ჩემი ჯუნიორ პროექტი

  • აქვე დიდი მადლობა მინდა გადავუხადო ჩემს სამეცნიერო ხელმძღვანელს- ბატონ გია ხატისაშვილს.
  • წინასწარ ბოდიში მოგიხადოთ დასქრინული ქიმიური სტრუქტურების გამო, რამეთუ ვორდპრესი chemsketch-ს არ ცნობს.

წითელი კომბოსტოს ანტოციანების ჯამური პრეპარატის გამოყენების შესაძლებლობა სპილენძ(II)-ის იონების კოლორიმეტრული განსაზღვრისათვის

რეზიუმე:

ანტოციანები წყალში ხსნადი პიგმენტებია, რომლებიც მრავალი მცენარის ვაკუოლშია ლოკალიზებული და მათი ფოთლებისა და ნაყოფების  სხვადასხვა შეფერილობას განაპირობებს. ეს ნივთიერებები ძირითადად აცილირებულ და გლიკოზირებულ ფლავონოიდებს წარმოადგენენ. ანტოციანების მოლეკულების რთული სტრუქტურა და მათში სხვადასხვა ტიპის ჩამნაცვლებლების არსებობა იწვევს ფერთა სიმკვეთრეს და, რაც მთავარია, მათ ცვლილებას pH-ის სხვადასხვა დიაპაზონში. სწორედ ამიტომ, ამ ნაერთებს ხშირად ბუნებრივ pH-ინდიკატორებად იყენებენ.

გარდა ზემოაღნიშნულისა, ცნობილია, რომ ანტოციანები  შეფერილ ხსნად კომპლექსებს წარმოქმნიან ზოგიერთი მძიმე მეტალის კატიონებთან.  ამან საფუძველი დაუდო ჩვენს იდეას – შეგვესწავლა წითელი კომბოსტოდან, როგორც იაფი ნედლეულიდან, გამოყოფილი ანტოციანების ჯამური პრეპარატის გამოყენების შესაძლებლობა სპილენძ(II)-ის იონების კოლორიმეტრული განსაზღვრისათვის. ჩატარებული კვლევის შედეგად შეიქმნა წყალხსნარში სპილენძ(II)-ის იონების კოლორიმეტრული განსაზღვრის ექსპრეს-მეთოდი, რომლის არსი შემდეგში მდგომარეობს:

3 მლ საკვლევი ხსნარი თავსდება სპექტროფოტომეტრულ კიუვეტაში, ემატება 100 მკლ ანტოციანების 2%-იანი ხსნარი და 100 მკლ KOH-ის 1M ხსნარი. საკონტროლო ნიმუშში საკვლევი ხსნარის ნაცვლად გამოიყენება გამოხდილი წყალი. შთანთქმა იზომება 300 ნმ-ზე. სპილენძ(II)-ის იონების  კონცენტრაცია დგინდება წინასწარ აგებული საკალიბრო მრუდის საშუალებით. შემუშავებული მეთოდის მგრძნობიარობა 0.1 – 100 ppm-ს შეადგენს.

 

საკვანძო სიტყვები:

ანტოციანები, ფლავონოიდები, ინდიკატორი, სპილენძ(II)-ის იონები, კოლორიმეტრია.

 

Resume:

Anthocyanins are the water-soluble pigments that are localized in vacuoles of many plants and are active coloring agents. These compounds mainly exist as acyl- or glycoside derivatives of flavonoids. The complicated structure of anthocyanins and different types of substituted functional groups cause sharp colors and their alteration depending on pH. Due to these features anthocyanins are often used as natural pH indicators.

Furthermore, it’s well known that anthocyanins form colored water-soluble complexes with several heavy metal cations. This became the base of the idea to study the ability of the anthocyanins isolated from red cabbage and use them for colorimetrical analysis of Copper(II) ions. According to the obtained results, the following express method for colorimetric determination of Copper(II) ions in water solution has  been created:

3 ml of test sample is placed into spectro-photometric cuvette and 100 ml of 2% anthocyanins  solution and 100 ml of 1M KOH solution are added to the sample. The absorbance of the test sample is measured at 300 nm against blank variant containing 3 ml pure water instead analyzed solution. The concentration of Copper(II) ions is determined by previously created standard curve. The range of linear detection is 0.1 ppm to 100 ppm.

