Работа посвящена изучению сорбционных материалов для твердофазного извлечения вязкостных присадок на основе полиалкилметакрилата из смазочного материала и хроматографическому определению выделенных присадок. Объектами исследования были индивидуальные товарные функциональные присадки на основе полиалкилметакрилата «Максойл В», полиметилметакрилат «Д» (ПМАД). В качестве сорбционных материалов использовали концентрирующие патроны на немодифицированном силикагеле «Диапак Силикагель» и гидроксилированный силикагель (зернение 5-50 мкм). Концентрацию функциональных присадок определяли методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ). ГХ-МС идентификацию полимерной присадки в составе элюатов проводили с использованием библиотеки масс-спектров NIST 07. Для каждого сорбента построены динамические кривые сорбции, рассчитаны сорбционные характеристики по отношению к исследуемым вязкостным присадкам («объем до проскока», равновесный объем, объем удерживания и др.). «Объемы до проскока» на обоих сорбентах определили для исследуемых присадок в растворителях с различной полярностью. На сорбенте «Диапак Силикагель» «объемы до проскока» составили для присадок «Максойл В» и ПМАД: в смеси гексан:трихлорметан (7:3 по объему) 0.3 и 0.5 см3, гексане 0.6 и 0.8 см3 соответственно. При твердофазном извлечении гидроксилированным силикагелем товарных вязкостных присадок «Максойл В» и ПМАД «объемы до проскока» составили: в смеси гексан:трихлорметан (7:3 по объему) 1.95 и 1.50 см3, гексане - 3.40 и 3.01 см3 соответственно. Степень извлечения товарных вязкостных присадок «Максойл В» и ПМАД гидроксилированным силикагелем оптимальным объемом элюента (ацетоном) 1.5 см3 составила 45 и 103%, а с использованием менее полярного элюента - смеси гексан :трихлорметан (7:3 по объему) при объеме элюента 2.5 см3 - 35 и 86%, соответственно. Низкая степень извлечения присадки «Максойл В» связана с его высокой молекулярной массой и, как следствие, необратимой сорбцией на сорбенте на основе немодифицированного силикагеля. Для более полного извлечения такого рода веществ, по-видимому, необходимо применение модифицированных сорбентов. Сочетание сорбции из гексанового раствора вязкостных присадок на основе полиалкилметакрилата из базовой основы смазочных материалов и десорбции аналитов ацетоном показали большую эффективность гидроксилированного силикагеля по отношению к исследуемым аналитам.
Сорбционные и хроматографические процессы
2021. — Выпуск 3
Содержание:
Углеродные сорбенты широко используются для динамического сорбционного концентрирования определяемых веществ в анализе воздуха. Однако углеродные и особенно наноуглеродные сорбционно-активные материалы имеют один существенный недостаток. Слишком мелкие частицы этих материалов часто препятствуют их непосредственному применению при анализе воздуха из-за низкой проницаемости сорбционного слоя. Решить проблему низкой проницаемости микродисперсных сорбционно-активных материалов можно с помощью композиционных поверхностно-слойных сорбентов, в которых эти материалы находятся на поверхности относительно крупнодисперсного носителя. Основная цель работы - оценка возможностей поверхностно-слойных сорбентов на основе различных углеродных материалов для экспрессного концентрирования высокотоксичных летучих органических соединений (средних спиртов и фенолов). Синтезированы и исследованы поверхностно-слойные сорбенты на основе коммерчески доступных углеродных нанотрубок (Вауег, Dealton, Таунит-МД) и нанотрубок, синтезированных собственноручно с использованием кобальтового катализатора. Перечисленные углеродные сорбенты наносили на кремнеземные носители на основе аэросилогеля. Выбор этих носителей обусловлен их высокой термической устойчивостью и возможностью нанесения на их поверхность слоев пироуглерода и углеродных нанотрубок. Кроме того, эти носители позволяют создавать композиты с самыми различными сорбционно-активными углеродными материалами. Наибольшая эффективность установлена для поверхностно-слойных сорбентов на основе углеродных нанотрубок, полученных с использованием кобальтового катализатора. Эффективность этих сорбентов по величине ВЭТТ существенно выше, чем у сорбентов на основе графитированной термической сажи (Карбопаки) с сопоставимой удельной поверхностью. Особенно сильно достоинства поверхностно-слойных сорбентов начинают проявляться при высоких скоростях анализируемого воздуха. Повышенная гидрофильность некоторых синтезированных композитов затрудняет их применение при анализе влажного воздуха с ориентацией на последующую термодесорбцию аналитов. Хотя при этом остается возможность десорбции с помощью подходящего органического растворителя с последующим определением аналитов методом ВЭЖХ. Общеизвестны трудности термодесорбции высококипящих органических соединений с поверхности углеродных адсорбентов. Для решения этой проблемы синтезированы поверхностно-слойные сорбенты со слоем пироуглерода на поверхности макропористого носителя порохром-3 для газовой хроматографии с небольшой удельной поверхностью. Предложенные сорбенты дают возможность проводить сорбционное концентрирование фенола и изомерных крезолов за 5 минут с коэффициентом концентрирования 2-103 с последующим газохроматографическим определением аналитов (пламенно-ионизацонный детектор) на уровне нескольких мкг/м3. Это создает необходимые предпосылки для экспрессного определения фенола и изомерных крезолов на уровне предельно допустимых концентраций воздуха жилых помещений и атмосферного воздух населенных мест.
