Раздел 11

Химические тест-методы анализа


11.1. Общая характеристика тест-систем

Список сокращений и обозначений

ДДТК — диэтилдитиокарбаминаты

ДТЗ — дитизонаты

КПАВ — катионные поверхностно-активные вещества

ПАВ — поверхностно-активные вещества

ПАН — 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол

ПАР — 4-(2-пиридилазо) резорцин

ППУ — пенополиуретан

РЗЭ — редкоземельные элементы

РИБ — реактивная индикаторная бумага

ТААФ, ТАН, ТАР — тиазольные азосоединения

ТОА — три-н-октиламин

ТМ — тяжелые металлы

Σ ТМ — сумма тяжелых металлов

ЭДТА — этилендиаминтетраацетат натрия

sr — стандартное отклонение

S — коэффициент чувствительности

11.1.1. Дефиниции

Желательно пояснить некоторые термины, используемые в этом разделе.

Тестирование (тест) в химическом анализе означает быструю и простую оценку присутствия и/или содержания химического компонента в образце.

Тест-средства — это компактные, легкие и обычно дешевые единичные устройства или приспособления для тестирования, наборы или системы таких единичных устройств (приспособлений).

Тест-системы для химического анализа представляют собой простые, портативные, легкие и дешевые аналитические средства и соответствующие экспрессные методики для обнаружения и определения веществ без существенной пробоподготовки (иногда без отбора проб), без использования сложных стационарных приборов, лабораторного оборудования, без самой лаборатории, без сложной обработки результатов, а также подготовленного персонала; в большинстве случаев применяют автономные средства однократного использования.

Тест-методика (инструкция) описывает процедуру проведения теста, включая пробоотбор (если это необходимо), обнаружение и определение компонента или параметра.

Тест-форма — аналитическая форма реагента или комбинации реагентов и разного рода добавок, приспособленная к условиям тестирования и готовая к применению в этих условиях.

Общий принцип почти всех химических тест-методов — использование аналитических реакций и реагентов в условиях и в формах, которые обеспечивают получение визуально наблюдаемого и легко измеряемого эффекта, например интенсивность окраски бумаги или длину окрашенной части трубки. Реагенты и различные добавки используют в виде заранее приготовленных растворов (в ампулах или капельницах) или иммобилизированными на твердом носителе — бумаге, силикагеле, пенополиуретане и т. д. В качестве средств для тест-методов химического анализа могут быть использованы индикаторные бумаги, индикаторные порошки и трубки, таблетки и др.

11.1.2. Цели использования и достоинства

Тест-методы во многих случаях используют для предварительной оценки наличия и содержания компонентов [1–81]. В этом случае уместна методология скрининга. Очень удобны тест-системы для оценки обобщенных показателей изучаемого объекта, например химического потребления кислорода (ХПК) или суммы тяжелых металлов в водах. По мере их совершенствования тест-методы служат (и все в большей степени будут служить) единственным и окончательным средством анализа.

Тест-средства анализа можно использовать для управления дозирующими устройствами, например инсулиновым насосом для больных диабетом. Особую группу тест-средств составляют так называемые химические дозиметры, предназначенные для оценки суммарного количества вещества, появившегося в изучаемой среде за определенное время. Особое значение имеют тест-методы для анализа «на месте» (on site), вне лаборатории.

На протяжении столетий, со времен алхимиков, химический анализ осуществлялся в лабораториях. Это было связано с необходимостью использовать специальную химическую посуду, специальное Лабораторное оборудование, например печи, а затем и измерительные приборы; с применением не всегда безвредных химических веществ, что требовало как минимум хорошей вентиляции; с длительностью, сложностью и трудоемкостью операций разделения сложных смесей веществ. В значительной мере эти факторы действуют и в настоящее время, поэтому сотни тысяч, миллионы химических анализов проводят в аналитических лабораториях, причем теперь не только химических, но и физических и биологических. Так, любой исследовательский институт химического, геологического или металлургического профиля имеет аналитические лаборатории. То же самое можно сказать о любом химическом, нефтеперерабатывающем, фармацевтическом или металлургическом заводе. И в этих лабораториях обычно много сложных и дорогостоящих приборов.

В последнее время положение меняется: химический анализ постепенно перемещается из лабораторий к тем местам, где находятся анализируемые объекты. Это одна из важнейших тенденций развития аналитической химии, которая определяется назревшими потребностями практики.

Внелабораторный анализ либо уже делается в широких масштабах, либо совершенно необходим и в той или иной мере начинается в очень многих областях:

Анализ «на месте» имеет много достоинств. Экономится время и средства на доставку проб в лабораторию и на сам лабораторный анализ (конечно, более дорогой). При анализе на месте обычно снижаются требования к квалификации исполнителя, поскольку используются более простые средства анализа. Но главное заключается в том, что часто анализ в стационарной лаборатории вообще невыполним или не имеет никакого смысла, например в случаях, когда изменяются формы существования компонентов. Анализ «на месте» осуществляется почти или точно в режиме реального времени; это позволяет без промедления начать действия по устранению источников и/или последствий происшествий, не дожидаясь проведения анализа в лаборатории и соответствующих лабораторных данных.

Очевидно, что роль стационарной лаборатории должна уменьшаться, а значение анализа «на месте» — возрастать. «Полевые» аналитические методы становятся жизненно важными. Существенно, что успехи аналитической химии, аналитического приборостроения и смежных отраслей обеспечивают возможности такого анализа, а в ряде случаев делают его весьма эффективным. Для анализа «на месте» используются различные средства.

Это могут быть передвижные лаборатории на автомобилях, катерах, самолетах и т. д. В этом случае используют обычные лабораторные методы и более или менее обычные лабораторные приборы. В ряде случаев приборы делают более устойчивыми к вибрации, пыли, переводят питание с сетевого на аккумуляторное или батарейное, но в целом это те же лабораторные средства. Подобные лаборатории на автомобилях выпускают несколько фирм. В Санкт-Петербурге создана лаборатория на катере, в Москве — на автомобиле, а также спроектирован самолет-лаборатория для анализа аэрозолей. В США мобильные лаборатории сдает в аренду фирма «On-site Instruments, Inc.».

Более массовым средством являются портативные переносные аналитические приборы на батареях, обычно (но не всегда) монофункциональные, т. е. предназначенные для определения одного вещества (анализаторы, мониторы, сигнализаторы). В этих приборах методика обычно «зашита» в конструкции и не меняется, иногда не требуется отбор пробы. В последнее время создаются и переносные многофункциональные приборы, например хроматографы, но в этом случае устройства пока не получаются портативными, а главное — требуют квалифицированного обслуживания. Таких приборов сейчас разработано и выпускается много, они весьма разнообразны и широко применяются.

Для освещения проблем внелабораторного анализа создан новый журнал (Field Analytical Chemistry and Technology, J. Wiley and Sons); с 1980 г. проводятся международные конференции по анализу «на месте» («Оn-site Analysis… the Lab Comes to the Field»).

 

11.1.3. Классификация

Классификаций тест-систем для химического анализа может быть несколько в зависимости от выбранного классификационного признака.

Классификация по природе процессов, используемых для получения аналитического сигнала. Тест-методы могут быть разделены на физические, химические, биохимические и биологические. Физических методов немного, и они не играют большой роли в практике химического анализа. Биохимические методы обычно основаны на использовании ферментов и иммуносистем. Выделенные природные ферменты, особенно иммобилизованные, в известной мере приобретают свойства химических реагентов, поэтому, несмотря на специфику ферментов как химических соединений (особенности происхождения, условия хранения, время сохранения активности), ферментные методы можно отнести к химическим. Иммунометоды больше тяготеют к биологическим методам. Биологические методы, базирующиеся на использовании микроорганизмов, органов, тканей и даже высокоорганизованных организмов и целых популяций, упомянуты только в разделе, посвященном определению суммарных показателей (биотесты).

Классификация по форме используемого тест-реагента. Это прежде всего готовые растворы и «сухие реагенты», т. е. или нанесенные на твердый носитель, или просто порошки (таблетки) самих реагентов. Операции с растворами можно осуществлять по-разному: прибавлять из капельницы, использовать самонаполняющиеся ампулы, приготовленные в вакууме, и т. д. Еще более разнообразны тесты на твердой матрице; самые известные примеры — индикаторные бумаги, содержащие молекулы-реагенты или активные атомные группировки, и индикаторные трубки для анализа газов, в которых носитель содержит хромогенный реагент, изменяющий окраску при пропускании нужного газа.

Реагенты на носителях (матрицах) различаются природой носителя (целлюлоза, синтетические полимеры, силикагель и др.) и способом закрепления на носителях (адсорбционные, ковалентные).

Общие требования и метрология. Приведенные выше характеристики тест-систем можно рассматривать и как совокупность требований к тест-методам и тест-средствам. Сделаем только некоторые дополнения.

1. Поскольку тесты часто используют для предварительной оценки, для скрининга проб, при оценке наличия нужного компонента предпочтительнее ошибочное «да», чем ошибочное «нет».

2. Поскольку одним из достоинств тест-методов является их экспрессность (то есть высокая скорость исполнения), следует использовать быстро протекающие химические реакции.

3. Поскольку тест-системы часто рассчитаны на широкое использование их необученным персоналом, а то и просто обывателями, число операций, осуществляемых при тестировании, должно быть минимальным.

4. При визуальной оценке границы раздела по-разному окрашенных зон должны быть четкими, изменения окраски достаточно контрастными и т. д., т. е. следует сводить к минимуму возможность неоднозначного толкования результата.

Более обстоятельно нужно рассмотреть метрологические требования при количественном анализе. Метрологический аспект очень существенен для разработки, приготовления и использования тест-систем; результаты тестов должны быть достаточно надежными даже в тех случаях, когда определяют малые количества веществ.

Правильность тест-методов обычно проверяют сравнением их результатов с результатами, полученными «инструментальными» методами. Это обычно делается при разработке тест-методов, но такую проверку может делать иногда и потребитель, чтобы быть уверенным в результатах. Многие тест-системы не являются универсальными и предназначены для определения компонентов только в определенных объектах.

Воспроизводимость визуальных измерений в случае цветных реакций может иметь погрешность от 10 до 50 %. Поэтому в ряде случаев такие методы следует рассматривать как полуколичественные. Возьмем данные о воспроизводимости результатов при использовании индикаторных бумаг. Воспроизводимость оценивают величиной относительного стандартного отклонения (sr). Были использованы различные способы определения концентрации тестируемых компонентов. В области нижних границ определяемых содержаний наименьшее значение sr получено для тест-титрования и при использовании тест-трубок (£  0,1). При определении концентрации по длине или площади окрашенной или обесцвеченной зон бумажных тест-полос получены значения
sr £ 0,3, а при визуальной оценке интенсивности окраски жидкости sr £ 0,4. Наименее точно определяется концентрация по интенсивности окраски реактивных бумаг
(sr £ 0,5). Приведенные значения sr получены на реальных объектах при минимально определяемой данным способом концентрации при надежности 0,95. При больших значениях определяемых концентраций величина sr имеет, как правило, меньшее значение. Создание более совершенных портативных приборов для измерения коэффициентов диффузного отражения тест-форм позволяет значительно улучшить воспроизводимость определений
(sr £ 0,08). Здесь используется зависимость от концентрации функции Гуревича—Кубелки—Мунка F = (1 – R)2/2R, где R — коэффициент диффузного отражения образца при данной длине волны.

Что касается пределов обнаружения тест-методов, то при общем стремлении к созданию чувствительных методов всегда нужно ориентироваться на реальную потребность. Так, в анализе объектов окружающей среды прежде всего нужны средства, позволяющие определять нормируемый компонент на уровне несколько более низком, чем предельно допустимая концентрация (ПДК) этого компонента в данном объекте, например в природной воде. Чувствительность зависит от типа тест-средств, выбранных реагентов, способов осуществления определения. Есть примеры очень чувствительных тестов. Например, индикаторными бумагами определяют до 0,005 мг/л меди. При пропускании 20 мл анализируемой жидкости через реактивную матрицу (бумагу с реагентами) в простейшем концентрирующем устройстве можно достичь предела обнаружения 0,001 мг/л. С точки зрения снижения предела обнаружения представляют интерес кинетические, в частности ферментативные методы; при определении ртути по ее ингибирующему действию на пероксидазу хрена достигнута рекордная нижняя граница определяемых содержаний 1 · 10–5 мг/л.

 


11.2. Химические основы тестов: реагенты и реакции

Рассматриваемые ниже тесты основаны на использовании химических аналитических реакций.

 

11.2.1. Общие сведения

Химия тест-методов основана на цветных реакциях, например реакциях комплексообразования или окисления—восстановления. «Ноу-хау» разработчиков и производителей тест-систем означает: подбор рациональной комбинации реагентов, стабилизацию смесей реагентов и растворов, уменьшение мешающих влияний путем добавления маскирующих агентов. Главная цель — разработать тест, который был бы экспрессным и легким в осуществлении. Помимо реакций, приводящих к появлению окраски, используют также химические взаимодействия, результатом которых является люминесценция. Эффект измеряют не только визуально, но и с помощью простых в использовании портативных (обычно карманного типа) приборов. Особенно часто измеряют пропускание света, диффузное отражение или, как уже сказано, люминесценцию.

Основные требования, предъявляемые к реагентам, которые используют в тест-методах, можно сформулировать так:

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:

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.

11.2.2. 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. Несмотря на развитие потенциометрических методов определения pH, определение кислотности с помощью кислотно-основных индикаторных бумаг остается весьма распространенной процедурой. 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. Химия кислотно-основных индикаторов — обширная, хорошо изученная область. Однако использование таких индикаторов в тест-методах выдвигает свои требования и критерии. 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.

11.2.3. Реакции окисления—восстановления

Эти реакции также весьма распространены. При использовании твердых реагентов необходимо знать, изменится ли окислительно-восстановительный потенциал при иммобилизации реагентов на твердой матрице. Здесь нет общего решения, многое зависит от способа иммобилизации, природы матрицы и т. д. Установлено, что окислительно-восстановительный потенциал молибдофосфорной кислоты несколько изменяется при иммобилизации этой кислоты в ксерогеле на основе кремниевой кислоты.

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: cмин = 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. Содержание элементов определяют по диаметру пятна, пропорциональному содержанию золота (4–24 мкг) или серебра (2–12 мкг).

 

11.2.4. Реакции комплексообразования

Эти реакции широко используют в многочисленных тест-методах на ионы металлов, реже — в методах определения органических веществ. Специфических реакций образования комплексных соединений почти нет, поэтому во многих тест-средствах предусматривается регулирование pH, использование маскирующих веществ и другие способы повышения селективности.

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.

Из многочисленных реагентов, успешно используемых в тест-методах для определения многих ионов металлов, можно в качестве примера назвать реагенты двух классов органических соединений — новые формазаны и гетероциклические азосоединения.

Органические реагенты, иммобилизованные на носителях различной природы, условно можно представить указанными ниже классами (в скобках после реагента приведены матрицы и далее — определяемые элементы).

Азотсодержащие реагенты — 2,2'-дипиридил, 1,10-фенантролин, батофенатролин, батокупроин (кремнеземы, катиониты Dowex 50W x 2 и КУ-23, пенополиуретаны — ППУ, поливинилхлорид) — Fe(II), Cu(I).

Азоткислородсодержащие реагенты — азотсодержащие гетероциклические азосоединения (ПАН, ПАР и др.), основной синий К (КУ-2) — Ni(II); антразохром (АВ-17) — Al(III); эриохромовый черный Т (АВ-17) — Zr(IV); цинкон (Dowex 1´  2) — Cu(II); нитроксоаминазо (АВ-17) — Pd(II); сульфонитрофенол (капроновая мембрана) — Pd(II); сульфохлорфенол С (АВ-17) — V(V), Mo(VI); родазол X (капроновая мембрана) — Cu(II), Ag(I), Au(III), Pb(II), Pd(II); дифенилкарбазид (Dowex 50W ´  2), волокнистый материал, наполненный (АВ-17) — Cr(VI); 2,2'-дихинолил-4,4'-дикарбоновая (бицинхониновая) кислота (сефадекс QAEA-25) — Cu(I); п-нитрозодиэтиланилин (КУ-2) — Pd(II); нитрозо-Р-соль (сефадекс QAEA-25) — Co(II); бромсалицилгидроксамовая кислота (сефадекс QAEA-25) — V(V).

Азоткислородсеросодержащие реагенты — тиазольные азосоединения: ТАН, Br-ТАН, ТАН-3,6-S, ТААФ– аналоги пиридиновых азосоединений; КУ-2, АВ-17 — Cu(II), Fe(III), Ni(II), Pd(II), U(VI); 4-фенолазо-3-аминороданин (полиакрилнитрильное волокно, наполненное КУ-2) — Hg(II).

Азотсеросодержащие реагенты — дитизон (ткань с винилпиридиновыми группами) — Zn(II); диэтилдитиокарбаминат (полиакрильное волокно, наполненное (АВ-17) — Cu(II); пиразолиндитиокарбаминат — Fe(III)).

Кислородсодержащие реагенты — алюминон (силасорб) — Cu(II); пирокатехиновый фиолетовый (АВ-17) — Mo(VI); эриохромцианин R (С-120, целлюлоза) — Al(III); хромотроповая кислота (Dowex 1´ 8) — Ti(IV); фенилфлуорон (волокнистый материал, наполненный АВ-17) — Mo(VI); тайрон (ЛИК-21) — Fe(II, III); сульфосалициловая кислота (ЛИК-21, АВ-17) — Fe(III).

Селективность тест-форм повышали введением маскирующих веществ, как и при фотометрическом определении этих ионов в растворах, либо использованием довольно селективных реагентов — диметил- или бензилдиоксимов (определение никеля), тайрона, сульфосалициловой кислоты (определение железа).

Особо селективны реакции, в которых в качестве тест-реагента используют комплекс реагента с каким-либо ионом, селективно замещаемым другим ионом. При этом окрашен либо первый, либо второй комплекс, что позволяет использовать в тест-методах внешний эффект — ослабление окраски. Например, в диэтилдитиокарбаминате меди, окрашенном в желто-коричневый цвет, медь селективно замещается на ртуть(II), что использовано для селективного тест-определения последней. В бесцветном диэтилдитиокарбаминате свинца катион селективно замещается на медь, карбаминат которой окрашен, в отличие от комплекса свинца.