 

Key words:

Anthocyanins, flavonoids, Indicators, Copper(II) ions, colorimetrical analysis.

 

 

  1. ლიტერატურული მიმოხილვა

1.1 ანტოციანები-მეორეული მეტაბოლიტები

ტერმინის – „მეორეული წარმოშობის ნაერთების“ ქვეშ მოიაზრება ის ნივთიერებები, რომლებიც სინთეზდება მცენარეულ ორგანიზმებში ცილების, ნახშირწყლების, ლიპიდების, ნუკლეინის მჟავებისა და ვიტამინების გარდა. დღეისათვის 100 000-ზე მეტი მეორეული მეტაბოლიტია ცნობილი. მათ პირველადი მეტაბოლიტებისგან განსხვავებით უჯრედულ დონეზე ფუნქცია არ აქვთ. ისინი მცენარეზე, როგორც ერთიან სისტემაზე ახდენენ გავლენას. ეს ნივთიერებები უზრუნველყოფენ ორგანიზმების დაცვას, გამრავლებას და გავლენას ერთმანეთზე[1].
იქიდან გამომდინარე, რომ მეორეული წარმოშობის ნაერთების რიცხვი უზარმაზარია, რთულია დაყოფა. არსებობს ქიმიური, ბიოქიმიური, ემპირიული და ფუნქციური კლასიფიკაციები.

ფენოლური ნაერთები მეორეული მეტაბოლიტების ყველაზე მრავალფეროვანი კლასია და მას მიეკუთვნებიან ნაერთები, რომელთა მოლეკულაში შედის არომატული ბირთვი დაკავშირებული ერთ ან რამდენიმე ჰიდროქსილის ჯგუფთან.

ფენოლური ნაერთებიდან ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია ფლავონოიდები, წყალში ხსნადი ნაერთები, რომლებსაც ფლავანისა (ნახ. 1) და ფლავონის (ნახ.2) ნაწარმებად განიხილავენ.

Screenshot_2

 

ისინი ძირითადად გლიკოზიდების სახით არსებობენ და სწორედ აგლიკონში სხვადასხვა ჩამნაცვლებლის მიხედვით ფლავონოიდები შემდეგნაირად კლასიფიცირდება: კატექინები, ლეიკოანტოცაინები, ანტოციანები, ფლავანონები, ფლავანოლები, ფლავონები, ფლავონოლები, ქალკონები, დიჰიდროქალკონები, აურონები.

კატექინები (ნახ. 3) უფერო კრისტალური სტრუქტურებია, ადვილად იჟანგებიან და განიცდიან პოლიმერიზაციას. შედიან ვაშლის, მსხლის, ალუბლის, კაკაოს შემადგენლობაში და წარმოადგენენ მრთიმლავი ნივთიერებების წინამორბედებს.

Screenshot_3

ფლავონები (ნახ. 4) ყვითელი ფერის კრისტალური ნივთიერებებია. მცენარეებში გვხვდება როგორც თავისუფალი, ისე გლიკოზიდების სახით.

Screenshot_4

ფლავონოლები (ნახ. 5) ასევე ყვითელი ფერის კრისტალური ნივთიერებებია, ზოგადი ფორმულით:

Screenshot_5

ცნობილია 70-მდე ფლავონოლი. მათ შორის აღსანიშნავია:

კემფეროლი  R=R1=H

კვერცეტინი R=OH R1=H

მირიცეტინი R=R1=OH

ფლავანონები (ნახ. 6) უფერო კრისტალური ნივთიერებებია, რომლებიც შედიან ციტრუსების შემადგენლობაში. ფლავანონი ჰიდრირებული ფლავონია, ზოგადი ფორმულით:

Screenshot_6

ქალკონები და დიჰიდროქალკონები (ნახ. 7) არომატული კეტონებია, მათი სტრუქტურა კი მიუთითებს მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ აქტიურობაზე:

 

Screenshot_7

აურონები (ნახ. 8) ასევე ჰეტეროციკლური არომატული ნაერთებია, რომლებიც განაპირობებენ დეკორატიული ყვავილების ყვითელ შეფერილობას. აურონები 2 იზომერის სახით არსებობენ და ძირითადად (Z) ფორმაში გვხვდებიან.

