Слушать новости
Размер шрифта
Маленький текст
Средний текст
Большой текст

Новости науки

Ученые улучшили инструменты для анализа растворов

Молодые химики из Института химии СПбГУ оценили, можно ли применять ионные жидкости на основе аминокислот для создания мембран электродов сравнения – важной части приборов, при помощи которых можно определить ионный состав раствора. Новый подход позволит сделать аналитические исследования более точными и экологичными, а также адаптирует их к нестандартным условиям, например, условиям космоса. Работа поддержана грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда. Статья ученых опубликована в журнале Electroanalysis.

Чтобы определить состав смеси, химики используют много разных методов. Один из них — потенциометрия, то есть измерение электрических свойств. Важный элемент этого метода анализа – это электрод сравнения, относительно которого измеряются электрические характеристики. Традиционно электроды сравнения заполняются жидким водным раствором, но их невозможно использовать в миниатюрных анализаторах, при измерениях не в вертикальном положении и в нестандартных условиях, например, в космосе. Шаг к созданию полностью твердых потенциометрических анализаторов – разработка электродов сравнения с мембранами из полимеров, электрические свойства которых не зависят от состава анализируемой смеси.

Молодые исследователи из Института химии СПбГУ предложили использовать в электродах сравнения твердые полимерные мембраны на основе ионных жидкостей – веществ, представляющих собой содержащий ионы расплав, существующий при комнатной температуре. В своей работе ученые использовали ионные жидкости, содержащие аминокислоты – «строительные блоки» белков. Авторы исследования сосредоточились на нескольких аминокислотах: валине, лейцине, лизине и гистидине. Выбор именно этих веществ связан с их небольшим размером и способностью сравнительно легко переходить в отрицательно заряженную форму. Для компенсации отрицательного заряда применялась положительно заряженная частица 1‐бутил‐3‐метилимидазолия, которая очень часто используется в ионных жидкостях и хорошо зарекомендовала себя в научных исследованиях. Применимость новых мембран ученые проверили при потенциометрической настройке электродов, созданных для определения концентрации ионов калия и кальция в растворе.

«Мы добавили ионные жидкости на основе аминокислот в твердые полимерные мембраны электродов сравнения. Это позволило нам значительно стабилизировать электродный потенциал и снизить необходимость использования жидких растворов. Кроме того, мы предложили простой критерий применимости той или иной ионной жидкости для нашей мембраны», – говорит Мария Пешкова, ведущий автор работы, кандидат химических наук, доцент кафедры физической химии Санкт-Петербургского государственного университета.

По словам ученых, внедрение ионных жидкостей на основе аминокислот может внести значительный вклад в развитие экологически чистой потенциометрии. Это связано с низкой токсичностью таких веществ по сравнению с обычными компонентами полимерных мембран, которые сегодня используются в электродах сравнения.