 

11.2.5. Реакции синтеза органических соединений

Эти реакции используют менее широко. Однако известны примеры их применения даже в неорганическом анализе. Один пример — определение нитрит-ионов, при котором реализуются реакции диазотирования и азосочетания. Так, предложен нетоксичный п-нитроанилин в качестве диазокомпонента и резорцин или хромотроповая кислота в качестве азокомпонента. Другой пример — использование реакции гидроксамации для определения ряда органических веществ; образующаяся гидроксамовая кислота взаимодействует с железом(III), при этом возникает интенсивная окраска.

В качестве иллюстрации ниже приведены некоторые реагенты, используемые германской фирмой «Дрэгер» (Dräger) в индикаторных трубках для определения газов и паров (табл. 11.1).

Таблица 11.1

Некоторые органические реагенты, используемые
в индикаторных трубках фирмы «Дрэгер»

Определяемое
вещество

Реагент

Продукт реакции

Ацетон

2,4-Динитрофенилгидразин

Гидразин (желтого цвета)

Акрилонитрил

Метиловый красный и HCl

Продукт красного цвета

Анилин

Фурфурол

Дианилиновое производное гидроксиглутакондиальдегида

Бензол

Формальдегид и H2SO4

п-Хиноидное соединение

Дисульфид углерода

NHR2 и медь

Cu(SCNNH2)2

Хлороформ

o-Толидин

Желто-оранжевое соединение

Хлор

o-Толидин

Желто-оранжевое соединение

Диоксид азота

Дифенилбензидин

Продукт серо-синего цвета

Озон

Индиго

Изатин

 


11.3. Способы использования реагентов

Есть по крайней мере три основных пути применения аналитических реагентов в тест-системах: 1) их используют в виде заранее приготовленных и фасованных растворов; 2) они иммобилизованы на твердую матрицу (носитель); 3) их используют в виде заранее взвешенных и упакованных доз в виде порошков, шариков, таблеток и т. п.

 

11.3.1. Тест-системы

Готовые растворы. Используют обычно водные растворы; изготовители тест-средств помещают их в ампулы, капельницы, закрытые пробирки. Реагенты в таких растворах должны быть устойчивыми в течение длительного времени. Концентрация реагентов соответствует ожидаемой концентрации определяемого компонента; часто в набор входят растворы нескольких концентраций. Иногда растворы содержат не только сам реагент, но также другие необходимые вещества. Примерами могут служить наборы фирм «Merck» или «CHEMetrics».

Реагенты-добавки. Помимо собственно аналитических реагентов в тест-средства обычно вводят и другие вещества — восстановители или окислители, буферы, маскирующие агенты, смачивающие соединения, закрепители и др.

Реагенты на твердой матрице. Вероятно, несколько большее распространение имеют тест-средства, приготовленные на твердом носителе — на бумаге, ткани, на синтетических органических полимерах, силикагеле и др. Природа носителя, способ его приготовления и способ иммобилизации реагентов на нем имеют весьма существенное значение. Реагент иммобилизуют адсорбцией, испарением растворителя после импрегнирования раствором реагента в этом растворителе, другими физическими или химическими (ковалентными) методами. Относительно слабая фиксация «физически» закрепленных реагентов на поверхности носителя и как следствие этого частичное смывание его при контакте с раствором являются основным недостатком таких тест-систем. Увеличения прочности связывания реагента с носителем добиваются образованием химических связей между ними (химическая иммобилизация). Однако «физическое» закрепление, как правило, намного проще, поэтому оно весьма широко распространено.

Описаны варианты «физической» иммобилизации реагентов на бумаге. Твердый носитель замачивают в растворе реагента и затем высушивают. Процесс может быть одностадийным или многостадийным; многостадийность может быть связана с необходимостью создания защитного слоя или с иммобилизацией второго реагента. В последнем случае после сушки носитель повторно замачивают, например, в растворе поливинилового спирта, желатина или других пленкообразующих веществ, высушивают и снова замачивают в растворе другого реагента. При этом реагенты на носителе оказываются отделенными друг от друга пленкой полимерного слоя. Это позволяет разделить несколько реагентов, между которыми возможно преждевременное химическое взаимодействие, и провести реакцию с определяемым веществом в несколько стадий. При контакте такого иммобилизованного «многослойного» реагента с исследуемым раствором определяемое вещество реагирует с «внешним» реагентом, проходит через полимерный слой и реагирует с «внутренним» реагентом с образованием окрашенных продуктов реакции.

Применяется также последовательная двухстадийная пропитка растворами исходных реактивов с целью синтеза аналитического хромогенного реагента на самом носителе. В этом случае для нанесения на матрицу композиции, состоящей из реагента, закрепителя, маскирующих, буферных и смачивающих веществ, пропитку сначала ведут водными растворами неорганических веществ, сушат, а после сушки пропитывают носитель растворами индикатора в органическом растворителе.

Большое распространение в качестве матрицы для твердотельных тест-реагентов получили синтетические органические полимеры.

Основным способом нанесения реагентов на такие полимеры является физическая иммобилизация, однако известны примеры химической прививки. Так, для определения pH получали тест-системы конденсацией полиакролеина с аминосоединениями (4-аминоазобензол, 4-амино-2,3-диметилазобензол и др.), поликонденсацией фенолфталеина с формальдегидом, мочевиной и фенолом и полимеризацией 4-п-аминофенилазофенилметакрилата и 4-п-диметиламинофенилазометакрилата в присутствии азодиизобутиронитрила. Полученные тест-формы отличаются устойчивостью к кислой и щелочной средам и обратимостью действия.

В качестве матриц-носителей для органических реагентов в тест-методах широко используют пенополиуретан (ППУ). Эти полимеры могут удерживать хелатообразующие реагенты, неорганические осадители, ферменты и т. д. После сорбции окрашенных соединений или образования их прямо на поверхности пенополиуретаны приобретают окраску, характерную для определяемого соединения. Тесты с использованием ППУ выполняют в трех разных вариантах.

Первый основан на образовании окрашенного соединения в анализируемом растворе и последующей сорбции немодифицированным ППУ.

В случае второго варианта окрашенное соединение образуется непосредственно в фазе сорбента в результате взаимодействия между определяемым веществом и гидрофобным реагентом, иммобилизованным на ППУ.

В третьем варианте собственные концевые группы молекул ППУ используются в качестве функциональных, поскольку они могут принимать участие в реакциях комплексообразования, окисления—восстановления или органического синтеза.

Разработаны способы нанесения реагентов на ППУ, основанные на предварительной пластификации таблеток ППУ и последующей обработке их малым объемом ацетонового раствора аналитического реагента. Реагенты, нанесенные таким способом, прочно удерживаются и равномерно распределяются в таблетке. С использованием этой процедуры были разработаны тест-методы определения никеля и хрома(VI).

Существуют тесты для определения цинка, свинца, кобальта, меди, кадмия, ртути, никеля, хрома. Реагенты закреплены на пластифицированных открытых порах полиуретановых пенопластов, представляющих собой по форме кубики с длиной ребра 4 мм. Дифенилкарбазид, родамин 6Ж, 2,3-диаминонафталин, 8-оксихинолин, иммобилизованные на пенополиуретане, используются для определения хрома(VI), селена и иттрия соответственно молекулярно-сорбционно-спектроскопическим методом. Данные системы могут быть также использованы в тестовых методах.

Для определения следов металлов разработана большая группа систем на основе наполненных волокнистых материалов. Реагенты сорбционными силами закрепляются на ионообменнике. Варьируя природу ионообменника и реагента, а также условия реакции, можно отыскать наиболее избирательную систему для сорбции и определения данного катиона металла. Через полученный материал в виде тонкой пластины с иммобилизованным реактивом пропускают анализируемый раствор. Оптический сигнал измеряют методом спектроскопии диффузного отражения или визуально.

Одним из наиболее распространенных неорганических полимерных носителей реагентов являются силикагели. Их модифицируют различными реагентами и часто наполняют ими тест-трубки для анализа воздуха. Например, для определения метанола и этанола в воздухе, химического потребления кислорода в воде используют оксид хрома(VI) в среде серной и фосфорной кислот; для определения SO2 в воздухе — бромкрезоловый зеленый; для определения хлора — флуоресцеин и бромид калия; для определения оксидов азота — иодид калия и крахмал; для определения остаточного (5 · 10–5%) хлора в воде — о-толидин. Силикагели с нековалентно иммобилизованным ксиленоловым оранжевым или пиридилазорезорцином применяются для определения железа и меди по длине окрашенных зон при пропускании исследуемой жидкости через слой сорбента. Определение кобальта в воде на уровне ПДК основано на образовании окрашенного ассоциата тетрацианатного ацидокомплекса с иодидом дидециламиноэтил-β-тридециламмония, закрепленным на поверхности силикагеля. Сорбент вводят в анализируемую воду и через 30–60 мин сравнивают интенсивность окраски его со стандартной цветовой шкалой. Иммобилизованные гетероциклические азосоединения на кремнеземах используются в качестве тест-форм для определения Co(II, III), Pd, U(VI), Fe(III), Cr(III), Mn(II), Ni(II), Zn(II). Концентрацию определяют по цвету сорбентов после контакта их с исследуемым раствором. Силикагель (силохром С-120) в виде таблеток с иммобилизованным ПАР, ТАР или ПАН предложен для определения Co, Hg, Pd и U с нижней границей определяемых содержаний 0,003–0,1 мг/л.

В качестве матриц иногда используют неорганические соединения, в том числе соли — карбонаты кальция, бария, магния, сульфат бария. Например, на соли наносят тонкий порошок фуксина или метилового фиолетового для обнаружения свободной воды в углеводородах. Модифицирование неорганическими реагентами проводят преимущественно сорбцией или осаждением на сорбентах гидроксидов, оксидов или солей металлов.

В Московском университете изучена ковалентная иммобилизация большого числа аналитических реагентов на обращенно-фазовых силикагелях с привитыми группами 16*, —C6H5, —CN). В качестве реагентов изучены ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота (ДЭГФК), диэтилдитио-фосфорная кислота (ДЭДТФК), фосфорсодержащий поданд (ПОД), диэтилдитиокарбаминат свинца (ДДТК), лаурилсульфат (ЛС), азосоединения — ПАН, ТАН, сульфохлорфенолазороданин (СХФАР), бромбензтиазо (ББТ), люмогаллион (ЛГ), кадион (КД), производные трифенилметана и ксантона — эриохромцианин R (ЭХЦ), ксиленоловый оранжевый (КО), кристаллический фиолетовый (КФ), оксихинолин (ОХ) и его производные — 2-метил-8-оксихинолин (МОХ), 5-фенилазо-8-оксихинолин (ФАОХ), оксимы — ниоксим (НО), диметилглиоксим (ДМГ), салицилальдоксим (САО), -дикетоны — бензоилацетон (БА), теноилтрифторацетон (ТТА), 1-фенил-3-метил-4-бензоилпиразолон-5 (ФМБП), макроциклические соединения — октаэтилпорфирин (ОЭП), диазо-18-краун-6 (Д-18-K-6), гексаоксациклоазохром (ГОЦАХ), 1-нитрозо-2-нафтол (НН), 2,2'-дипиридил (Дип), 1,10-фенантролин (Фен), батофенантролин (БФ), хромпиразол-1 (ХП), п-диметиламинобензилиденроданин (ДМАБР), дифенилкарбазон (ДФК).

Разработаны способы иммобилизации аналитических реагентов в ксерогели кремниевой кислоты. Такие модифицированные ксерогели использованы для многочисленных тест-определений — либо в качестве порошков, либо в качестве наполнителей индикаторных трубок для анализа воды и других жидкостей. Модифицированные ксерогели кремниевой кислоты готовили с использованием золь-гель-технологии, включающей гидролиз тетраэтоксисилана (ТЭОС) в водно-этанольной среде в присутствии закрепляемого реагента с образованием геля и его высушиванием — получением «сухого геля» (ксерогеля).

 

11.3.2. Химическая иммобилизация

При иммобилизации за счет ковалентного связывания (химическая иммобилизация) в качестве носителей используют бумагу, органополимерные сорбенты и силикагели. Число используемых носителей меньше по сравнению с числом носителей при физической иммобилизации.

Способ получения кислотно-основных бумаг с ковалентным закреплением индикатора на бумагу описан еще в 1964 г. Аминосоединение с активной винилсульфоновой группой диазотировали и сочетали с различными азосоставляющими (1-нафтолом, фенолом, диметиланилином). При этом образовывались активные индикаторы. Индикаторные бумаги с ковалентно закрепленным реагентом получали обработкой целлюлозы в щелочной среде. Описан аналогичный синтез и ковалентное закрепление азокрасителей на бумаге для определения pH. Технически легче выполним способ получения индикаторных бумаг с химически связанными реагентами, который основан на использовании в качестве носителя хроматографической бумаги, модифицированной глицидилметакрилатом и эпихлоргидрином.

Ковалентное закрепление реагентов, в отличие от адсорбционного, приводит к тому, что такие бумаги можно использовать многократно, если образовавшийся при анализах комплекс разрушить, например промывкой водой или кислотой. Однако многостадийность и сложность синтеза, токсичность применяемых реактивов, малая их доступность ограничивают применение таких систем.

Много реактивных индикаторных бумаг (РИБ) с химической иммобилизацией реагентов получено В.М. Островской с соавторами [6, 13, 19, 67–69, 75]. Большинство реагентов не расшифровано и названо мультидентатными. Предложенные автором устройства позволяют концентрировать в потоке и затем оценивать полуколичественно содержание исследуемых компонентов.

Предложена РИБ на анионы , Cl, , окислители (Cl2), ароматические амины, гидразин, кетоны (ацетон, метилбутилкетон, ацетоуксусная кислота), фенолы. На все РИБ приведены селективность на тестируемое соединение, пути практического использования, сроки хранения. Пределы обнаружения сопоставлены с ПДК этих соединений. Некоторые РИБ очень избирательны. Например, определению 1 мг/л железа(III) при pH = 3–4 с помощью РИБ-железо(II, III)-теста не мешают (в мг/л): Cd, K, Ca, Mg, Na, Ni, Cr(III), Zn — 1000; Mn(II) — 500; Al, Ba, B, Ga, Y, Co, Li, Sn(II), TI, Ti, Th, W, Ag, Sr, Cr(VI), Ce — 100; Sn(IV), Zr — 30; Pd — 20; Hg(II) — 5; Be — 4; V, Cu — 3; , , , , , , Cl1000; CH3COO, , , .

Некоторые примеры приведены в табл. 11.2.

 

Таблица 11.2

Реактивные индикаторные бумаги с ковалентно
закрепленными аналитическими реагентами

Ион

pH

Диапазон определяемых содержаний, мг/л

Цвет сорбата комплекса

λмакс, нм

Bi3+

1

0,01–0,2

Зеленый

655

Fe2+

Fe3+

3–4

0,01–200

Серо-зеленый

400, 700

In3+

1

0,01–0,2

Сине-зеленый

605

Cd2+

6

0,003–1,0

Коричневый

560

Co2+

6–7

0,05–1,0

Коричневато-красный

Cu2+

4–7

0,001–500

Ярко-синий

580

Hg2+

3

0,02–2,0

Серо-черный

Pb2+

6

0,01–2,0

Темно-зеленый

Zn2+

6–10

0,001–100

Темно-красный

500

4–5

0,5–50

Красно-фиолетовый

490

Значительный интерес в тест-методах должны представлять хелатообразующие сорбенты — сшитые полимеры трехмерной структуры, обладающие комплексообразующими или одновременно ионообменными и комплексообразующими свойствами, обусловленными наличием функционально-аналитических групп, входящих в состав полимера. Наиболее распространены сорбенты на основе сополимера стирола с дивинилбензолом и химически модифицированные кремнеземы на основе силикагеля. Такие сорбенты позволяют сконцентрировать определяемый ион, отделить его от матрицы и сопутствующих ионов и определить либо в фазе сорбента методами спектроскопии диффузного отражения или твердофазной спектроскопии, либо после десорбции — любым методом. Поскольку сорбаты окрашены, можно полагать, что интенсивность их окраски можно оценивать либо визуально, либо с помощью карманных тест-анализаторов. Примеры хелатообразующих сорбентов на основе органополимерных матриц приведены в табл. 11.3.

Таблица 11.3

Хелатообразующие сорбенты на основе
полистирола линейного строения

Название

Структура звена сорбента
с хелатообразующей группой

Сорбируемые элементы

Полистирол-азо-арсеназо

Be, Hf, Mo, Nb, Pa, Pu, PЗЭ*, Sc, Th, U

Поли-стиролазо-ПАР

Be, Cu, Hf, Mo, Nb, PЗЭ, V, U

Полистирол-азо-роданин

Ag, Au, Ir, Pd, Pt, Rh

* РЗЭ — редкоземельные элементы.

 

11.3.3. Каталитические реакции

Использование ферментов. Ферменты (биологические катализаторы) во многом отличаются от обычных химических реагентов. Как правило, они проявляют каталитическую активность по отношению лишь к небольшому числу процессов и веществ, поэтому отличаются большой, иногда уникальной, селективностью. Каталитическая активность ферментов обычно очень высока, поэтому для аналитических целей используют лишь весьма небольшие их количества и концентрации. Однако активность ферментов сама по себе зависит от многих факторов: источника, из которого выделен препарат, времени и условий его хранения, очистки, условий использования.

Для создания тест-систем удобны не нативные (в свободном состоянии), а иммобилизованные ферменты, притом наиболее устойчивые и относительно недорогие (хотя ферменты практически всегда дороже обычных химических реагентов). Известно применение пероксидазы, глюкозоксидазы, уреазы, холинэстеразы, моноаминооксидазы, алкогольоксидазы, лактатдегидрогеназы, липазы, эстеразы, диафоразы, каталазы, дегидрогеназы.

При выборе ферментов для создания тест-средств учитывается возможность получения легко фиксируемого аналитического сигнала. Иммобилизацию ферментов для создания тест-систем проводят с использованием различных носителей — бумаг, полимеров (например, полиуретанов). Удобный способ иммобилизации — образование твердого раствора в пленкообразующих веществах, например в хитозане, который представляет собой полисахарид, полученный из хитина с помощью щелочного гидролиза. Хитозан растворим в воде и буферных растворах. Используют и другие пленкообразующие вещества, способствующие сохранению активности фермента — поливиниловый спирт, желатин и др.

Каталитические неферментативные реакции. Примером кинетического метода может служить метод визуального автокаталитического определения следов кобальта(II). Аналитическим сигналом служит время обесцвечивания окрашенного соединения — инертного бис[2-(5-бром-2-пиридилазо)-5-(N-пропил-N-сульфопропил) аминофенолята]кобальта(III), которое разрушают окислением с помощью пероксимоносульфата.