Screenshot_8

ლეიკოანტოციანების (ნახ. 9.) ზოგადი ფორმულაა:

Screenshot_9

როცა R=OH და R1=H მაშინ გვაქვს ლეიკოანტოციანიდინი

როცა R=R1=OH -ლეიკოდელფინიდინი

ანტოციანები (ნახ. 10) წყალში ხსნადი პიგმენტებია, რომლებიც მრავალი მცენარის ვაკუოლშია ლოკალიზებული და მათი ფოთლებისა და ნაყოფების  სხვადასხვა შეფერილობას განაპირობებს. ეს ნივთიერებები ძირითადად აცილირებულ და გლიკოზირებულ ფლავონოიდებს წარმოადგენენ.

Screenshot_3

Screenshot_15

1.2 ანტოციანები – ქრომოგენები

ფერადი ნივთიერებები შეიცავენ კონკრეტულ უჯერ ჯგუფებს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ნაერთის ფერზე და მათ ქრომოფორები ეწოდებათ, ხოლო იმ ნივთიერებებს, რომლებიც შეიცავენ ქრომოფორს-ქრომოგენები[2].

ქინოიდური ჯგუფი ერთ-ერთ გავრცელებულ ქრომოფორს წარმოადგენს. ნაერთის ფერს განაპირობებს ის, თუ სინათლის რომელ დიაპაზონს შთანთქავს, ანუ რომელი სიგრძის ტალღებია „ხელსაყრელი“ მასში ელექტრონული გადასვლებისთვის. შთანთქმის მდებარეობაზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ორმაგი ბმების შეუღლების ეფექტი.  π→π* გადასვლებს შედარებით ნაკლები ენერგიის ტალღები სჭირდებათ ამიტომ მათი შთანთქმა ჩვენთვის ხილულ უბანს ემთხვევა. ამასთან, რაც უფრო მეტი ქრომოფორი იქნება შეუღლებული, იზრდება ფერის სიმკვეთრე და ინტენსივობა[2].

თვითონ ფლავონის ბირთვი არის უფერო ორგანული ჰეტეროციკლური ნივთიერება, თუმცა მცენარეებში არსებობს მისი ფერადი- ჰიდროქსი და მეთოქსი წარმოებულები. ფლავანისა და ფლავონის ბირთვებში სხვადასხვა ტიპის ჩამნაცვლებლების არსებობა განაპირობებს ორმაგი ბმების გადანაცვლებას, ქრომოფორების შეუღლებას, ფერის სიმკვეთრესა და მის ცვალებადობას pH-ის სხვადასხვა დიაპაზონში.

 

1.3 ანტოციანები – ბუნებრივი pH-ინდიკატორები

წითელი კომბოსტოს ანტოციანების ექსტრაქცია მარტივია, რასაც ვერ ვიტყვით მათ განცალკევებაზე. ჩვენთვის საინტერესო ნაერთი ამ მცენარეში წარმოადგენს ციანიდინ გლიკოზიდს და მის წარმოებულებს: ციანიდინ-3-გლიკოზიდი, ციანიდინ-3,5-დიგლუკოზიდი და სხვა. ციანიდინი (ნახ. 11) ტრივიალურად შერქმეული სახელია და ამ შემთხვევაში არანაირი კავშირი არ მოეძებნება ციანიდთან, რადგან არ შეიცავს CN ჯგუფებს.

ხანდახან ციანიდინის აგლიკონი ოქსონიუმ კონფორმაციაში გვხვდება (ნახ. 11). ეს დამუხტული ანტოციანის მოლეკულა იწოდება ფლავილუმის კატიონად.

