ОХНМЖурнал аналитической химии Journal of Analytical Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-4502
  • ISSN (Online) 3034-512X

Цифровой цветометрический анализ водных и водно-органических систем с применением гидрофильных композитных пленок сшитый поливиниловый спирт–магнетит

Код статьи
10.31857/S0044450224090028-1
DOI
10.31857/S0044450224090028
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 79 / Номер выпуска 9
Страницы
960-970
Аннотация
Описано применение композитных пленок состава сшитый поливиниловый спирт–магнетит в качестве чувствительных элементов для определения состава водных растворов методом цифровой цветометрии. Предложен новый подход к получению композитных материалов состава гидрофильный полимер–магнетит путем осаждения частиц Fe3O4 в парах аммиака. Полученные таким образом сенсорные пленки применили для определения объемной доли спирта в продукции с высоким его содержанием. Предел определения этанола составил 63 об.%, изопропанола – 24 об.%. Предложенные сенсорные материалы опробованы при анализе жидких антисептиков для рук.
Ключевые слова
композитные сенсорные материалы гидрофильные полимеры цифровая цветометрия водно-спиртовые системы
Дата публикации
15.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
15

Библиография

  1. 1. Дмитриенко С.Г., Апяри В.В., Свиридова О.А., Бадакова С.А., Золотов Ю.А. Использование реакций диазотирования и азосочетания с участием пенополиуретана для определения нитрит-ионов с помощью спектроскопии диффузного отражения и цветометрических сканер-технологий // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. 2004. Т. 45. № 2. С. 131. (Dmitrienko S.G., Apyari V.V., Sviridova O.A., Badakova S.A., Zolotov Yu. A. On the new approach to the theory of preferential wetting of heterogeneous solid surfaces // Moscow Univ. Chem. Bull. 2004. V. 45. № 2. P. 131.)
  2. 2. Горбунова М.О., Баян Е.М., Шевченко А.В., Кулягинова М.С. Цветометрическое определение хлоридов в воде с использованием газовой экстракции и метилового оранжевого // Аналитика и контроль. 2017. Т. 21. № 3. С. 274. https://doi.org/10.15826/analitika.2017.21.3.007
  3. 3. Химченко С.В., Экспериандова Л.П. Цветометрия в инструментальном и визуальном тест-анализе. Саарбрюккен: Lap Lambert Academic Publishing, 2014. 221 с.
  4. 4. Золотов Ю.А., Иванов В.М., Амелин В.Г. Химические тест-методы анализа. М.: УРСС, 2002. 302 с.
  5. 5. Шаока З.А. Ч. Развитие методологии цифровой цветометрии с использованием смартфона для определения органических веществ и идентификации объектов анализа. Дис. … канд. хим. наук. Владимир: Владимирский государственный университет, 2022. 185 с.
  6. 6. Амелин В.Г., Шаока З.А. Ч., Большаков Д.С. Твердофазно-флуориметрическое определение тетрациклинов в лекарственных препаратах на целлюлозной бумаге и тонком слое силикагеля с использованием смартфона // Хим.-фарм. журн. 2021. Т. 55. № 3. С. 52. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2021-55-3-52-57 (Amelin V.G., Shogah Z.A. C., Bol’shakov D.S. Solid-phase fluorimetric determination of tetracyclines in medicinal preparations on cellulose paper and in thin-layer silica gel using a smartphone // Pharm. Chem. J. 2021. V. 55. № 3. P. 303. https://doi.org/10.1007/s11094-021-02416-x)
  7. 7. Амелин В.Г., Шаока З.А. Ч., Большаков Д.С. Использование смартфона для определения тетрациклинов в воде и молоке по сенсибилизированной твердофазной флуоресценции европия на его гидроксиде // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 10. С. 952. https://doi.org/10.31857/S0044450221080028 (Amelin V.G., Shogah Z.A. C., Bol’shakov D.S. Using a smartphone foe determining tetracyclines in water and milk by the sensitized solid state fluorescence of europium on its hydroxide // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. № 10. P. 1211. https://doi.org/10.1134/S1061934821080025)
  8. 8. Monisha, Shrivas K., Kant T., Patel S., Devi R., Dahariya N.S., Pervez Sh., Deb M.K., Rai M.K., Rai J. Inkjet-printed paper-based colorimetric sensor coupled with smartphone for determination of mercury (Hg2+) // J. Hazard. Mater. 2021. V. 414. Article 125440. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125440
  9. 9. Mahmoudian N., Zamani A., Fashi A., Richter P., Abdolmohammad-Zadeh H. Ultra-trace determination of cadmium in water and food samples by a thin-film microextraction using a supported liquid membrane combined with smartphone-based colorimetric detection // Food Chem. 2023. V. 421. 136193. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136193