Ключевые слова
Работа посвящена изучению закономерностей ионного и молекулярного транспорта в системе «молочная кислота - хлорид натрия - анионообменная мембрана МА-41». Построены кинетические кривые ионообменной сорбции молочной кислоты, показано, что время достижения максимальной рабочей обменной емкости мембраны составляет от 35 до 80 минут в зависимости от концентрации раствора. Получены изотермы обменной сорбции и необменного поглощения молочной кислоты в диапазоне концентраций раствора 0.03-0.15 моль/дм3. Изотерма обменной сорбции описывается уравнением мономолекулярной адсорбции Ленгмюра с высоким коэффициентом корреляции. Величина необменного поглощения молочной кислоты заметно возрастает при концентрации раствора > 0.10 моль/дм3, однако, общее количество поглощенной молочной кислоты (в результате обменной и необменной сорбции) остается меньше, чем полная обменная емкость мембраны МА-41. Приведены концентрационные зависимости диффузионной проницаемости мембраны в растворах молочной кислоты, хлорида натрия и смешанном растворе, где молочная кислота и минеральная соль находятся в эквимолярном соотношении. Для молочной кислоты в диапазоне концентраций 0.03-0.30 моль/дм3 коэффициент диффузионной проницаемости мембраны МА-41 имеет более высокое значение, чем для хлорида натрия. Причиной ограничения переноса минеральной соли служит Доннановское исключение. Присутствие в растворе молочной кислоты эквивалентного количества хлорида натрия приводит к уменьшению коэффициентов диффузионной проницаемости последней в 2.5-3.2 раза по причине сопряжения потоков. Полученные экспериментальные результаты позволят осуществить обоснованный выбор рабочего диапазона концентраций обрабатываемых растворов для реализации экологически перспективных технологий Доннановского диффузионного диализа в очистке и получении молочной кислоты.
Ключевые слова
Фенолы одна из наиболее обширных групп приоритетных органических загрязнителей с мутагенными и канцерогенными свойствами. Они характеризуются очень низкими предельно допустимыми концентрациями, которые сложно определить многими современными физико-химическими методами без предварительного концентрирования. Решение этой задачи достигается современными подходами твердофазного концентрирования, в частности, применением молекулярно импринтиро-ванных полимерных сорбентов с магнитными свойствами. Изучена возможность получения магнитного сорбента на основе молекулярно импринтированного полимера (МИП), где в качестве функционального мономера применен N-винилпирролидон, сшивающий агент - этиленгликольдиметакрилат, а в качестве темплатов использованы фенолы. Синтезированы девять МИП с отпечатками 2-хлорфенола, 4-хлорфенола, 2-нитрофенола, 4-нитрофенола, бисфенола А, и-трет-бутилфенола, нонилфенола, трет-нонилфенола, 4-октилфенола и полимера без молекулярных отпечатков. Размер частиц полученных полимеров около 100 нм, намагниченность насыщения 51-53 emu/g. Наибольшие импринтинг-факторы (IF) достигнуты для МИП с отпечатками 4-нитрофенола (IF=3.8) и бисфенола А (IF=7.1), наименьшие - с отпечатками хлорфенолов (IF=1.1). Установлено, что наиболее эффективно фенолы сорбируются при рН 3. Наибольшие значения коэффициентов селективности достигаются при сорбции на МИП-4НФ и МИП-БФА. Степени извлечения фенолов МИП составили от 69 до 96%, для 2-НФ не более 45%, на неимпринтиро-ванном полимере эффективность извлечения для большинства фенолов существенно ниже.