Screenshot_11

ანტოციანები ოქსონიუმის ან ფლავილიუმის კატიონის კონფიგურაციას დაბალ pH-ზე იღებენ[3].

 

Screenshot_12

ანტოციანები სხვადასხვა ფორმაში გვხვდებიან იმის მიხედვით, თუ როგორ არეში მოვათავსებთ (ნახ. 12). pH=1-პირობებში ფლავილიუმის კათიონი (წითელი ფერის) არის ჭარბად და ამის გამო ვიღებთ მოწითალო შეფერილობის ხსნარს. 2-4 pH-ის ფარგლებში მიმდინარეობს ორმაგი ბმების გადაჯგუფება. ჩნდება ქინოიდური ჯგუფები და უჯერი ბმები გადადის შეუღლებულ მდგომარეობაში. სწორედ ამიტომ, pH-ის მოცემულ ფარგლებში გვაქვს ლურჯი შეფერილობა. ქინოიდური ნაერთები წარმოიქმნებიან დიდი რაოდენობით და მათი ელექტრონული π→π* გადასვლებისთვის სჭირდებათ მონარინჯისფრო ტალღები, შესაბამისად ვიღებთ მის კონტრადიქტორულ ლურჯ ფერს. 5-6 pH-ის ფარგლებში 2 უფერული ნაერთი წარმოიქმნება, კარბინოლ ფსევდობაზა და ქალკონი. ეს მოვლენა აიხსნება არეში წყალბადის პროტონების კონცენტრაციის კლებით.

ხსნარი, რა თქმა უნდა, არ უფერულდება. იგი კარგავს ინტენსიურ ფერს და იბრუნებს ჩვეულებრივი ექსტრაქტის მოიისფრო შეფერილობას. ამ სქემიდან გამომდინარეობს, რომ მჟავა არეში ანტოციანების 4 ძირითადი სტრუქტურული ფორმა გვხვდება: ფლავილიუმის კათიონი, ქინოიდური ფუძეები, უფერო კარბინოლის ფუძე და ღია მოყვითალო ქალკონი. მათი თანაფარდობა და სიჭარბე განაპირობებს ფერის მკვეთრ ცვლილებას pH-ის თითოეულ მნიშვნელობაზე[4].

შედარებით უფრო საინტერესოა ის მოვლენები, რომელიც მიმდინარეობს pH-ის მომატებისას. pH 7 და ზევით მიმდინარეობს ანტოციანების დეგრადაცია[4](ნახ. 13).

Screenshot_13

მაღალი pH-ის დროს წარმოქმნილი მწვანე შეფერილობა ნელ-ნელა გადადის ყვითელში და ამის შებრუნება შეუძლებელია, სწორედ ამ დეგრადაციის გამო. ეს პროცესი შეგვიძლია შევაჩეროთ მეტალთა იონების დახმარებით. სპილენძ (II)-იონებიანი წყალი ინარჩუნებს მწვანე ფერს.Screenshot_2

სხვადასხვა ყვავილის მრავალნაირ შეფერილობაზე თავიდანვე გამოითქვა მოსაზრება, რომ ანტოციანებს ჰქონდათ მეტალთა იონების დაკომპლექსების უნარი. შემდგომში დადასტურდა, რომ ისინი ნამდვილად წარმოქმნიან ხელატებს მრავალი მეტალის იონთან, მათ შორის: Al, Cu(II), Fe(II), Fe(III), Mg, Mo(IV), Mo(VI) [5].

ბოლო ხნის კვლევებით დამტკიცდა, რომ Fe(III)-ისა და Mg-ის იონებთან ანტოციანების კომპლექსი pH 5-ზე განაპირობებს მცენარეებში ლურჯ შეფერილობას[6].

