CC BY
11
лота и ее регуляция в организме млекопитающих. М. — Л., 1952. — Шахбазян Г. X. Врач, дело, 1951, № 5, с. 393. — Ф рей длин В. С., Ш а х б а з я н Г. X. Гиг. и сан., 1940, № 4, с. 14. — Wins low С., Н е г г i п g t о n L., Temperature and Human Life. London, 1949. —Wezler K., Thauer R„ Luftfahrtmedizi, 1943, Bd. 7, S. 228.
Поступила 26/IV 1965 r.
УДК 616-008.928.81-074
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАНАДИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ
М. Н. Кузьмичева
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
При изучении токсического действия на организм человека и животных ванадия и его соединений возник вопрос об определении этого вещества в биологических материалах.
В микроколичествах ванадий постоянно присутствует в органах и тканях: содержание его в легких составляет около 0,071 мкг/г, печени— 0,014 мкг/г, кишечнике — 0,037 мкг/г, почках — 0,011 мкг/г и желудке— 0,012 мкг/г.
Определению ванадия в биологических материалах посвящен ряд работ (Е. Сендел, и др.). Рассмотрев несколько колориметрических реакций на ванадий, мы остановились на изучении наиболее чувствительных из них, а именно реакций с салицилгидроксамовой кислотой и с 8-оксихинолином.
Реакцию взаимодействия ванадия с салицилгидроксамовой кислотой детально исследовали Bhaduri и Ray. Авторы указывают, что в ре- i зультате этой реакции в кислой среде образуется фиолетовый комплекс следующего строения: НгУО^СуНбОзЫг)]. Для определения ванадия часто используется и реакция ванадия с 8-оксихинолином. Состав образующегося оксихинолята ванадия соответствует формуле: VO(OH) (СбН6ОЫ)г (Е. Сендел). Растворы его в хлороформе имеют черно-красный, в спиртах — красный цвет. Определение ванадия с салицилгидроксамовой кислотой рекомендуется проводить по образующемуся фиолетовому комплексу. Этот метод нами модифицирован. Мы считаем наиболее целесообразным проводить исследование в одном и том же объеме (а не в 10, 25, 50 и 250 мл, как предлагает Pilz), ибо трудно предвидеть заранее, какое количество изучаемого вещества содержится в той или иной пробе. Кроме того, использование объема 10 мл дает возможность исследовать ванадий не только при помощи спектрофото- ^ метра, но и визуально.
Как показали наши исследования, для определения ванадия необходимо взять не менее 5 мл ледяной уксусной кислоты (вместо 0,5 мл, указанных автором) и вместо щелочного раствора салицилгидроксамовой кислоты лучше применять 0,5% ее раствор в уксусной кислоте. Применявшаяся сложная установка заменена более простым приспособлением для фильтрования, состоящим из воронки с пористой пластинкой № 3 и пробирки для отсасывания. Образующуюся фиолетовую окраску ванадий-салицнлгидроксамового комплекса мы определяли визуально и на фотоэлектооколориметре ФЭК-56 при длине волны 490 ммк (зеленый светофильтр № 5), в кюветах с толщиной слоя 20 мм. В пределах концентраций от 1 до 40 мкг ванадия интенсивность окраски пропорциональна его концентрации. Полученные нами данные согласуются с указаниями Bhaduri и Ray, что измерения должны проводиться в диапазоне волн 470—500 ммк.
Предложенные нами изменения позволили значительно упростить и улучшить ход колориметрического определения ванадия с салицилгид-роксамовой кислотой. Предварительно перед исследованием его в биологических материалах их следует подвергнуть разрушению.
Метод включает 2 операции: термическое разрушение и последующее колориметрическое определение. Как принято, биологический субстрат обрабатывают азотной кислотой в фарфоровой чашке и выпаривают досуха. Затем сухой остаток помещают в холодную муфельную печь и, постепенно повышая температуру, производят сжигание при 500—550°. Операции выпаривания и озоления повторяют несколько раз до полного озоления органических веществ. Затем золу обрабатывают раствором азотной кислоты (1—2 капли на 10 мл воды) и выпаривают досуха. Эта операция необходима для гидролиза полифосфатов в пробе (Е. Сендел, и др.). Ее не следует опускать, так как в противном случае не будет полного извлечения ванадия.
После гидролиза к сухому остатку добавляют 2 мл 5% раствора едкого натра и 5 мл дистиллированной воды, нагревают на водяной бане, фильтруют через воронку с пористой пластинкой № 3, промывают небольшими порциями воды и доводят общий объем фильтрата до 10 мл. Окисление и последующая щелочная обработка пробы помогают освободиться от ряда мешающих элементов в ней (железо, медь, никель, цинк, кальций, магний и др.).
