Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
ОБЗОРЫ
Хемометрика для оптического спектрального анализа многокомпонентных смесей
Аннотация
Современная оптическая спектроскопия успешно решает задачи количественного и качественного анализа многокомпонентных смесей сложного химического и морфологического состава. Многие природные и техногенные образцы требуют прямого анализа без разделения на компоненты или сложной пробоподготовки, а зачастую и без возможности физического отбора проб. Это стало возможным благодаря техническому совершенствованию аналитического оборудования, с одной стороны, и развитию математических методов анализа многомерных данных (хемометрики) – с другой. Настоящий обзор посвящен рассмотрению наиболее важных алгоритмов хемометрики с точки зрения их вклада в создание и развитие методов оптического спектрального анализа многокомпонентных смесей. Акцент сделан на молекулярной спектроскопии в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях, где из-за существенного наложения полос поглощения (испускания) точность и устойчивость результата анализа во многом зависит от используемого математического аппарата. Приведена основополагающая теоретическая информация, дающая ключ к пониманию эффективности рассмотренных методов и алгоритмов в построении моделей для градуировки, классификации и разведочного анализа многомерных данных. Часть приведенной информации впервые отражена в русскоязычной научной периодике. Собраны иллюстративные примеры использования оптической спектроскопии и хемометрики для решения реальных аналитических задач в химической, пищевой и фармацевтической промышленностях, экологии и медицине без предварительной пробоподготовки.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1007-1030
1007-1030
МЕТОД ЭКСТРАКЦИОННОГО ВЫМОРАЖИВАНИЯ, ДВАДЦАТИЛЕТИЕ РАЗВИТИЯ
Аннотация
Рассмотрены итоги двадцатилетнего развития способа экстракционного вымораживания. Новый принцип экстракции основан на низкотемпературном извлечении целевых компонентов с помощью перераспределения растворенных веществ между жидкой фазой предварительно добавленного незамерзающего гидрофильного растворителя и образующейся твердой фазой льда во время замораживания. Дополнительный импульс к развитию метода связан с осуществлением экстракционного вымораживания в режиме действия поля центробежных сил (ЭВЦ). Внедрение ЭВЦ в виде этапа пробоподготовки в целый ряд методик определения органических веществ позволило успешно интегрировать способ в химико-токсикологический анализ, контроль качества пищевых продуктов, экологический мониторинг, гидрохимические исследования. Продемонстрированы наиболее выгодные качества разработанного метода экстракции в сравнении с традиционно применяемыми техниками жидкостно-жидкостной экстракции, парофазного анализа, твердофазной экстракции. Обозначены ближайшие перспективы развития.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1031-1044
1031-1044
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Применение фиктивных аналогов для получения бионеорганического сорбента, модифицированного импринтированными белками
Аннотация
Разработана методика получения специфичного бионеорганического сорбента на основе частиц оксида кремния(IV), модифицированных импринтированным белком (ИБ). Бычий сывороточный альбумин использован в качестве матричной белковой молекулы. Получение ИБ проведено в присутствии ряда молекул-шаблонов (кумарина, 4-гидроксикумарина, кверцетина, 5,7-диметоксикумарина), являющихся фиктивными аналогами микотоксина зеараленона. Для предварительной оценки возможности замены зеараленона на фиктивные аналоги, а также выбора оптимальной концентрации молекул-шаблонов при получении ИБ использованы методы компьютерной химии (молекулярный докинг, молекулярная динамика). Показана необходимость предварительной модификации поверхности частиц оксида кремния(IV) для получения сорбентов на основе ИБ. Доказана возможность применения бионеорганических сорбентов для твердофазной экстракции молекул-шаблонов из модельных растворов кумарина (Q = 2.0 мг/г), 4-гидроксикумарина (Q = 1.2 мг/г), кверцетина (Q = 0.8 мг/г), 5,7-диметоксикумарина (Q = 2.2 мг/г) и зеараленона (ЗЕА) из экстракта пшеницы (Q = 4.79 мг/г, ИФ = 2.45). Построены изотермы сорбции ЗЕА на модифицированные ИБ сорбенты, полученные в присутствии различных фиктивных аналогов. Изучена цитотоксичность ИБ и проведена оценка биобезопасности с помощью инструмента AGREEMIP.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1045-1055
1045-1055