  10. 10. Vargas-Muñoz M.A., Morales J., Cerdà V., Ferrer L., Palacio E. Paper sensor-based method using a portable 3D-printed platform and smartphone-assisted colorimetric detection of ammonia and sulfide monitoring in anaerobic digesters and wastewater // Microchem. J. 2023. V. 188. Article 108469. https://doi.org/10.1016/j.microc.2023.108469
  11. 11. Jain B., Jain R., Jha R.R., Bajaj A., Sharma Sh. A green analytical approach based on smartphone digital image colorimetry for aspirin and salicylic acid analysis // Green Anal. Chem. 2022. V. 3. Article 100033. https://doi.org/10.1016/j.greeac.2022.100033
  12. 12. Амелин В.Г., Шаока З.А. Ч., Большаков Д.С. Микроэкстракционно-цветометрическое определение анионных ПАВ в природных и сточных водах // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 12. С. 5. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-12-5-14 (Amelin V.G., Shogah Z.A. C., Bolshakov D.S. Microextraction-colorimetric determination of anionic surfactants in natural and waste waters // Ind. Lab. Diagn. Mater. 2020. V. 86. № 12. P. 5.)
  13. 13. Амелин В.Г., Шаока З.А. Ч., Большаков Д.С. Микроэкстракционно-цветометрическое (флуориметрическое) определение катионных и анионных поверхностно-активных веществ в пищевых продуктах // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 3. С. 234. https://doi.org/10.31857/S0044450221030038 (Amelin V.G., Shogah Z.A. C., Bol’shakov D.S. Microextraction-colorimetric (fluorimetric) determination of cationic and anionic surfactants in food products // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. № 3. P. 330. https://doi.org/10.1134/S1061934821030035)
  14. 14. Lima M.J. A., Sasaki M.K., Marinho O.R., Freitas T.A., Faria R.C., Reis B.F., Rocha F.R. P. Spot test for fast determination of hydrogen peroxide as a milk adulterant by smartphone-based digital image colorimetry // Microchem. J. 2020. V. 157. Article 105042. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.105042
  15. 15. Marinho O.R., Lima M.J. A., Rocha F.P. R., Reis B.F. A green, fast and cost-effective smartphone-based digital image procedure for quantification of ethanol in distilled beverages // Microchem. J. 2019. V. 147. P. 437. https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.03.054
  16. 16. Li X., Liu B., Hu Zh., Liu P., Ye K., Pan J., Niu X. Smartphone-assisted off–on photometric determination of phosphate ion based on target-promoted peroxidase-mimetic activity of porous CexZr1-xO2 (x≥0.5) nanocomposites // Environ. Res. 2020. V. 189. Article 109921. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109921
  17. 17. Shrivas K., Sahu B., Deb M.K., Thakur S.S., Sahu S., Kurrey R., Kant T., Patle T.K., Jangde R. Colorimetric and paper-based detection of lead using PVA capped silver nanoparticles: experimental and theoretical approach // Microchem. J. 2019. V. 150. Article 104156. https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.104156
  18. 18. Qian Sh., Cui Yu, Cai Zh., Li L. Application of smartphone-based colorimetric biosensors // Biosens. Bioelectron. X. 2022. V. 11. Article 100173. https://doi.org/10.1016/j.biosx.2022.100173
  19. 19. Ruttanakorn K., Phadungcharoen N., Laiwattanapaisal W., Chinsriwongkul A., Rojanarata Th. Smartphone-based technique for the determination of a titration equivalence point from an RGB linear-segment curve with an example application to miniaturized titration of sodium chloride injections // Talanta. 2021. V. 233. Article 122602. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2021.122602
  20. 20. Park H., Koh Y.G., Lee W. Smartphone-based colorimetric analysis of structural colors from pH-responsible photonic gel // Sens. Actuators B. 2021. V. 345. Article 130359. https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.130359
  21. 21. Qin J., Li X., Cao L., Du Sh., Wang W., Yao Sh. Q. Competition-based universal photonic crystal biosensors by using antibody-antigen interaction // J. Am. Chem. Soc. 2020. V. 142. № 1. P. 417. https://doi.org/10.1021/jacs.9b11116
  22. 22. Крайский А.В., Постников В.А., Денискин В.В., Султанов Т.Т., Тихонов В.Е., Хамидулин А.В. Разработка сенсорных голографических датчиков на основе гидрогелей для количественного определения компонентов в биологических жидкостях // Альманах клинической медицины. 2008. № 17-2. С. 108.
