Биологический каталог




Методы общей бактериологии. Том 2

Автор Ф.Герхардт

и «Handbook of Chemistry and Physics». Затем определяют содержание кислорода в растворах, используемых в качестве рабочих стандартов. В большинстве случаев не требуются данные об истинной концентрации кислорода в стандартных растворах; для установки прибора необходимо лишь, чтобы показания концентрации кислорода были воспроизводимыми, так как измерения должны выявить разницу между экспериментальными образцами. Например, если насыщенный воздухом раствор Рингера содержит 5 мкл 02/мл, то 3 мл раствора, имеющего, согласно показаниям прибора, 92% насыщения, содержат 13,8 мкл 02 (3x5,0x0,92). Скорость потребления или выделения кислорода либо подсчитывают исходя из двух измерений, проведенных в разное время, либо определяют по наклону кривых, построенных на основе многократных измерений и отражающих зависимость сигнала (в процентах полной шкалы) от времени. Так, если прибор показывает 92 и 70%) при 0 и 5 мин соответственно, то расчеты производят следующим образом:

92 — 70 — 22% потребленного 02 за 5 мни,

5,0-3= 15 мкл О2-0,22 = 3,3 мкл/5 мин (скорость реакции).

К сожалению, не бывает так, чтобы изучаемые реакционные смеси имели тот же состав, что и проба, принятая при измерении за стандартную, поэтому в расчетах неизбежна некоторая ошибка. Однако эту ошибку можно свести до минимума, поддерживая низкую общую концентрацию растворенных веществ. Если необходимы растворы с более высокой концентрацией кислорода, можно создать повышенное парциальное давление путем насыщения стандартных и рабочих растворов кислородом или кислородно-азотной смесью.

На содержание кислорода в стандартных растворах и реактивах влияют температура и атмосферное давление. Колебания барометрического давленния редко изменяют концентрацию кислорода более чем на +3%. Барометрическая поправка к коэффициенту Бунзена рассчитывается следующим образом:

Наблюдаемое барометрическое давление

• Растворимость при 760 мм

Hg («101,3 кПа).

Проведение полярографических измерений с помощью кислородного электрода

В начале эксперимента датчик следует проверить по четырем показателям: 1) наличию плато на кривой зависимости силы тока от поляризующего напряжения, 2) времени ответной реакции на ступенчатое изменение поляризующего напряжения 3) шуму и 4) дрейфу нулевой линии. Отсутствие горизонтального плато свидетельствует о загрязненности электрода, однако во многих случаях некоторый наклон данного участка кривой вполне допустим. Время ответной реакции на ступенчатое изменение поляризующего напряжения должно быть равно 1—1,5 мин. Шум может возникать вследствие плохих соединений и заземления, повреждения мембраны (образование складок, отверстий, кристаллов КС1 или высыхание) или из-за неплотного контакта кислородного электрода с серебряным электродом; в последнем случае рекомендуется промывание системы аммиаком.

Дрейф нулевой линии правильно работающего датчика должен составлять менее 2% в час. Дрейф может быть вызван атмосферными изменениями или загрязнением датчика органическим материалом. Следовательно, правильный уход за датчиком и его чистота имеют важное значение. В одной из работ сообщалось о получении воспроизводимых результатов при промывании датчика и резервуара реактивами, использовавшимися при анализе.

Сборка мембраны электрода

Важное значение при работе с электродом Кларка имеет прикрепление мембраны. Фирмы-изготовители вместе с прибором поставляют инструкции по его эксплуатации и запасные мембраны. При сборке мембраны следует обратить внимание на то, чтобы она ровно облегала датчик, чтобы везде создавалась полная герметизация и чтобы на мембране со стороны электрода не было пузырьков воздуха. Для хорошего смачивания системы одна из фирм рекомендует добавлять 3—4 капли жидкости «Kodak Photoflow» на флакон раствора КС1, используемого в этом электроде.

16.3. ХРОМАТОГРАФИЯ

В хроматографии и родственных методах разделения используются различные процессы распределения веществ между двумя фазами, многократно повторяющиеся в элементарных пространствах [17, 21, 23]. Поэтому такие виды хроматографии, как ионообменная, распределительная, адсорбционная, аффинная и гель-проникающая, основанные на различиях в самых разных свойствах разделяемых веществ, можно проводить с помощью однотипного лабораторного оборудования.

16.3.1. Ионообменная хроматография

В этом виде хроматографии сорбция растворенных веществ основана на наличии у них ионного заряда, хотя на разделение могут оказывать некоторое влияние и другие типы связывания. Заряженные группы в проницаемой для подвижной фазы матрице (остове) могут обмениваться с ионами из раствора:

—(X)—S03"Na+ + К+С1" * —(X)-S03"K+ + Na+CI".

Матрица может быть изготовлена из поперечно-связанных замещенных смол, таких, как полистирол или полиметилметакрилат, а также из модифицированных уг-леводсодержащих природных полимеров, например из целлюлозы, декстрана или агарозы.

