Нийтлэл
Метилений хөхийн тогтвортой байдал: гэрэл, pH, уусгагч ба задрал
Метилений хөхийн шингэрүүлсэн стандарт уусмалын 664 nm дэх шингээлт Даваа гарагт 0.842 байв. Баасан гарагт мөн тэр савтай уусмалын шингээлт 0.791 болсон бөгөөд концентрацийг хэн ч өөрчлөөгүй. Эхний асуулт нь будаг алдагдсан эсэх. Харин хоёр дахь, илүү хэцүү асуулт нь «алдагдсан» гэдэг нь юу гэсэн үг вэ гэдэг юм.
Метилений хөхийн тогтвортой байдал нь ганц шинж чанар биш. Энэ нь нэг ижил долгионы урт дахь шингээлтийг бууруулдаг хэд хэдэн процесс юм. Эргэх ангижрал, агрегат үүсэлтийн өөрчлөлт, эргэлтгүй задрал нь нэг долгионы уртад хэмжихэд ижилхэн харагдана. Туршилтын үр дүнг зөв тайлбарлахын тулд энэ хуудсанд тэдгээрийг ялгаж авч үзнэ.
Энд найрлага болон туршилтын тогтвортой байдлыг авч үзэж байна. Савтай бүтээгдэхүүнийг хадгалах, нээсэн савтай харьцах, хадгалах хугацаатай холбоотой асуултад хэрэглэгчдэд зориулсан хадгалах хугацааны заавар-ыг үзнэ үү. Уусмалын ашиглах боломжтой хугацааг тодорхой концентраци, сав, хадгалалтын нөхцөлд баталгаажуулах шаардлагатай тул энд дуусах хугацаа тогтоохгүй.
Тайлбарлаж буй материалаа эхлээд тодорхойлох нь
Хуурай метилений хөх болон ууссан метилений хөх өөр өөр шинжтэй. PubChem дэх метилений хөхийн бүртгэл-д хлоридын давсыг тодорхойлж, усгүй хэлбэрийн томьёоны молийн массыг ойролцоогоор 319.9 g/mol гэж тэмдэглэсэн бөгөөд хар ногоон талсттай, ус болон спиртэд өтгөн хөх уусмал үүсгэдэг гэжээ. Өмнөх үеийн эмхэтгэсэн эх сурвалжуудад тригидратыг агаарт тогтвортой гэж тодорхойлсон бол одоогийн аюулгүй байдлын мэдээллийн хуудсуудад битүү тагласан саванд, хуурай, сэрүүн, агааржуулалттай орчинд, гэрлээс хамгаалж хадгалахыг заасан байдаг.
Иймээс хатуу бодис нь лабораторийн ердийн хадгалалтын нөхцөлд харьцангуй тогтвортой. Гэхдээ энэ дүгнэлтийг уусмалд шууд хамааруулж болохгүй. USP-ийн одоогийн урьдчилан үзэх хувилбарт метилений хөх агуулсан уусмалыг шинжилгээний өмнө шинээр бэлтгэж, савлагааг сайтар таглан, гэрлээс хамгаалж, 30 C-ээс доош температурт хадгалах ёстой гэж заасан. Энэ заавар нь шинжилгээний болгоомжтой практик болохоос бүх уусмал хэдхэн хоногт бүдгэрдэгийн нотолгоо биш. Метилений хөхийн уусмалын тогтвортой байдлыг таамаглах бус, нотлох хэрэгтэй гэсэн үг. USP-ийн метилений хөхийн монографийн урьдчилан үзэх хувилбар-т уг дүгнэлтэд ашигласан агуулга тодорхойлох шинжилгээний үндэслэлийг заасан.
Гэрэл: зайлсхийж болох алдагдлын гол хүчин зүйл
Метилений хөх нь ердийн гэрлийн ялгаруулдаг долгионы мужид шингээдэг. Мономер нь 658–665 nm орчимд хүчтэй шингээдэг бөгөөд димерийн шингээлтийн мөр 605–610 nm орчимд, хэт ягаан туяаны зурвасууд 292 nm орчим болон түүнээс богино долгионд байрлана. Иймээс ажлын ширээний улаан гэрэл будгийн шингээлттэй шууд давхацдаг. Флюоресцент гэрэл, цагаан LED болон UV-A нь ч туршилтын нөхцөлд шингэрүүлсэн уусмалыг өнгөгүйжүүлж болно. Аюулгүй гэж үзэх ганц өнгийн гэрэл байхгүй, зөвхөн гэрэлд өртөлтийг багасгах боломжтой.
