для «узнавания» определенных молекул и выдающие информацию об их присутствии и количестве в виде электрического сигнала. Любой биосенсор состоит из двух элементов: биоселектирующий материал (ферменты, антитела, рецепторы, нуклеиновые кислоты, и даже живые клетки) и физический преобразователь сигнала, трансформирующий концентрационный сигнал в электрический (это могут быть электроды, оптические преобразователи, гравитационные, калориметрические, резонансные системы). Большое применение получили биосенсоры на основе ферментов, с их помощью можно определять метаболиты (глюкоза, молочный сахар, пируват, мочевина и др.), различных ядовитых и сильно действующих веществ. Так, например многие ферменты осуществляют оксидазную реакцию с различными веществами (глюкоза, аминокислоты) с образованием перекиси водорода. В этом случае пероксидазный электрод используется для трансформации концентрационного сигнала в электрическую форму. При совместной иммобилизации двух ферментов - оксидазы и пероксидазы происходят следующие процессы:

В условиях, когда лимитирующей является первая стадия, величина тока линейно связана с концентрацией метаболита АН2 .

Имеются данные о применении биосенсеров для определения супертоксинов и боевых отравляющих веществ. Большая группа фосфорорганических соединений выступает в роли сильных ядов, блокирует в центральной нервной системе фермент ацетилхолинэстеразу. По аналогичному механизму действуют большинство пестицидов. Были разработаны биосенсоры для детекции такого рода соединений с необходимой высокой чувствительностью. Ферментативные реакции, которые использованы для этих целей, выглядят следующим образом:

21

Ацeтилхолин холин + уксуснаякислота

Ингибитор (зарин, зоман и др.) блокируют активность ацетилхолинэстеразы, в конечном итоге уменьшая пероксидазный электрокаталитический ток через поверхность электрода. Чувствительность биосенсора доведена до 10-12 М нейротоксина. Имеются сведения о применении клеточных биосенсоров (применяются клетки растений, животных, человека, микроорганизмов) для селективного определения фенолов, пролина, глутамина, тирозина, молочной и аскорбиновой кислот, а также для экспресс - анализа качества воды и сточных вод. Существует метод определения БПК (биологического потребление кислорода) - анализ на определение совокупности органических соединений, которые могут быть использованы микроорганизмами. Традиционный метод требует для получения данных несколько дней. Биосенсор с иммобилизованными клетками позволяет получать эти же результаты в течение нескольких минут.

9. МЕТОДЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Котходам химических производств относятся:

•отслуживший свой срок изделия из полимеров - поливинилхлорида, хлорпренового каучука, хлорированных полиэфиров, полистиролов, полиамидов и др.;

•отработанные смеси жиров и масел с органическими растворителями - трихлорэтиленом, метилхлороформом, четыреххлористым углеродом, спиртами образующиеся при обезжиривании и расконсервации оборудования и материалов в машиностроении, радиоэлектронике и др.;

•исчерпавшие ресурс диэлектрики, в основном, хлорированные дифинилы и трихлорбензолы из электрических трансформаторов и конденсаторов;

•пришедшие в негодность органические пестициды;

•неутилизируемые легкие фракции, кубовые остатки и смолы предприятий органического синтеза;

•сточные воды, образующиеся при производстве и применении органических продуктов.

22