Ключевые слова
Рассмотрены особенности сорбции паров индивидуальных легколетучих органических соединений различных классов на фазах карбоксилированных углеродных нанотрубок (МУНТ-соон). Особенность исследования заключается в применении сорбционной фазы малых масс (от 1 до 5 мкг) и прямом взвешивания адсорбатов паров веществ в любой момент сорбции высокочувствительными пьезовесами с чувствительностью до 10-12 г. Установлена зависимость эффективности сорбции фазой из МУНТ-соон к парам выбранных соединений (спирты, кетоны, кислоты, арены) от массы наносимой фазы на ограниченную площадь поверхности. Такой подход формирования слоя трубок позволяет получить разную по структуре поверхность и пористость, что определяет избирательность сорбции паров. Представлены расчеты изотерм сорбции соединений, позволяющие либо высокоселективно зафиксировать их в смеси, либо оценить изменение концентрации. Установлено, что для одного и того же сорбтива форма изотермы сорбции на фазах разных масс меняется от линейной до S-образной. В связи с этим невозможно описать кривые одной теорией. Установлена максимальная емкость монослоя к молекулам ацетона, минимальная - к парам фенола. Карбоксилированные нанотрубки по-разному сорбируют алифатические спиртов нормального и изомерного строения, выделяются по особенности сорбции бутиловые и пентиловые спирты. Пьезосенсоры масс-чувствительного типа с МУНТ соон разной массы рекомендованы в качестве измерительных элементов для газоанализаторов и систем для интегральной оценки сложных смесей соединений малых концентраций с методологией «электронный нос». Применение в одном массиве сенсоров с фазами МУНТсоон повышает избирательность детектирования компонентов в смеси на уровне микроконцентраций без разделения.
Ключевые слова
Очистка технологических газов от аммиака является актуальной проблемой в химической промышленности. Целью работы было изучение сорбции аммиака из газовоздушной среды модифицированными волокнистыми сорбентами. В качестве сорбента аммиака использовали карбоксильное волокно ВИОН КН-1 в медной, никелевой и цинковой формах. Исследование поглощения аммиака проводили на воздушно-сухих и влагонасыщеных образцах волокнистого сорбента. Для изучения сорбции в эксикаторах создавали атмосферы с объемной концентрацией аммиака от 10 до 300 мг/м3. Предельно допустимая концентрация содержания аммиака в воздухе рабочей зоны составляет 20 мг/м3. Модифицированные волокнистые сорбенты после сорбции аммиака приобретали цвета, характерные для аминокомплексов. Волокно с поглощенным аммиаком обрабатывали раствором соляной кислоты с концентрацией 0.1 моль/дм3 в статических условиях при температуре 293 К в течение 90 минут. Концентрацию ионов аммония определяли на иономере И-130 с ионоселективным электродом. Фотометрический метод применяли для определения концентрации ионов металлов в растворах после десорбции. Установлено, что медная форма поглощает наибольшее количество аммиака. При низких значениях давления газа наблюдается резкое поглощение аммиака модифицированным волокном. Не модифицированное волокно обладает меньшей сорбционной способностью, что объясняется различным механизмом сорбции молекул аммиака на протонированной и ионных формах волокнистого сорбента. Для количественного описания равновесного процесса сорбции аммиака модифицированными волокнами были использованы уравнения Ленгмюра и Фрейндлиха. Коэффициенты корреляции для уравнения Ленгмюра близки к единице. При высоких давлениях происходит полное насыщение сорбента и повышение давления уже не влияет на абсорбцию газа. Полученные результаты по сорбции аммиака согласуются с квантово-механическими расчетами в программном модуле Hyper Chem об образовании на карбоксильном волокне, содержащем как медь, так и никель, комплексов, в состав которых входят от 1 до 3 молекул аммиака. Кинетические зависимости сорбции аммиака на образцах медной и никелевой форм волокна ВИОН КН-1 были получены при концентрации аммиака в газовой фазе 10 мг/м3. Показано, что более высокой скоростью сорбции характеризуется медная форма волокнистого сорбента. Насыщение модифицированных карбоксильных волокон парами воды ухудшает их сорбционные свойства на 8-10 %.