Иммунометоды. Несмотря на то, что иммунологические тест-методы чисто химическими не являются, им необходимо уделить определенное внимание, поскольку они, несомненно, важное средство внелабораторного анализа. Иммунотесты уже в течение нескольких последних десятилетий широко используют в медицине, отчасти при оценке пищевых продуктов. В 1990-х гг. они получили распространение при анализе объектов окружающей среды. На их основе созданы, продаются и используются разнообразные наборы для определения полиароматических углеводородов, полихлорбифенилов, пентахлорфенола, многочисленных пестицидов и других веществ в воде, пище, почвах.

 


11.4. Средства и приемы анализа жидких сред

Основными средствами тестирования воды, водных растворов и других жидких средств являются бумажные индикаторные полоски, индикаторные трубки, таблетки и простейшие устройства для титрования. Однако известны и другие средства. Применяемые процедуры зависят, естественно, от типа средств.

 

11.4.1. Бумажные полоски и их аналоги

Разнообразием способов изготовления тест-устройств и определения концентрации с их помощью отличаются тест-системы, в которых аналитический реагент иммобилизован на твердых носителях, особенно на целлюлозных бумагах. Содержание компонентов определяют: 1) по тону или интенсивности окраски, возникающей после контакта носителя с исследуемой жидкостью, 2) путем сравнения ее с цветной шкалой, либо 3) по площади окрашенной или обесцвеченной зон индикаторных бумаг.

11.4.2. Индикаторные бумаги для погружения в жидкость

Это самый простой способ определения концентрации. Фирмой «Мерк» выпускается множество тест-полос для анализа жидкостей, например серии Merckoquant (табл. 11.4).

Таблица 11.4

Тест-полосы Merckoquant (E. Merck)
для анализа жидких сред

Определяемый компонент

Реагент

Диапазон определяемых
содержаний, мг/л

Al(III)

Алюминон

10–250

Реактив Несслера

10–400

As(III,V)

HgBr2 (для AsH3)

0,1–3

Аскорбиновая кислота

Молибдофосфорная кислота

50–2000

Ca(II)

Глиоксаль-бис-2-гидроксианил

10–100

Cl

Ag2CrO4

500–3000

Cl2

Барбитуровая кислота

4–120

CrO4

Дифенилкарбазид

3–100

Co(II)

NaSCN

10–1000

Cu(II)

4,4'-Дикарбокси-2,2'-дихинолил

10–1000

CN

Барбитуровая кислота

1–100

Ag(I)

CdS

0,5–10

Формальдегид

4-Амино-3-гидразино-5-меркапто-1,2,3-триазол

10–100

Fe(II)

2,2'-Дипиридил

3–500

Pb(II)

Родизоновая кислота

20–500

Mn(II)

Органический индикатор (окисление до МnО2)

2–100

Mo(VI)

Толуол-3,4-дитиол

5–250

Ni(II)

Диметилглиоксим

10–500

N-(1-Нафтил)этилендиамин, сульфаниловая кислота, кадмий

10–500

N-(1-Нафтил)этилендиамин,  сульфаниловая кислота

0,1–3

H2O2

Пероксидаза и органический индикатор

100–1000

Молибдат аммония с восстановителем

10–500

K(I)

Дипикриламин

250–1500

Комплекс бария с тороном

200–1800

Zn(II)

Дитизон

10–250

Общая жесткость

ЭДТА, эриохромовый черный Т

4–25

Примечания. 1. Нижняя граница определяемых содержаний для реагентов выделенных ниже трех групп — 0,1–0,5 мг/л. Различия в устойчивости и растворимости соединений с этими реагентами позволяют выбирать составы для селективного определения ионов с учетом рядов произведений растворимости. Например, ряды растворимости для солей серебра, диэтилдитиокарбаминатов (ДДТК), дитизонатов (ДТЗ) выглядят следующим образом:

Соли серебра:

 > CH3COO > > >  > ClSCN>  Br> I > S2–.

Диэтилдитиокарбаминаты:

Mn(II) > Fe(III) > Sb(III) > In(III) > Zn(II) > Cd(II) > Pb(II) > Co(II) > Bi(III) > Ni(II) > Cu(II) > Ag(I) > Pd(II) > Hg(II).

Дитизонаты:

Fe(II) > Ni(II) > Pb(II) > Co(II) > Zn(II) > Cd(II) > In(III) > Bi(III) > Cu(II) > Pd(II) > Hg(II) > Ag(I).

2. Возможно образование нескольких зон, которые окрашены в различные цвета ионами, расположенными между иммобилизованным и определяемым. Например, на бумаге, пропитанной дитизонатом цинка, возникают коричневая зона меди и оранжевая зона — кадмия.

По интенсивности окраски реакционной зоны (обычно диаметр ее не превышает 6 мм) судят о концентрации компонента. При этом происходит концентрирование продукта реакции на бумаге, и чувствительность определения значительно увеличивается — обычно в 100–1000 раз по сравнению с описанными выше способами. При этом используют бумаги с ковалентно закрепленными на целлюлозе реагентами (формазаны и гидразоны), которые не вымываются с нее при пропускании 20–40 мл пробы.

Существуют индикаторные бумаги, содержащие на одной пластинке ряд зон с последовательно изменяющимися концентрациями реагента. Цвет реагента изменяется только после определенного превышения концентрации определяемого вещества.

 

11.4.3. Концентрирование продуктов реакции

Появились реактивные бумаги и концентрирующие устройства для пропускания через реактивную бумагу определенного объема исследуемой жидкости (табл. 11.5).

Таблица 11.5

Предлагаемые составы реактивов
для пропитки бумаг [8, 9]

Тип действия импрегнирующих
реактивов

Импрегнируемые
реагенты

Определяемые элементы

Малорастворимые органические реагенты

Триоксифлуороны

Ti, Zr, Hf, Mo, W, Ge, Sb, Sn, Ta

Малорастворимые органические реагенты

Азопроизводные пирокатехина

Al, Ga, V, Ge, Mo, W, Ti

Пиридилазонафтол

Ni, Co, Fe, Cu, Zn, Σ TM

Диметилглиоксим

Ni

Дитизон

Zn, Cd, Hg, Ag, Pb, Σ TM

Нитрозонафтолы

Co, Fe, Cu

Диметиламинобензилиденроданин

Ag, Au, Pt, Hg

Малорастворимые
ассоциаты

Триоксифлуороны — ПАВ

Ti, Zr, Hf, Mo, W, Ta, Sn, Sb, Ge

Азопроизводные пирокатехина — ПАВ

Al, W, V, Mo, Ge, Ga

Хелаты металлов с триоксифлуоронами

КПАВ

Малорастворимые
неорганические
соли

Соли серебра

Cl, Br, I, SCN

Сульфиды

H2S, Pb, As, Ag, , Cu, Hg

 

11.4.4. Тест-титрование с бумагами

Известен способ тест-титрования на бумаге, пропитанной титрантом и индикатором. На такую бумагу по каплям добавляют исследуемую жидкость до изменения окраски индикатора. Фильтровальную бумагу пропитывают метиловым оранжевым или K2Zn3[Fe(CN)6]2 для определения 1–50 мМ HCl и 1–10 мг/л Fe(III). На определенную площадь такой бумаги добавляют по каплям исследуемую жидкость до изменения цвета. По количеству добавленных капель пробы судят о концентрации, предварительно определив это количество для стандартных растворов HCl и Fe(III). В другом методе в анализируемый раствор помещают бумагу с иммобилизованным индикатором и при помешивании добавляют полоски бумаг (1 см2) с иммобилизованным титрантом. Количество добавленных полосок пропорционально концентрации. В качестве титрантов использованы иммобилизованные на бумаге ЭДТА (этилендиаминтетраацетат натрия, т. е. комплексон III), карбонаты, тетрабораты, гидросульфаты, лимонная кислота и др. В качестве индикаторов — метиловый оранжевый (определение общей щелочности воды), фенолфталеин (определение общей кислотности воды), эриохромовый черный Т (определение общей жесткости воды), ассоциат ксиленолового оранжевого с цетилпиридинием (определение редкоземельных элементов).

Колориметрия с применением индикаторных бумаг. Для определения концентрации ионов аммония, анилина, фенола, pH атмосферных осадков, активного хлора, хрома(VI), никеля и нитритов используются специальные составы пропитки. Определение проводят по интенсивности или оттенку анализируемой жидкости после внесения в нее полученных индикаторных бумаг или после пропускания анализируемой жидкости через индикаторную бумагу с использованием тест-устройства. Основное требование к реагентам, иммобилизуемым на бумаге, — вымываемость их из матрицы при перемешивании раствора в течение 2–5 мин.

11.4.5. Индикаторные порошки

Индикаторные порошки представляют собой либо смеси необходимых реагентов для определения веществ, либо сыпучие материалы, на которых иммобилизованы реагенты.

В первом случае концентрацию определяют по интенсивности окраски жидкости после внесения индикаторного порошка и его растворения в анализируемом растворе. Так, для определения нитритов разработаны методики визуальных тест-определений ионов металлов, галогенидов и органических соединений с использованием модифицированных ксерогелей (табл. 11.6).

Таблица 11.6

Характеристики тест-методик с использованием
индикаторных порошков

Опреде-
ляемое
вещество

Индикаторный
порошок

Диапазон определяемых содержаний, мг/л

sr,*
(с, мг/л)

Время анализа, мин

Cd

Бромбензтиазо / ксерогель

0,05–1

0,05 (0,1)

20

F

Ксиленоловый оранжевый — Zr(IV) / ксерогель

1–10

0,06 (8,0)

35

Cl

Дифенилкарбазон — Hg(II) / ксерогель

3–20

0,04 (10)

15

Гидразин

Молибдофосфорная кислота — Cu(II) / ксерогель

0,3–3

0,10 (0,25)

10

Сложные эфиры

Fe(III) / ксерогель

40–450

0,09 (60)

15

Активный хлор

N,N-Диэтил-n-фенилендиамин/ диасорб–SO3H

0,005–0,1

0,2–0,3

10

Аскорбиновая
кислота

Молибдофосфорная кислота — Cu(II) / ксерогель

10–400

0,02–0,1

10

* Здесь и далее: sr (с, мг/л), означает относительное стандартное отклонение при определенной концентрации. Например, для гидразина s= 0,10 при концентрации 0,25 мг/л.

11.4.6. Индикаторные трубки

Стеклянные трубки заполняют носителем с закрепленным на нем реагентом. Через трубку пропускают определенный объем анализируемой жидкости; это можно делать с помощью шприца, опустив трубку в анализируемую жидкость и подождав, когда жидкость поднимется до конца заполняющего трубку слоя сорбента (за счет гидростатического давления или за счет капиллярных сил). В результате взаимодействия между закрепленным реагентом и аналитом образуется соединение, имеющее окраску, отличную от окраски слоя сорбента. Длина окрашенной зоны зависит от концентрации аналита.

Стеклянные трубки с внутренним диаметром 2,4–2,6 мм, заполненные силикагелем с иммобилизованным на нем o-толидином, применяют для определения хлора в воде. Длина окрашенной зоны пропорциональна концентрации хлора в диапазоне 0,5–10 мг/л.

При использовании золь-гель-технологии в получаемый силикагель включают 1,10-фенантролин, 1-нитрозо-2-нафтол, ализарин, которые применены для определения железа(II), кобальта(II), алюминия(III) и pH (табл. 11.7). Индикаторными порошками заполняют капилляры размером 0,7´ 100 мм. Концы капилляров закрывают фильтровальной бумагой (около 3 мм). Концентрацию определяют по длине окрашенной зоны носителя после того, как принудительно пропускаемый с помощью шприца или гидростатического давления анализируемый раствор поднимется за счет капиллярных сил. В последних двух случаях к индикаторной трубке присоединяют дополнительно пластиковую трубку (2´ 200 мм), при помощи которой определяют объем пропущенного через индикаторную трубку раствора.

Таблица 11.7

Диапазоны определяемых содержаний и реагенты при определении ионов с использованием
индикаторных трубок в методе поднятия анализируемой жидкости за счет капиллярных сил

Определяемый ион

Реагент

Диапазон определяемых содержаний, мг/л

Fe(II)

1,10-Фенантролин

25–500
0,5–5*

Co2+

1-Нитрозо-2-нафтол

30–300

Al3+

Ализарин

15–300

H+

То же

10–60

* Объем прошедшего через индикаторную трубку анализируемого раствора 0,5 мл (гидростатическое давление 0,05 атм создано опусканием индикаторной трубки в анализируемую жидкость на глубину 50 мм).

 

Для получения индикаторных порошков используют нековалентную иммобилизацию аналитических реагентов на обращенно-фазовых силикагелях и их включение в ксерогели кремниевой кислоты. К аналитическим реагентам, пригодным для использования в методе индикаторных трубок, предъявляются следующие требования: контрастность реакции, высокая скорость взаимодействия с определяемым компонентом, прочное удерживание реагента и продукта реакции индикаторным порошком, чувствительность и селективность. На длину окрашенной зоны оказывают влияние режим ввода анализируемого раствора в индикаторную трубку, физико-химические характеристики индикаторных порошков, длина и внутренний диаметр трубок, pH раствора.

Предложено два варианта получения аналитического сигнала с использованием тест-трубок (диаметр 1–3 мм):

1) образование окрашенного соединения непосредственно в трубке в результате пропускания пробы через трубку, заполненную индикаторным порошком (табл. 11.8);

2) образование окрашенного соединения в растворе и затем пропускание его через трубку (табл. 11.9).

Таблица 11.8

Окрашенные соединения, полученные непосредственно в индикаторной трубке

Определяемое вещество

Индикаторный порошок

pH

Цвет
зоны (фон)

Fe(II)

1,10-Фенантролин / силикагель-фенил или ксерогель

4–9

Красный (белый)

2,2'-Дипиридил / силикагель-фенил

4–9

Красный
(белый)

Fe(III)

1-Нитрозо-2-нафтол / силикагель-C16

6–9

Зеленый
(желтый)

Ксиленоловый оранжевый / силикагель-фенил или ксерогель

2–5

Фиолетовый
(оранжевый)

Co(II)

1-Нитрозо-2-нафтол / силикагель-C16 или ксерогель

6–9

Красный
(желтый)

Cd

Бромбензтиазо / ксерогель

9

Синий
(оранжевый)

Cl

Дифенилкарбазон, Hg(II) / ксерогель

3–4

Розовый
(синий)

Гидразин

Молибдофосфорная гетерополикислота / ксерогель

кислотность 0,4 М
H2SO4

Синий
(желтый)

Сумма Cu(II), Co(II), Ni

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол/ силикагель-фенил

7–9

Красный
(фиолетовый)

Cu(II)

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол/ силикагель-фенил
или ксерогель

3–5

Фиолетовый (оранжевый)

Диэтилдитиокарбаминат / силикагель

3–9

Коричневый
(белый)

 

Таблица 11.9

Диапазоны определяемых содержаний и коэффициенты чувствительности (S) при
определении ионов меди и железа с помощью индикаторных трубок*

Ион

Реагент

Содержание реагента
в индикаторном порошке, мкмоль/г

Диапазон определяемых содержаний, мг/л

S, мм (л/мг)

Cu2+

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

0,2
0,6
1,9
3,1
15,6

0,3–5,6
0,6–11,3
1,5–30,0
2,0–40,0
15,0–300,0

7,2
3,6
1,4
1,0
0,1

Fe3+

Ксиленоловый оранжевый

0,3**
0,6**
1,1
2,1
5,6
10,0
13,5



1,0–35,0
1,0–40,0
1,0–45,0
5,0–80,0
10,0–120,0



2,0
1,4
1,3
0,8
0,5

* Размер индикаторных трубок для меди — 1´ 50 мм, для железа — 2´ 70 мм.

** В этих условиях не удается определить длину окрашенной зоны из-за недостаточной контрастности реакции.

Уменьшение концентрации иммобилизованного реагента в индикаторном порошке приводит к увеличению чувствительности определения. Однако, начиная с некоторых значений, индивидуальных для каждой системы, снижение содержания реагента в индикаторном порошке значительно ухудшает контрастность зоны и воспроизводимость определения (табл. 11.9).

Следует поддерживать значения pH, обеспечивающие количественную сорбцию определяемых компонентов индикаторным порошком. Удельная поверхность индикаторных порошков на основе модифицированных кремнеземов не должна превышать 200 м2/г. Для обеспечения четкой границы окрашенной зоны скорость поступления анализируемого раствора в индикаторную трубку не должна превышать 0,25 мл/мин.

Разработаны методики определения многих ионов металлов, ряда анионов, гидразинов и фенолов с использованием индикаторных трубок (табл. 11.8–11.10).

Метрологические характеристики определения сопоставимы с характеристиками определений инструментальными методами. Высокая селективность определения обеспечивается выбором относительно селективных хромогенных реакций, выбором условий и использованием маскирующих агентов.

Для определения Cd(II) и Cu(II) в качестве носителя дитизона и Pb(ДДТК)2 используются пенополиуретановые кубики с длиной ребра 4 мм. Кубики помещают в стеклянную трубку и пропускают 100 мл исследуемой жидкости. Концентрацию определяют по длине окрашенной зоны кубиков в диапазоне 0,01–0,05 мг/л.

Таблица 11.10

Характеристики индикаторных трубок, выпускаемых эколого-аналитической ассоциацией
«Экоаналитика» (г. Москва)

Определяемое вещество

Торговый номер

Диапазон
определяемых содержаний, мг/л

sr,
(с, мг/л)

Fe*

ЭА-Fe-Тр, 14–99

0,05–50

0,33–0,07

Co(II)

ЭА-Co-Тр, 15–99

0,06–6,0

Cu(II)

ЭА-Cu-Тр, 10–99

0,1–65

0,25–0,05

Cd(II)

ЭА-Cd-Тр, 11–99

0,3–3,0

0,3 (1,0)

Sn(II)

ЭА-Sn-Тр, 12–99

10–200

0,05 (40)

Cl

20–200

0,06(100)

ЭА-NO3-ПТр,  1–99

10–80

ЭА-NO2-ПТр, 2–99

0,5–20

Сумма
металлов

ЭА-Сумма металлов-Тр, 9–99

(1–50) · 10–6 М

Cr(VI)

ЭА-Cr-Тр, 13–99

0,5–50

Серо-содержащие восстановители

ЭА-Sred-ПТр, 3–99

3–330

Активный хлор

ЭА-С12-ПТр, 4–99

0,5–3

*Здесь и далее — если не указана валентность железа, имеется в виду Fe(III).

11.4.7. Таблетки и подобные им формы

При работе в полевых условиях удобно применение готовых смесей реактивов в виде таблеток или горошин. В стеклянные флаконы отбирают с помощью шприца определенный объем анализируемой жидкости, туда же помещают сухую смесь реактивов и после перемешивания оценивают интенсивность возникающей окраски.