Фотохимийн процесс триплет төлөвөөс эхэлдэг. Шингээсэн гэрэл будгийг өдөөгдсөн төлөвт шилжүүлэх бөгөөд үүссэн триплет нь ууссан хүчилтөрөгчид энерги эсвэл электрон дамжуулж чадна. Шингэрүүлсэн мономер нь синглет хүчилтөрөгч үүсгэх үр ашигтай фотосенсибилизатор бөгөөд усан дахь квант гарцыг 0.5 орчим гэж мэдээлсэн байдаг. Энэ системийн гол лавлахуудын нэг нь метилений хөхийн триплет төлөв ба синглет хүчилтөрөгчийн судалгаа юм.
Өнгө нь бүдгэрсэн сав бүрийн цорын ганц шалтгааныг синглет хүчилтөрөгч гэж нэрлэж болохгүй. Гэрлээр шарсан уусмалд ангижирсан лейко хэлбэрүүд болон деметилжсэн будагч бодисууд агуулагддаг бөгөөд метилений хөхийг үзэгдэх гэрлээр шарсан судалгаа-ны зохиогчид урвалын салаалсан механизмыг эцэслэн тогтоогоогүй гэдгээ тодорхой дурдсан. Эргэх фотоангижрал, исэлдэлтийн N-деметилжилт, идэвхтэй хүчилтөрөгчийн хоёрдогч урвалууд болон дараагийн жижиг хэсгүүдэд задрах процесс зэрэгцэн явагдаж болно.
Материал судлалын нэг судалгаанд 20 C температуртай, 10 mg/L концентрацитай усан уусмалын шингээлт лабораторийн үзэгдэх гэрэлд 120 минут байлгасны дараа ойролцоогоор 37 хувиар, нарны гэрэлд 53 хувиар буурсан бол харанхуйд байлгасан хяналтын дээжид 80 C температурт ч илрүүлэхүйц алдагдал гараагүй. Эдгээр тоо нь метилений хөхийн усан уусмалд температур ба гэрэлтүүлэлтийн нөлөөг судалсан ажил-аас авсан бөгөөд зөвхөн тухайн туршилтын төхөөрөмж, зохион байгуулалтыг илэрхийлнэ. Эдгээр нь гэрлийн нөлөө давамгайлдгийг харуулж байгаа болохоос өөр савтай уусмалын хагас задралын хугацааг тогтоохгүй.
Хүчилтөрөгч хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг тул «агаарт өртөх» гэдэг нь хоёрдмол утгатай. Хүчилтөрөгч нь өдөөгдсөн будгаас идэвхтэй хүчилтөрөгч үүсэх боломж бүрдүүлдэг ч өнгөгүй лейкометилений хөхийг дахин исэлдүүлж хөх хэлбэрт нь оруулдаг. Тиймээс агаар нэг уусмалыг өнгөгүйжүүлж, нөгөөгийнх нь өнгийг сэргээж болно. Лейко хэлбэр үүсэх ба бодис задрахын ялгааг метилений хөх ба лейкометилений хөхийн исэлдэн ангижрах хими-д дэлгэрүүлэн тайлбарласан.
Агрегат үүсэлт нь нэг молекулд ногдох гэрэлд мэдрэг байдлыг өөрчилдөг. Хавтгай талуудаараа өөд өөдөөсөө байрласан H-димерүүд өдөөгдсөн төлөвөөс хурдан буцаж, мономероос хавьгүй бага триплет төлөв болон синглет хүчилтөрөгч үүсгэдэг болохыг метилений хөхийн димерийн фотофизикийн судалгаа-нд хэмжсэн.
pH: дунд мужид тогтвортой, захын мужид химийн өөрчлөлттэй
Хүчиллэгээс саармаг хүртэлх мужид исэлдсэн хөх катион нь өндөр pH-тай орчныхоос илүүтэйгээр аяндаа явагдах шүлтлэг урвалыг тэсвэрлэдэг. PubChem-д эмхэтгэсэн хүрээлэн буй орчин дахь хувирлын тоймд pH 5–9 орчимд гидролиз ихээхэн нөлөөтэй байхгүй гэж үзсэн ч энэ нь хүрээлэн буй орчны үнэлгээ болохоос эмийн бүтээгдэхүүний баталгаажуулалт биш.
