Кулонометрия в анализе антиоксидантов

Разработаны способы кулонометрического определения индивидуальных антиоксидантов в модельных растворах, лекарственных препаратах и биологических жидкостях человека с применением электрогенерированных титрантов — галогенов. Величины относительного стандартного отклонения составили 0.01—0.09. Найдены...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Зиятдинова, Г.К., Будников, Г.К.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 2005
Назва видання:	Украинский химический журнал
Теми:	Аналитическая химия
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183947
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Кулонометрия в анализе антиоксидантов / Г.К. Зиятдинова, Г.К. Будников // Украинский химический журнал. — 2005. — Т. 71, № 9. — С. 45-50. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-183947
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1839472022-04-25T01:31:57Z Кулонометрия в анализе антиоксидантов Зиятдинова, Г.К. Будников, Г.К. Аналитическая химия Разработаны способы кулонометрического определения индивидуальных антиоксидантов в модельных растворах, лекарственных препаратах и биологических жидкостях человека с применением электрогенерированных титрантов — галогенов. Величины относительного стандартного отклонения составили 0.01—0.09. Найдены стехиометрические коэффициенты и предложены соответствующие схемы реакций. Розроблено засоби кулонометричного визначення індивідуальних антиоксидантів у модельних розчинах, лікарських препаратах та біологічних рідинах людини із застосуванням електрогенерованих титрантів — галогенів. Величини відносного стандартного відхилення склали 0.01—0.09. Знайдено стехіометричні коефіцієнти і запропоновано відповідні схеми реакцій. Methods for coulometric determination of individual antioxidants in model solutions, pharmaceuticals and human biological fluids using electrogenerated halogens as titrants are proposed. The RSD of determination are 0.01—0.09. Stoichiomeric coefficients of the antioxidants reaction with electrogenerated halogens are established and possible mechanisms of this interactions are discussed. 2005 Article Кулонометрия в анализе антиоксидантов / Г.К. Зиятдинова, Г.К. Будников // Украинский химический журнал. — 2005. — Т. 71, № 9. — С. 45-50. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183947 543.258:543.8 ru Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Аналитическая химия Аналитическая химия
spellingShingle	Аналитическая химия Аналитическая химия Зиятдинова, Г.К. Будников, Г.К. Кулонометрия в анализе антиоксидантов Украинский химический журнал
description	Разработаны способы кулонометрического определения индивидуальных антиоксидантов в модельных растворах, лекарственных препаратах и биологических жидкостях человека с применением электрогенерированных титрантов — галогенов. Величины относительного стандартного отклонения составили 0.01—0.09. Найдены стехиометрические коэффициенты и предложены соответствующие схемы реакций.
format	Article
author	Зиятдинова, Г.К. Будников, Г.К.
author_facet	Зиятдинова, Г.К. Будников, Г.К.
author_sort	Зиятдинова, Г.К.
title	Кулонометрия в анализе антиоксидантов
title_short	Кулонометрия в анализе антиоксидантов
title_full	Кулонометрия в анализе антиоксидантов
title_fullStr	Кулонометрия в анализе антиоксидантов
title_full_unstemmed	Кулонометрия в анализе антиоксидантов
title_sort	кулонометрия в анализе антиоксидантов
publisher	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Аналитическая химия
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183947
citation_txt	Кулонометрия в анализе антиоксидантов / Г.К. Зиятдинова, Г.К. Будников // Украинский химический журнал. — 2005. — Т. 71, № 9. — С. 45-50. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Украинский химический журнал
work_keys_str_mv	AT ziâtdinovagk kulonometriâvanalizeantioksidantov AT budnikovgk kulonometriâvanalizeantioksidantov
first_indexed	2025-07-16T03:59:44Z
last_indexed	2025-07-16T03:59:44Z
_version_	1837774547021987840
