Систематическая погрешность определения суммарного содержания антиоксидантов на основе индикаторной системы Fe(III)-о-фенантролин

Мареева Д.О.

Кубанский государственный университет,

Краснодар, Россия.

Аспирант 1г.

darya-kovalevskaya@mail.ru

Научный руководитель: Темердашев З.А.

При решении проблем определения антиоксидантов актуальными являются выбор вещества-стандарта, единицы измерения искомых величин, аддитивность аналитического сигнала. В настоящее время существует несколько методов, основанных на способности антиоксидантов легко вступать в реакции окисления-восстановления. В этих методах в качестве окислителя выступают редокс-системы на основе переходных металлов.

Нами проводилась оценка погрешности определения суммарного содержания антиоксидантов на основе индикаторной системы Fe(III)-о-фенатролин.

На примере модельных смесей антиоксидантов, различающихся по составу и содержанию компонентов, показано, что систематическая погрешность при оценке суммарного содержания антиоксидантов зависит от выбора вещества-стандарта и состава смеси. Проведена оценка погрешности определения суммарного содержания антиоксидантов (мкмоль/дм³) относительно разных веществ-стандартов. Погрешность определения суммарного содержания антиоксидантов для модельных аддитивных смесей может составлять по веществу-стандарту аскорбиновой кислоте до 100%, по кверцетину – до 75%, по Fe(II) – 370%. На основе анализа смесей антиоксидантов показана возможность применения оценок аддитивности аналитического сигнала по 3S- и t-критериям. Проведена проверка аддитивности аналитического сигнала для смесей антиоксидантов, установлены смеси антиоксидантов, удовлетворяющие данным условиям. Переход от молярных концентраций к “нормальным” (мкмоль-экв/дм³), при оценке суммарного содержания антиоксидантов, позволяет снизить погрешность методики определения, которая может составлять, при определении суммарного содержания антиоксидантов для модельных аддитивных смесей по веществу-стандарту аскорбиновой кислоте до 45%, по кверцетину – до 50%, по Fe(II) – 91%. Правильность разработанной методики изучена на основе корреляционных исследований. Получены высокие коэффициенты парной корреляции.

Проведена проверка правильности анализа реального объекта, в качестве которого выбрали образец чая, по способу “введено–найдено”. Проверка правильности показала, что при введении в качестве добавки вещества-стандарта аскорбиновой кислоты, и расчёте антиоксидантной активности относительно этого же вещества, погрешности определения одинаковы и не зависят от единиц выражения концентраций. При расчёте относительно другого вещества-стандарта кверцетина величина погрешности значительно уменьшается при переходе от молярных концентраций к “нормальным”.

Разработанные рекомендации позволяют более точно оценить суммарное содержание антиоксидантов.

Экстракция ванилинов и их хромато-цветометрическое определение в водных концентратах

Маслова Н.В.

Воронежский государственный университет инженерных технологий,

Воронеж, Россия.

Аспирант 3г.

imbruliya@mail.ru

Научный руководитель: Коренман Я.И.

Ванилин (4-гидрокси-3-метоксибензальдегид) является ценным продуктом химической переработки лигнина, который входит в состав древесины. Важнейшие стадии при его получении  окисление лигнинсульфанатов и экстракционное извлечение ванилинов из реакционной массы. Полученный таким способом ванилина химически неустойчив, содержит большое количество примесей (орто- и изо-ванилины), негативно влияющих на истинный аромат ванилина.

Для экстракции ванилинов нами применены бинарные смеси гидрофильных растворителей (ацетон – алифатические спирты) в присутствии высаливателя (сульфат аммония). Зависимость коэффициентов распределения ванилинов от содержания эффективного компонента в смеси описывается S-образными кривыми; при экстракции смесями, содержащими 0,5 – 0,9 мол. доли ацетона, появляется синергетический эффект.

К 10 см³ водного раствора ванилина, (орто-ванилина, изо-ванилина, этилванилина) добавляли сульфат аммония практически до насыщения и смесь ацетон – спирт, экстрагировали 10 мин. Органическую фазу отделяли, ванилины разделяли на пластинах «Silufol». В качестве подвижной фазы применяли смесь изопропиловый спирт – гексан (10 : 1). Пластины проявляли раствором 4-аминоантипирина в присутствии аммонийной буферной смеси, хроматограммы сканировали и идентифицировали ванилины [1].

Пластины «Silufol» сканировали с применением планшетного сканера. Обработку пластин проводили по программе ImageJ, разработанной National Institute of Health Тechnology (USA). Цветность пятен определяли по цветовой модели RGB. В основе системы – теория трех компонентов, согласно которой смешением трех основных цветов (красного – R, λ=700 нм, зеленого – G, λ=546 нм и синего – В, λ=436 нм) в определенных соотношениях получают все остальные цвета спектра, а также хроматический белый цвет. Значение каждого цветового компонента в RGB-модуле изменяется от 0 до 255 усл. ед.

Для выбора оптимальной цветности и контрастности пятен выделяли область движения подвижной фазы. Цветовое изображение дифференцировали на три черно-белые составляющие, подбором яркости и контрастности настраивали максимальную цветность пятна относительно фона. Наибольший аналитический сигнал характеризуется компонентой R (красный светофильтр), поэтому для цветометрического определения ванилинов применяем именно эту область. Интенсивность цвета каждого пятна описывали графически, значения концентрации считывали в пикселях и откладывали по оси абсцисс, интенсивность цвета  по оси ординат [2]. Кривая ограничивает площадь пятна на пластине, которая соответствует содержанию вещества в концентрате. Коэффициент подвижности рассчитывали как отношение максимума на графике к расстоянию, пройденному подвижной фазой на пластине. В таблице приведены коэффициенты подвижности ванилинов в некоторых системах.

Таблица. Коэффициенты подвижности орто-ванилина (I), изо-ванилина (II) и ванилина (III) и оценка возможности их раздельного определения; n = 4, Р = 0,95 (и.п.  изопропиловый спирт)

Состав подвижной фазы, см3	I	II	III
и.п. (0,5) – толуол (9,5)	0,84±0,05	0,72±0,05	0,40±0,04
и.п. (9,5) – этилацетат (0,5)	0,82±0,05	0,67±0,06	0,40±0,04
и.п. (9,5) – гексан (0,5)	0,65±0,05	0,43±0,03	0,17±0,03
бензол (5) – ацетон (5)	0,47±0,04	0,35±0,02	0,65±0,04
бензол (6) – ацетон (4)	0,52±0,04	0,43±0,05	0,24±0,03
гексан (4) – этилацетат (6)	0,63±0,03	0,60±0,05	0,44±0,05

Разработанная методика включает экстракцию ванилинов, их разделение с применением пластин «Silufol» [3] и применена для цветометрического определения ванилинов. Методика легковыполнима, характеризуется воспроизводимостью и точностью получаемых данных, погрешность не более 5 %.

Литература:

[1] Кэц Э. Количественный анализ хроматографическими методами. - Москва: Мир, 1990, 320 с.

[2] Маслова Н.В., Коренман Я.И., Суханов П.Т., Хрипушин В.В. Аналитика и контроль 15, 233 – 237 (2011)

[3] Коренман Я.И., Маслова Н.В., Суханов П.Т., Хрипушин В.В., Мокшина Н.Я. Заводская лаборатория. Диагностика материалов 76, 15 – 18 (2010)