Ход определения ванадия с салицилгидроксамовой кислотой следующий. Для анализа берут 5 мл, одновременно готовят стандартную шкалу с содержанием 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 мкг ванадия в колориметрических пробирках. Во все пробирки добавляют по 1 мл 5% раствора едкого натра и объем доводят водой до 10 мл. Затем одновременно в пробирки шкалы и проб прибавляют по 5 мл 0,5% раствора салицилгидроксамовой кислоты (в ледяной уксусной кислоте) и хорошо перемешивают. Образовавшуюся фиолетовую окраску измеряют на фотоколориметре или визуально. Шкала устойчива в течение 6 суток.
Как показали исследования, реакцию можно проводить и в спиртовой среде. В этом случае используют 0,5% раствор салициловой кислоты. Испытуемый щелочной раствор перед добавлением салицилгидроксамовой кислоты подкисляют 0,5 мл ледяной уксусной кислоты. В спиртовых растворах образуется кирпично-красная окраска. Чувствительность реакции 1 мкг ванадия/10 мл.
Салицилгидроксамовую кислоту синтезируют согласно способу, описанному Pilz. Исходными продуктами получения являются метиловый эфир салициловой кислоты и солянокислый гидроксиламин. Синтез несложен и доступен для промышленно-санитарной лаборатории. Если в лаборатории нельзя синтезировать салицилгидроксамовую кислоту, то можно применить для определения ванадия реакцию с 8-оксихиноли-ном. Впервые эта реакция использована Монтегью и Галлего для качественного определения ванадия, Бах и Треллес применили реакцию с 8-оксихинолином для определения ванадия в воде (по Е. Сенделу).
В результате эксперимента выработан следующий ход колориметрического определения ванадия с 8-оксихинолином в биологических пробах. После термического разрушения, гидролиза и описанной выше обработки пробы щелочью приводится исследование фильтрата на содержание в нем ванадия.
Стандартную шкалу с содержанием 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 мкг ванадия готовят в колориметрических пробирках, куда вносят по 1 мл 5% раствора едкого натра, и водой доводят объем до 5 мл. Затем во все пробирки шкалы и проб вносят по 0,5 мл ледяной уксусной кислоты и 0,5 мл 1% раствора 8-оксихинолина (в 5% растворе уксусной кислоты). Содержимое пробирок перемешивают и образующийся красный ванадий-оксихинолиновый комплекс извлекают 5 мл изоамилового
спирта путем энергичного взбалтывания в делительной воронке. Красную окраску спиртового раствора определяют визуально или на фото-электроколориметре при длине волны 490 ммк, в кюветах с толщиной слоя 10 мм. Сливать вытяжки с изоамиловым спиртом лучше через верхнюю часть делительной воронки во избежание попадания капелек воды.
Чувствительность метода 1 мкг ванадия/5 мл, ошибка определения около 10%. При наличии мути в окрашенном экстракте следует во все пробирки шкалы и проб добавить по 1 мл спирта.
Для определения ванадия в биологических материалах мы использовали обе реакции.
В обоих случаях производили обработку пробы раствором щелочи, что позволяет освободить фильтрат от ряда мешающих элементов — железа, меди, никеля, цинка, кальция и магния. При этом получены близко совпадающие результаты.
Выводы
1. После термического разрушения биологического материала, гидролиза и обработки остатка щелочью ванадий в фильтрате может быть определен 2 методами. Основу первого из них составляет колориметрическая реакция взаимодействия ванадия с салицилгидроксамовой кислотой. Исследование проводят по образующемуся фиолетовому комплексу, в среде уксусной кислоты, визуально или с помощью фотоэлектроко-лориметра (при А,=490 ммк). Чувствительность метода 1 мкг ванадия/10 мл. В основу второго метода положена реакция ванадия с 8-оксихинолином и последующее извлечение ванадий-оксихинолиново-го комплекса изоамиловым спиртом, в среде уксусной кислоты. Полученную красную окраску изучают визуально или на фотоэлектроколо-риметре (при А, = 490 ммк). Чувствительность метода 1 мкг ванадия/5 мл.
2. Термическое разрушение биологического материала в присутствии азотной кислоты и последующая обработка проб (после гидролиза) раствором щелочи позволяют устранить влияние железа, меди, никеля, цинка, кальция и магния.
ЛИТЕРАТУРА
Pilz W., Mikrochimica acta, 1958, 21, 6. 789. — Сендел Е. Колориметрические методы определения следов металлов. М., 1964, с. 831. — Bhaduri A. S., Ray Р., Science and Culture, 1952, v. 18, p. 97.
Поступила 13/1V 1965 г.