Ключевые слова
В работе получены молекулярно-импринтированные полимеры на основе сополимера диангидрида 1,2,4,5-бензолтетракарбоновой кислоты и 4,4′-диаминодифенилоксида и раствора консервантов (2:1). Исследование свойств пленок молекулярно-импринтированных полимеров (МИП) проводили методом инфракрасной спектроскопии и сканирующей силовой микроскопии (ССМ). Установлено, что в ИК-спектрах МИП и полимеров сравнения отсутствуют существенные различия. Это означает, что при синтезе молекулярно-импринтированных полимеров «лестничная» структура, характерная для полиимида сохраняется, но при этом увеличивается интенсивность характеристических частот для полимеров с отпечатками консервантов. Анализ морфологии поверхности пленок показал, что нанесение предполимеризационной смеси штампом приводит к формированию более равномерной поверхности (с перепадом высот от 1.4 до 2.6 нм) чем в случае, когда смесь наносили шпателем (с высотами в диапазоне 0.9-4.0 нм). Отработанная методика нанесения смеси штампованием позволяет получать пленки с хорошей воспроизводимостью толщины и морфологии поверхности. Сравнение ССМ-изображений молекулярно-импринтированных полимеров и полиимида, на основе которого они получены, выявило уменьшение количества микро- и увеличение количества мезопор. При этом морфология пленок МИП-Е202 и МИП-Е211 имеет существенные отличия, связанные с особенностями формирования отпечатков сорбата калия и бензоата натрия. При синтезе МИП-Е211 образуется значительное количество мезо- и макропор. С учетом малого размера молекулы бензоата натрия (0.82 нм), можно предположить, что внутренние поверхности мезо- и макропор полимерной пленки могут содержать углубления и поры (отпечатки) комплементарные молекулам бензоата натрия. В случае с сорбатом калия, имеющего линейную структуру, его молекулы располагаются как на поверхности, так и заглубляются в матрицу полимера. При их удалении остаются отпечатки, которые составляют большую часть поверхности и соответствуют размерам ультрамикро- и микропор. Проведенные исследования ССМ-изображений пленок молекулярно-импринтированных полимеров выявили отсутствие глобул на их поверхности, что свидетельствует о практически полном удалении в процессе экстракции молекул-шаблонов.
Ключевые слова
В работе проанализированы методы, способы, приемы и прикладные программы для идентификации пор в полимерных мембранах. На основе сравнения достоинств и недостатков методов предложен подход к разработке программной реализации исследования пор полимерных полупроницаемых мембран. Объектами исследования служили ультрафильтрационные мембраны вида УАМ-50, УАМ-100, УПМ-К, УПМ-100, выбор которых обеспечен высокой задерживающей способностью, хорошей производительностью и наибольшей применяемостью в промышленной практике. Приведена методика по расчету коэффициента засоренности мембран, которая позволяет определить срок эффективной работы ультрафильтрационных мембран, элементов и установок при баромембранном и электробаромембранном разделении, концентрировании и очистке промышленных растворов и стоков. Выделенные участки ультрафильтрационных мембран УАМ-50, УАМ-100, УПМ-К, УПМ-100 площадью 1000000 нм2 обрабатывались при помощи Matlab 2017 таким образом, что были получены основные параметры, такие как средний диаметр засоренности (диаметры пор и коэффициент засоренности мембран). При обработке больших массивов данных по средним диаметрам пор и коэффициенту засоренности мембран использовался ПК, который позволил снизить и рассчитать погрешность выполненных измерений при помощи стандартных методов математической