Сонгодог нэгэн судалгаанд 25 C орчим температурт шингэрүүлсэн будаг pH 9.5 орчмоос доош үндсэндээ тогтвортой, pH 9.5–9.8 орчимд деалкилжилт илэрч, pH 12 үед хэд хоногийн дотор хурдан өөрчлөгдөж байгааг тогтоосон. Энэ үр дүнг шүлтлэг уусмал дахь метилений хөхийн тогтвортой байдлын эрт үеийн судалгаа-нд нийтэлсэн бөгөөд үүнийг техникийн шаардлага бус, механизмын нотолгоо гэж ойлгох ёстой.
Хүчтэй шүлт нь мөн урвалын чиглэлийг өөрчилж болно. 0.1 M шүлтийн усан уусмалд ялган авсан гол бүтээгдэхүүн нь шүлтлэг гидролизын бүтээгдэхүүн болох Бернтсений метилений нил ягаан байсан гэж фенотиазины будагч бодисын шүлтлэг задралын судалгаа-нд тодорхойлсон. Энэ нь pH индикаторын өнгөний шилжилт биш, харин задрал юм.
Ангижралын үр дүнд үндсэндээ өнгөгүй, агаарт амархан дахин исэлддэг лейкометилений хөх үүсдэг. Дахин исэлдэх нь өндөр pH-д хурдан, хүчиллэг орчинд удаан явагдана. Хүчилтөрөгчөөс хамаарах энэ шинжийг метилений хөхийн фотоангижрал ба дахин исэлдэлтийн судалгаа-нд тодорхойлсон. Тиймээс хөх өнгө алдагдах нь зөвхөн исэлдсэн хэлбэрийн эзлэх хэмжээ буурсныг нотлохоос бус, үүнийг ангижрал, агрегат үүсэлт эсвэл задралын аль нь үүсгэснийг тогтоохгүй.
Уусгагч ба агрегат үүсэлт: бодис алдагдахгүйгээр спектр шилжиж болно
Хлоридын давс усанд амархан уусдаг. PubChem-д 25 C температурт усан дахь уусах чанарыг ойролцоогоор 43.6 g/L гэж, мөн этанол ба хлороформ дахь уусах чанарын чанарын мэдээллийг эмхэтгэсэн байдаг. Харин фармакопейн тодорхойлолтод заасан материалд бага зэрэг эсвэл бага уусдаг гэх мэт нэр томьёо хэрэглэдэг. Гидратын хэлбэр, цэвэршилт, ионы хүч болон нэр томьёоны ялгаа нь эдгээр зөрүүний заримыг тайлбарлана. Метилений хөхийн уусах чанар ба уусмал бэлтгэх заавар-т тоон утгын үндэс болсон материалын шинжийг хэрхэн тайлагнахыг авч үзсэн.
Уусгагчийн сонголт нь зөвхөн уусах чанарыг бус, бодисын химийн хэлбэрүүдийн тархалтыг өөрчилдөг. Ус ба метанолын холимогт спектроскопийн аргаар усан орчин дахь мономер, димер, тримерийг метанолын орчин дахь мономероос ялган тодорхойлж болдгийг холимог уусгагч дахь метилений хөхийн агрегат үүсэлтийн судалгаа-нд харуулсан. Спирт агрегат үүсэлтийг арилгадаггүй: уусгагчаас хамаарах агрегат үүсэлтийн судалгаа-ны дагуу метанол, этанол, пропанол, бутанолд димер болон түүнээс том агрегатууд оршсоор байдаг.