Разработаны тест-методы определения металлов с использованием таблеток силохрома C-120, на которые нанесены гетероциклические азосоединения. Силикагель проявляет себя как средство для концентрирования ионов. В ряде случаев удалось достичь нижних границ определяемых содержаний на 2–3 порядка ниже предельно допустимых концентраций ионов в объектах окружающей среды (табл. 11.11).

Таблица 11.11

Тест-методы определения ионов металлов с использованием таблеток из силикагеля
(силохром C-120), импрегнированных реагентами [27, 39]

Определяемый ион

Реагент

pH

Нижняя граница определяемых содержаний, мг/л

Co2+

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

3–5

0,004

Hg2+

Дитизон

3–5

0,003

Pd2+

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

3–4

0,1

U(VI)

То же
4-(2-Пиридилазо)- резорцин*
2-(5-Бром-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенол

6,9–8,2
5,8–8,2
4,5–5,5

0,1
0,1
0,1

* На катионите КУ-2.

Разработан способ модифицирования ППУ органическими реагентами, включающий предварительное пластифицирование таблеток ППУ и последующую их обработку небольшим объемом раствора реагента в ацетоне. Таблетки замачивают в пластификаторе – три-н-октиламине (ТОА) в течение суток, избыток ТОА удаляют высушиванием между листами фильтровальной бумаги. Затем на таблетку наносят 0,2–0,3 мл раствора иммобилизуемого реагента в ацетоне. После испарения ацетона таблетки можно использовать. Способ обеспечивает прочное удерживание реагентов и их равномерное распределение в таблетке. С применением ППУ и указанной методики модификации были разработаны тест-методы определения никеля и хрома(VI); с использованием первого варианта, без модификации, определяют кобальт(II), железо(III), титан(IV), поверхностно-активные вещества и фенолы (табл. 11.12). Чувствительность в случае второго варианта несколько ниже, однако, селективность выше.

Таблица 11.12

Тест-таблетки на основе пенополиуретана
(объем анализируемого раствора 25 мл,  масса таблетки 0,05 г) [10]

Определяемый компонент

Диапазон определяемых содержаний, мг/л

Условия определения

Co(II)

0,1–4

Сорбция в виде тиоцианатных комплексов в присутствии
1 М NaF из 0,01 М HCl

Fe(III)

0,02–0,6

Сорбция в виде тиоцианатных комплексов из 1 М HCl

Ti(IV)

0,03–0,5

Сорбция в виде тиоцианатных комплексов в присутствии
1 М NaF из 1 М HCl

Cr(VI)

0,01–0,2

Сорбция из 1 М H2SO4 на ППУ, модифицированном дифенилкарбазидом

Ni(II)

0,2–4

Сорбция из аммиачного буферного раствора на ППУ, модифицированном диметилглиоксимом

Перхлорат

0,03–0,4

Взаимодействие с восстановленной формой H4SiMo12O40, иммобилизованной на ППУ в 4 М H2SO4

Бромат

0,3–20

Взаимодействие с восстановленной формой H4SiMo12O40, иммобилизованной на ППУ в 0,1 М H2SO4

Дихромат

0,1–9

Взаимодействие с восстановленной формой H4SiMo12O40, иммобилизованной на ППУ в 1 М H2SO4

Нитрит

0,3–5,0

Взаимодействие с ППУ в 1 М HCl

Фенолы

0,01–0,80

Сорбция в виде азосоединений из 0,2 М Na2CO3 в присутствии цетилтриметиламмония

Нитрофенолы

0,005–0,05

Сорбция из водного раствора на ППУ, модифицированном цетилтриметиламмонием

1-Нафтол

0,02–0,4

Сорбция в виде азосоединения из 0,2 М Na2CO3

Катионные ПАВ

0,4–10

Сорбция в виде ассоциатов с бромфеноловым синим из 0,4 М Na2CO3

Анионные ПАВ

1–30

Сорбция в виде ассоциатов в виде [Fe(Phen)3]2+

Анилин

0,04–0,4

Сорбция в виде азосоединения из 0,2 М Na2CO3 с последующей обработкой ППУ 30% раствором [(C4H9)4N]OH

Активный хлор

0,2–8,0

Взаимодействие с ППУ в 0,1 М H2SO4

Аскорбиновая кислота

0,3–2,4

Взаимодействие с окисленной формой H4SiMo12O40, иммобилизованной на ППУ в 1 М HCl

 

Таблетки из ППУ — новый носитель для иммобилизации пероксидазы (из корней хрена) — используют для разработки тест-методики определения 0,008–1000 мкМ ртутьорганических соединений (метил-, этил-, фенилртути). Определение этих токсичных веществ основано на их либеративном действии на фермент, ингибированный фенилтиомочевиной, в реакции окисления о-дианизидина или их влиянии на продолжительность индукционного периода в реакции окисления 3,3',5,5'-тетраметилбензидина в присутствии диэтилдитиокарбамината натрия. Препарат пероксидазы, иммобилизованный на ППУ, сохраняет каталитическую активность в течение 1,5 лет, а в случае использования хроматографической бумаги — только 6 месяцев.

Разработана большая группа оптических систем на основе наполненных волокнистых материалов для определения следов металлов. Сорбенты в виде мелкодисперсного порошка диаметром 5–10 мкм разных катионо- и анионообменников вводят в тонкие нити сечением 30–40 мкм полиакрилнитрильного волокна непосредственно при его формировании. Далее волокно обрабатывают раствором реагента, обычно применяемого для фотометрического определения того или иного элемента. Происходит закрепление реагента на ионообменнике за счет сорбции. В зависимости от природы ионообменника и реагента последний может неодинаково изменять свою реакционную способность по отношению к данному неорганическому иону (блокируется реакционный центр молекулы реагента) или полностью ее утратить. Таким образом, варьируя природу ионообменника и реагента, и условия реакции, удается отыскать наиболее избирательную систему для сорбции и определения данного катиона металла. Через полученный материал с иммобилизованным реагентом, взятым в виде диска, пропускают анализируемый раствор. Измерение оптического сигнала осуществляется методом спектроскопии диффузного отражения или визуально.

В табл.11.13 представлены характеристики тест-методов определения ионов металлов при визуальной оценке концентрации. Время анализа составляет 10 мин, погрешность 20–60%.

Таблица 11.13

Основные характеристики тест-методов определения тяжелых металлов [40]

Ион

Реагент

Изменение цвета диска

Диапазон определяемых содержаний, мг/л

Cr(VI)

Дифенилкарбазид

Белый — сиреневый

0,01–0,25

Co2+

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

Оранжевый — зеленый

0,05–0,5

Zn2+

Дитизон

Оранжевый — кремовый

0,1–0,5

Cu2+

Диэтилдитиокарбаминат

Белый — желтый

0,05–1

Ni2+

Диметилглиоксим

Белый — красный

0,1–1

Fe+3

Тиоцианат калия

Белый — красный

0,1–1

Th(IV)

Арсеназо III

Сиреневый — зеленый

0,01–0,08

Pd2+

Нитрозодиэтил-анилин

Желтый — красный

0,01–0,1

U(VI)

Арсеназо III

Сиреневый — голубой

0,1–0,5

 

11.4.8. Обычные ампулы и капельницы

Готовые растворы или органические растворители для тест-определений хранят и продают в запаянных ампулах или капельницах. Органические растворители и концентрированные кислоты обычно хранят в запаянных ампулах, и для одного анализа, как правило, используют все содержимое ампулы. Так, например, тест-система на наркотики представляет собой полиэтиленовые пеналы с полупрозрачными реакционными контейнерами, стеклянными ампулами, заполненными химическими реактивами, и полиэтиленовыми держателями. При нажатии на держатели ампулы разрушаются, и их содержимое поступает в реакционный контейнер, в который предварительно помещена проба исследуемого объекта. Результаты тестирования считаются положительными, если основной цвет реакционной смеси совпадает с цветной меткой на пакете.

11.4.9. Самонаполняющиеся ампулы

Эти ампулы запатентованы, изготавливаются и продаются американской фирмой «CHEMetrics». Они содержат растворы реагентов и вспомогательных веществ в нужном количестве. Ампулы с оттянутым и надрезанным кончиком готовят под вакуумом, внутри они содержат немного инертного газа. Когда ампулы опускают в стакан с анализируемой жидкостью, конец ампулы при небольшом нажатии отламывают, и определенный объем анализируемой жидкости поднимается в ампулу за счет вакуума в ней. Проходит химическая реакция, ее результат оценивают либо визуально, используя компараторы, либо с помощью прибора — фотометра карманного типа. Системы «CHEMets»® и «VACUettes»® предусматривают визуальную оценку, система Vacu-vials® — инструментальную.

Самонаполняющиеся ампулы фирмы «CHEMetrics» широко используются в практике анализа. Часто их применяют, например, для определения низких содержаний растворенного кислорода (в энергетике), для анализа природных и сточных вод, контроля технологических процессов, а также в учебных целях (на уроках и лабораторных занятиях). Фирма производит наборы для определения общей щелочности и жесткости воды, аммония, хлоридов, цианидов, меди, железа, формальдегида, нитратов, нитритов, фенола, цинка и многих других компонентов. Наборы обычно рассчитаны на определенный интервал концентраций. В качестве примера в табл. 11.14 приведены данные из каталога фирмы (1999 г.): определение некоторых компонентов с использованием различных систем.

Таблица 11.14

Диапазоны определяемых содержаний (мг/л)
некоторых веществ в воде при использовании
самонаполняющихся ампул

Определяемое вещество

Реагент

CHEMets®

Vacu-vials®

VACUettes®

Реактив Несслера

0,05–1,0
1,0–10,0
0,2–2,0
2,0–10,0

0,2–7,0
0,4–14,0

1,25–25
25–250
2,5–50
50–500
5–100
100–1000
50–1000
1000–10000

Cl2

Диалкил-n-фени-ленди-амин

0,02–0,2
0,05–1,0
1,0–5,0

0,1–4,0

1,25–25
25–125
2,5–50
50–250
5–100
100–500
50–1000
1000–5000

Cr(IV)

Дифенил-карбазид

0,05–1,0
1,0–10,0

0,1–7,0
0,2–14,0

1,25–25
25–250
2,5–50

Cr(IV)

Дифенил-карбазид

   

50–500
5–100
100–1000
1000–10000

Cu(II)

Батокупроин

0,05–1,0
1,0–10,0
0,1–1,0

0,1–7,0
0,2–14,0



Фенол

4-Аминоантипирин

0,05–1,0
0,05–12,0

0,25–8,0
0,5–16,0

1,25–25
1,25–300
2,5–50
2,5–600
5–100
5–1200
50–1000
50–12000

 

11.4.10. Наборы для титрования

В тест-титровании анализируемую жидкость помещают в стеклянный флакон, добавляют индикатор и при перемешивании вливают по каплям раствор титранта из капельницы или градуированного шприца до изменения цвета индикатора. Содержание нужного компонента определяют как по числу добавленных капель титранта, так и по объему титранта, измеренного с помощью шприца.

 


11.5. Методология и области применения тест-систем

11.5.1. Анализ воды и почвы (как объектов окружающей среды) на неорганические компоненты

В этом разделе вода и почва рассматриваются как объекты окружающей среды. Разработаны приемы тестирования вод различного происхождения и поэтому с разным содержанием загрязнителей: поверхностных пресных, морских, питьевых, подземных различной минерализации, сточных вод разнообразных производств. При выборе реакции для тестирования и тест-средства необходимо учитывать предел обнаружения, а также возможное содержание других компонентов.

При анализе почв речь идет только об определении загрязняющих ее компонентов. Обычно используют вытяжки из почв растворами, выбранными в соответствии с поставленной задачей тестирования. Например, при определении подвижных форм делают водную вытяжку или 0,1 М растворами NaNO3, NaCl, NH4NO3, NH4Cl и других электролитов. При определении общего содержания элемента делают вытяжки растворами HCl, HNO3 различной концентрации. При этом обращают внимание на цвет вытяжки, особенно из черноземов, свидетельствующий о присутствии гуминовых кислот. Последние образуют довольно устойчивые комплексы с ионами металлов, и их необходимо разрушать. Это минимальная подготовка пробы, ее легко выполнить даже в полевых условиях на месте отбора проб.

В зависимости от определяемого содержания выбирают тест-средство, предусматривающее, если нужно, концентрирование определяемого компонента или его отделение от других компонентов. Тестирование проводят, прежде всего, с целью определения присутствия того или иного компонента в пробе и установления его концентрации в сопоставлении с ПДК. При положительном ответе иногда не требуется точное определение содержания загрязнителя. При тест-определении катионов важно знать величину pH анализируемой пробы, которая определяет ионные формы катионов. При определении анионов pH вытяжки косвенно свидетельствует об отсутствии некоторых анионов при высокой (S2–, , , и др.) или низкой (, , и др.) кислотности.

Некоторые тест-реагенты являются групповыми и позволяют в определенных условиях определять как сумму загрязнителей, так и отдельные загрязнители (при введении маскирующих веществ или изменении pH). Такие реагенты наиболее ценны ввиду экономичности их использования, однако при тестировании необходимо иметь в виду точное соблюдение условий тестирования и цвет аналитической формы.

В настоящее время предложены тест-средства для обобщающих тестов (определение суммарных показателей, жесткости воды, общей щелочности и кислотности воды, суммарного содержания тяжелых металлов, активного хлора, определение рН), для определения катионов (Ag+, Al3+, , As3+, Be2+, Bi3+, Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr6+, Cr3+, Cu2+, Fe3+, Ge4+, Hg2+, In3+, K+, Mn2+, Mo6+, Na+, Ni2+, Pb2+, Pd2+, Ti4+, U6+, Zn2+), анионов (Br, Cl, CN, , F, I, , , , S2–, SCN, , , ), других неорганических компонентов, таких как гидразин, пероксид водорода, кислород, озон. Ниже приведены некоторые примеры.

 

11.5.2. Обобщающие тесты. Определение суммарных показателей

Быстро оценить качество природных, технических, сточных и питьевых вод позволяют обобщенные показатели, такие как жесткость, pH, кислотность, щелочность, химическое и биологическое потребление кислорода, суммарное содержание тяжелых металлов, общее содержание углерода и др. В некоторых случаях бывает достаточно определить суммарное содержание веществ какой-либо группы и, если оно мало или веществ не обнаружено, можно не определять конкретные компоненты этой группы.

В полевых или в других внелабораторных условиях для оперативной оценки качества вод применяют тест-методы определения общей жесткости, кислотности, щелочности, суммарного содержания тяжелых металлов, различных форм хлора и pH на спектрофотометре GBC-932 (лампы с полым катодом, пламя: ацетилен — воздух). Для пропускания через индикаторную бумагу определенного объема анализируемого раствора используют тест-устройство, состоящее из двух полых круговых усеченных конусов. Размеры усеченных конусов: внутренний диаметр у основания меньшего конуса 2–7 мм, большего — 4–9 мм, внутренний диаметр обоих конусов у их вершин 0,5–1 мм, высота конусов — 4–5 см. Конусы, изготовленные из полиэтилена или полистирола, вставляли друг в друга их основаниями через индикаторную бумагу. Полученное таким образом устройство вставляют круговыми движениями в отверстие одноразового шприца объемом 20 мл типа «луер» с манжеткой. Для анализа отбирают 20 мл пробы, добавляют 2 М раствор НСl: 1 мл при определении меди(II) и железа(III), 2 мл при определении ртути(II) и 1 мл 1 М NaOH при определении свинца. Полученную жидкость набирают в шприц и пропускают через тест-устройство, прокладкой в котором служит реактивная бумага. Скорость пропускания 6–10 капель/с или слабой струей. Разбирают тест-устройство и сравнивают полученную окраску бумаги со стандартной цветовой шкалой (табл. 11.15) и [51].

Таблица 11.15

Тест-методы определения суммы тяжелых металлов

Определяемые ионы металлов

Индикаторная система

Способ
определения

Диапазон определяемых содержаний, мМ

Ag +, Cd 2+, Co 2+, Cu 2+, Hg+, Hg 2+, Ni 2+, Pb 2, Tl+, Zn 2+

Дитизон, тиомочевина

Оценка интенсивности окраски индикаторных бумаг

Не указан

Cd2+, Co2+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Ni2+, Pb2, Zn2+

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

0,1–1,5

Хромогенный реагент, прочно связанный с целлюлозой

20–500 *

Ag+, Cd 2+, Co2+, Cu2+,
Fe3+, Hg2+, Mn2+, Ni2+, Pb2, Zn2+

Хромогенный реагент, прочно
связанный с целлюлозой

Оценка интенсивности окраски индикаторных бумаг

20–500 *

Визуальная оценка интенсивности окраски индикаторных бумаг после пропускания через них исследуемой жидкости

0,005–0,1*

Ag+, Co2+, Cu2+, Hg2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+

Дитизон

Измерение длины окрашенной зоны тест-полосы

0,002–0,5

Co2+, Cu2+, Hg2+, Mn2+ , Ni2+, Pb2+, Zn2+

1-(2-Пири-дилазо)-2-наф-тол

0,002–0,5

Ag+, Co2+, Cu2+, Hg2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+

Дитизон

Визуальная оценка интенсивности окраски индикаторных бумаг после пропускания через них
20 мл анализируемой жидкости

0,00005–0,001

Co2+, Cu2+, Hg2+, Mn2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+

1-(2-Пиридилазо)-2-наф-тол

0,0001–0,002

*Диапазон определяемых содержаний в мг/л

В табл.11.16 и 11.17 приведены обобщенные В.Г.Амелиным [8] тест-методы определения различных компонентов жидких сред и характеристики тест-систем, используемых для определения некоторых тяжелых металлов в сточных и природных водах.

Таблица 11.16

Тест-методы определения компонентов жидких сред

Пояснение. Носители: А — бумага, Б — ионообменные смолы, В — пенополиуретан, Г — силикагели, Д — полимерные пластинки.