Мицеллярно-экстракционное экспресс-определение некоторых лекарственных ариламинов
Аннотация
Предложен способ понижения предела обнаружения п-аминобензойной кислоты и некоторых ее лекарственных производных в реакциях конденсации с п-диметиламинобензальдегидом, основанный на сочетании катализа анионными (эффект “мицеллярного катализа”) и концентрирования неионными поверхностно-активными веществами (эффект “мицеллярной микроэкстракции”). Оптимизированы условия получения мицеллярно-насыщенных фаз Тритона Х-114 в отсутствие и в присутствии ионов и мицелл додецилсульфата натрия (ДДС), реактантов, высаливателей (NaCl, Na2SO4, Na3C6H5O7). В качестве тест-средств предложены мицеллярно-насыщенные фазы Тритона Х-114 и ДДС, позволяющие эффективно концентрировать аналитические формы оснований Шиффа исследуемых аналитов и определять их на уровне нанограммов в водных средах, модели плазмы крови, лекарственных формах при концентрациях порядка n × 10–8 M методами колориметрии с применением цифровых технологий.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1056-1065
1056-1065
Исследование распределения органического вещества на поверхности кожи человека методом окситермографии
Аннотация
Предложен аналитический подход к диагностике органического вещества, находящегося на поверхности кожного покрова человека, основанный на сочетании пробоотбора с методом определения – окситермографией. Пробоотборником служит кварцевая палочка с шероховатой торцевой поверхностью, которая прижимается к анализируемому участку кожи человека. Определяют количество кислорода, который расходуется на окисление органического вещества, перенесенного с поверхности кожи человека на поверхность пробоотборника. Метод не требует применения химических реактивов, поскольку окисление органического вещества осуществляется в потоке воздуха. Диапазон определяемых содержаний органических веществ в пересчете на кислород составляет 41–250 мкг О2/см2. При этом относительное стандартное отклонение находится в пределах от 0.01 до 0.05. Предложенный метод анализа состояния кожи человека по показателю “жирность кожи” может применяться для рутинного контроля в области медицинской косметологии, например при лечении акне.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1066-1071
1066-1071
Идентификация и хроматографическое определение некоторых функциональных присадок в минеральных гидравлических маслах
Аннотация
Предложены методики идентификации и определения ряда антиокислительных, антикоррозионных и диспергирующих присадок – ионола, дифениламина, диалкилдитиофосфата цинка и диэстерового масла в минеральных гидравлических маслах с предварительной твердофазной экстракцией аналитов на патроне с гидроксилированным силикагелем с последующим детектированием методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии. Степени извлечения аналитов были выше 97%, пределы определения и обнаружения функциональных присадок в минеральном гидравлическом масле составили для ионола 0.001 и 0.0006 мас. %, для диалкилдитиофосфата цинка 0.01 и 0.008 мас. %, для дифениламина 0.0005 и 0.00025 мас. % соответственно. Установлено содержание 0.16% диалкилдитиофосфата цинка и 0.2% дифениламина в минеральном гидравлическом масле Shell Tellus S2 V 46, а в Total Hydragri ISO VG 46 – 0.14% ионола и 0.17% диалкилдитиофосфата цинка. Методом гель-проникающей хроматографии определены молекулярно-массовые характеристики полимерных присадок гидравлического масла, и рассчитано содержание вязкостной присадки в реальном образце. Методики позволяют определять функциональные присадки и контролировать качество минерального гидравлического масла.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1072-1081
1072-1081
Применение нецелевого ГХ-МС-анализа для идентификации биомаркеров рака среди стероидных гормонов в моче человека
Аннотация
Стероидный профиль – информативный инструмент с точки зрения как допинг-контроля, так и клинической диагностики. Нецелевой анализ открывает возможность идентифицировать множество соединений, которые могут являться потенциальными биомаркерами различных заболеваний. В настоящей работе проведен нецелевой ГХ-МС-анализ проб мочи 22 пациентов с онкологией различной локализации и 22 здоровых добровольцев. В пробах идентифицировано 54 стероидных гормона и некоторые жирные кислоты. Выполнена статистическая обработка результатов нецелевого ГХ-МС-анализа с применением теста Манна–Уитни и метода главных компонент. В группах пациентов с онкологией и здоровых людей 46 стероидных гормонов и 6 жирных кислот статистически значимо отличались. При проецировании наблюдений на факторную плоскость удалось разделить группы пациентов с онкологией и здоровых людей, что показывает перспективность использования нецелевого ГХ-МС-анализа для обнаружения биомаркеров рака.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1082-1091
