|
Тверская
государственная медицинская академия (Тверь)
Эта работа опубликована в сборнике научных трудов "Актуальные проблемы современной науки" c материалами X Юбилейной Международной Телеконференции (Том 2, №1, 2013 год)
Так как мембрана закрытого кислородного датчика
(электрода Кларка) проницаема не только для кислорода, но и для воды [3],
существенная разница осмотических давлений между разделенными мембраной средой
инкубации и электролитом датчика должна приводить к заметным отклонениям в его
работе. Например, показано, что выдерживание датчика в течение суток в
дистиллированной воде ведет к двукратному росту погрешности измерения и
увеличению времени отклика приблизительно в 15 раз по сравнению со средой,
идентичной электролиту датчика [2]. В связи с этим актуальна разработка методов
восстановления технических характеристик датчика после кратковременной работы в
воде и гипотонических по отношению к электролиту инкубационных средах.
Использовалась термостатированная (370С)
измерительная ячейка и кислородный датчик закрытого типа [1] совместно с
оксиметром N5221 и регистратором ЭПП-09 м3.
Электролитом датчика служил раствор KCl (60
г/л), а в качестве мембраны использовалась полиэтиленовая пленка (50 мкм).
Замеры проводились в растворе KCl (опыт - 9
г/л, контроль - 60 г/л), насыщенном атмосферным кислородом при 370С.
Объем среды во всех случаях составлял 3,5 мл. Поглотителем служил 0,01М раствор
Na2SO3 в количестве 100 мкл, который перед каждым замером
готовился заново. Замеры в сериях проводились точно через каждые 15 мин, а в
промежутках между замерами ячейку заполняли насыщенной кислородом при 370С
промывочной жидкостью в соответствии с таблицей. Определялось время достижения
точки минимума (время отклика) и остаточное парциальное давление кислорода, по
которому с учетом растворимости и атмосферного давления на момент измерения
рассчитывалось количество поглощенного кислорода.
Как видно из таблицы, среднее количество кислорода,
поглощенного в среде с концентрацией KCl 9 г/л, по сравнению с контролем выросло
приблизительно на 6%, что связано с более высокими значениями остаточного
парциального давления кислорода в среде и, соответственно, с более низкой
скоростью компенсации поглощенного кислорода за счет его диффузии из атмосферы.
При этом время отклика выросло почти в 3 раза, что существенно превышает
максимально допустимые величины для датчиков данного типа.
Таблица
Поглощение кислорода 100 мкл
0,01М раствора сульфита натрия в 3,5 мл
раствора KCl при
370С.
|
Серия
|
контроль
|
опыт без
восстановления
|
опыт с
восстановлением
|
|
Число замеров в серии
|
10
|
10
|
10
|
|
Реакционная среда
(KCl, г/л)
|
60
|
9
|
9
|
|
Промывочная жидкость (KCl, г/л)
|
60
|
9
|
60
|
|
Поглощено О2
(моль·10-7)
|
4,33±0,015
|
4,60±0,022
|
4,65±0,013
|
|
Время отклика
(мин)
|
1,29±0,059
|
3,26±0,168
|
1,77±0,077
|
Заполнения ячейки между замерами изотонической
промывочной жидкостью (KCl, 60 г/л)
позволило восстановить реактивность датчика и воспроизводимость результатов
измерения практически до контрольных значений. Таким образом, даже кратковременный
(менее 5 мин) контакт датчика с гипотонической средой ведет к существенному
искажению характера регистрационных кривых поглощения кислорода, избежать
которого можно путем погружения датчика в изотоническую электролиту среду на
приблизительно вдвое большее время.
Литература
1.
Миняев М.В. Гальванический кислородный датчик с пониженной собственной
кислородной емкостью / М.В.Миняев // Актуальные проблемы биохимии и
биотехнологии: сб. науч. тр. / Тверской гос. ун-т. - Тверь. - 2001. - С.
154-161.
2. Миняев М.В. Влияние осмотического давления среды на работу
закрытого кислородного датчика / М.В.Миняев, Н.В.Костюк, Н.В.Луцкая,
М.Б.Белякова, Д.В.Лещенко // Современные проблемы науки и образования - 2009. -
№6. - C. 3
3.
Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом /
ред. Г.М. Франк. - М. : Наука, 1973. - 220 с.
|