  23. 23. Крайский А.В., Постников В.А., Султанов Т.Т., Хамидулин А.В. Голографические сенсоры для диагностики компонентов растворов // Квантовая электроника. 2010. Т. 40. № 2. С. 178. (Kraiskii A.V., Postnikov V.A., Sultanov T.T., Khamidulin A.V. Holographic sensors for diagnostics of solution components // Quantum Elect. 2010. V. 40. № 2. P. 178. https://doi.org/10.1070/QE2010v040n02ABEH014169)
  24. 24. Большаков Е.С., Иванов А.В., Козлов А.А., Абдуллаев С.Д. Сенсор на основе фотонного кристалла для обнаружения паров бензола, толуола и о-ксилола // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 8. С. 1283. https://doi.org/10.7868/S0044453718080137 (Bol’shakov E.S., Ivanov A.V., Kozlov A.A., Abdullaev S.D. Photonic crystal sensor for detecting vapors of benzene, toluene and o-xylene // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. V. 92. № 8. P. 1530. https://doi.org/10.1134/S0036024418080083)
  25. 25. Иванов А.В., Большаков Е.С., Апяри В.В., Козлов А.А., Горбунова М.В., Абдуллаев С.Д. Аналитический отклик сенсорных матриц на основе фотонных кристаллов: измерение диффузного отражения // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 2. С. 154. https://doi.org/10.1134/S0044450219020075 (Ivanov A.V., Bol’shakov E.S., Apyari V.V., Kozlov A.A., Gorbunova M.V., Abdullaev S.D. Analytical response of sensor arrays based on photonic crystals: measurement of diffuse reflectance // J. Anal. Chem. 2019. V. 74. № 2. P. 198. https://doi.org/10.1134/S1061934819020072)
  26. 26. Kou D., Zhang Yo., Zhang Sh., Wu S., Ma W. High-sensitive and stable photonic crystal sensors for visual detection and discrimination of volatile aromatic hydrocarbon vapors // Chem. Eng. J. 2019. V. 375. Article 121987. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.121987
  27. 27. Zhang J.-T., Cai Zh., Kwak D.H., Liu X., Asher S.A. Two-dimensional photonic crystal sensor for visual detection of lectin concanavalin A // Anal. Chem. 2014. V. 86. № 18. P. 9036. https://doi.org/10.1021/ac5015854
  28. 28. Крайский А.В., Миронова Т.В., Султанов Т.Т. Измерение поверхностного распределения длины волны узкополосного излучения колориметрическим методом // Квантовая электроника. 2010. Т. 40. № 7. С. 652. (Kraiskii A.V., Mironova T.V., Sultanov T.T. Measurement of the surface wavelength distribution of narrow-band radiation by a colorimetric method // Quantum Elect. 2010. V. 40. № 7. P. 652. https://doi.org/10.1070/QE2010v040n07ABEH014288).
  29. 29. Крайский А.В., Миронова Т.В., Султанов Т.Т. Измерение длины волны узкополосного излучения при обработке цифровых фотографий в raw-формате // Квантовая электроника. 2012. Т. 42. № 12. С. 1137. (Kraiskii A.V., Mironova T.V., Sultanov T.T. Narrow-band radiation wavelength measurement by processing digital photographs in raw-format // Quantum Elec. 2012. V. 42. № 12. P. 1137. https://doi.org/10.1070/QE2012v042n12ABEH014914)
  30. 30. Гагарин А.Н., Ферапонтов Н.Б., Иванов А.В., Тиханова О.А., Смирнова М.А., Иконникова И.С. Применение композитного материала “поливиниловый спирт – магнетит” для анализа растворов методом оптической микрометрии / Роль фундаментальных исследований при реализации стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 г. / Под ред. Дуюновой В.А., Оглодкова М.С., Шеина Е.А., Закржевской М.С.М.: ВИАМ, 2019. С. 339.
