Что такое химия аналитическая: селективные определения? Значение химия аналитическая: селективные определения в энциклопедии Кольера

К статье ХИМИЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ Одна из основных задач аналитической химии заключается в достижении высокой селективности определений. В некоторых случаях селективность обеспечивается предварительным разделением исследуемых веществ, в других - совместным применением различных методов. Во многих современных системах применяются биологические объекты ( ферменты , антитела и рецепторы ) и специальные датчики. Датчик и состоят из слоя химически активного вещества и физического преобразователя; их обычно используют для селективного измерения концентраций химических веществ. Кроме того , они позволяют проводить дистанционные и непрерывные измерения. Ферментативные методы. Свойством ферментов, представляющим интерес для аналитической химии, является их способность специфически ускорять те или иные реакции. Ферментативные методы можно применять для анализа как равновесных, так и неравновесных систем, совмещать их с разными метода ми детектирования: спектрофотометрией, флуоресценцией, хемилюминесценцией, потенциометрией, амперометрией. Все чаще используются иммобилизованные ферменты. Нередко это повышает разрешающую способность метода, а кроме того, позволяет повторно использовать ферменты, применять их в проточных реакторах или биосенсорах. Ферменты включают в мембраны, полимерный гель с поперечными сшивками или адсорбируют на твердой подложке. Иммунологические методы. Антитела - это вещества, которые вырабатываются в организме позвоночных в ответ на появление в нем антигенов и специфически связываются с этими антигенами. Специфичность связывания определяется структурным соответствием антигена и вырабатываемого антитела. В иммунологических определениях используются меченые антигены . Так, в радиоиммунологическом анализе (РИА) меткой служит радиоактивный изотоп , обычно 125I. В последнее время стали широко применяться флуоресцентные, хемилюминесцентные, электроактивные метки и ферменты. При помощи иммунологических методов анализируют лекарственные вещества, гормоны (такие, как хорионический гонадотропин , по которому определяют беременность ), выявляют возбудителей инфекционных заболеваний. Электрохимические датчики. Наи более известный электрохимический датчик - это ионо селективный электрод . На принципе ионоселективности работают газовый потенциометрический и ферментный электроды . В них мембрана электрода покрыта слоем химического вещества, который отделен от анализируемого раствора (или газа ) второй мембраной, проницаемой для определяемого вещества. Потенциометрический газовый электрод регистрирует изменение положения равновесия химической реакции, протекающей в слое вещества на мембране электрода. В этой реакции участвует газ, диффундирующий через наружную мембрану. Когда его количество меняется, положение равновесия реакции сдвиг ается, и этот сдвиг регистрируется электродом. В датчике CO2 используется водородный электрод, покрытый тонким слоем бикарбоната. CO2, проникая через наружную мембрану, сдвигает положение равновесия реакции CO2 + H2O HCO3- + H+, и водородный электрод измеряет концентрацию ионов водорода. В потенциометрических ферментных электродах мембрану электрода покрывают ферментом ( например , уреазой в случае определения мочевины). Разработаны потенциометрические датчики для определения аминокислот, пенициллина и других антибиотиков. В качестве ферментсодержащего слоя можно использовать бактерии , интактные растительные и животные ткани. В амперометрических ферментных электродах чаще всего ферментом является оксидаза и регистрируется либо расходование кислорода, либо образование пероксида водорода. Для контроля за содержанием глюкозы в биологических жидкостях применяются амперометрические датчики на основе глюкозооксидазы. Оптические датчики. В таких датчиках специфический реагент наносят на торец оптического волокна - свет овода. По световоду направляют луч света и регистрируют свет, пришедший от торца с нанесенным образцом. Особенно много датчиков разработано для оптического измерения pH. Все они содержат иммобилизованный реагент, который может существовать в двух или более кислотно-основных формах. Если у этих форм разные спектры поглощения или флуоресценции, то, проводя измерения при разных длинах волн, можно определить их концентрацию и рассчитать pH. В отличие от стеклянного электрода, измеряющего pH в диапазон е от 1 до 14, у оптических датчиков динамический диапазон регистрируемых значений pH охватывает 1-2 единицы по обе стороны от pKa индикатора. В датчиках ионов металлов (Al3+, Mg2+, Zn2+, Cd2+) используют лиганды , которые начинают сильно флуоресцировать при связывании с этими ионами. Датчики кислорода основаны на кислородном подавлении иммобилизованного флуорофора. Это равновесное определение , менее восприимчивое к колебаниям температуры и скорости потока, чем амперометрические датчики кислорода. Разработаны биосенсоры, основанные на принципах иммунологического анализа. На торец оптических волокон таких датчиков наносят антитела и флуоресцентно меченные антигены. Датчики массы . На чувствительный к изменению массы преобразователь (например, кварцевый пьезоэлектрический осциллятор ) наносят селективный адсорбент . Определяемое вещество осаждается на нем, и датчик регистрирует изменение массы. Подобные датчики применяются для определения газообразных и летучих веществ, таких, как CO, CO2 и SO2, ароматических и алифатических углеводородов и пестицидов.