Существует огромное разнообразие ионообменников, различающихся по функциональным группам, материалу носителя, «чистоте», пористости, хроматографической емкости, размерам частиц, форме, селективности и прочности. Поэтому для получения специальной информации следует обращаться к технической литературе, которую выпускают фирмы, производящие смолы, например фирмы Dow Chemical Со. (смолы дауэкс), Rohm and Haas Co. (амберлайты), Bio-Rad Laboratories, поставляющие большое число различных ионообменников, Pharmacia Fine Chemicals (сефадексы), Reeve Angel Co. и Whatman Co. (целлюлозные ионообменники).

Ионообменные смолы

Существует много синтетических смол с различным числом поперечных связей (сшивок). Более низкая степень поперечного связывания приводит к повышению проницаемости ионообменных смол и увеличению их набухания в воде, а также к появлению у них способности взаимодействовать с молекулами больших размеров. Обменная емкость, отнесенная к объему набухших частиц, и селективность ионообменника повышаются пропорционально числу поперечных сшивок и обратно пропорционально размерам частиц. Таким образом, мелкозернистые ионообменники обладают более высокой разрешающей способностью просто благодаря увеличению числа вовлеченных в разделение веществ обменных циклов. Однако более плотная упаковка малых частиц вызывает уменьшение скорости потока, что в свою очередь требует повышения рабочего давления.

Сорбция, очистка и фракционирование веществ — это основные процессы, для осуществления которых используются ионообменники. При сорбции нужный ион избирательно отделяется от остального материала. При очистке тот или иной ион избирательно сорбируется и затем избирательно элюируется, тогда как все остальные ионы либо не сорбируются, либо задерживаются на ионообменнике. Фракционирование представляет собой процесс разделения нескольких одинаково заряженных ионов с помощью систем растворитель — растворенное вещество, которые производят последовательное элюи-рование ионов с постепенно повышающейся величиной заряда.

Чисто эмпирическим путем установлено, что разрешающая способность хроматографического слоя зависит от его длины, а обменная емкость при данном разрешении — от площади поперечного сечения слоя. Поскольку связывание ионов из раствора носит стехиомет-рический и обратимый характер, необходимое количество смолы можно рассчитать, если известна ее емкость. Как правило, прочность связывания неорганических ионов прямо пропорциональна их валентности (числу зарядов) и обратно пропорциональна атомному номеру, У слабых кислот и оснований прочность связывания зависит от рК ионизируемой группы, если значения рН в данном эксперименте лежат в интервале ее диссоциации.

Обменные противоионы а деионизация

Поскольку ионообменники заряжены противоионом (например, для дауэкса-1 это может быть ОН~ С1~, формиат и т. д.), можно практически полностью обменять ион из раствора на заряженный противоион. Так, хлорид можно обменять на ОН~ при использовании дауэкса-1, а Н+ — на Na+ в случае дауэкса-50. Поэтому основное применение ионообменников — это деионизация незаряженных растворенных веществ. Деионизацию можно осуществлять путем пропускания раствора через катионо- и анионообменники или через их смешанный слой, который, правда, трудно регенерировать и обычно приходится выбрасывать. При деионизации углеводов незаряженные сахара могут вести себя как слабые кислоты и сорбироваться сильными анионообменниками. Для этих целей следует применять слабый основной ионообменник.

При ионном обмене соблюдается иерархия в сродстве ионов. Поэтому трудно осуществить прямое замещение иона с высоким сродством на ион с низким сродством. Например, нецелесообразно пытаться превратить дауэкс-1—С1 в дауэкс-1—формиат одним лишь промыванием муравьиной кислотой или формиатом натрия. Более эффективный способ состоит в переводе хлорид-ной формы в гидроксильную, а затем гидроксильной — в формиатную. Данные о степени сродства ионов приводятся в брошюрах, выпускаемых фирмами, или в справочниках.

Концентрирование

Благодаря высокому сродству тех или иных ионов к ионообменнику их можно сорбировать на нем из большого объема разбавленного раствора путем пропускания пробы через колонку, заполненную этим ионо-обменником. Сорбированные ионы можно затем выделить в небольшом объеме элюата, содержащего ионы, имеющие более высокое сродство к ионообменнику или более высокую концентрацию. Таким способом выделяют для анализа обычные и редкие неорганические элементы, а также радиоизотопы и следовые количества органических соединений.

Очистка и фракционирование

Если два иона обладают различным сродством к ионообменнику при данном значении рН, то, чтобы осуществить их разделение, подбирают условия, при которых происходит элюирование только какого-нибудь одного из этих ионов. В подобных исключительных случаях наблюдается «фронтальное» элюирование каждого иона. В тех же случаях, когда сродство ионов одинаково, их разделение все же возможно, если найти условия, при которых ионы элюируются избирательно. Пропускание элюентов в этих условиях через колонку приводит к последовательному элюированию ионов, в резуль

страница 33
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

Скачать книгу "Методы общей бактериологии. Том 2" (4.15Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(18.08.2019)