статистики. Расчет коэффициента засоренности мембран производили при помощи программы, изучающей описание основных функций imaging processing toolbox. Разработанный метод существенно сокращает время эксперимента и позволяет автоматизировано рассчитывать количество объектов, среднюю площадь, диаметр пор на сорбционной поверхности. Метод, сочетающий электронно-микроскопические исследования, обработку изображений Otsu’s method, программную реализацию в Matlab 2017, дают возможность получить достоверные и воспроизводимые данные по морфологии поверхности ультрафильтрационных мембран УАМ-50, УАМ-100, УПМ-К, УПМ-100, опирающихся на статистическую обработку большой выборки данных, полученных в результате электронно-микроскопических исследований. Анализ экспериментальных данных, полученных автоматизированным методом, показал, что средняя площадь объекта наименьшая для мембраны УПМ-К и наибольшая для мембраны УАМ-50, а средний диаметр пор поверхности исследуемых мембран находится в интервале от 51 до 60 нм, что сопоставимо с литературными данными, полученных другими методами. При этом коэффициент засоренности выше для мембраны УПМ-К и ниже для мембраны УПМ-100
Ключевые слова
Диоксид марганца (MnO2) используется в качестве сорбционного материала для выделения из водных сред широкого спектра веществ. Известен ряд композиционных материалов, содержащих MnO2, при этом в научной литературе отсутствуют систематические данные о возможностях получения плоских тонкослойных сорбентов диоксида марганца на других полимерных носителях. В работе был синтезирован ряд плоских тонкослойных сорбентов, состоящих из диоксида марганца, нанесенного на поверхность различных носителей. В качестве носителей были использованы наиболее распространенные плоские материалы - полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), биаксиально-ориентированная полипропиленовая плёнка (БОПП), полиэтилентерефталат (ПЭТФ), триацетатцеллюлоза (ТАЦ). Пленки выдерживали в кислом растворе перманганата калия, отмывали и определяли содержание марганца. Показано, что по скорости осаждения диоксида марганца на поверхность носителя данные материалы располагаются в ряд: ТАЦ>>ПЭ>БОПП>ПЭТФ~ПП. Определено, что зависимости удельного содержания диоксида марганца на поверхности полимерных носителей хорошо аппроксимируются прямыми линиями (R2=0.964-0.997); по результатам линейной обработки зависимостей были определены скорости осаждения диоксида марганца, составившие от 1.55±026 мкг/(см2-суг) для ПП до 166±11 мкг/(см2-сут) для ТАЦ. Показано, что высокая скорость осаждения диоксида марганца на поверхности ТАЦ по сравнению с другими полимерными носителями, наиболее вероятно, обусловлена макропористой текстурой поверхности ТАЦ. Также показано, что при удельном содержании диоксида марганца порядка 150-300 мкг/см2, достигаемом за 1-2 суток обработки ТАЦ в растворе перманганата, образуется сплошной равномерный сорбционно-активный слой, а при большем времени выдержки увеличение средней толщины слоя происходило за счет разрастания отдельных кристаллитов уже на поверхности сплошного слоя диоксида марганца, приводя к существенной неоднородности сорбционно-активной поверхности, а также к устойчивой деформации пленки. На серии полученных сорбентов была исследована сорбция 223Ra. Показано, что количество фазы диоксида марганца в составе тонкослойных сорбентов практически не влияло на сорбцию радия из бессолевого раствора, однако сильно влияло при сорбции из 0.5 М NaCl. Также для сорбента Мп02-ТАЦ показано ухудшение качества альфа-спектра за счет диффузии радия вглубь сорбента.