Способы определения концентрации: I — визуальная оценка интенсивности окраски носителя, Iа — визуальная оценка степени обесцвечивания носителя, Iб — инструментальная оценка интенсивности окрашивания и степени обесцвечивания тест-формы, Iв — тон окраски, II — визуальная оценка интенсивности окрашивания тест-формы после пропускания через нее определенного объема исследуемого раствора, IIа — инструментальная оценка интенсивности окрашивания тест-формы после пропускания через нее определенного объема исследуемого раствора, III — определение длины окрашенной или обесцвеченной зоны тест-полосы, IIIа — определение площади окрашенной или обесцвеченной зон тест-форм, IIIб — определение длины окрашенной или обесцвеченной зоны тест-трубки, IIIв — определение длины окрашивания или обесцвечивания зоны тест-трубки после пропускания через нее определенного объема жидкости, IIIг — определение интенсивности окраски тест-полосы, IV –– сравнивание окраски исследуемого раствора после внесения в него индикаторного порошка или раствора со стандартами, IVa — сравнивание окраски исследуемого раствора после внесения в него индикаторных бумаг со стандартами, V — тест-титрование на бумаге, Vа — титрование бумагами, VI — метод испарения, VII — определение объема и количества осадка.

Определяемый компонент

Индикаторные системы, реагент

Носитель

Способ определения концентрации

Диапазон определяемых содержаний (предел обнаружения), мг/л

Объект анализа

Ag(I)

ZnS

А

I

200–12000

Проявительные, фиксажные растворы

CdS, Se

А

I

10–100

Фиксажные растворы

Тиомочевина, желатин, адипиновая кислота, ПАВ

А

I

0–10000

Фиксажные растворы

Cd(OH)2

А

I

0–10000

Фиксажные растворы

CdS

А

I

500–10000 (200)

Фиксажные растворы

CdS

А

II

0,25–100 (0,25)

Фиксажные растворы, сточные воды

Дитизонат меди

А

III

0,5–100

Сточные воды, растворы

Диэтилдитиокарбаминат меди

А

III

0,5–100

Сточные воды, растворы

Дитизонат меди

А

II

0,01–1

Сточные и природные воды, растворы

Целлюлоза с группами формазана

А

II

0,05–10

Растворы

Al(III)

Тиазолилазопирокатехин, цетилпиридиний

А

III

1–50

Сточные воды, растворы

Хромазурол S

А

IV

0,07–6

Сточные и природные воды, почвенные вытяжки

As

HgBr2 (выделение АsНз с помощью KHSO4 + CuSO4 и Zn)

А

I

Растворы

Ag2SO4 (выделение AsH3 с помощью CuSO4 и Zn)

А

II

0,05–3

Сточные и природные воды, почвенные вытяжки

Bi(III)

Целлюлоза с группами формазана

А

II, IIа

0,01–0,2

Растворы

Диэтилдитиокарбаминат железа

А

III

0,5–100

Растворы

Be(II)

Хромазурол S

Б

IIIб

1–150

Вода

Co(II)

Н2О2/Тайрон

IV

1–10

Растворы

NH4SCN или KSCN, Na2S2O3

А

I

10–1000

Растворы

Co(II)

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

Б

II, IIа

0,05–0,5 (0,05)

Растворы

Комплекс никеля с 2-нитрозо-1-нафтолом

А

I

0,3–5

Вода

Целлюлоза с группами формазана

А

I, II, IIа

0,01–100

Растворы

KSCN, амберлит LА-1

В

I

0,3–500

Растворы

KSCN

В

I, Iб

0,1– 4

Растворы

4-(2-Тиазолилазо)резорцин

Г

I, Iб

0,06–2 (0,02)

Растворы

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

Г

I, Iб

0,1–1

Водопроводная вода

1-Нитрозо-2-нафтол

Г

IIIб

0,06–0,6

Природная вода

Cd(II)

Pb2[Fe(CN)6] и Ag2CrО4

А

2,25–9 мкг

Растворы

Дитизон

В

I

0,1–10

Растворы

Дитизон

В

IIIв

0,01–0,05

Растворы

Дитизонат цинка

А

III

0,1–200

Сточные воды, почвенные вытяжки

Дитизонат цинка

А

II

0,005–1

Сточные и природные воды

Бромпирогаллоловый красный;1,10-фенантролин

Г

IIIв

1–10

Сточные воды, растворы

Целлюлоза с группами формазана

А

I, II, IIа

0,03–1

Сточные воды, растворы

Cu(II)

 

Рубеановодородная кислота, ZnS, K2Zn3[Fe(CN)6]2

А

I

5–50

Растворы

Fe(SCN)3/S2O

IV

10–100

Растворы

Купроин или неокупроин, NH2OH, лимонная кислота, фосфаты

А

I

Качеств.

Растворы

Иминодиацетатная смола

Б

IIIв

0,5–10

Сточные воды

Диэтилдитиокарбаминат
натрия

Б

II, IIа

0,05–1(0,05)

Растворы

Диэтилдитиокарбаминат
свинца

B

I

0,05–10

Растворы

Диэтилдитиокарбаминат свинца

B

IIIв

0,01–0,05

Растворы

Диэтилдитиокарбаминат свинца или цинка

А

III

0,1–100

Сточные и природные воды, почвенные вытяжки

Диэтилдитиокарбаминат свинца или цинка

А

II

0,001–0,1

Природные воды

Формазаны, ковалентно
связанные с целлюлозой

А

I, II, IIа

0,001–500

Природные и сточные воды

Тиокетон Михлера, Na2S2O3, КН2РO4

А

I

0,05–2

Питьевая вода

Купраль

А

I

1–500

Растворы

Рубеановодородная кислота

B

I

(0–5)

Растворы

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

Г

I, Iб

0,05–1

Растворы

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

Г

IIIб

0,06–2,5

Сточные и технологические воды

Диэтилдитиокарбаминат свинца

Г

IIIб

0,006–6,4

Сточные воды

Купризон

IV

0,05–10

Сточные и природные воды, почвенные вытяжки

Cr(VI)

Дифенилкарбазид

Б

II, IIа

0,01–0,25 (0,01)

Растворы

Дифенилкарбазид

А

IVa

0,05–5

Сточные и питьевые воды

Дифенилкарбазид

В

I, Iб

0,05–1,0

Растворы

Дифенилкарбазид, тетрафенилборат

В

I, Iб

0,01–0,2

Растворы

Cа(II)

Глиоксаль-бис-гидроксианил

IV

3–40

Сточные и природные воды, почвенные вытяжки

Fe(III)

 

K2Zn3[Fe(CN)6]2

А

V

1–10

Растворы

K4[Fe(CN)6]

А

VI

0,05–0,5

Растворы

K2Zn3[Fe(CN)6]2

А

I

10–200

Растворы

KSCN

Б

II, IIа

0,1–1 (0,1)

Растворы

2,4,6-Трипиридил-симм.-три-азол, NH2OH, Na2S2O3

А

I

(0,02)

Растворы

Этилдиаминдигидрооксифос-фониевая кислота

А

I, Iв

5–1000

Растворы

Галловая кислота, NH2OH

Д

I

Вода, охлаждающие жидкости

K4[Fe(CN)6]

А

IIIб

0,5–10

Растворы

KSCN

Б

I, Iб

0,02–0,6

Растворы

Cu2[Fe(CN)6]

А

II

0,01–1

Природные воды, атмосферные осадки

Батофенантролин, NH2OH

А

IIIг

0,8–6

Растворы

Целлюлоза с группами гидразонов

А

I, II, IIа

0,01–200

Сточные и природные воды

Фенилфлуорон, цетилпиридиний, буферные и маскирующие вещества

А

I

0,2–5

Питьевая вода

Купферон

А

I

1–500

Растворы

Ксиленоловый оранжевый

Г

IIIб

0,1–2,8

Природные воды и почвенные вытяжки

Fe(II)

1,10-Фенантролин

IV

0,3–5

Питьевая вода

2-(5-Нитро-2-пиридилазо-
5-N-пропил-N-сульфопропиламино)фенол

Д

I, Iб

0,5–10

Растворы

Cu3[Fe(CN)6]2

А

III

0,1–40

Сточные и природные воды

1,10-Фенатролин

Г

IIIб

0,1–2,8

Растворы

Ge(IV)

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

III

0,01–1

Сточные воды, силикаты

Ge(IV)

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

IIIг

0,1–5

Сточные воды

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

IVa

0,01–1

Сточные воды, силикаты

Дисульфофенилфлуорон, цетилпиридиний

А

I

0,05–0,005 мкг

Растворы

Фенилфлуорон, C6H5SO3H

А

I

Качеств.

Растворы

Ga(III)

Тиазолилазопирокатехин, цетилпиридиний, ЭДТА

А

Va

10–40 мас.%

Растворы, полученные разложением галлатных стекол

Hg(II)

Дитизонат свинца

В

I

0,2–10

Растворы

CdS

А

I

5–50

Растворы

Дитизонат меди

А

III

0,1–200

Сточные воды, почвенные вытяжки

Дитизонат меди

А

II

0,005–1

Сточные и природные воды

Целлюлоза с группами формазана

А

I, II, IIa

0,05–2

Растворы

Пероксидаза хрена, о-дианизидин, о-фенилендиамин или 3,3',5,5'-тетраметилбензидин

А

I

(1 ∙ 10–5),
(4 ∙ 10–5)
(1 ∙ 10–7)

Природные воды

Пероксидаза, о-дианизидин

В

I

(2,5 ∙ 10–5)
7,5 рМ метил-ртуть

Растворы

In(III)

Целлюлоза с группами формазана

А

II, IIа

0,01–0,2

Растворы

Mn(II)

/ малахитовый зеленый

IV

10–1000

Растворы

Родамин 6Ж, / малахитовый зеленый, 1,10-фенантролин

А

I

0,03–0,5

Питьевая вода

NaOH, о-толидин, MgSO4, винная кислота

А

I

(5)

Растворы

Формальдоксим

IV

0,03–10

Сточные и природные воды

Mo(VI)

Галловая кислота, NH2OH

Д

I

Водные растворы

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

III

0,05–10

Сточные воды, силикаты

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

II

0,01–1

Сточные воды

Ni(II)

Диметилглиоксим

А

IIIг

1–10

Растворы

Диметилглиоксим, рубеановодородная кислота, 8-оксихинолин

А

I

3–30

Растворы

Диметилглиоксим

А

VI

2–20

Растворы

Диметилглиоксим, Na2S2O3, KF, янтарная кислота, NH2OH

А

I

10–500 (10)

Растворы

Диметилглиоксим

Б

II, IIа

0,1–1 (0,1)

Растворы

Диметилглиоксим

А

III

1–500

Сточные воды, растворы

Ni(II)

Диметилглиоксим, (NH4)2S2O8

А

IVa

0,05–10

Природные и сточные воды, почвенные вытяжки

Диметилглиоксим, (NH4)2S2O8, пероксид натрия, цитраты

А

I

(2)

Растворы

Диметилглиоксим

B

I, Iб

0,1–40

Растворы

Диметилглиоксим, I2

IV

0,02–10

Сточные и природные воды

Na(I)

7(н-Децил)-2-метил-4(3',5'-ди-хлорофен-4'-он)индонафтол, 1,1,1-трис[ 1'-(2-окса-4'-оксо-
5'-азо-5'-метил)]додецилпропан

Д

I, Iб

30–200 мМ

Растворы

Pd(II)

Целлюлоза с группами формазана

А

I, II, IIа

0,01–5

Растворы

4-(2-Тиазолилазо)резорцин

Г

I, Iб

0,06–0,7 (0,005)

Растворы

Нитрозодиэтиланилин

Б

I, Iб

0,01–0,1

Растворы

Pb(II)

NaHS, Li2S

VII

4–40 мкг

Глазурь на керамических изделиях

Родизонат калия

А

I

Глазурь на керамических изделиях

Дифенилтиокарбазон

А

I

(0,015)

Питьевая вода

ZnS

А

III

1–500

Сточные воды, почвенные вытяжки

ZnS

А

II

0,01–1

Природные воды

Целлюлоза с группами формазана

А

I, II, IIа

0,01–0,2

Растворы

Дитизон

В

I

(0,25)

Растворы

Родизонат натрия

Г

IIIв

10–80

Растворы

Ti(IV)

Цветообразующий реагент

Г

IIIб

Растворы

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

III

0,01–2

Сточные воды

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

II

0,001–0,1

Растворы

KSCN

В

I, Iб

0,03–0,5

Растворы

Th(IV)

Арсеназо III

Б

I, Iб

0,01–0,08

Растворы

U(VI)

Метиленовый голубой

А

I

> 10

Растворы

4-(2-Тиазолилазо)резорцин

Г

I, Iб

0,1–8 (0,03)

Растворы

2-(5-Бром-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенол

Г

(0,004)

Растворы

Арсеназо I

Б

I, Iб

0,1–0,5

Растворы

V(IV)

I/BrО, аскорбиновая кислота

IV

10–100

Растворы

V(V)

Галловая кислота, NH2OH

Д

I

Вода

Тиазолилазопирокатехин,
цетилпиридиний

А

III

1–50

Сточные воды, растворы

Тиазолилазопирокатехин, цетилпиридиний

А

II

0,01–2

Растворы

W(VI)

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

III

0,1–10

Растворы

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

II

0,01–1

Растворы

Zn(II)

Дитизон, диэтилдитиокарбаминат натрия

Б

II, IIа

0,1–0,5 (0,1)

Растворы

Pb2[Fe(CN)6], Ag2CrO4

А

(12,5 мкг)

Растворы

Дитизонат хрома(III) или марганца(II)

А

III

0,1–200

Сточные воды, почвенные вытяжки

Дитизонат хрома(III) или марганца(II)

А

II

0,01–1

Природные воды, атмосферные осадки

Дитизон

В

I

(0,05)

Растворы

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

Г

I, Iб

0,05–1

Растворы

Целлюлоза с группами формазана

А

I, II, IIа

0,001–100

Сточные и природные воды

Zr(IV)

Фенилфлуорон, цетилпиридиний

А

IVa

0,02–3

Растворы, сточные воды

Br

AgCl

А

III

0,5–500

Растворы, моча

Cl

Ag2CrO4

А

Ia

1–25 мкг/см2

Определение плотности распределения Cl на поверхности деталей

Ag2CrO4

А

III

0,1–100

Воды, биологические жидкости, почвенные вытяжки, продукты питания

Ag2CrO4

А

I

(2)

Слюна

Ag3[Fe(CN)6]

А

III

50–100

Слюна

Ag2CrO4

А

III, IIIб

30–6000

Продукты питания, жидкости организмов

2,7-Дихлорфлуоресцеин,
2-N-морфолиноэтансульфаниловая кислота

А

I

15000

Растворы

Hg(SCN)2, Fe(NO3)3

А

I

Качеств.

Поверхности металлов

CN

Дитизонат меди

А

III

1–500

Сточные воды

Барбитуровая кислота, пиридин, хлорамин Т

IV

0,002–5

Сточные и природные воды

F

Ализаринат циркония

А

III

0,2–200

Природные и сточные воды, почвенные вытяжки, атмосферные осадки

I

Ag2CrO4

А

III

0,2–1000

Сточные воды, растворы

Ag3[Fe(CN)6]

А

III

30–1000

Растворы

AgCl

А

III

1–1000

Растворы

Ag4[Fe(CN)6]

А

III

1–1000

Растворы

Hg(SCN)2, Fe(NO3)3

А

I

Качеств.

Металлические поверхности

РО

Ализаринах церия

III

1–500

Сточные воды, почвенные вытяжки

Молибдат аммония, SnCl2

А

IV

0,1–3

Сточные и природные воды

NO

3-Гидрокси-1,2,3,4-тетрагидро(h)хинолин, N-фенил-1-нафтиламин

А

I

10–500

Сточные и природные воды

Целлюлоза с группами нафтиламина, анестезин, Zn

А

III

1–100

Природные и сточные воды

Целлюлоза с группами нафтиламина, анестезин, Zn

А

II

0,1–10

Природные и сточные воды

Риванол, Zn, MnSO4, крахмал

А

I

50–1000

Соки растений, овощей

1-Нафтиламин, сульфаниловая кислота, винная кислота, Zn, BaSO4

А

I

30–1200

Соки растений, овощей

1-Нафтиламин, сульфаниловая кислота, Zn, BaSO4, полиэтиленгликоль

А

I

50–1000

Соки растений, овощей

1-Нафтиламин, сульфаниловая кислота, лимонная кислота, Zn, крахмал

А

I

5–10000

Соки растений, овощей

1-Нафтиламин, сульфаниловая кислота, лимонная кислота, Zn, MnSO4

А

I

0–4000

Соки растений, экстракты почв

1-Нафтиламин, сульфаниламид, винная кислота, декстран, Cd

А

I

0–600

Соки растений, овощей

Кристаллический фиолетовый, гидрохинон, Na2S, гидрохлорид нитрона, родамин 6G

А

I

250–2500

Соки растений

N-(Нафтил-1)этилендиамин, сульфаниламид, сульфосалициловая кислота, Zn, Н3ВО3, стеарат магния

IV

0,1–1

Вода

8-Оксихинолин, сульфаниловая кислота, NiSO4, Zn, лимонная кислота

А

I

20–2000

Соки, водные растворы

Хромотроповая кислота,
n-нитроанилин, лимонная кислота, Zn

IV

30–2000

Соки овощей

Хромотроповая, сульфаниловая и лимонная кислоты, Zn

Г

IIIб

0,5–200

Растворы

NO

 

Хромотроповая, сульфаниловая и лимонная кислоты

Г

IIIб

0,5–200

Растворы

Хромотроповая и сульфаниловая кислоты

Б

IIа

(0,0015)

Растворы

3-Гидрокси-1,2,3,4-тетрагид-ро(h)хинолин

А

I

0,5–50

Сточные и природные воды

8-Оксихинолин, сульфаниловая кислота, цетилпиридиний

А

IVa

0,1–5

Природные и сточные воды, атмосферные осадки

Целлюлоза с группами нафтиламина, анестезин

А

III

0,1–100

Сточные и природные воды

Целлюлоза с группами нафтиламина, анестезин

А

II

0,01–3

Сточные и природные воды

N-(Hафтил-1)этилендиамин гидрохлорид, сульфаниламид, лимонная кислота, метилцеллюлоза

А

I

0,5–50

Соки, пищевые продукты

N-(Hафтил-1)этилендиамин, сульфаниламид, KHSO4

IV

0,02–0,75

Вода

8-Оксихинолин, сульфаниловая кислота, лимонная кислота, NiSO4

А

I

2,5–800

Соки, водные растворы

Хромотроповая кислота,
n-нитроанилин, щавелевая
кислота, КBr, ЭДТА

IV

0,2–2,3

Вода

NH

8-Оксихиполин, нитропруссид натрия, СаОCl2

А

IIIг

2–20

Сточные и природные воды

8-Оксихинолин, нитропруссид натрия, СаОCl2

А

IVa

0,5–20

Сточные и природные воды

Реактив Несслера

IV

0,05–10

Питьевая и природная вода

Индофенол

IV

0,025–10

Сточные и природные воды, почвенные вытяжки

SO

Родизонат бария

А

III

10–800

Природные воды

SO

Малахитовый зеленый

А

IIIб

8–80

Растворы

Ионный ассоциат метиленового или толуидинового голубого и триодидионов

Г

IIIв

1–10
10–380

Сточные воды, растворы

S

AgI

А

II IV

0,01–1

Природные воды

N, N'-диметил-n-фенилен-диамин, FеCl3

0,02–5

Сточные и природные воды

SCN

AgCl

А

III

1–500

Растворы, сточные воды

SiO

Молибдат аммония, SnCl2

IV

0,01–10(Si)