Screenshot_14

1.4 სპილენც(II)-ის იონების განსაზღვრის კოლორიმეტრული მეთოდები

სპილენძ(II)-ის იონების საანალიზოდ ბევრი ფიზიკურ-ქიმიური მეთოდი არსებობს, მათ შორის ანალიზის ატომურ-აბსორბციული მეთოდი, თუმცა მათი სიძვირის გამო კოლორიმეტრული მეთოდები ბევრად უფრო ეფექტურია. 1941 წელსაც კარგად ჰქონდათ შემუშავებული სპილენძის იონების ამონიაკით განსაზღვრის მეთოდი[7], რომელიც მოიაზრებდა სპილენძისა და ამონიაკის კომპლექსწარმოქმნის რეაქციას და ხსნარის შემდგომ ანალიზს კოლორიმეტრის გამოყენებით. კომპლექსი შთანთქამდა სინათლეს ხილულ სპექტრში, თუმცა ამ მეთოდს ჰქონდა გარკვეული შეზღუდვები: საანალიზოდ გამოყენებული ამონიაკის ჰიდროქსიდის ხსნარი ძალიან ფრთხილად უნდა დამზადებულიყო. 3 მოლური ხსნარი კონცენტრირებულია, აქროლადია და შესაბამისად მარტივად იცვლება ხსნარის კონცენტრაცია. ასევე ანალიზს ხელს უშლის კობალტის, ნიკელისა და დიქრომატის იონები (ნახ. 13). აღნიშნული იონების დროს აღარ მიიღება მკვეთრი ლურჯი შეფერილობა და შთანთქმის სპექტრშიც აღინიშნება საგრძნობი ცვლილებები.

Screenshot_1

ამონიაკის გარდა სპილენძის კოლორიმეტრული განსაზღვრისთვის იყენებენ კიდევ სხვა ბევრ ნივთიერებას, მათ შორის ამინოქინოლინებსა[8] და პეპტიდებს[9], თუმცა აღნიშნული მეთოდები რთული და ფინანსურად არახელსაყრელია. ამას გარდა არსებობს კიდევ ბევრი სპეციალური კიტი, რომელიც მორგებულია კონკრეტული ტიპის ხელსაწყოებზე, რაც ასევე ართულებს მისი გამოყენების შესაძლებლობას. მეტიც, აღნიშნული პრეპარატის შენახვის ვადა მცირე პერიოდს მოიცავს.

საქართველოს აგრარულ უნივერსიტეტში სწავლობენ წყალმცენარე სპირულინას, რომელსაც აქვს უნარი გაასუფთავოს სპილენძ(II)-ის იონებით დაბინძურებული წყალი. ამ კვლევის ფარგლებში პრობლემას წარმოადგენს სპილენძ(II)-ის იონების კონცენტრაციის დადგენა რეაგენტების სიძვირის გამო. წითელ კომბოსტოში არსებული ანტოციანების ხელმისაწვდომობამ და სიიაფემ საფუძველი დაუდო კვლევას, რომ  შეგვექმნა სპილენძ(II)-ის იონების კონცენტრაციის დადგენის ექსპრეს მეთოდი, რომელიც გამოიცდებოდა აღნიშნული კვლევის ფარგლებში.

 

  1. ექსპერიმენტული ნაწილი:

2.1  ანტოციანების ჯამური ფრაქციის ექსტრაქციის მეთოდის შემუშავება

წითელი კომბოსტოდან (Brassica oleracea Capitata Group) ანტოციანების ექსტრაქცია შესაძლებელია რამდენიმე გზით:

  1. წყლით – ყველაზე მარტივი და იაფი მეთოდია, თუმცა ექსტრაქტს მოყვება წყალში ხსნადი ცილები, რის გამოც ხსნარი რთული შესანახია. მარტივად განიცდის ბაქტერიულ კონტამინაციას და იძენს დამახასიათებელ უსიამოვნო სუნს.
  2. აცეტონით – ეს მეთოდი ხშირად არ შეგვხვდება ლიტერატურაში, თუმცა ნამდვილად შესაძლებელია მისი გამოყენება[3]. ანტოციანები აცეტონში იხსნება და მას ჩამოშორდება მარილები, ცილები და სხვა ჩვენთვის არასასურველი ნაერთები, რომლებიც დროთა განმავლობაში ფლავონოიდების დეგრადაციას იწვევს. ამ ყველაფრის მიუხედავად მეთოდი არაა ეფექტური.
  3. მჟავა-სპირტის ნარევით – ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია, რომელმაც 1914 წლიდან მოაღწია დღემდე[3] და ძირითადად გამოიყენება 1%-იანი მარილმჟავას ნარევი მეთანოლთან (ან ეთანოლთან იშვიათად).
  4. ეთანოლით – გამოსავალი მაღალია, პრეპარატი მაღალი სისუფთავისაა, არ შეიცავს ცილებს, შენახვის ხანგრძლივობა დიდია. ეთანოლის გამოყენება აძვირებს პრეპარატის თვითღირებულებას.
  5. ეთანოლისა და წყლის ნარევით – (მოცულობითი თანაფარდობა v/v = 2/3) ამ კონცენტრაციის ფარგლებში იზოგება ეთანოლი, ჩვენთვის უსარგებლო ცილები სცილდება ექსტრაქტს და პრეპარატი მაღალი სისუფთავისაა.

აღნიშნული კვლევის ფარგლებში შემუშავდა ანტოციანების ექსტრაქციის შემდეგი მეთოდი:

1 ლ-იან ქიმიურ ჭიქაში თავსდება დაახლოებით 200 გ დაქუცმაცებული წითელი კომბოსტო, ემატება 500 მლ-მდე ეთანოლისა და წყლის ნარევის (v/v=2/3). ეს მოცულობა საკმარისია დაქუცმაცებული კომბოსტოს დასაფარად. ქიმიური ჭიქა ცხელდება ქურაზე. დუღილის დაწყებიდან 5 წთ-ის შემდეგ გაცხელება წყდება, ჭიქის შიგთავსი ცივდება ოთახის ტემპერატურამდე და იფილტრება.

მიღებული ფილტრატს სცილდება გამხსნელები ვაკუუმ-ამაორთქლებელის საშუალებით. ამოშრობა გრძელდება მშრალი ნაშთის მიღებამდე.

ფხვნილის სახით მიღებული პრეპარატი ხანგრძლივად ინახება მშრალ გრილ ადგილზე და შესაძლებელია გამოყენებული იქნას საჭიროებისამებრ.  ამ დროს ფხვნილი უნდა გაიხსნას ეთილის სპირტისა და წყლის (v/v=2/3) ნარევში ისე, რომ დამზადდეს 2%-იანი ხსნარი.

 

2.2  სპექტრული ანალიზი

სპილენძ(II)-ანტოციანების კომპლექსის სპექტრული ანალიზი ტარდებოდა ულტრაიისფერი და ხილული დიაპაზონების მქონე სპექტროფოტომეტრზე (Camspec, დიდი ბრიტანეთი). გასაზომად გამოიყენებოდა კვარცის 10 მმ-იანი, 4 მლ მოცულობის კიუვეტები.

2.3  საკალიბრო ხსნარები

საკალიბრო ხსნარებად გამოიყენებოდა Cu2+-იონები შემცველი ხსნარები შემდეგი კონცენტრაციებით: 0, 12.5, 25, 50 და 100 ppm.

თითოეული ხსნარის 3 მლ-ს ემატებოდა 100 მკლ ანტოციანების 2%-იანი ხსნარი, 100 მკლ KOH-ის 1M ხსნარი, რის შემდეგაც იზომებოდა ნიმუშის შთანთქმა 300 ნმ-ზე. საკონტროლო ხსნარს წარმოადგენდა 3 მლ გამოხდილი წყალი, რომელსაც ემატებოდა 100 მკლ ანტოციანების 2%-იანი ხსნარი და 100 მკლ KOH-ის 1M ხსნარი.

  1. შედეგები და მათი განსჯა

ანტოციანებისა და მათი სპილენძ(II)-ის იონებთან კომპლექსის სპექტრული მახასიათებლები გამოიცადა ნეიტრალურ, მჟავა და ტუტე არეში. დადგინდა, რომ ოპტიმალური სხვაობა შთანთქმებს შორის არის 300 ნმ ტალღის სიგრძეზე ტუტე არეში (pH>12) (ნახ. 14).