Ключевые слова
В работе представлены результаты исследований, которые посвящены вопросам переработки много тоннажных полимерных отходов древесно-стружечных плит (далее ДСП) методом низкотемпературного пиролиза в присутствии катализирующих добавок: солей переходных металлов (Cu+, Ni2+) и гидроксида калия. В работе проведен анализ научно-технической информации известных методов переработки полимерных отходов и способов получения углеродных сорбентов с применением различных реагентов. Целью настоящей работы являлось исследование влияния катализирующих добавок солей переходных металлов (Cu+, Ni2+) и гидроксида калия на физико-химические, сорбционные и текстурные характеристики пиролизатов, полученных из полимерных отходов ДСП. В работе авторами представлены результаты лабораторных исследований с применением современных аналитических методов измерений и оборудования. Анализ пористой структуры пиролизатов выполнен с использованием анализатора сорбции газов Quantachrome NOVA 4200e адсорбцией азота (77 К). Содержание валовых форм металлов определяли атомно-абсорбционным методом на пламенном атомно-абсорбционном спектрофотометре КВАНТ-2МТ по методике М-02Вд/2001. Методом рентгеновского микроанализа на сканирующем электронном микроскопе Hitachi S-3400N (Япония), который оснащен рентгеновским энергодисперсионным спектрометром NORAN, получены снимки при увеличении х1000. Также для исследований использованы стандартные методики, принятые в адсорбционной технике: спектрофотометрические, титриметрические, потенциометрические и др. Представлены результаты термохимической утилизации полимерных отходов ДСП, где установлены параметры процесса пиролиза. Оптимальное массовое соотношение отходов ДСП: катализатор -1:0.02, температура проведения пиролиза 600-700оС, со скоростью 10-12 град/мин, время выдержки 30-60 мин. В работе исследовано влияние условий проведения пиролиза в присутствии КОН и без него на формирование пористой структуры и сорбционных свойств полученных образцов. Максимальный практический выход определен у образца ДСП:КОН (1:0.02) - 34%, Сорбционные характеристики - активность по йоду - 763±25 мг/г, по МГ - 200±11 мг/г. Установлено, что введение катализаторов влияет на практический выход, сорбционные свойства и параметры пористой структуры. Так, добавление катализаторов в систему Cu+ и Ni2+ позволило увеличить выход продукта с 20 до 25%. Введение в систему никелевого катализатора ДСП: Ni2+ (1:0.02) позволяет увеличить сорбционную активность пиролизатов по йоду на 40%. Объем микропор составляет - 0.203 см3/г, площадь поверхности микропор - 562 м2/г. С помощью сканирующей электронной микроскопии показано, что пиролизаты без катализаторов имеют слоистую упорядоченную структуру, схожую по своим свойствам с древесиной, размер пор составляет 10-50 нм. После введения катализаторов наблюдается нарушение структуры углей, в образцах ДСП: Ni2+ (1:0.02) и ДСП: Cu2+ (1:0.05) формируются более мелкие поры неправильной формы от 2.5 нм. В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что введение катализирующих добавок солей переходных металлов (Cu© Ni2+) и гидроксида калия влияет на физикохимические свойства, пористую структуру пиролизатов и их текстурные характеристики. Предложенный способ позволяет получать пиролизаты в одну стадию, которые обладают сорбционными свойствами, близкие по характеристикам с промышленными марками древесных углей типа БАУ-МФ.
Ключевые слова
Благодаря пятистадийной очистке был получен гомогенный препарат глутаматдегидрогеназы (ГДГ, L-глутамат: НАД(Ф)Н-оксидоредуктаза 1.4.1.3), очищенный в 319.5 раз с удельной активностью 377 Е/мг белка и выходом 3.7%. Обычно очистка энзимов в нашей лаборатории осуществляется по следующей общей схеме: гомогенизация растительного материала (получение экстракта энзима), фракционирование белков-ферментов сульфатом аммония, гель-фильтрация на сефадексе G-25, обеспечивающая обессоливание белков, ионообменная хроматография на ДЭАЭ-Sephacel, десорбция ферментативной активности осуществлялась градиентом концентрации NaCl (0.15-0.3 М). Последнюю стадию очистки осуществляли путем гель-хроматографии на сефадексе G-200. Известно, что ингибирующее действие на глутаматдегидрогеназу оказывают АТФ и метаболические интермедиаты (глутамат и 2-оксоглутарат). Активация ферментативной активности наблюдается при воздействии АМФ, ионов кальция и магния, а также сульфата аммония. Наибольший эффект из перечня всех хроматографических методов (ионообменная, распределительная, гель-фильтрация и др.) имело использование ДЭАЭ-Sephacel. При этом степень очистки ГДГ составляла более чем в 300 раз. Проведенный ПААГ-электрофорез с последующим специфическим проявлением тетразолиевым методом позволил обнаружить у очищенного белка глутаматдегидрогеназную активность. pH-оптимум полученной ГДГ по реакции восстановительного аминирования составляет 8.5, также как и по реакции окислительного дезаминирования. Были получены кинетические характеристики сродства глутаматдегидрогеназы к субстратам различной природы. Величины константы Михаэлиса для 2-оксо-глутарата составляли 2.75, а для глутамата - 14.9, что может говорить о преобладании Р-субъединиц в структуре олигомера ГДГ. Анализ этих данных свидетельствует о значительно большем сродстве исследуемого энзима к 2-оксоглутарату.