  31. 31. Ivanov A.V., Smirnova M.A., Tikhanova O.A., Gagarin A.N., Ferapontov N.B., Tokmachev M.G. Granulated metamaterial cross-linked polyvinyl alcohol – Magnetite for use in optical micrometry // Theor. Found. Chem. Eng. 2021. V. 55. № 5. P. 1023. https://doi.org/10.1134/S0040579521050067
  32. 32. Щемелев И.С., Ферапонтов Н.Б., Иванов А.В. Кинетические аспекты определения содержания углеводов в водных растворах методом оптической микрометрии// Науч. вестн. СамГ У. 2021. № 3 (127). С. 14.
  33. 33. Щемелев И.С., Староверова А.В., Ферапонтов Н.Б., Иванов А.В. Определение сахарозы в растворах методом оптической микрометрии с применением нового композита “сшитый поливиниловый спирт – магнетит” / Инновационные материалы и технологии – 2021 / Под ред. Войтова И.В. Минск: БГТУ, 2021. С. 394.
  34. 34. Каримов Х.Р., Староверова А.В., Токмачев М.Г., Ферапонтов Н.Б., Тробов Х.Т. Применение композита поливиниловый спирт – магнетит для повышения точности метода оптической микрометрии // Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23. № 2. С. 216. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11145
  35. 35. Большаков Е.С. Сенсорные матрицы на основе трехмерных фотонных кристаллов для экспрессного обнаружения летучих органических соединений. Дис. … канд. хим. наук. Москва: Московский государственный университет, 2021. 171 с.
  36. 36. Большаков Е.С., Иванов А.В., Гармаш А.В., Самохин А.С., Козлов А.А., Золотов Ю.А. Комплексный подход к мониторингу летучих органических соединений сенсорными фотонно-кристаллическими матрицами // Журн. неорг. химии. 2021. Т. 66. № 2. С. 220. https://doi.org/10.31857/S0044457X21020033 (Bol’shakov E.S., Ivanov A.V., Garmash A.V., Samokhin A.S., Kozlov A.A., Zolotov Yu. A. Integrated approach to monitoring volatile organic compounds by photonic-crystal sensor matrices // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 2. P. 217. https://doi.org/10.1134/S0036023621020030)
  37. 37. https://www.xrite.com/ (03.12.2023).
  38. 38. https://imagej.net/ (03.12.2023).
  39. 39. Lu X., Chen Ch., Wen X., Han P., Jiang W., Liang G. Highly charged, magnetically sensitive magnetite/polystyrene colloids: synthesis and tunable optical properties // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. № 10. P. 7628. https://doi.org/10.1007/s10853-019-03445-4
  40. 40. Токмачев М.Г., Ферапонтов Н.Б., Тробов Х.Т., Гавлина О.Т. Моделирование кинетики набухания гелей гидрофильных полимеров // Учен. записки физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 5. 1850303.
  41. 41. Староверова А.В., Токмачев М.Г., Гагарин А.Н., Ферапонтов Н.Б. Определение погрешностей результатов измерений, получаемых методом оптической микрометрии // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 6. С. 42. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2023-89-6-42-50 (Staroverova A.V., Tokmachev M.G., Gagarin A.N., Ferapontov N.B. Determination of the error of measurements obtained by the optical micrometry // Ind. Lab. Diagn. Mater. 2023. V. 89. № 6. P. 42.)
  42. 42. Heshmat M., Li P.C. H. Construction of an array of photonic crystal films for visual differentiation of water/ethanol mixtures // ACS Omega. 2019. V. 4. № 22. P. 19991. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b02947
  43. 43. Yang J., Zhu Z., Feng J., Xue M., Meng Z., Qiu L., Mbola N.M. Dimethyl sulfoxide infiltrated photonic crystals for gas sensing // Microchem. J. 2020. V. 157. Article 105074. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.105074
  44. 44. Смирнова М.А., Гагарин А.Н., Токмачев М.Г., Тробов Х.Т., Ферапонтов Н.Б. Использование смешанных растворителей для определения концентрации растворенных веществ методом оптической микрометрии // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 5. С. 661.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека