ПАРАМЕТРИ КОЛЬОРОМЕТРИЧНОГО СИГНАЛУ РОЗЧИНІВ БРОМТИМОЛОВОГО СИНЬОГО ТА БРОМФЕНОЛОВОГО ЧЕРВОНОГО: DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2023.1(58).8

Людмила  КОРЖАН; Валерія  ТИТОВИЧ; Сергій  ЛЕЛЮШОК; Сергій  КУЛІЧЕНКО

Автор(и)

Людмила КОРЖАН Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0009-0007-0170-9600
Валерія ТИТОВИЧ Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0009-0002-8765-5693
Сергій ЛЕЛЮШОК Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-8549-5254
Сергій КУЛІЧЕНКО Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-8150-6497

Ключові слова:

RGB-характеристика, кольорометрія, смартфон, сульфофталеїнові барвники, Triton X-100

Анотація

Вступ. Перспективним напрямом використання цифрової кольорометрії є аналіз забарвлених розчинів. Бромтимоловий синій – це реагент на катіонні поверхнево-активні речовини, які є актуальними об'єктами аналізу, оскільки часто використовуються у складі лікарських засобів, у косметичній хімії та хімії миючих засобів. Додавання поверхнево-активних речовин до аналітичних систем у методах молекулярної спектроскопії поліпшує параметри визначення і стабілізує колоїдно-хімічний стан розчинів. Метою пропонованої роботи було дослідити параметри кольорометричного сигналу водних розчинів бромтимолового синього (БТС) і бромфенолового червоного (БФЧ) у присутності поверхнево-активних речовин і оцінити подальші можливості розроблення методик кольорометричного визначення вмісту іонних ПАР із БТС чи БФЧ у лікарських засобах.

Методи. Дослідження проводили, використовуючи цифрову кольорометрію зі сканером і смартфоном. Для кількісного оцінювання інтенсивності кольору розчинів використовували RGB-характеристику.

Результати. Установлено, що протягом 90 хв зміна величини R-, G-, B-компонент не перевищує ±1 % від середнього значення сигналу виміряних проб. Підвищення температури світла від 3000 до 5000 К практично не впливає на величину R- та G-компонент розчинів барвників, а інтенсивність сигналу B-компонента зростає. Дослідження впливу інтенсивності освітлення на RGB-характеристики показало, що при освітленні розчинів барвників 500 Lux і вище значення сигналів R-, G-, B-компонент є сталими. Зі збільшенням висоти шару розчину реагенту в діапазоні 0,5–5 см спостерігається зростання інтенсивності забарвлення розчину, що спричинює зменшення величин R-, G-, B-компонент. Показано можливість кольорометричного визначення константи дисоціації органічних реагентів. Введення Тriton Х-100 у систему поліпшує лінійність градуювальної залежності визначення БТС, знижує межу виявлення барвника, поліпшує чутливість визначення, забезпечує додаткову стабілізацію колоїдно-хімічного стану системи, що запобігає помутнінню при використанні високих концентрацій реагентів.

Висновки. Досліджено вплив основних параметрів на кольорометричний сигнал сульфофталеїнових барвників. Отримані в роботі дані можуть бути використані при розробленні методик кольорометричного визначення вмісту іонних ПАР у лікарських засобах.

Посилання

Abdelkader, H., Alani, A. W. G., & Alany, R. G. (2013). Recent advances in non-ionic surfactant vesicles (niosomes): self-assembly, fabrication, characterization, drug delivery applications and limitations. Drug delivery, 21(2), 87–100. https://doi.org/10.3109/10717544.2013.838077

Caleb, J., & Alshana, U. (2021). Supramolecular solvent-liquid-liquid microextraction followed by smartphone digital image colorimetry for the determination of curcumin in food samples. Sustainable chemistry and pharmacy, 21, 100424. https://doi.org/10.1016/j.scp.2021.100424

Capitán-Vallvey, L. F., López-Ruiz, N., Martínez-Olmos, A., Erenas, M. M., & Palma, A. J. (2015). Recent developments in computer vision-based analytical chemistry: A tutorial review. Analytica Chimica Acta, 899, 23–56. https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.10.009

Fan, Y., Li, J., Guo, Y., Xie, l., & Zhang, G. (2021). Digital image colorimetry on smartphone for chemical analysis: a review. Measurement, 171, 108829. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108829

Fernandes, G. M., Silva, W. R., Barreto, D. N., Lamarca, R. S., Lima Gomes, P. C. F., Flávio da S. Petruci, J., & Batista, A. D. (2020). Novel approaches to colorimetric measurements in analytical chemistry – A review. Analytica Chimica Acta. https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.07.030

Hou, P., Deng, R., Guo, J. et al. (2021). A WiFi scanner in conjunction with disposable multiplex paper assay for the quantitation of disease markers in blood plasma. Anal Bioanal Chem, 413, 4625–4634. https://doi.org/10.1007/s00216-021-03234-6

Klotz, E., Doyle, R., Gross, E., & Mattson, B. (2011). The Equilibrium Constant for Bromothymol Blue: A General Chemistry Laboratory Experiment Using Spectroscopy. Journal of Chemical Education, 88(5), 637–639. https://doi.org/10.1021/ed1007102

Klovak, V., Kulichenko, S., Lelyushok, S. (2020). Influence of colloid-chemical state of solutions on fluorescence and spectrophotometric analytical signals of surfactants in reaction with eosin Y. Chem. Pap., 74(12), 4337–4344. http://dx.doi.org/10.1007/s11696-020-01245-8

Kuster, F. W., Thiel, A. (2016). Analytik – Daten, Formeln, Ubungsaufgaben. Auflage. Berlin, De Gruyter.

Monogarova, O. V., Chaplenko, A. A., & Oskolok, K. V. (2019). Multisensory digital colorimetry to identify and determination of active substances in drugs. Sensors and Actuators B: Chemical, 126909. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.126909

Myers, D. (2020). Surfactant Science and Technology, 4th ed; Wiley: Hoboken,N.J.

Nelis, J. L. D., Tsagkaris, A. S., Dillon, M. J., Hajslova, J., & Elliott, C. T. (2020). Smartphone-based optical assays in the food safety field. Trac trends in analytical chemistry, 115934. https://doi.org/10.1016/j.trac.2020.115934

Rezazadeh, M., Seidi, S., Lid, M., Pedersen-Bjergaard, S., & Yamini, Y. (2019). The Modern Role of Smartphones in Analytical Chemistry. TrAC Trends in Analytical Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.06.019

Roda, A., Michelini, E., Zangheri, M., di Fusco, M., Calabria, D., & Simoni, P. (2016). Smartphone-based biosensors: a critical review and perspectives. Trac trends in analytical chemistry, 79, 317–325. https://doi.org/10.1016/j.trac.2015.10.019

Shimada, T., & Hasegawa, T. (2017). Determination of equilibrium structures of bromothymol blue revealed by using quantum chemistry with an aid of multivariate analysis of electronic absorption spectra. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 185, 104–110. https://doi.org/10.1016/j.saa.2017.05.040