fulltext	9. Ревенко А .Г. // Аналитика и контроль. -2002. -6, № 3. -С. 231—246. 10. Cб. инструкций "Spectraplus" для пользователей спектрометра S4 Explorer. 11. Лонцих С.В., Петров Л.Л. Стандартные образцы состава природных сред. -Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1988. 12. Govindaraju K. Geostandards Newsletter: Special Issue. -1994. -Vol. 18. Институт земной коры СО РАН , Иркутск Поступила 08.06.2005 УДК 543.258:543.8 Г.К. Зиятдинова, Г.К. Будников КУЛОНОМЕТРИЯ В АНАЛИЗЕ АНТИОКСИДАНТОВ Разработаны способы кулонометрического определения индивидуальных антиоксидантов в модельных растворах, лекарственных препаратах и биологических жидкостях человека с применением электроге- нерированных титрантов — галогенов. Величины относительного стандартного отклонения составили 0.01—0.09. Найдены стехиометрические коэффициенты и предложены соответствующие схемы реакций. Антиоксиданты (АО) — это важнейший объект исследования и анализа в науках о жизни. При- чин такого внимания много. Одна из них со- стоит в профилактике старения организма и сво- боднорадикальных патологий, таких, как забо- левания сердечно-сосудистой системы , невро- логические, онкологические и другие заболева- ния [1—3]. Интерес к исследованию соединений, кото- рые способны предотвращать процессы свобод- норадикального окисления в клетках, впервые проявили биофизики и физиологи. Позже к ре- шению таких задач пришли химики. В резуль- тате их плодотворного сотрудничества мы сей- час имеем огромный массив информации об АО, их функциях в живом организме, а благо- даря химикам-синтетикам значительно расши- рен круг соединений этого типа. АО — вещества различной химической при- роды, способные тормозить или устранять нефер- ментативное свободнорадикальное окисление органических соединений различными форма- ми кислорода. Биоантиоксиданты, подавляя сво- боднорадикальное окисление, регулируют сте- пень влияния окисления на большинство мета- болических процессов. Конечным итогом дей- ствия АО является создание оптимальных усло- вий для метаболизма и обеспечение нормаль- ного роста клеток и тканей. АО, функционирующие в живом организме (биоантиоксиданты), играют важную роль, за- щищая от неферментативного свободнорадика- льного окисления биосубстраты, например лег- коокисляющиеся липиды и, в частности, жиры и жирные кислоты мембранных образований клетки. Биоантиоксиданты являются необходи- мыми компонентами всех тканей и клеток жи- вых организмов, где они в нормальных физио- логических концентрациях поддерживают на низком стационарном уровне свободнорадика- льные окислительные процессы. В норме расхо- дование антиоксидантов и пополнение ими тка- ней живых организмов сбалансировано. Биоантиоксиданты — это, как правило, по- лифункциональные соединения, антиокислите- льная функция которых выражена в разной сте- пени. Различают АО, основная биологическая функция которых определяется или связана с антиоксидантной активностью, например токо- феролы, и соединения, обладающие антиокси- дантным действием, биологическая функция ко- торых не связана с антиокислительными свой- ствами, например, антибиотики, обладающие в первую очередь бактерицидными свойствами, но оказывающие также антиоксидантное действие. Биологическая активность АО обусловлена стереоэлектронными эффектами ароматическо- го и хроманового колец, орто- и пара-положени- ем гидроксильных групп, их трет-бутильным эк- ранированием, образованием семихинонных форм, тиолсодержащими соединениями, хела- тированием металлов переменной валентности, рецепторным взаимодействием с клеточной мем- браной и т.д. © Г.К . Зиятдинова, Г.К. Будников , 2005 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т . 