Ключевые слова
Трипсин (КФ 3.4.21.4) является наиболее популярным ферментом в промышленности и биомедицине. Однако невозможность повторного использования и сложность восстановления делают его масштабное промышленное применение неэффективным и дорогостоящим. Решить эту проблему можно с помощью иммобилизации трипсина на ионообменных материалах. Целью работы было исследование закономерностей адсорбционной иммобилизации трипсина на ионообменных смолах для создание гетерогенного препарата на его основе, доступного для использования в отечественных лабораториях и промышленности. Предложена методика иммобилизации трипсина на разных типах ионообменных смол: катионных смолах с функциональными группами -SO3H (КУ-2, КУ-2-8чС, IMAC-HP111), анионных смолах с активными группами -N+(CH3)3 (АВ-17-2П, Purolite A100), вторичными и третичными алифатическими аминогруппами и пиридиновыми группами (АВ-16-ГС), вторичными, третичными и четвертичными алифатическими аминогруппами (ЭДЭ-10-П). Подготовку к работе ионообменных смол и сорбционную иммобилизацию трипсина осуществляли по стандартным методикам. Измерение содержания белка в иммобилизованных препаратах трипсина проводили по модифицированному методу Лоури, протеазную активность образцов определяли на субстрате азоказеине, а эстеразную активностъ - на субстрате N-α-бензоил-DL-аргинин-n-нитроанилиде(BAPNA). Полученные препараты трипсина, иммобилизованного на ионообменных смолах, могут стать основой для решения ряда проблем, возникающих при создании сорбентов для очистки сточных вод, при разделении и очистке различных веществ в химической промышленности, а также изучении потоков питательных веществ и внесении удобрений на полях. Установлено, что оптимальное соотношение содержания белка (мг на г носителя), общей протеазной активности (ед на мл раствора) и удельной протеазной активности (ед на мг белка) наблюдается при иммобилизации трипсина на носителе ЭДЭ-10-П с фосфатным буфером, рН 11.0 и NaOH-KCl буфером, рН 12.0. Оптимальное соотношение содержания белка, общей эстеразной активности и удельной эстеразной активности получено при адсорбции трипсина на АВ-16-ГС с NaOH-KCl буфером, рН 12.0.
Ключевые слова
НАД+-малатдегидрогеназа (НАД+-МДГ, КФ 1.1.1.37) является распространенным ферментом, играющим важную роль во многих метаболических процессах, таких как ЦТК, азотный обмен и транспорт НАДН. Различные условия среды сильно влияют на активность ферментов, активируя или ингибируя ее. Целью данной работы было исследование изменения активности малатдегидрогеназ при действии различных температур. В качестве объекта исследования выступали 10-дневные проростки Zea mays, выращенные гидропонным методом. Изоферменты малатдегидрогеназ из листьев кукурузы были очищены с помощью четырехстадийной очистки, включавшей в себя стадии гомогенизирования растительного материала, осаждения белка сульфатом аммония в концентрации 25-80% насыщения, гель-фильтрации через сефадекс G-25 и ионообменной хроматографии на колонке, заполненной ДЭAЭ-Sephacel. Элюция проводилась линейным градиентом хлористого натрия в концентрации от 0 до 150 мМ, в процессе которой собирались фракции с малатдегидрогеназной активностью. Измерение активности ферментов проводилось спектрофотометрически по определению скорости образования или расходования НАДН при длине волны 340 нм. Электрофоретические исследования проводили в полиакриламидном геле с последующим универсальным окрашиванием белков нитратом серебра или специфическим проявлением ферментативной активности тетразолиевым методом с индукцией образования нерастворимого диформазана в месте расположения фермента. Препарат цитоплазматической МДГ характеризовался удельной активностью 256 Е/мг белка и степенью очистки 115. Выход составил 3.5 %. Удельная активность митохондриальной формы исследуемого фермента равнялась 155 Е/мг белка при степени очистки 67 и выходе 2%. Пероксисомальная форма МДГ характеризовалась удельной активностью 180 Е/мг белка, степенью очистки 78 и выходом 1%. Было показано незначительное влияние получасовой инкубации фермента при 7, 15, 30оС. Определены температурные оптимумы для прямой и обратной реакций трех форм малатдегидрогеназ: 25 и 45оС для цитоплазматической и 30 и 45оС для митохондриальной. Температурный оптимум пероксисомальной формы для реакций окисления малата и восстановления оксалоацетата одинаков и равняется 35оС.