1082-1091
Применение [(2-гидроксибензалдегид)-3-изатин]-бисгидразона для фотометрического определения палладия(II) в материале никелевого анода
Аннотация
Синтезирован новый комплексообразующий аналитический реагент в результате конденсации салицилового альдегида с гидразоном изатина. Установлена константа диссоциации реагента: рК = 9.48 ± 0.03. Изучено строение реагента методами рентгеноструктурного анализа и ЯМР-спектроскопии. Спектрофотометрическим методом исследовано комплексообразование палладия(II) с [(2-гидроксибензалдегид)-3-изатин]-бисгидразоном (R) в присутствии и в отсутствие диантипирилметана (ДАМ), 8-оксихинолина (8-Ох) и дифенилгуанидина (ДФГ). Выбраны оптимальные условия комплексообразования (λопт, pНопт). Найдено, что палладий(II) с реагентом образует окрашенные смешанолигандные комплексы в присутствии третьих компонентов – ДАМ, 8-Ох и ДФГ. Комплекс Pd(II)–R проявляет максимальную поглощающую способность при длине волн 440 нм, а комплексы Pd(II)–R–ДAM, Pd(II)–R–8-Ох и Pd(II)–R–ДФГ соответственно при 465, 490 и 450 нм. Молярные коэффициенты поглощения для Pd(II)–R составляет 6000 л/(моль∙см), а для комплексов Pd(II)–R–ДAM, Pd(II)–R–8-Ох и Pd(II)–R–ДФГ – 10 000, 8000 и 7500 л/(моль∙см) соответственно. Оптимальное значение pH для Pd(II)–R составляет 4, для комплексов Pd(II)–R–ДAM, Pd(II)–R–ДФГ – 2, а для комплекса Pd(II)–R–8-Ох – 3. Определены константы устойчивости комплексов. Установлена область подчинения закону Бера. Методом наименьших квадратов построены уравнения градуировочных графиков. Определено соотношение компонентов в составе однородно- и смешанолигандных комплексов методами изомолярных серий, непрерывных изменений (метод Джоба) и сдвига равновесия. Все методы показали, что соотношение компонентов Pd(II)–R в бинарном комплексе равно 1 : 2, a в смешанолигандных комплексах Pd(II)–R–8-Ох и Pd(II)–R–ДФГ – 1 : 1 : 1, Pd(II)–R–ДAM – 1 : 2 : 1. Изучено влияние некоторых посторонних ионов и маскирующих веществ на образование однородно- и смешанолигандных комплексов палладия(II). Установлено, что Na(I), K(I), Ca(II), Ba(II), Cd(II), Ni(II), Cr (III), Cо(II), Pd(IV), металлы платиновой группы и многие анионы не мешают определению Pd(II). Разработанная методика применена для определения микроколичеств палладия(II) в материале никелевого анода.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1092-1099
1092-1099
Определение примесного состава борной кислоты методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
Аннотация
Разработаны методики АЭС-ИСП-определения 53 примесей (включая РЗЭ) в борной кислоте. Для выбора условий анализа изучали изменение сигналов примесных элементов при содержании бора 0–5000 мг/л и мощности плазмы 1000, 1300 и 1600 Вт при аксиальном наблюдении. Максимальные аналитические сигналы для большинства примесных элементов наблюдаются при максимальной рассмотренной мощности ИСП и наибольшем содержании бора в анализируемом растворе. Учитывая значимое влияние основы на аналитические сигналы примесных элементов (от ~500 мг/л основного элемента), градуировочные графики строили методом добавок. Правильность анализа подтверждали экспериментом введено–найдено, аналитическая открываемость добавки составила 85–115%. Полученные по 2s-критерию пределы обнаружения составляют n × 10–7–n × 10–4 мас. %.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1100-1107
1100-1107
Применение метода капиллярного электрофореза для исследования деградации синтетических фосфатов в мясных системах
Аннотация
Разработана и внедрена технология капиллярного электрофореза для определения синтетических полифосфатов (СП) в мясных продуктах (МП). Содержание СП контролируется в фильтрованных экстрактах МП. Разработаны режимы экстракции и разделения, а также подобраны геометрические параметры капилляра и детекции СП. Доказано, что содержание три- и дифосфатов в МП со временем снижается по-разному (содержание трифосфатов уменьшается быстрее, чем дифосфатов при одинаковой температуре) и зависит как от температуры хранения МП, так и от технологических процессов при производстве МП.
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1108-1114
1108-1114
ХРОНИКА
Ю.Г. Лаврентьев – 90 лет со дня рождения
Журнал аналитической химии. 2025;80(10):1115-1116
1115-1116