71, № 9 45 Индивидуальные биоантиоксиданты создают антиоксидантную систему, определяющую анти- оксидантную активность живых тканей. К чис- лу наиболее эффективных и распространенных АО относятся токоферолы (витамин Е), ряд фе- нолов (эвгенол и его производные) и полифено- лов (конидендрин, пирокатехин, производные галловой кислоты), флавоноиды (рутин, кверце- тин), убихиноны, некоторые стероидные гормо- ны, фосфолипиды , в том числе лецитин, кефа- лин. Сюда же следует отнести аскорбиновую, лимонную, никотиновую, дегидрокофеиновую и бензойную кислоты и их соли, серосодержащие аминокислоты (цистеин, глутатион), серотонин, адреналин, билирубин, белки крови [4, 5]. В настоящее время активно развиваются способы определения АО в различных объектах, в частности, в пищевых продуктах, лекарствен- ных препаратах и биосубстратах. В основу методов определения положены свойства молекул АО окисляться как в раство- ре, в присутствии окислителей, так и на поверх- ности электродов из материалов различной при- роды [6—8]. Кроме того, как следует из струк- турных особенностей АО, эти соединения об- ладают способностью поглощать свет в широ- кой области спектра и поэтому могут быть ко- личественно определены методами спектроско- пии [9, 10]. Цель исследования — разработать способы кулонометрического определения важнейших АО с применением электрогенерированных га- логенов. Электрогенерацию галогенов осуществляли на потенциостате П-5827 М при постоянной силе тока 5.0 мА из водных 0.2 М растворов KCl и KBr в 0.1 М Н2SO4 и К I на фоне винно- кислого буферного раствора с рН 3.56. Кроме того, электрогенерацию брома и иода проводи- ли из 0.2 М (С2Н5)4NBr в 0.1 М НClO4 и 0.1 М (С2Н5)4NI в 0.5 М NaClO4 в ацетонитриле соответственно, со 100 %-м выходом по току. Рабочим электродом служила гладкая пла- тиновая пластинка площадью 1 см2, вспомога- тельным электродом — платиновая спираль, отделенная полупроницаемой перегородкой от анодного пространства ячейки. Конечную точ- ку кулонометрического титрования определя- ли амперометрически с двумя поляризованны- ми игольчатыми платиновыми электродами (∆Е=300 мВ). Кривая кулонометрического тит- рования имеет следующий вид: . Кулонометрическое определение AO прово- дили следующим образом. В кулонометричес- кую ячейку вносили 20.0 мл фонового раствора и аликвоту исследуемого раствора (0.2÷2.0 мл). Для титрования брали аликвоты с таким расче- том, чтобы время титрования не превышало 5 мин. Фиксировали изменение индикаторного то- ка во времени. По перегибу на индикаторных кривых находили конечную точку титрования и рассчитывали массу вещества по формуле: m = I⋅t⋅M nF , где I — сила тока, А; t — время достижения конечной точки титрования, с; M — молярная масса вещества, г/моль; n — число электронов, участвующее в реакции; F — постоянная Фара- дея 96500 Кл/моль. В работе использовали реактивы марок ос.ч., х.ч., ч.д.а. и фармакопейной чистоты. Ацетонитрил очищали кипячением с пер- манганатом калия в колбе с обратным холоди- льником и отгоняли над оксидом фосфора (V). В качестве стандартных растворов α-токо- ферола и ретинола использовали раствор вита- мина Е в масле с содержанием α-токоферил- ацетата 97.7 % и раствор ретинола пальмитата в масле с содержанием 55 %. Навеску антиокси- данта (0.6—0.8 г) омыляли трехкратным избыт- ком спиртового раствора КОН в течение 30 мин на водяной бане в колбе с обратным холодиль- ником. Полученные прозрачные спиртовые рас- творы α-токоферола и ретинола переносили в мерную колбу, разбавляли до метки спиртом и, после стандартизации, использовали в качес- тве стандарта. Применяли эргокальциферол производства ОАО Фармакон (Санкт-Петербург) и холекаль- циферол фирмы Мерк КГаА (Германия). В качестве стандартного раствора сыворо- точного альбумина использовали лиофильный альбумин из человеческой сыворотки произ- водства REANAL (Венгрия) и в качестве рабо- чего — 10 %-й раствор сывороточного альбу- мина человека (Казанское предприятие по про- изводству бактерийных препаратов), получен- ный путем фракционирования плазмы челове- ческой крови, свободной от вирусов СПИДа и гепатита. Для кулонометрического определения АО были исследованы кулонометрические титран- ты-окислители — галогены I2, Br2, Cl2. Для вы- яснения стехиометрии реакций проводили куло- нометрическое титрование стандартных раст- 46 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т. 71, № 9 воров. Результаты кулонометрического титро- вания позволили установить стехиометричес- кие коэффициенты реакций важнейших АО с электрогенерированными галогенами (табл. 1). Исходя из результатов кулонометрическо- го определения, можно пред- ложить схемы взаимодействия. Так, для серосодержащих АО (липоевой кислоты, глутатио- на, сывороточного альбумина человека) характерно окисле- ние тиольных и дисульфидных групп до сульфо- и сульфок- сидной групп (схемы (1)—(5)). Для жирорастворимого АО α-токоферола реакция проте- кает, видимо, с образованием α-токоферилхинона [11] по схеме (6). Поскольку стехиометриче- ские коэффициенты окисления α-токоферола бромом и хло- ром одинаковы, то можно пред- ложить аналогичную схему и для электрогенерированного хлора . При титровании стан- дартных растворов α-токофе- рола электрогенерированны- ми галогенами установлено, что йод медленно окисляет α- токоферол. Это затрудняет ус- тановление конечной точки титрования и поэтому не по- зволяет использовать йод в ка- честве кулонометрического ре- агента . Исходя из результатов куло- нометрического титрования хо- лекальциферола, можно пред- ложить схему взаимодействия (схема (7)). Для ретинола и эргокаль- циферола возможны различ- ные пути реакции окисления, поэтому требуются дополни- тельные исследования с при- менением методов спектро- скопии. На основе полученных ре- зультатов проведено опреде- ление АО в модельных раство- рах (табл. 2). Разработан способ кулоно- метрического определения глутатиона в крови человека. В основе определения лежит предва- рительное осаждение белков трихлоруксусной кислотой с последующим осаждением и изоли- рованием глутатиона раствором сульфата кад- Т а б л и ц а 1 Стехиометрические коэффициенты в реакциях антиоксидантов с элек- трогенерированнымы галогенами (n= 5, р= 0.95) Соединение Структурная формула Тит- рант Соотношение ν (в-ва) : ν (Hal2) Липоевая кислота Cl2 1:5 Br2 1:2 I2 1:2 Ретинол Br2 1:2 α-Токоферол Cl2 1:1 Br2 1:1 Эргокальци- ферол Br2 1:7 Холекальци- ферол Br2 1:3 Глутатион Cl2 1:3 Br2 1:3 I2 1:1 Сывороточ- ный альбу- мин человека Br2 1:73 I2 1:64 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т . 71, № 9 47 (7) (6) (5) (4) (3) (2) (1) 48 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т. 71, № 9 мия. При этом другие редуцирующие вещества , способные помешать определению, остаются в растворе [12]. Осадок, содержащий глутатион, растворяли в 1 М HCl. Полученный прозрач- ный раствор титровали электрогенерированны- ми бромом и иодом. Результаты кулонометри- ческого определения глутатиона представлены в табл. 3. Другой важнейший АО — сывороточный альбумин. Разработана методика его кулономе- трического определения в сыворотке крови че- ловека. В пробирку помещали 0.5 мл сыворот- ки крови, добавляли до 10.0 мл 26 %-й раствор Na2SO4 и тщательно встряхивали. Затем вноси- ли 3.0 мл диэтилового эфира, интенсивно пере- мешивали и центрифугировали в течение 5 мин при 3000 об/мин. Прозрачный центрифугат содержит сывороточный альбумин [12]. Алик- воту (0.1 мл) исследуемого раствора вносили в электрохимическую ячейку и титровали элек- трогенерированным бромом. Результаты куло- нометрического определения альбумина в сыво- ротке крови сопоставляли с данными спектро- фотометрического определения (табл. 4). Предложенные кулонометрические спосо- бы определения глутатиона и альбумина в био- логических жидкостях с нижней границей опре- деляемых концентраций 2⋅10–6 и 3.8⋅10–8 М со- ответственно характеризуются хорошей воспро- изводимостью и обеспечивают высокую произ- водительность, что позволяет рекомендовать их для применения в клинических лабораториях. Проведенные исследования показали эффек- Т а б л и ц а 2 Результаты кулонометрического определения антиок- сидантов в модельных растворах с помощью, электро- генерированных галогенов (n=5, р=0.95) Определяе- мое соеди- нение Тит- рант Введено Найдено S r мкг Липоевая кислота Cl2 48 48.0 ± 0.9 0.02 96 93 ± 1 0.01 192 192 ± 1 0.01 Br2 96 98 ± 1 0.01 192 198 ± 5 0.01 288 287 ± 3 0.01 I2 96 96 ± 3 0.02 192 191 ± 4 0.02 288 282 ± 3 0.02 Ретинол Br2 2378 2330 ± 40 0.01 4756 4800 ± 50 0.01 7134 7230 ± 40 0.01 Эргокаль- циферол Br2 31 26 ± 2 0.05 63 63 ± 3 0.03 78 88 ± 3 0.03 Холекаль- циферол Br2 50 56 ± 4 0.05 75 74 ± 2 0.02 100 103 ± 7 0.04 Глутатион Br2 42 40 ± 4 0.07 168 169 ± 12 0.05 253 257 ± 5 0.01 I2 73 71.7 ± 0.2 0.01 168 155 ± 7 0.03 211 198 ± 7 0.02 Сl2 42 45 ± 2 0.04 168 165 ± 5 0.02 211 203 ± 8 0.03 Т а б л и ц а 3 Результаты кулонометрического определения глута- тиона в крови человека (n=5, p=0.95) Тит- рант Содержание глутатиона, г/л S r Тит- рант Содержа- ние глута- тиона, г/л S r Br2 0.59 ± 0.07 0.07 Br2 0.54 ± 0.04 0.08 I2 0.61 ± 0.06 0.08 I2 0.57 ± 0.07 0.09 Т а б л и ц а 4 Результаты кулонометрического определения альбу- мина в сыворотке крови с помощью электрогенери- рованного брома (n=5, p=0.95) Найдено кулоно- метрически, г/л Sr Найдено контрольным методом, г/л Sr 46 ± 1 0.02 45 ± 6 0.07 40 ± 2 0.04 41 ± 5 0.08 36 ± 2 0.04 33 ± 8 0.09 38 ± 2 0.04 37 ± 5 0.07 30 ± 2 0.05 28 ± 6 0.09 Спектрофотометрическое определение альбумина в сыворотке крови [12]. ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т . 71, № 9 49 тивность кулонометрии при определении содер- жания действующего вещества в лекарственных препаратах (табл. 5). Таким образом, разработаны способы куло- нометрического определения АО — липоевой кислоты, витаминов А и Е, кальциферолов, глу- татиона и сывороточного альбумина человека в модельных растворах, лекарственных формах и биологических жидкостях c величинами отно- сительного стандартного отклонения 0.01—0.09. Установлены стехиометрические коэффициен- ты реакций указанных соединений с электроге- нерированными титрантами — галогенами. РЕЗЮМЕ. Розроблено засоби кулонометрично- го визначення індивідуальних антиоксидантів у мо- дельних розчинах, лікарських препаратах та біоло- гічних рідинах людини із застосуванням електрогене- рованих титрантів — галогенів. Величини відносного стандартного відхилення склали 0.01—0.09. Знайдено стехіометричні коефіцієнти і запропоновано відпо- відні схеми реакцій. SUMMARY. Methods for coulometric determination of individual antioxidants in model solutions, pharmaceu- ticals and human biological fluids using electrogenerated halogens as titrants are proposed. The RSD of determi- nation are 0.01—0.09. Stoichiomeric coefficients of the antioxidants reaction with electrogenerated halogens are established and possible mechanisms of this interactions are discussed. 1. Ghiadoni L ., Virdis A ., Taddei S. et al. // Amer. J. of Hypertension. -1998. -11, № 4. -P. 174. 2. Hennekens C.H . // Pure and Appl. Chem. -1997. -69, № 10. -P. 2141—2144. 3. Parthasarathy S ., Santanam N., Auge N . // Biochem. Pharmacol. -1998. -56, № 3. -P. 279—284. 4. Янковский О.Я. Токсичность кислорода и биологи- ческие системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты). -С-Пб.: Игра, 2000. 5. Diplock A.T . Antioxidants and free radical scavengers. Free radical damage and its control / Ed. by C.A. Rise-Evans, R.H. Burdon. - Amsterdam: Elsevier, 1994. -P. 113—130. 6. Ensafi A.A. // Anal. Lett. -2003. -36, № 3. -P. 591—604. 7. Stone C.G., Cardosi M .F., Davis J. // Anal. Chim. Acta. -2003. -491, № 2. -P. 203—210. 8. Шайдарова Л.Г., Зиганшина С.А ., Тихонова Л.Н ., Будников Г.К. // Журн. аналит. химии. -2003. -58, № 12. -С. 1277—1283. 9. Z henghua S ., Shuang H. // Talanta. -2002. -57, № 1. -P. 59—67. 10. Y olanda A., Ostra M ., Ubide C. et al. // Talanta. -2002. -57, № 2. -P. 343—353. 11. Абдуллин И .Ф., Турова Е.Н ., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. // Журн. аналит. химии. -2002. -57, № 8. -C. 864—866. 12. Балаховский С.Д., Балаховский И.С. Методы хими- ческого анализа крови. -М .: Медгиз, 1953. Казанский государственный университет Поступила 13.06.2005 Химический институт им. А.М . Бутлерова, Казань Т а б л и ц а 5 Результаты кулонометрического определения антиоксидантов в лекарственных препаратах (n=5, p=0,95) Объект Определяемое соединение Содержание, мг/мл Титрант Найдено, мг/мл Sr Раствор эргокальциферола в масле Эргокальциферол 0.625 Br2 0.60 ± 0.02 0.03 Раствор холекальциферола в масле Холекальциферол 0.5 Br2 0.44 ± 0.08 0.04 Раствор ретинола ацетата в масле Ретинол 41 Br2 39 ± 2 0.04 Раствор α-токоферола ацетата в масле α-Токоферол 300 Br2 270 ± 10 0.04 Таблетка липоевой кислоты Липоевая кислота 25* Cl2 25.0 ± 0.7* 0.03 Br2 24.4 ± 0.5* 0.02 I2 24.8 ± 0.5* 0.02 * Приведено в мг. 50 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т. 71, № 9

Кулонометрия в анализе антиоксидантов

Репозитарії

Схожі ресурси