Ключевые слова
Adsorption from solution of nonelectrolytes by microporous adsorbents such as zeolites is not only of practical interest. Because of the well-defined internal structure of zeolite, it can be a good model system which provides the possibility to measure absolute adsorption in a direct experiment. Such data may lead to a better understanding the properties of the liquid solution in the micropores. Whereas the excess adsorption isotherm can easily be measured, the exact determination of the absolute adsorption isotherm requires rather painstaking and time-consuming experiments. So the main problem is to convert excess adsorption data to the absolute adsorption isotherm. Given this circumstance, we previously proposed a method to estimate the absolute adsorption isotherm of a binary solution on a microporous adsorbent. The method is based on the Dubinin-Radushkevich equation modified for adsorption from solutions. The equation gives the concentration dependence of absolute adsorption of solution and includes three non-fitting parameters: the absolute (limiting) adsorption values of the pure components, which are much easier to measure than the absolute adsorption isotherm of solution, and the value of the equilibrium concentration corresponding to the maximum excess adsorption. The purpose of this work was to study the physicochemical characteristics of the adsorption phase based on the absolute adsorption data of the adsorption system ethylbenzene + n-octane + zeolite NaX. Excess adsorption isotherms were measured at temperatures 303.15, 338.15, and 363.15 K using the conventional static method. The limiting (absolute) adsorption values of pure components were measured using the pycno-metric method. It is shown that the measured excess adsorption isotherms belong to type II according to the Schay and Nagy classification. This indicates strong adsorption of ethylbenzene in the entire concentration range. Absolute adsorption isotherms of the solution and the preferentially adsorbed component were calculated using the above method. These data made it possible to calculate for the adsorbed phase the excess volume of mixing, solution density and activity coefficients of the solution components. Based on the latter, the excess thermodynamic functions of mixing for the adsorption solution were calculated: free energy, entropy and enthalpy. The data obtained allow us to draw some conclusions about the adsorbed solution. The negative value of the excess volume of mixing indicates volume contraction. The adsorbed phase activity coefficients indicate a significant negative deviation from ideality, which means the dominance of intermolecular interaction between different molecules. This is also indicated by the negative value of the excess free energy of mixing.
Ключевые слова
Гидроксибензол, или фенол, является весьма опасным экотоксикантом, способным оказать пагубное воздействие на жизнь и здоровье человека. Исходя из этого, существует необходимость разработки эффективных технологий, способных очистить поверхностные и сточные воды от данного органического загрязнителя. Одной из возможных технологий извлечения фенола из его водных растворов может быть сорбция макросетчатым нефункционализированным полимером FPX66. В представленной работе изучены равновесные и кинетические характеристики процесса поглощения фенола исследуемым сорбентом. Изотерма сорбции фенола на FPX66, полученная методом переменных концентраций, описывается уравнением типа Фрейндлиха и имеет высокий коэффициент корреляции в соответствующих линейных координатах. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что поверхность изучаемого неионогенного сорбента не является однородной, сорбция фенола осуществляется неравномерно. На основании кинетических кривых сорбции фенола, полученных в статических условиях, определено время достижения равновесия в системе при концентрации исходного раствора 6 ммоль/дм3 и температурах 298 и 323±2К. Отмечается, что с ростом температуры полная емкость сорбента по фенолу снижается, что обусловлено повреждением центров связывания сорбента при нагревании системы. Однако при этом с повышением температуры равновесие в системе достигается быстрее. Скорость процесса сорбции также растет при увеличении скорости перемешивания внешнего раствора фенола. Исследование проведено при 150, 200 и 250 об/мин термостатируемого шейкера. Оценка лимитирующей стадии сорбционного процесса сделана с использованием формального подхода, основанного на применении уравнений Бойда-Адамсона для внешней и внутренней диффузии. Результаты показывают, что основное влияние на извлечение гидроксибензола неионогенным сорбентом FPX66 оказывает стадия внешней диффузии сорбата к поверхности гранул сорбента.