Screenshot_2

მიღებული შედეგების საფუძველზე შემუშავდა შემდეგი მეთოდი:

3 მლ საკვლევი ხსნარი თავსდება სპექტროფოტომეტრულ კიუვეტაში, ემატება 100 მკლ ანტოციანების 2%-იანი ხსნარი და 100 მკლ 1M KOH-ის ხსნარი.

საკვლევი ნიმუშის შთანთქმა იზომება 300 ნმ-ზე. საკონტროლო ნიმუშში მზადდება საანალიზო ხსნარის ნაცვლად აღებულია გამოხდილი 3 მლ წყალი. სპილენძ(II)-ის იონების სხვადასხვა კონცენტრაციების გამოყენებით დადგინდა, რომ განსხვავება საკონტროლო და საკვლევ ნიმუშის შთანთქმებს შორის 300 ნმ ტალღის სიგრძეზე ხსნარში სპილენძ(II)-ის იონების კონცენტრაციების პირდაპირ პროპორციულია (ნახ. 15).

Screenshot_3

გარდა ამისა, ჩატარდა კვლევა, რომელიც საშუალებას მოგვცემდა დაგვედგინა, ახდენს თუ არა გავლენას ჩვენ მიერ შემუშავებულ მეთოდზე ხსნარში სხვა მეტალების ორვალენტიანი კატიონების თანაარსებობა, კერძოდ, გამოვცადეთ შემდეგი იონები: Ca2+, Fe2+, Mn2+ და Zn2+.

აღმოჩნდა, რომ რკინა(II)-ისა და მანგანუმის იონები წარმოქმნიან კომპლექსებს ანტოციანებთან, თუმცა ტუტის დამატებისას ხსნარში ჩნდება მათი ჰიდროქსიდების ნალექი, როგორც ჩანს, ანტოციანებთან ამ კატიონების კომპლექსები არ არის სტაბილური. შესაბამისად, შესაძლებელია დავასკვნათ, რომ  Fe2+ და Mn2+ ხელს არ უშლის სპილენძ(II)-ის იონების განსაზღვრას.

 

Screenshot_4

კალციუმისა და თუთიის იონები წარმოქმნიან კომპლექსებს, თუმცა მათი შთანთქმა მცირედით განსხვავდება საკონტროლო ხსნარისგან (ნახ. 16). შესაბამისად, აღნიშნული მეთოდი ხელსაყრელია სპილენძ(II)-ის იონების განსაზღვრისათვის, რადგან ზემოთ აღნიშნული იონები, რომლებიც შესაძლებელია საკვლევ წყლებში არსებობდეს, არ შეუშლის ხელს მათი კონცენტრაციის განსაზღვრას.

 

  1. დასკვნები

 

  1. ჩატარებული კვლევის შედეგად შემუშავებულია წითელი კომბოსტოს ანტოციანების ჯამური პრეპარატის მიღების მარტივი მეთოდი. ანტოციანების პრეპარატის მიღების შემდეგ საჭიროა დამზადდეს მისი 2%-იანი ხსნარი და მოხდეს დაკალიბრება.
  2. შემუშავებულია წითელი კომბოსტოს ანტოციანების ჯამური პრეპარატის საშუალებით წყალხსნარში სპილენძ(II)-ის იონების კოლორიმეტრული განსაზღვრის ექსპრეს-მეთოდი, რომლის არსი შემდეგში მდგომარეობს:

3 მლ საკვლევი ხსნარი თავსდება სპექტროფოტომეტრულ კიუვეტაში, ემატება 100 მკლ ანტოციანების 2%-იანი ხსნარი და 100 მკლ KOH-ის 1M ხსნარი. საკონტროლო ნიმუშში საკვლევი ხსნარის ნაცვლად გამოიყენება გამოხდილი წყალი. შთანთქმა იზომება 300 ნმ-ზე. სპილენძ(II)-ის იონების  კონცენტრაცია დგინდება წინასწარ აგებული საკალიბრო მრუდის საშუალებით. შემუშავებული მეთოდის მგრძნობიარობა 0.1 – 100 ppm-ს შეადგენს.