Сточные и природные воды

Br2

Ag2CrO4

А

III III

0,2–500

Растворы

Ag3[Fe(CN)6]

А

I

50–1000

Растворы

Тиокетон Михлера

А

 

Растворы

I2

Тиокетон Михлера

А

I

(0,1)

Вода

NH2–NH2

Неорганическое комплексное соединение

А

IIa

0,005–0,2

Растворы

Молибдофосфорная кислота

Г

IIIб

0,03–2

Растворы

H2O2

Лейкокраситель

А

I

Растворы

К2Cr2О7, мочевина

IV

Растворы

Пероксидаза, 4-хлор-1-нафтол или о-толидин

А

III

0,1–300

Сточные и природные воды

Пероксидаза, 4-хлор-1-нафтол

А

II

0,01–1

Атмосферные осадки, природные воды

Пероксидаза, о-толидин

А

II

0,005–1

Атмосферные осадки, природные воды

HCl

Метиловый оранжевый, NaOH

А

V

1–50 мМ

Растворы

Фенолфталеин, Na2B4O7

А

Va

0,1–10 мМ

Растворы

O2

NaOH, MnSO4

А

II

2–10

Природная вода

pH

Крезоловый красный, бромкрезоловый синий, диметиловый желтый

А

pH = 2–9

Растворы

Бромтимоловый синий, метиловый оранжевый, фенолфталеин, ализариновый красный, тимоловый синий

А

pH = 1–14

Растворы

Бромтимоловый синий, феноловый красный, бромкрезоловый красный

А

pH = 5,5–9

Растворы

Бромкрезоловый пурпурный, метиловый красный

А

IVa

pH = 4–6

Атмосферные осадки

Целлюлоза с ковалентно привязанными метиловым, этиловым или пропиловым красным

А

I

pH = 0,8–5

Растворы

Этиловый красный, бромксиленоловый синий

Д

I

pH = 4–8

Растворы

Фенолфталеин

 

I

pH = 7–10

Жидкости организмов

Суммарные показатели

Общая жесткость

Эриохромовый черный Т, N-аминосалицилфосфоновая
кислота

А

I

1–20 мМ

Растворы

Эриохромовый черный Т, оксиэтилендиаминтетрауксусная кислота

А

I

1–20 мМ

Вода

ЭДТА, MgCl2, NH4Cl, эриохромовый черный Т, КCl

А

I

1–20 мМ

Вода

ЭДТА, эриохромовый черный Т, метиловый красный

А

Va

0,1–10 мМ

Вода

ЭДТА, эриохромовый черный Т, MgCl2

А

III

0,05–40 мМ

Вода

ЭДТА, эриохромовый черный Т, MgCl2

А

II

0,001–0,1 мМ

Очищенная вода

Общая кислотность

Фенолфталеин, Na2B4O7

А

Va

0,1–10 мМ

Природная вода

Общая щелочность

Метиловый оранжевый, KHSO4

А

Va

0,1–10 мМ

Природная вода

Тяжелые металлы

Дитизон или рубеановодородная кислота, тимочевина

А

I

(0,5)Zn, (1)Cd, Co, (2)Pb, (5)Ag, Hg, Tl, Cu, (10)Ni

Растворы

Дитизон, 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол

А

III

(2–500) ∙ 10–6 M

Сточные и природные воды

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

А

I

(2–40) ∙ 10–6 M

Вода

1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол

А

II

(l–15) ∙ 10–7 M

Вода

Химическое потребление кислорода

H2SO4, К2Cr2О7

IV

5–2000

Сточные воды

Щелочные и щелочноземельные металлы

Хинальдин красный, тимолфталеин

Б

IIIб

Природные и сточные воды

Щелочные металлы

Кротоновая кислота

Д

I

(71)Li;
40–750, (9)Na;
10–250, (6)K;
(21)Rb; (89)Cs

Природные воды

Сl2
(активный хлор)

Тиокетон Михлера

А

I

Растворы

Производные ванилина

А

I

(0,5)

Вода бассейнов

Динитронафтол

А

Ia

(3%)

Растворы

Нафтилазобензол-n-сульфокислота или 3,7-бис(диметиламино)феназотионин, или 3-амино-6-диметиламино-2-метилфеназин, или 3,3'-дибром-крезолсульфофталеин

А

Ia

(5,2)

Вода ванн отбеливания

о-Толидин

Г

IIIб

1∙10–4
4∙10–3%
(5∙10–5%)

Вода питьевая

KI, крахмал

А

IVa

0,3–8

Сточные и питьевые воды

о-Толидин

А

III

5–1000

Сточные воды, дезинфицирующие растворы

1-(4-Гидроксинафтилазо)бензол-4-сульфонат

А

Ia

(0,5–1%)

Дезинфицирующие растворы

Реагент (I)

А

I

0,5–10

Питьевая вода

Целлюлоза с группами бензидина

А

II, IIа

0,05–0,5

Вода бассейнов

Бензидин

Г

IIIб

8–120

Растворы

CdI2 или ZnI2, крахмал

А

II

Качеств.

Утечки хлора

Диалкил-n-фенилендиамин

V

0,01–15

Сточные и питьевые воды

Органические вещества

Аскорбиновая кислота

Молибдофосфорная кислота, диоктилсульфосукцинат натрия, малоновая кислота

А

I

50–600

Растворы

1,1-Фенантролин, Fe(III). Купроин, Cu(II)

А

I

0–80

Растворы

Молибдофосфат аммония, винная кислота, карбоксиметилцеллюлоза, молибдат аммония

А

I

0–2000

Соки пищевых продуктов

Ионный ассоциат метиленового или толуидинового голубого и триодид-ионов

Г

IIIв

0,9–14
17–650

Фруктовые соки

2,6-Дихлорфенолиндофенол, аскорбатоксидаза, фосфаты, ацетат меди, акридиновый красный

А

I

Растворы

Ацетон

Нитропруссид натрия, фосфаты и карбонаты

А

I

> 0,01%

Растворы

Анилин

N,N-Диэтил-n-фенилендиамин

Г

IIIб

0,02–2,5

Растворы

Тетрафтороборат 4-нитрофенилдиазония, хлорид цетилпиридиния

А

IVa

0,05–5

Сточные воды

Аминофенолы

Дикарбонил (бенз-2,1,3-тиади-азол)хлорородий

А

I

Качеств.

Растворы

Амины биогенные (триптамин, серотонин, тирамин, дофамин, норадреналин)

Нитросиний тетразолий, моноаминоксидоредуктаза дезаминирующая

А

I

10–4–10–2M

Растворы

Бензотриазол

Лакмус, AgNO3

А

I

(0,1%)

Растворы

Белок

Октагалогенсульфофтален, полипропиленгликоль, буфер, смачиватель

А

I

0–100

Моча

Антитела против белка, метка

А

I, Iб

0–100

Моча

Бромкрезоловый зеленый, LiBr

Д

I

Моча

g-Глутамилтранспептидаза

п-Нитроаналин

А

I

Сыворотка, моча

Гемоглобин

3,3',5,5'-Тетраметилбензидин, микрокапсулы с гидропероксидом

А

I

Жидкости организмов

Глюкоза

4-Аминоантипирин, замещенные пиразолонов

А

I

200–30000

Растворы

Глюкозооксидаза, пероксидаза, о-толидин, карбоксиметилцеллюлоза

А

I, Iб

1–40 мМ

Кровь

Глюкозооксидаза, пероксидаза, о-толидин, поливинилацетат, триацетат целлюлозы

А

I, Iб

1–40 мМ

Кровь

4-Аминоантипирин, 3-метил-
2-бензтиазолинонгидразон, глюкозооксидаза

А

I

200–30000

Растворы

4-Аминоантипирин, 3,5-дихлоро-2-гидроксибензол, пероксидаза, тетраметилбензидин

А

I, Iб

1–40 мМ

Кровь

Глюкоза

Глюкозооксидаза, пероксидаза, n-диэтиленфенилендиамин

Д

I

1–40 мМ

Кровь, плазма

Глюкозооксидаза, пероксидаза, аскорбат натрия, о-толидин

А

I

1–10 мМ

Моча

Липаза, глюкозооксидаза, пероксидаза, 1-нафтол, фосфаты

А

I

(250)

Растворы

4-Аминоантипирин, пероксидаза, глюкозооксидаза,
1,7-дигидроксинафталин

Д

I

Растворы

Каталаза

Пероксидаза, о-толидин, глюкозооксидаза, глюкоза

А

Жидкости организмов

о-Крезол
м-Крезол

Тетрафтороборат-4-нитрофенилдиазония

В

I, Iб

0,03–0,8

Растворы

n-Крезол

Тетрафтороборат-4-нитрофенилдиазония

В

I, Iб

0,1–1,0

Растворы

1-Нафтол

Тетрафтороборат-4-нитрофенилдиазония

В

I, Iб

0,05–1

Растворы

Лактаты

Дихлориндофенил, лактатдегидрогеназа

Г

IIIб

≥ 0,4 мМ

Моча

Мочевина

Бриллиантовый желтый, уреаза

А

IIIб

Кровь, плазма

Индофенол, уреаза

IV

0,3–8

Вода бассейнов

Морфий

Антитела против морфия, глюкозооксидаза, 4-хлор-1-нафтол, фосфат натрия, альбумин, коньюгат пероксидазы с морфием, глюкоза

А

I, Iб

0,005
(0,005)

Кровь, моча

Наркотики (амфетамин,
кокаин, морфин, марихуана и др.)

Основной нитрат висмута, KI, K2PtCl4

А

I

Качеств.

Моча

Гашиш, марихуана

Прочный синий B, NaOH

Г

IIIб

Качеств.

Жидкости организмов

Поливиниловый спирт

I2, KI

А

I

Растворы

Перуксусная кислота

Тетраметилбензидин, NaH2PO4, Na2HPO4, KI

А

I

5–50

Растворы

ПАВ катионные

Тиозолилазопирокатехинат Mo(VI)

А

III

1–1000

Сточные и природные воды

ПАВ катионные

Фенилфлуоронат Sb(III)

А

II

0,01–0,05

Сточные воды

Бромфеноловый синий

В

I, Iб

0,2–9 (0,04)

Растворы

Бромфеноловый синий

В

I, Iб

0,6–8 (0,2)

Растворы

Бромфеноловый зеленый

В

I, Iб

0,3–9 (0,08)

Растворы

ПАВ неионные

Комплексы лантана, алюминия или циркония с 2-амино-нафталин-(1-азо)-бензол-2-Nа солью 1-гидрокси-2-(2'-карбоксибензолазо)-8-бензиламин-3,6-дисульфонафталина

А

I

35–5000

Растворы

Бромтиловый синий, цетилпиридиний

IV

(20–30)

Растворы

ПАВ анионные

Трис-(1,10-фенантролинат) железа(II)

В

I, Iб

0,1–20 (0,02)

Растворы

Бромтимоловый синий, цетилпиридиний

IV

(0,5)

Растворы

Пестициды фос-форорганические

Эстераза-I, буферные вещества

А

I

Карбарил, манкоцеб

2,6-Дихлорхинон-4-хлоримин,
8-оксихинолин

А

I

Вода, вытяжки из почв

Соли органических кислот

п-Диэтиламинобензальдегид, InCl3, гидразин, ацетат натрия

А

I

Качеств.

Растворы

Теофиллин

Коньюгат теофиллина с пероксидазой, глюкозооксидаза, антитела против теофиллина, глюкоза, фосфат натрия, 4-хлор-1-нафтол

А

III

2,5–40

Сыворотка, кровь

Уробилиноген

4-Диметиламинобензальдегид, бриллиантовый голубой, CuSO4, тартрат калия, фенол

А

I

Качеств.

Моча

Формальдегид

Флороглюцин, NaOH

А, Г

I, IIIб

Органические соединения в объектах окружающей среды, выделяющие формальдегид при разложении

Фенол

Тетрафтороборат 4-нитрофенилдиазония

В

I, Iб

0,03–0,8

Растворы

Тетрафтороборат 4-нитрофенилдиазония, хлорид цетилпиридиния

А

IVa

0,05–5

Сточные воды

Хлорхолин хлорид

Ферроцианиды калия или бария, соль кобальта С6–С9—алифатических кислот

А

I

Растворы

Хлоргексидин диглюконат

Крезоловый красный, тимоловый синий, ксиленоловый синий

А

I

0,25–0,5

Дезинфицирующие растворы

Хориогонадотропин (индикатор беременности)

Конъюгат антител с пероксидазой, фосфат натрия,
4-хлор-1-нафтол, альбумин

А

I, Iб

0,0001–0,1
(0,0001)

Моча

b-Циклодекстрин

Фенолфталеин, NaOH

А

I

(20); (50)

Вода, моча

Щелочная фосфатаза

Дегидрогеназа, диафораза, НАДФ, буферные и цветообразующие вещества

Д

I

Кровь

Этанол, алифатические спирты

Алкогольоксидаза, пероксидаза, о-дианизидин

А

I

Растворы

Алкогольоксидаза, пероксидаза, 3,3',5,5'-тетраметилбензидин

А

I

Растворы

Алкогольоксидаза, пероксидаза, 2,6-дихлорфенолиндофенол

А

I

Растворы

Алкогольоксидаза, пероксидаза, 1,7-дигидроксинафталин,
4-аминоантипирин

А

I

Растворы

Алкогольоксидаза, пероксидаза, 3,5-дихлоро-2-гидроксибензолсульфокислота, 3-метил-2-бензотиазолин гидразон

А

I

(20 мМ)

Растворы

Алкогольоксидаза, пероксидаза, билирубин

А

I

10–2000

Растворы

Алькогольоксидаза, диафораза, каталаза, метиленовый синий

А

I

100–1500

Растворы

Алкогольоксидаза, дегидролипоамидогидрогеназа, формальдегидгидрогеназа, нитротетразолий голубой

А

I

Плазма крови

Таблица 11.17

Характеристики тест-систем, используемых для определения некоторых тяжелых металлов  в сточных и природных водах

Определяемый ион

Диапазон
определяемых концентраций, мг/л

Носитель и реагент

Факторы селективности

Cu2+

 

0,01–0,05

 

Пенополиуретановые кубики, диэтилдитиокарбаминат свинца Fe3+, Cr2O, МnО, S2O(50).
Мешают Ag+, Zn2+, Pb2+, Hg2+, I

0,5–10

Иминодиацетатная смола, диэтилдитиокарбаминат натрия

K+(l000), Na+(100), Mn2+, Ca2+, Mg2+, Zn2+.
Мешают Ag+, Hg2+, Cr2O, MnO, Fe3+ , Fe2+, Cd2+

0,001–0,1

Реактивная индикаторная бумага ФММОПФ-6Ц

Cd2+, K+, Ni2+, Zn2+, SO, Cl(1000), Ca2+,
Mg2+(500), Al3+, Ba2+, V(V), Bi3+, Ga2+, Fe2+, Fe 3+, In 3+, Y 3+,Co 2+, La 3+, Li +, Mn 2+, Mo(VI), Sn 2+,
Pb 2+, Ag +, Sc 3+, Sb 3+, Ti 4+, Cr(VI), Cr6+, NO, MnO, PO, F(100), Pd2+, Hg2+(5), Be+.
Мешает S

0,05–2

Бумага, тиокетон Михлера

Fe3+, Ni2+, Co2+,Cd2+, Zn2+, Pb2+, Al3+, Cr3+, V5+, Mn2+, Mo(VI), W(VI), Sn(IV), Ga3+, In3+, Hg2+(200)

 

0,05–1

Полиакрилнитрильное волокно, наполненное ионитом КУ-2, диэтилдитиокарбаминат натрия

Cd2+, Zn2+, U(VI), Mn2+(100), Fe3+, Ni2+(50), Co2+(10), Bi3+(5)

0,001–0,1

Бумага, диэтилдитиокарбаминат свинца или цинка

Щелочные и щелочноземельные металлы, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Al3+, SO, CH3COO, NO, F, Cl, NH(1000), Fe3+, Co2+, Ni2+(500), PO(100),
Cr3+(50)

Мешают равные количества Hg2+, Ag+

Fe3+

0,1–1

Полиакрилнитрильное волокно, наполненное ионитом КУ-2, тиоцианат натрия

Ni2+(200), С2О, PO(100), F, Co2+(50),
Cd2+(20), Zn2+(10), U(VI)(5). Мешает Bi3+

0,01–0,2

Реактивная индикаторная бумага ОХИХКГ-6Ц

Cd2+, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Ni2+, Cr3+, Zn2+, NO, NO, SO, Cl(1000), Mn2+(500), Al3+, Ba2+, Ga2+, Y3+, Co2+, Sn2+, Ti4+, Th4+, W(VI), Ag+, Sr2+, Cr(VI), Ce3+(100), Sn(IV), Zr(IV)(30), Hg2+(5), Be2+, V(V), Cu2+(3), S2–, PO

0,2–2

Бумага, фенилфлуорон, цетилпиридиний и диметилглиоксим

Mo(VI), W(VI), V(V), Pb2+, Al3+, Cu2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Sn2+, Zn2+(50)

0,01–1

Бумага, гексацианоферрат(II)
меди

Щелочные и щелочноземельные металлы, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Ni2+, Co2+, Cl, SO,
CH3COO(1000), Cr3+, Al3+, Mn2+(500), V(V)(100), PO, F, Hg2+(5), S2–(1)

Zn2+

0,05–0,1

Кубики пенополиуретана,
дитизон

Мешают Cd2+, Hg2+, Ag+

0,001–0,1

Реактивная индикаторная бумага ФММОПФ-6Ц

K+, Na+, SO, Cl(1000), Ca2+(500), Al3+, Ba2+, V(V), Ga3+, Fe2+, Fe3+, Cd2+, La3+, Mg2+, Mn2+ , Sn2+, Pb2+, Ag+, Sc3+, Sr2+, Cr(VI), NO, NO, SO, PO, F(l00), Hg2+, Pb2+(5).
Мешают Ni2+, Co2+, Cu 2+, Cd 2+

0,001–0,1

Бумага, дитизонат хрома(III)

Щелочные и щелочноземельные металлы (500), Al3+, Cl, (200), Pb2+, PO, F, NH(50),
Fe3+, Cu2+(5), Ni2+, Cd+

Cd2+

 

0,01–0,05

Кубики пенополиуретана,
дитизон
Fe3+, Cг2О, MnO, S2О(50)
Мешают Ag +, Zn 2+, I, Cu2+

0,003–0,1

Реагентная индикаторная бумага с прочно связанным хромогенным реагентом К+, Na+, SO, Cl(1000), Ca2+(500), Al3+, Ba2+, V(V), Ga3+, Fe2+, Fe3+, La3+, Mg2+, Mn2+, Mo(VI), Sn2+, Pb2+, Ag+, Sc3+, Sr2+, Cr3+,Cr(VI), NO, NO, PO, F(100), Hg2+(5)
Мешают Сu2+ , Со2+, Zn 2+

0,005–1

Бумага, дитизонат цинка Zn2+ (1000), щелочные и щелочноземельные металлы (500), Al3+, Cl, SO(200), Pb2+, PO,

F, NH(50), Fe3+, Cu2+(5), Ni +

Hg2+

0,2–10 Пенополиуретан, дитизонат свинца Ba2+, Ca2+, Mg2+, PO, Br, I, Cl, F, NO, NO(1000), Fe 3+(4), Fe2+, Cu2+, Mn2+, Cr3+, Sn(IV), Zn2+, Pb +
Мешают Bi 3+, Ag +
0,02–2 Реагентная индикаторная бумага с прочно связанным хромогенным реагентом Щелочные и щелочноземельные металлы, Fe3+, Cd2+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+, Ag +, Zn 2+(100), NO, (1000), С1(10)
0,001–1 Бумага, дитизонат меди Щелочные и щелочноземельные металлы, Al3+, Sc 3+, Cu 2+, Pb 2+, Cl, SO, NO, СН3СОO(1000), Ni2+, Cd 2+, Zn2+(200), Ti, (100), Zr(IV), Sb (III)(50)
Мешает Ag +

Pb2+

0,01–0,2 Реагентная индикаторная бумага с прочно связанным хромогенным реагентом Щелочные и щелочноземельные металлы (500).
Мешают ионы тяжелых металлов, PO, S2–
0,01–1 Бумага, сульфид цинка Щелочные и щелочноземельные металлы, Al3+, Zn2+, Cd2+, Cl, NO(500), PO, (50)

Ag+

0,005–1 Бумага, дитизонат меди Щелочные и щелочноземельные металлы, Al3+, Sc3+, Cu2+, Pb2+, SO, NO, СН3ОО(1000),
Ni 2+, Cd 2+, Zn2+(200), Ti(IV), (100), Zr, Sb(III), Cl(50)
Мешает Hg 2+(II)

 

11.5.3. Анализ воды и почвы на органические компоненты

Большое разнообразие органических соединений в водах и почвах не дает возможности обычными методами определить каждое из них отдельно. Поэтому чаще оценивают общее содержание таких соединений. Разработаны тест-системы для определения химического потребления кислорода, биохимического потребления кислорода, общего органического углерода, содержания общего азота, адсорбируемых органических галогенов.

Помимо обобщенных показателей определяют углеводороды нефтяного происхождения, полициклические ароматические углеводороды, хлорорганические соединения, полихлорированные дифенилы, различные пестициды, другие органические вещества (фенолы, 1-нафтол, нитрофенолы, анионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества, анилин, сумму серосодержащих восстановителей, ртутьорганические соединения, диэтилгидроксиламин). На все эти компоненты разработаны тест-реакции и предложены тест-средства.

11.5.4. Анализ воздуха

Анализ воздуха необходим в случаях:

Поэтому самыми разными могут быть определяемые компоненты, их сочетание, диапазоны определяемых содержаний; различной сложности и комплектности применяются приборы и аппаратура. Помимо газовых компонентов типа оксида углерода, озона, диоксида азота, аммиака, хлора часто необходимо контролировать содержание паров, образовавшихся в результате испарения жидкостей (например, ацетона, бензола, хлороформа, бензина, ртути и ртутьорганических соединений), а также газов и паров, выделяющихся в процессе эксплуатации полимерных изделий (анилина, формальдегида). В задачу анализа воздуха входит и определение твердых атмосферных осадков, пыли, микробиологических загрязнений.

В качестве реагентов можно использовать только соединения, быстро взаимодействующие с определяемым компонентом и селективно образующие с ним ярко окрашенные продукты реакции, отличающиеся по цвету от индикаторного порошка. Избирательность часто повышают, используя вспомогательные окислительные, осушительные или фильтрующие трубки; а также трубки с наполнителями для улавливания мешающих определению компонентов. В качестве примеров наполнителей можно привести шамот, обработанный сульфатом меди (взаимодействует с аммиаком и сероводородом, но пропускает фосфин); шамот с нитратом серебра и сульфатом ртути(I) (можно определять бензин в присутствии непредельных углеводородов алифатического ряда и ароматических углеводородов); стеклянный порошок с барбитуровой кислотой (взаимодействует с аммиаком, но пропускает ароматические амины); стеклянный порошок, обработанный ацетатом аммония (поглощает формальдегид, пропускает акролеин) (табл. 11.18–11.20).

Таблица 11.18

Индикаторные трубки фирмы «Дрэгер» для
экспресс-определения содержания вредных веществ в воздухе

Определяемое вещество

Реагент или принцип реакции

Диапазон определяемых содержаний, млн–1

Акрилонитрил

Образование HCN, взаимодействие с HgCl2 и метиловым красным

5–30

Аммиак

Бромфеноловый синий, кислота

5–70; 50–700

Анилин

Фурфурол, кислота

1–20

Диоксид
азота(IV)

Дифенилбензидин

0,5–10; 5–25

Диметилсульфат

4-(п-Нитробензол)пиридин

0,2–5

Диэтиловый эфир

Хроматы, H2SO4

100–4000

Меркаптан

Соединения меди(II)

2–100

AsH3

Соединения золота(III)

0,05–3

Сероуглерод

Соединения меди(II), амин

13–288

Толуол

I2O5, H2SO4

5–400

Фенол

2,6-Дибромхинонхлоримид

5

Хлор

о-Толидин

0,2–3; 2–30

Эпихлоргидрин

Окисление до Cl2, о-толидин

5–50

Таблица 11.19

Индикаторные трубки фирмы «Крисмас+»

Наименование трубки

Определяемые соединения

Диапазон
определяемых содержаний, мг/м3

ТИ-1

Аммиак

2,5–100

ТИ-2

Сероводород

2,5–50

ТИ-3

Оксид серы(IV)

10–130

ТИ-4

Оксид азота (IV)

2,5–200

ТИ-5

Оксид азота (II)

2,5–200

Сумма оксидов азота*

2,5–200

ТИ-6

Хлор

0,5–200

ТИ-7

Хлороводород

2,5–150

ТИ-8

Диоксид углерода(IV)

700–10000

ТИ-9

Ацетон*

100–1600

ТИ-10

Бензол*

20–200

ТИ-11

Бензин

100–4000

ТИ-12

Сумма углеводородов нефти*

100–4000

ТИ-13

Керосин*

100–1200

ТИ-14

Толуол*

50–1600

ТИ-15

Ксилолы*

25–300

ТИ-16

Уксусная кислота

2,5–2000

*Данные соединения поставляют в комплекте с фильтрующими трубками

Таблица 11.20

Индикаторные трубки производства НПО
«Крисмас+» (Петербург) для экспресс-определения вредных веществ в воздухе

Определяемое вещество

Реагент или принцип
реакции

Диапазон
определяемых содержаний,
млн–1

Оксид серы(IV)

KIO3 (по выделению свободного I2)

5–14

Оксид азота(IV)

Дифениламин

2–200

Оксид азота(II)

о-Дианизидин

2–100

Оксид углерода(II)

I2O5 (по выделению свободного I2)

5–50;
500–60000

Углеводороды нефти (C5—C11)

KIO3 (по выделению свободного I2 и продуктов осмоления)

100–300

Озон

По обесцвечиванию индигокармина

0,1–2,0

Хлор

По образованию тетрахлор-флуоресцеина

0,5–200

Сероводород

Ацетат свинца

1–50

Аммиак

Бромфеноловый синий

5–100;
10–1000

Оксид углерода(IV)

По образованию окрашенной формы лейкооснования кристаллического фиолетового с тетраэтиленпентамином

200–10000

 

11.5.5. Обнаружение паров алкоголя, наркотиков, отравляющих и взрывчатых веществ

Для определения спиртов чаще всего используют ферментативные реакции с алкогольоксидазой как селективным ферментом [4].

Реагенты, изменяющие окраску в результате тестирования, участвуют в реакциях окисления-восстановления: о-дианизидин, 3,3',5,5'-тетраметилбензидин, 2,6-дихлор-фенолиндофенол, 1,7-дигидроксинафталин, 4-аминоантипирин, 3,5-дихлор-2-гидроксибензолсульфокислота, 3-метил-2-бензтиазолингидразон, метиленовый синий, нитротетразолий голубой и другие. Ниже в качестве примера приведен состав политестов на наркотики (табл. 11.21).

Таблица 11.21

Состав политестов

Вид
наркотика

Состав реагентов

Цветовые
метки

Марихуана,
гашиш

Порошок прочного синего Б; смесь (1 : 3) хлороформ – CCl4; 10% формалин в серной кислоте, CHCl3; 5% K2CO3

От оранжевой до пурпурно-красной

Опий, маковая солома

10% формалин в серной кислоте, CHCl3; 5% K2CO3

Фиолетовая окраска верхнего слоя

Морфий,
героин,
кодеин, промедол, амфетамины

2% формалин в серной кислоте, Al2O3 (нейтрализатор)

Фиолетовая (морфин, героин), синефиолетовая (кодеин), красная (промедол), оранжевая или коричнево-бурая (амфетамины)

Барбитураты

5% Co(NO3)2 в изопропаноле; 10% пиридина в изопропаноле

Сиреневая

0,5% CuSO4 в 5% пиперидине; CHCl3

Голубая окраска нижнего слоя

Героин

Бромфеноловый синий в буферном растворе (pH = 5), CHCl3

Пурпурная

Кокаин

2% роданид кобальта, CHCl3

Голубая окраска нижнего слоя

Амфетамины

1% нитропруссид натрия в 5% водном растворе ацетона; 2% K2CO3

Темно-розовая

Эфедрин

0,5 М CuSO4; н-бутанол; 10% K2CO3

Фиолетовая окраска верхнего слоя (эфедрин, псевдоэфедрин)

ЛСД

5% п-диметиламинобензальдегида в смеси (1: 1) этанола и H3PO4; Al2O3

Красно-фиолетовая

Морфин, кодеин, героин

0,3% молибдата аммония в конц. H2SO4; Al2O3

Фиолетовая (морфин, героин), бутылочно-зеленая (кодеин)

 


11.6. Области применения тест-систем

Основными областями применения тест-систем являются или могут быть:

11.6.1. Использование в медицине

Наиболее распространенными объектами анализа в медицине являются кровь и моча, в которых, например, определяют содержание глюкозы при диагностике диабета. Поскольку химический и биохимический состав крови и мочи различаются, подготовка проб при химическом анализе для этих двух объектов тоже различна и в обоих случаях довольно сложна. Например, в моче могут содержаться белки, кетонные тела, билирубин, уробилиноген, лейкоциты, эритроциты, а в очень малых количествах — до тысячи компонентов, в том числе ионы металлов в виде комплексов. Химический состав крови не менее сложен. Объект анализа может претерпевать изменения в зависимости от времени и температуры, при которой он хранится перед анализом. Так, на состояние мочи оказывает влияние pH, значение которого определяется заболеванием. Разработаны тест-средства для определения глюкозы, холестерина, контроля лекарственных препаратов. В инструкциях по использованию тестов указана необходимая пробоподготовка в зависимости от анализируемого объекта и определяемого компонента или показателя.

11.6.2. Использование в учебных целях

Есть ряд не упоминавшихся выше областей использования тест-систем. Два из них — определение благородных металлов на пробирном камне и применение для учебных целей — наиболее характерны. Ниже подробнее рассмотрено применение тест-методов в учебных целях.

Для учащихся 9–11 классов общеобразовательных учреждений в рамках уроков экологии, химии, биологии, факультативных занятий и кружков Владимирский государственный университет (г. Владимир, РФ) предлагает комплекс учебных пособий и набор необходимых тест-систем для анализа, объединенных темой «Мониторинг и охрана окружающей среды». В предлагаемом комплексе делается упор на получение учащимися практических навыков анализа объектов окружающей среды. Программа соответствует практикуму по экологии для общеобразовательных учреждений. Наборы тест-систем укомплектовываются из числа разработанных, характеристики которых указаны в табл. 11.22.

Таблица 11.22

Характеристика тест-систем полевого набора
для анализа объектов окружающей среды

Определяемый компонент

Диапазон
определяемых концентраций, мг/л

Объекты анализа

Алюминий

0,01–50

Питьевая вода

Аммоний

0,5–20

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Анилин

0,1–5

Сточные воды, воздух

Бромиды

1–500

Сточные воды, растворы

Витамин С

50–1000

Пищевые продукты

Железо

0,01–1

Природные воды, атмосферные осадки

Железо

0,1–40

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Общая жесткость

1–20 мМоль/л
0,1–10

Вода, атмосферные
осадки

Иодиды

1–1000

Сточные воды

Кадмий

0,005–1

Природные воды

Кадмий

0,1–200

Сточные воды, почвы

Катионные ПАВ

0,01–1000

Сточные воды

Кислоты

0,1–100 мМоль/л

Растворы

Медь

0,001–0,1

Природные воды и атмосферные осадки

Медь

0,1–100

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Мышьяк

0,05–3

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Никель

0,05–10

Нитраты

40–800

Природные и сточные воды, почвы, пищевые продукты

Нитриты

2–60

Сточные воды, почвы, пищевые продукты

0,05–5

Природные и сточные воды, атмосферные осадки

Общая кислотность

0,1–10 мМоль/л

Сточные воды

Общая щелочность

0,1–10 мМоль/л

Природные воды

рH

4–6 ед. pH

Атмосферные осадки

4–8 ед. pH

Почвы

6–8 ед. pH

Природные воды

Ртуть

0,005–1

Природные и сточные воды

0,1–200

Сточные воды, почвы

Свинец

0,01–1

Природные и питьевые воды

1–500

Сточные воды, технологические растворы

Серебро

0,005–1

Природные воды

0,5–100

Сточные воды, технологические растворы

Сероводород

0,01–1

Сточные воды, растворы, атмосферные осадки

Сульфаты

10–800

Вода, атмосферные
осадки

Тиоцианаты

1–500

Сточные воды, растворы

Фенол

0,05–5

Сточные воды

Фосфаты

1–50

Природные и сточные
воды, почвы

2–500

Сточные воды, почвы

Фториды

0,5–500

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Хлор
активный

0,3–8

Питьевая и сточная вода

Хлориды

0,5–500

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Хром(VI)

0,05–500

Природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы

Цианиды

1–500

Сточные и технологические растворы

Цинк

0,01–1

Природные воды, атмосферные осадки

 

Тест-методы могут быть использованы в обычной аналитической лаборатории для предварительной оценки и разбраковки анализируемых проб. Однако более важна возможность их использования во внелабораторных условиях, например в поле в случае контроля объектов окружающей среды или в домашних условиях, когда нужно контролировать кровь или мочу или быстро оценить качество водопроводной воды.

Трудно переоценить роль тест-систем в критических ситуациях, когда нужно быстро определить состав воздуха, воды или других объектов после взрыва, промышленной катастрофы или природного катаклизма. Тест-системы удобны для широкомасштабного обследования жилых и производственных помещений, например на пары ртути, формальдегид, фенол и другие вещества.

Относительно долгое время тест-методы химического анализа не входили в число официально разрешенных, например, для контроля объектов окружающей среды или пищевых продуктов. Однако в последние годы в США, России и некоторых других странах они аттестуются и включаются в списки методов, рекомендуемых для широкого использования.

В России в 2000 г. Государственный комитет по стандартизации и метрологии ввел новый реестр разрешенных методов — реестр тест-систем химического анализа. В него включены первые 25 тест-систем, разработанных и испытанных в Московском университете (часть из них указана в табл. 11.23).

Таблица 11.23

Тест-системы, официально разрешенные к использованию в России

Определяемое вещество

Тест-средство

Способ регистрации

Диапазон
определяемых содержаний, мг/л

Алюминий

Индикаторная трубка

По длине окрашенной зоны

0,27–3,0

Хром(VI)
(ЭА-Cr-Тр, 13–99)

Индикаторная трубка

По длине окрашенной зоны

0,5–50

Марганец(II)
(ЭА-Mn-П,
6–99)

Индикаторный порошок

Визуальный

0,5–5,0

Железо
(ЭА-Fe-Тр, 14–99)

Индикаторная трубка

По длине окрашенной зоны

0,05–50

Кобальт(II)
(ЭА-Co-Тр, 15–99)

0,06–6,0

Никель

0,2–30

Медь(II)
(ЭА-Cu-Тр, 10–99)

0,1–65

Кадмий
(ЭА-Cd-Тр, 11–99)

0,3–3,0

(ЭА-Cd-П,
5–99)

Индикаторный порошок

Визуальный

0,001–0,01

Олово(II)
(ЭА-Sn-Тр, 12–99)

Индикаторная трубка

По длине окрашенной зоны

10–200

Фторид

Индикаторный порошок

Визуальный

1,0–10

Хлорид

Индикаторная трубка

По длине окрашенной зоны

20–200

Индикаторный порошок

Визуальный

3,0–20

Нитрат
(ЭА-NO3-ПТр, 1–99)

Индикаторная трубка

По длине окрашенной зоны

10–80

Нитрит
(ЭА-NO2-ПТр, 2–99)

0,5–20

Серосодержащие восстановители
(ЭА-Sred-ПТр, 3–99)

3,0–330

Активный хлор
(ЭА-Cl2-ПТр, 4–99)

0,5–3,0

Гидразины
(ЭА-Гидразин-П, 7–99)

Индикаторный
порошок

Визуальный

0,3–3,0

Анилин
(ЭА-Анилин-П, 8–99)

Индикаторный
порошок

Визуальный

0,05–10

Фенолы

0,5–5

 

Таким образом, создано уже много тест-систем разного типа и разного назначения. В основе большинства тестов лежат чувствительные и селективные химические реакции. Результат анализа может быть получен либо визуально, либо путем простейших измерений (длина окрашенной зоны, число капель), либо с помощью миниприборов, также весьма простых в использовании.

Тест-системы уже широко и успешно применяются в следующих областях:

Как уже говорилось, потребность в тест-системах весьма значительна и будет расти.

Производители и поставщики тест-средств в России

1. «Аналит-центр», Санкт-Петербург.

2. НТТС «Аргумент», Москва.

3. Ассоциация «Экоаналитика», Москва.

4. Владимирский государственный университет, Владимир.

5. ГосНИИ «Химаналит», Санкт-Петербург.

6. «Костип», Москва.

7. «Кристмас+К», Санкт-Петербург.

8. «Химаналитика», Москва.

9. «Экотест», Москва.

Литература

  1. Золотов Ю.А., Иванов В.М., Амелин В.Г. Химические тест-методы анализа. М. 2002.
  2. Zolotov Yu.A., Ivanov V.M., Amelin V.G. Chemical test methods of analysis. // Wilson and Wilson's Comprehensive Analytical Chemistry. (V.36 // Ed by G. Svehla. Amsterdam etc.: Elsevier). 2002. 330 р. ISBN 0444502610.
  3. Ervin J. Spot Test Analysis: Clinical, Environmental, Forensic, and Geochemical Applications // (Series: Chemical Analysis, V. 141) Ervin Jungreis. Edition Information: 2nd ed. New York : Wiley, 1997. 377 р. ISBN 0471124125.
  4. Файгль Ф., Ангер В. Капельный анализ неорганических веществ. М.: Мир, 1976. Т. 1, 2.
  5. Островская В.М. Журн. аналит. химии. 1977. Т. 32, № 9. С. 1820.
  6. Золотов Ю.А. Химический анализ без лаборатории: тест-методы // Вестник РАН. 1997. Т. 67, № 6. С. 508.
  7. Золотов Ю.А. Простейшие средства аналитического контроля // Химическая промышленность. 1997. Т. 6. С. 48–56.
  8. Амелин В.Г. // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № 9. С. 902.
  9. Амелин В.Г. Дис. ... д-ра хим. наук. М.: МГУ, 1998.
  10. Дмитриенко С. Г. Дис. ... д-ра хим. наук. М.: МГУ, 2001.
  11. Моросанова Е.И. Дис. ... д-ра хим. наук. М.: МГУ, 2001.
  12. Островская В.М. Реактивные индикаторные средства для многоэлементного тестирования. М.: 1-я образцовая типография, 1992.
  13. Иванов В.М., Кузнецова О.В. Успехи химии. 2001. Т. 70, № 5. С. 915.
  14. Сорокин В.И., Гаевский А.В., Дегтярев Е.В., Волков С.К. Использование экспрес-тестов при исследовании наркотических и сильнодействующих средств. М.: Экспертно-криминалистический центр МВД РФ, 1996.
  15. Zolotov Yu.A. Analyical Tools for Everybody: Express Test Methods // Ann. Chim. 1997. V. Т. 87,
    № 1–4. P. 285–294.
  16. Золотов Ю.А. Еще раз о тест-методах // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 51, № 10. С. 1029.
  17. Morosanova E.I. Kuz'min N.M. and Zolotov Yu.A. Indicator tubes for the determination of metals in waters and solutions // Fresenius. J. Anal. Chem. 1997. V. 357, № 7. P. 853–859.
  18. Островская В.М. Реактивные индикаторные средства для экспрессного тестирования воды // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 51, № 9. С. 987–992.
  19. Beklemishev M.K. Stoyan T.A. and Dolmanova I.F. Sorption-catalytic Determination of Manganese Directly on a Paper-based Chelating Sorbent // The Analyst. 1997. V. 122. P. 1161–1165.
  20. Марченко Д.Ю. и др. Индикаторные трубки для определения восстановителей в растворе / Марченко Д.Ю., Моросанова Е.И., Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52, № 12. С. 1287–1291; С. 1292–1295.
  21. Shekhovtsova T.N., Muginova S.V., Bagirova N.A. Enzymatic Determination of Organomercury Compounds and Mercury(II) after their Separation by Thin-layer Chromatography on «Silufol» // Mendeleev Commun. 1997. V. 3. P. 119–120.
  22. Shekhovtsova T.N., Muginova S.V., Bagirova N.A. Determination of Organomercury Compounds Using Immobilized Peroxidase // Anal. Chim. Acta. 1997. V. 344. P. 145–151.
  23. Мышак Е.Н. и др. Концентрирование фенолов на пенополиуретане и их определение с использованием фотометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии / Мышак Е.Н., Дмитриенко С. Г., Жигулев А.В., Шаповалова Е.Н., Шпигун О.А., 3олотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52, № 10. С. 1036–1041.
  24. Dmitrienko S.G. e. a. Sorption-photometric Determination of 1-Naphtol with Polyurethane Foams / Dmitrienko S.G., Myshak E.N., Zhigulev A.V., Runov V.K. and Zolotov Yu.A. // Anal. Lett. 1997. V. 30, № 14. P. 2527–2540.
  25. Кузнецова О.В., Иванов В.М., Казеннов Н.В. Сорбционно-спектроскопическое определение железа в фазе сорбента в форме пирокатехин-3,5-дисульфоната // Вест. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 1997. Т. 38, № 1. С. 53–56.
  26. Морозкo C.А., Иванов В.М. Тест-методы в аналитической химии. Иммобилизация 4-(2-пиридилазо) резорцина (ПАР) и 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола (ПАН) на целлюлозах и кремнеземах // Журн. аналит. химии. 1996. Т. 51, № 6. С. 631–637.
  27. Иванов В.М., Морозко С. А. Тест-методы в аналитической химии. Определение емкости тест-форм, содержащих гетероциклические азосоединения // Журн. аналит. химии. 1996. Т. 51, № 10. С. 1083–1086.
  28. Шеховцова Т. Н., Чернецкая С. В., Белкова Н.В., Долманова И.Ф. Тест-метод определения ртути на уровне ПДК с использованием пероксидазы, иммобилизованной на бумаге // Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50, № 5. С. 538–542.
  29. Иванов В.М., Кузнецова О.В. Иммобилизованный 4-(2-тиазолилазо)резорцин как аналитический реагент. Тест-реакции на кобальт, палладий и уран (IV) // Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50, № 3. С. 498–504.
  30. Морозко С. А., Иванов В.М. Тест-методы в аналитической химии. Иммобилизованный 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол как аналитический реагент // Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50, № 6. С. 629–635.
  31. Золотов Ю.А. Тест-методы // Журн. аналит. химии. 1994. Т 49, № 2. С. 149.
  32. Максимова И.М. и др. Органические реагенты, иммобилизованные на гидрофобных носителях, для линейно-колористического определения кобальта(II) и железа(II,III) / Максимова И.М., Кухто А.А., Моросанова Е.И., Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49, № 7. С. 695–699.
  33. Шеховцова T.Н., Чернецкая С. В., Никольская Е.Б., Долманова И.Ф. Тест-метод определения ртути на уровне ПДК с использованием иммобилизованной пероксидазы // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49, № 8. С. 862–867.
  34. Shekhovtsova T.N., Chernetskaya S.V. Determination of Mercury at the Picogram per Milliliter Level Using Immobilized Horseradish Peroxidase // Anal. Lett. 1994. V. 27, № 15. P. 2883–2898.
  35. Шеховцова T.Н., Чернецкая С. В., Долманова И.Ф. Ферментативный тест-метод определения микроколичеств ртути // Фундаментальные исследования новых материалов и процессов в веществе. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1994. С. 205–210.
  36. Моросанова Е.И. и др. Обменная сорбция как метод для повышения селективности извлечения и определения меди и железа(III) / Моросанова Е.И., Плетнев И.В., Cоловьева В.Ю., Семенова Н.В., Золотов Ю.А.// Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49. С. 676–679.
  37. Иванов В.М., Ерохина Н.В. Феррометрия. 3. Тест-методы обнаружения и определения золота и серебра // Вест. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 1994. Т. 35,
    № 3. С. 269–272.
  38. Иванов В.М., Морозко С. А., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1993. Т. 48, С. 1389.
  39. Дедкова В.П., Швоева О.П., Саввин С. Б. // Заводская лаборатория. 1998. Т. 64, № 3. С. 11; № 12. С. 7.
  40. Amelin V. G. Chemical Test Methods for Determining Components of Liquids // J. Anal. Chem. 2000. V. 55, № 9. P. 808–836.
  41. Amelin V.G., Ivanov V.M. Test Analysis Method Using Ion Pairs of Pyrocatechol Azo Derivatives and Trihydroxyfluorones with Celylpyndinium and their Chelates with Metal Ions Immobilized on Paper //
    J. Anal. Chem. 2000. V. 55, №. 4. P. 367–373.
  42. Amelin V.G. Test Method for the Determination of Overall Quality Characteristics of Water Using Indicator Papers. // J. Anal. Chem. 2000. V. 55, № 5.
    P. 480–485.
  43. Amelin V.G.; Kolodkin I.S.; Irinina Yu.A. Test Method for the Determination of Hydrogen Peroxide in Atmospheric Precipitation and Water Using Indicator Papers // J. Anal. Chem. 2000. V. 55, № 4. P. 374–377.
  44. Амелин В.Г. Применение в тест-методах индикаторных бумаг, содержащих малорастворимые комплексы металлов с диэтилдитиокарбаминатом // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54, № 10. С. 1088–1093.
  45. Амелин В.Г. Устройства и способы определения компонентов тест-методом // Журн. аналит. химии. 1998. Т. 53, № 9. С. 958–963.
  46. Amelin V.G., Grishina E.P. Test Methods for Determination of Nitrates and Nitrites. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., a. Khim. Khim. Tekhnol V. 40. № 5. P. 50–54.
  47. Amelin V.G. Test Determination of Iron(II,III) Using Indicator Papers // J. Anal. Chem. 1999 V. 54, № 9.
    Р. 880–882.
  48. Амелин В.Г. Применение в тест-методах индикаторных бумаг, содержащих дитизонаты металлов // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54, № 7. С. 753–757.
  49. Амелин В.Г. Тест-метод с использованием индикаторных бумаг для определения тяжелых металлов в сточных и природных водах // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54, № 6. С. 651–658.
  50. Амелин В.Г. Тест-метод определения суммарных показателей качества вод с использованием индикаторных бумаг // Журн. аналит. химии. 2000.
    Т. 55, № 5. С. 532–538.
  51. Иванов В.М., Ершова Н.И. Оптические и цветометрические характеристики иммобилизованного 2-(5-бром-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенолята индия. Тест-реакция на индий // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 1998. Т. 39, № 3. С. 170–173.
  52. Амелин В.Г., Иванов В.М. Тест-метод анализа с применением иммобилизованных на бумаге ассоциатов азопроизводных пирокатехина, триоксифлуоронов с цетилпиридинием и их хелатов с ионами металлов // Журн. аналит. химии. 2000.
    Т. 55, № 4. С. 411–418.
  53. Иванов В.М., Кочелаева Г.А. Сорбционно-цветометрическое и тест-определение ртути // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 2001. Т. 42, № 1. С. 17–19.
  54. Иванов В.М., Кочелаева Г.А. Сорбционно-цветомет-рическое и тест-определение меди в водах. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 2001. Т. 42, № 2. С. 103–105.
  55. Иванов В.М., Кузнецова О.В. Химическая цветометрия: возможности метода, области применения и перспективы // Успехи химии. 2001. Т. 70, № 5. С. 411–428.
  56. Dmitrienko S.G. e. a. Rapid Determination of Free Active Chlorine in Water by Diffuse Reflectance Spectroscopy After Reaction with Polyurethane Foams. / Dmitrienko S.G., Sviridova O.A., Pyatko-
    va L.N., Zhukova V.A. and Zolotov Yu.A. // J. Anal. Chem. Acta. 2000. V. 45, № 1–2. P. 231–237.
  57. Дмитриенко С. Г. и др. Определение нитрит-ионов с применением пенополиуретанов / Дмитриенко С. Г., Свиридова О.А., Белоусова С. Б., Пяткова Л.Н., Золотов Ю.А.// Заводская лаборатория. 2000. Т. 66, № 2. С. 10.
  58. Dmitrienko S.G. e. a. Chemical Reactions of Terminal Groups in Polyurethane Foams / Dmitrienko S.G., Sviridova O.A., Pyatkova L.N., Myshak E.N., Shelmenkova O.V., Zolotov Yu.A.// Mendeleev Communication. 2000. № 6. P. 244–245.
  59. Degterev E.V., Gaevskii A.V., Zenkova E.A. Use of Thin-layer Chromatography in the Analysis of Narcotic and Hard Drugs // Khim.-Farm. Zh., 1998.
    V. 32, № 8. P. 48–54.
  60. Dzantiev В.В., Zherdev A.V. Pesticide Immunodetection Systems // Agrokhimiya. 1998. № 10. P. 61–68.
  61. Evgen'ev M.I. e. a. Reversed-phase Liquid Chromatographic Determination of Isoniazide in Human Urine as a Test of the Genetically Predetermined Type of Biotransformation by Acetylation / Evgen'ev M.I., Garmonov S.Yu., Evgen'eva I.I., Goryunova S.M., Pogorel'tsev V.I., Levinson F.S. // Talanta. 1998. V. 47, № 4. P. 891–898.
  62. Евгеньев М.И. и др. Тест-методы для визуального, спектрофотометрического и хроматографического определения аминосоединений в воздушных и водных средах / Евгеньев М.И., Гармо-
    нов C.Ю., Евгеньева И.И., Горюнова C.М., Николаева И.Г. // Журн. аналит. химии. 1998. Т. 53,
    № 2. С. 175–186.
  63. Ostrovskaya V.M. e. a. Rapid Determination of Iron in Liquids Using Reagent Indicator Paper. (Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow 117907, Russia) / Ostrovskaya V.M., Vinogradov V.Yu., Lifintse-
    va Т.V., Stradomskaya Е.A., Boeva L.V., Zave-
    sa M.P., Muzykova L.A. // J. Anal. Chem. 1999.
    V. 54, № 10. P. 957–962.
  64. Ostrovskaya V.M. Maximum Error of Visual Water Testing Using Indicator Reagent Papers // J. Anal. Chem., 1999. V. 54, № 11. P. 994–1000.
  65. Ostrovskaya V.M., Zolotov Yu.A., Davydov A.V. Test Determination of Hydrogen Peroxide with Reagent Indicator Strips // J. Anal. Chem. 1999. V. 54, № 8. P. 764–771.
  66. Максимова И.М. и др. Органические реагенты, иммобилизованные на гидрофобных носителях, для линейно-колористического определения кобальта(II) и железа(II,III) / Максимова И.М., Кухто А.А., Моросанова Е.И., Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49, № 7. С. 695–699.
  67. Максимова И.М. и др. Линейно-колористическое определение меди(II) и железа(III) с использованием нековалентно иммобилизованных реагентов / Максимова И.М., Моросанова Е.И., Кухто А.А., Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49, № 11. С. 1210–1214.
  68. Марченко Д.Ю. и др. Индикаторные трубки для определения восстановителей в растворах / Марченко Д.Ю., Моросанова Е.И., Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52, № 12. С. 1287–1291.
  69. Марченко Д.Ю., Морозкин И.А., Моросанова Е.И., Кузьмин И.М., Золотов Ю.А. Индикаторные трубки для определения анилина в растворе // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52, № 12. С. 1292–1295.
  70. Morosanova E.I., Kuz'min N.M., Zolotov Yu.A. Length-of-stain Indicator Tubes for the Determination of Metals in Water and Solutions. Fresenius // J. Anal Chem. 1997. V. 357. P. 853–859.
  71. Ostrovskaya V.M. e. a. New Test Tools: Benzidine of Cellulose and Silica Gel. / Ostrovskaya V.M., Zolotov Yu.A., Morosanova E.I., Marchenko D.Yu. // Fresenius J Anal. Chem. 1998. V. 361. P. 300–303.
  72. Morosanova E.I., Velikorodny A.A., Zolotov Yu.A. New Sorbents and Indicator Powders for Preconcentration and Determination of Trace Metals in Liquid Samples. // Fresenius J. Anal. Chem. 1998. V. 361. P. 305–308.
  73. Марченко Д.Ю. и др. Тест-средства на основе иммобилизованных зеленого Биндшедлера и N,N-диэтил-п-фенилендиамина для экспрессного определения активного хлора в воде / Марченко Д.Ю., Моросанова Е.М., Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54, № 5. С. 519–523.
  74. Андреев В.П. и др. О математическом моделировании тест-методов, основанных на использовании индикаторных трубок для анализа состава жидких проб / Андреев В.П., Плисс Н.С., Моросанова Е.И., Золотов Ю.А. // Научное приборостроение. 1999. Т. 9, № 3. С. 116–128.
  75. Моросанова Е.И., Марченко Д.Ю., Золотов Ю.А. Тест-определение восстановителей с использованием нековалентно иммобилизованных хинониминовых индикаторов // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № 1. С. 86–92.
  76. Моросанова Е.И. и др. Ксерогели, модифицированные фосфорномолибденовыми гетерополисоединениями. Индикаторные трубки для определения гидразинов и олова(II) в растворах / Моросанова Е.И., Великородный А.А., Резникова Е.А., Кузьмин Н.М. // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № 4. С. 423–429.
  77. Моросанова Е.И. и др. Ксерогели, модифицированные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым. Индикаторные трубки для определения меди(II) и железа(III) в растворах / Моросанова Е.И., Великородный А.А., Нику-лин И.В., Пуганова Е.А. и Золотов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № 5. С. 539–545.
  78. Азарова Ж.М., Моросанова Е.И., Золотов Ю.А. Ксерогели, модифицированные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и диметилглиоксимом. Индикаторные трубки для определения никеля // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № . С. 714–718.
  79. Великородный А.А., Моросанова Е.И. Ксерогели на основе диоксида кремния, модифицированные кобальтом(III). Твердофазно-спектрофотометрическое определение нафтолов в растворах // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № 8. С. 807–815.
  80. Моросанова Е.И., Резникова Е.А., Великородный А.А. Индикаторные порошки на основе модифицированных ксерогелей для твердофазно-спектрофотометрического и тест-определения аскорбиновой кислоты и гидразинов // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56, № 2. С. 195–200.
  81. Моросанова Е.И., Азарова Ж.М., Золотов Ю.А. Ксерогели, модифицированные 4-(2-пиридилазо)-резорцином и цетилпиридинием хлористым. Твердофазно-спектрофотометрическое определение цинка в растворах // Журн. аналит. химии. 2001.