Практик ажилд уусгагч, ионы хүч, температур, концентраци нь будгийг задлахгүйгээр оргилын байрлал болон шингээлтийн коэффициентийг өөрчилж болно. Дээж ба стандартыг ижил уусгагчийн системд байлгаж, шугаман хамаарлыг шалгаарай. Беер–Ламбертын хуулийн IUPAC тодорхойлолт-д шингээлт концентрацийг даган өөрчлөгдөх нөхцөлүүдийг заасан.
Эргэх өнгө бүдгэрэлт ба эргэлтгүй задрал
Дараалсан N-деметилжилтээр Azure B, дараа нь метилийн бүлэг цөөнтэй Azure-ийн бусад хэлбэр болон тионин үүснэ. Савтай уусмалд агаар оруулах нь энэ шатыг буцаахгүй. Урвалын салаалал нь өөр өөр байдаг тул үүнийг ганц хатуу дараалал болгон дүрслэх ёсгүй. Энэ урвалын сүлжээг метилений хөхийн деметилжилтийн бүтээгдэхүүний судалгаа-нд зурагласан.
Лейкометилений хөх үүнээс ялгаатай. Энэ нь хоёр электрон авч ангижирсан, үндсэндээ өнгөгүй хэлбэр бөгөөд хүчилтөрөгч эсвэл өөр исэлдүүлэгч хөх будгийг дахин үүсгэж чадна. Фармакопейн хяналт нь эргэлтгүй хувирлын талыг тусгадаг: одоогийн USP монографт Azure B-ийг тусгайлан заасан хольц болгон хянадаг нь деметилжилтийг анхаарах ёстой хольц үүсэх зам гэж үзэж байгаатай нийцнэ.
Цаашдын исэлдэлтээр цагираг нь нээгдсэн болон жижиг хэсгүүдэд задарсан бүтээгдэхүүнүүд үүснэ. Энэ бол бодисын задрал юм. Лаборатори задралын хэсэг бүрийг тодорхойлох шаардлагагүй. Харин шингээлтийн бууралт бүрийг нэг нэрээр нэрлэхээс зайлсхийх хэрэгтэй.
Нөхцөл тус бүрийн тогтвортой байдлын нотолгооны хүснэгт
Энэ бол тус хуудасны гол лавлах хүснэгт юм. Мөр бүрд нөхцөл, хамгийн сайн нотлогдсон төлөв байдал болон буруу дүгнэлтээс сэргийлэх хяналтыг нэрлэсэн.
| Нөхцөл | Ажиглагдсан төлөв байдал | Эргэх эсвэл байнгын | Лабораторийн хяналт |
|---|---|---|---|
| Хуурай нунтаг, битүү, харанхуй, сэрүүн | Харьцангуй тогтвортой; гэрэлд мэдрэг хатуу бодис гэж үзнэ | Аль нь ч биш; эх материал хадгалагдана | Сайтар таглаж, хуурай, гэрлээс хамгаалсан нөхцөлд 30 C-ээс доош хадгалах |
| Өрөөний гэрэлд байгаа шингэрүүлсэн усан уусмал | Метилений хөхийн гэрлийн задрал аажмаар явагдаж, фотоангижрал ч үүсэж болно; 664 nm дэх шингээлт буурна | Холимог; лейко хэсэг сэргэнэ, деметилжсэн хэсэг сэргэхгүй | Хув шаргал эсвэл хүрэн шилэн сав хэрэглэх, харанхуйд хадгалах, гэрэлтүүлэх хугацааг багасгах |
| Ижил уусмалыг харанхуйд хадгалах | Өөрчлөлт хавьгүй удаан; нийтлэгдсэн харанхуй хяналтын туршилтуудад дулаан нөхцөлд ч хэдэн цагийн турш алдагдал бага байсан | pH болон хүчилтөрөгчийг хянасан бол ихэвчлэн хадгалагдана | Гэрэлд өртүүлсэн цуврал бүртэй зэрэгцүүлэн харанхуй хяналтын дээж ашиглах |
| Ууссан хүчилтөрөгч байгаа | Өдөөгдсөн будгаас идэвхтэй хүчилтөрөгчийн урвал явагдах боломж бүрдүүлнэ; мөн лейко будгийг хөх хэлбэрт нь сэргээнэ | Аль зам давамгайлахаас хамааран хоёулаа | Агаар оруулсан нөхцөлийг тэмдэглэх; агаарт өртөлтийг зөвхөн гэмтэлтэй адилтгахгүй байх |