 

5. გამოყენებული ლიტერატურა

  1. ადამია ს. წაქაძე დ. კუბლაშვილი რ. ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების ქიმია. თბილისი: საქართველოს უნივერსიტეტის გამომცემლობა, 2005, ტ. 1 გვ. 3-19.
  2. ელიზბარაშვილი ე. გელიაშვილი ზ. ჭირაქაძე გ. სპექტრომეტრული მეთოდების გამოყენება ორგანულ ქიმიაში. თბილისი: გამომცემლობა „ტექნიკური უნივერსიტეტი“, 2005, ტ.1 გვ. 3-25.
  3. http://www.crscientific.com/newsletter10-anthocyanins.html, უკანასკნელად გადამოწმებულია – 27.07.2017.
  4. Castaneda-Ovando A., Pacheco-Hermandez L., Paez-Hernandez E., Rodriguez J.A., Galan-Vidal C.A. Chemical studies of anthocyanins. Food Chemistry, 2009, 113, 859-871.
  5. Starr M.S., Francis F.J. Effect of metallic ions on color and pigment content of cranberry juice cocktail. Journal of Food Science, 1973, 38, 1043–1046.
  6. Yoshida K., Kitahara S., Ito D., Kondo T. Ferric ions involved in the flower color development of the Himalayan blue poppy. Phytochemistry, 2006, 67, 992–998.
  7. JIEHLIG P. Colorimetric Determination of Copper with Ammonia. Oregon State College, Conallis, Ore. INDUSTRIAL AND ENGINEERING chemistry, 1941, 8:533-535.
  8. Wang Y., Weijie W., Suyan Q., Linguang L., Youguo L., Longhua G., Zhenyu L., Guonan C. Colorimetric Probe for Copper(II) Ions Detection Based on Costeffective Aminoquinoline Derivative. Analytical Methods, 2017, 1-6.
  9. Chen J., Zhang X., Liu Y., Gao Z., Ye G.Li. Anal. Methods, 2014, 6, 2580-2585.
  10. Coutinho M.R., Quadri M.B., Moreira R.F.P.M., Quadri M.G.N. Partial Purification of Anthocyanins from Brassica oleracea (Red Cabbage). Separation Science and Technology, 2004, 39, 3769-3782.
  11. Timberlake C.F., Bridle P. The Anthocyanins. New York: Academic Press, 1973. 215-266.
  12. Piccaglia R., Marotti M., Baldoni G. Factors influencing anthocyanin content in red
  13. cabbage. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2002, 82:1504–1509.
  14. Ibrahim U.K., Muhammad I.I., Salleh R.M. The Effect of pH on Color Behavior of Brassica oleracea Anthocyanin. Journal of Applied Sciences, 2011, 11: 2406-2410.
  15. Castaneda-Ovando A.M., de Lourdes Pacheco-Hernandez M.E., Paez-Hernandez J.A., Rodriguez C.A. Chemical studies of anthocyanins: A review. Food Chem., 2009, 113: 859-871.
  16. Fossen T.L., Andersen, Andersen O.M. Colour and stability of pure anthocyanins influenced by pH including the alkaline region. Food Chem., 1998, 63: 435-440.
  17. Heredia F.J., Francia-Aricha J.C., Rivas-Gonzalo I.M., Santos-Buelga C. Chromatic characterization of anthocyanins from red grapes-pH effect. Food Chem., 1998, 63: 491-498.
  18. Hajime I., Hidemasa K. Highly selective spectrophotometric determination of ultramicro amounts of copper with cationic porphyrins in the presence of a reducing agent. Chemical Research Institute of Non-Aqueous Solutions. Tohoku University. Bunseki Kagaku, 1979, 8: 473-477
  19. Nakano S. Copper (II) Chelates of 4, 4′-Substituted 2, 2′-Biquinoline Derivatives and the Determination of Copper by 2, 2′-Bicinchoninic Acid. Meiji College of Pharmacy. Yakugaku Zasshi, 1962, 4: 486-491.
Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s