Мінералізація сумішшю сірчаної й азотної кислот

У колбу Кьєльдаля місткістю 500-800 мл вносять 100 г подрібненого біологічного матеріалу, додають 75 мл суміші, що складається з рівних об’ємів концентрованих азотної і сірчаної кислот і води. Над колбою Кьєльдаля закріплюють ділильну лійку, у якій міститься концентрована азотна кислота, розведена рівним об’ємом води, нагрівання проводять за допомогою газового пальника.

На початку мінералізації концентрована сірчана кислота відіграє роль водовіднімаючого засобу, порушуючи структуру клітин і тканин. При підвищенні температури (вище 110° С) і концентрації (до 60-70 %) сірчаної кислоти, вона проявляє окисні властивості і розкладається з виділенням оксиду сірки (IV)

Спочатку азотна кислота виступає слабким окислювачем. З утворенням оксидів азоту й азотистої кислоти, а також з підвищенням температури азотна кислота проявляє себе як сильний окислювач

У процесі мінералізації утворюється деяка кількість нітрозілсірчаної кислоти, що заважає виявленню деяких металів

При нагріванні ароматичних речовин із сумішшю сірчаної й азотної кислот йдуть небажані побічні процеси нітрування і сульфування, що затруднює мінералізацію. Попереднє розведення водою сірчаної й азотної кислот перед мінералізацією значно зменшує ступінь нітрування і сульфування.

Мінералізація проходить у дві стадії:

У першій стадії, яка має назву «деструкція», відбувається порушення структури біологічного матеріалу під впливом кислот - окислювачів (без повного руйнування органічних речовин), а також руйнування комплексів металів з білками, в результаті чого метали переходять в розчин-деструктат у вигляді іонів. В деструктаті також знаходяться продукти розпаду органічних речовин: білкові молекули, пептиди, амінокислоти, ліпіди і деякі інші речовини, що входять до складу тканин організму Стадія деструкції закінчується за 30-40 хв, протікає при несильному нагріванні. Деструктат являє собою важку прозору рідину, що має жовтувате або буре забарвлення.

В другій стадії мінералізації відбувається повне руйнування органічних речовин. Ця стадія більш тривала (тривалість її лімітується руйнуванням жирів), протікає при більш сильному нагріванні (колба Кьєльдаля опущена на азбестову сітку) і при додаванні по краплях азотної кислоти.

Мінералізацію вважають завершеною, коли після припинення додавання азотної кислоти при нагріванні колби будуть виділятися білі пари сірчаної кислоти і не буде відбуватися почорніння мінералізату.

Денітрація - процес звільнення мінералізатів від азотної, азотистої, нітрозілсірчаної кислот і оксидів азоту. Ці речовини є окислювачами, які заважають подальшому аналізу на "металеві" отрути

Розроблено різні методи денітрації. Гідролізний метод (застосовується на перших етапах), заснований на розведенні мінералізатів водою з послідуючим нагріванням отриманих рідин. При цьому улетючуються азотна, азотиста кислоти, оксиди азоту, а нітрозілсірчана кислота піддається гідролізу

Метод тривалий, потрібно 15-17 годин.

Для денітрації мінералізатів пізніше запропоновані відновники (сечовина, сульфіт натрію, формальдегід). Кращим реагентом є формальдегід, оскільки руйнування окислювачів відбувається швидко (1-2 хв), надлишок відновника легко видаляється кип'ятінням на протязі декількох хвилин.

Хімізм процесів, що відбуваються:

Для руйнування нітрозілсірчаної кислоти попередньо мінералізат розбавляють водою і нагрівають до 110° С, а потім додають формалін.

Перевірку повноти денітрації проводять по реакції з дифеніламіном. При наявності окислювачів з'являється синє забарвлення.

Необхідний сліпий дослід, тому що в сірчаній кислоті (у якій розчиняють дифеніламін для досліду) може міститися азотна кислота.

По зовнішньому вигляді мінералізат в більшості випадків являє собою безбарвну, прозору і досить важку рідину. Іноді мінералізат буває забарвлений у жовтуватий (за рахунок катіонів заліза (III), що входять до складу тканин організму), зеленуватий (при наявності хрому (III)) або блакитний (за рахунок міді (II)) кольорів. Нерідко мінералізат містить білий (за рахунок сульфатів плюмбуму, барію або кальцію) або брудно-зелений (за рахунок співосаждення сульфату хрому (III)) осад.

4. Особливості деструктивної мінералізації біологічного матеріалу при дослідженні на меркурій.

Деструктивна мінералізація - окремий метод мінералізації, який застосовується при хіміко-токсикологічному аналізі на неорганічні сполуки меркурію. Необхідність використання окремого методу ізолювання зумовлена тим, що в процесі повної мінералізації меркурій втрачається, тому проводять не повне руйнування органічних речовин, а часткове, спрямоване на розрив зв'язку між меркурієм і білками. Мінералізацію закінчують на стадії деструкції.

Об'єктами дослідження на неорганічні сполуки меркурію є 20 г печінки, 20 г нирок. Ізолювання проводять роздільно. Як окислювачі використовують суміш с сірчаної й азотної (сірчаної, азотної і хлорної) кислот. Деструкцію проводять в присутності етилового спирту, що є каталізатором цього процесу. Нагрівання проводять на водяній бані протягом 10-15 хв. Таким чином, після деструкції біологічного матеріалу в деструктаті знаходяться іони ртуті, білки, пептиди, амінокислоти, ліпіди й ін.

Для видалення з деструктату окислювачів використовують сечовину.

Отриманий деструктат досліджують на наявність ртуті.

Дата добавления: 2014-01-07