| Хүчиллэгээс саармаг хүртэлх pH | Исэлдсэн катион шүлтийн үйлчлэлд харьцангуй тэсвэртэй | Бусад нөхцөл нь хамгаалахуйц бол хадгалагдана | Дээж ба стандартын pH, буфер, ионы хүчийг ижил болгох |
| Шүлтлэг pH, ойролцоогоор 9.5 ба түүнээс дээш | Илрүүлэхүйц деалкилжилт явагдаж, pH өсөхөд хурдасна; хүчтэй шүлтэд гидролизын бүтээгдэхүүн үүснэ | Байнгын химийн өөрчлөлт | Стандартыг шүлтлэг орчинд хадгалахаас зайлсхийх; аливаа шүлтлэг аргыг тусад нь баталгаажуулах |
| Ус ба спирт эсвэл холимог уусгагч | Оргилын байрлал, шингээлтийн коэффициент, мономер ба агрегатын харьцаа өөрчлөгдөнө | Спектрийн дахин хуваарилалт; алдагдлын нотолгоо биш | Дээж болон калибровкт ижил уусгагчийн систем ашиглах; бүтэн спектрийг шалгах |
| Өтгөрүүлсэн ба шингэрүүлсэн уусмал | Димер болон түүнээс том агрегат илүү их; нэг молекулд ногдох фотосенсибилизаци бага | Химийн урвал явагдаагүй бол шингэрүүлэхэд буцах хэлбэрүүдийн тархалтын өөрчлөлт | Ажлын мужид Беер–Ламбертын шугаман хамаарлыг шалгах |
| Дулаан уусмал, харанхуй ба гэрэлтүүлсэн нөхцөл | Нийтлэгдсэн хяналтын туршилтуудад зөвхөн дулаан бага хэмжээний өөрчлөлт үүсгэдэг; дулаан ба гэрэл хавсрахад алдагдал хурдасдаг | Туршсан нөхцөлд голчлон гэрлээс үүдэлтэй | Кинетик болон калибровкийн ажилд температурыг хянах |
| 664 nm гэсэн ганц долгионы уртад шингээлт буурах | Өнгөгүйжилт, ангижрал, агрегат үүсэлт, адсорбц эсвэл деметилжсэн хромофороос үүдэж болно | Нэг долгионы уртаар тогтоох боломжгүй | Бүтэн спектрийг скан хийж, харанхуй болон гэрлийн хяналтын дээж ашиглах |
Тоон хэмжилтийн ажлын хяналтууд
Шинжилгээний стандарт уусмалуудыг шинээр бэлтгэж, гэрэлд өртөх хугацааг богино байлгаарай. Стандарт ба дээжийн температур, pH, уусгагч, ионы хүч болон концентрациудын мужийг ижил байлгана. Задралыг судлахдаа харанхуй хяналтын дээж, фотохимийн туршилтад гэрэлд өртүүлсэн катализаторгүй хяналтын дээж оруулна. Спектр чухал үед ганц долгионы уртаар бус, үзэгдэх мужийн бүтэн спектрийг бүртгээрэй. Учир нь деметилжсэн будагч бодис болон агрегатууд ойролцоо боловч яг ижил бус долгионы уртад шингээдэг. Энэ зөвлөмжийн үндэс болсон концентрациас хамаарах спектрүүдийг концентраци ба агрегат үүсэлтийн спектроскопийн судалгаа-нд баримтжуулсан.
Энэ хуудсан дахь ямар ч үр дүнг хадгалах хугацаа болгон хөрвүүлж болохгүй. Баталгаажуулсан ашиглах боломжтой хугацаа нь тодорхой найрлага, сав, концентраци, уусмалын дээрх хийн зай, бичил биетний хяналт болон хадгалалтын нөхцөлд хамаарна. Ийм баталгаажуулалтын асуудлыг хэрэглэгчдэд зориулсан хадгалах хугацааны заавар авч үздэг бөгөөд энэ хуудас түүнийг дэмжих боловч орлохгүй.