Патент на изобретение №2248571

(54) СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ИДЕНТИФИКАЦИИ БЕНЗИНОВ

(57) Реферат:

Использование: в области аналитической химии органических соединений (качественный анализ, обнаружение, идентификация) и может быть применено для экспресс-идентификации бензинов. Сущность в качестве детектора применяют набор из пяти пьезосорбционных датчиков массы, модифицированных неподвижными фазами разной чувствительности и селективности, а отклики датчиков фиксируют поочередно. Идентификацию осуществляют с применением “визуальных отпечатков”. Технической задачей является разработка способа экспресс-идентификации бензинов. 15 ил., 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к способам контроля качества нефтепродуктов, в частности к идентификации бензинов А-92 и А-76, а также авиационного бензина Б-92, и может применяться в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях.

^th, 1993: Abstr. – P.1155. – Англ.]. На основании большого числа образцов бензинов осуществлена хемометрическая оценка их применения в качестве стандартных образцов при анализе бензинов методом ИКС в ближней области спектра. Обсуждена возможность использования математических методов для идентификации выбросов.

Условия хроматографирования бензинов: хроматографическая колонка КАХ-6-80-5, заполненная Диасорбом или Сепараном С18; элюент смесь ацетонитрил-вода в соотношении 60:40 по объему при использовании Диасорба С16 или 65:35 при использовании Сепарана С18; расход элюента 150 мкл/мин; длины волн 210, 220, 230 и 254 нм; объем пробы 6 мкл; температура 22± 2° С.

Недостатками прототипа являются сложное аппаратурное оформление, применение большого числа химических реактивов, длительность анализа.

Технической задачей изобретения является разработка способа экспресс-идентификации бензинов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе экспресс-идентификации бензинов, включающем отбор пробы, детектирование, регистрацию сигнала, новым является, то что в качестве детектора применяют систему сенсоров, состоящую из 5 пьезосорбционных датчиков массы, модифицированных неподвижными фазами разной чувствительности и селективности, регистрацию аналитических сигналов проводят последовательно, сигнал формируют в виде “визуальных отпечатков”, по которым проводят идентификацию.

Технический результат заключается в возможности экспресс-идентификации бензинов.

Способ осуществляется следующим образом.

Подготовка пьезосенсора к работе. При выполнении эксперимента применяли резонаторы AT – среза с номинальной частотой колебаний 9 МГц.

Модификация сенсора. В качестве модификаторов поверхности электродов пьезокварцевых сенсоров применяли апиезон N, апиезон L, сквалан, тритон Х-305, поливинилпирролидон. Выбор сорбентов обусловлен стабильностью получаемого аналитического сигнала. Электроды пьезосенсоров модифицировали нанесением хроматографическим микрошприцем жидких растворов сорбентов в таком количестве, чтобы после удаления растворителей масса пленок составляла 1,5-25,0 мкг. Затем сенсор помещали в ячейку детектирования на 5-10 мин для стабилизации нулевого сигнала.

f=-2.3· 10^-6· f²₀· m/A,

где m – масса модификатора, г; f₀ – резонансная частота пьезосенсора, МГц; f – изменение частоты резонатора, Гц; А – площадь поверхности модификатора, см².

Для пьезокварцевых резонаторов с номинальной частотой колебаний 8-10 МГц отклик после модификации составлял f_c 3-15 кГц.

Фиксирование откликов сенсоров. После введения каждой пробы бензина в ячейку детектирования фиксировали резонансную частоту сенсора и вычисляли относительный сдвиг частоты f_a по уравнению:

f_a=f₀-f₁,

где f₀ и f₁ – частоты колебаний сенсора до и после анализа, Гц.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Хроматографическим микрошприцем отбирали 2 мкл бензина А-76, вводили в ячейку детектирования. Фиксировали момент времени и последовательно отсчитывали частоту колебаний сенсоров [Фиг.1. Визуальный отпечаток бензина А-76; модификаторы: сквалан (2,8 мкг) – 1; апиезон N (3,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ неосуществим, так как сигнал сенсора, модифицированного поливинилпирролидоном, находится на уровне шумов. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 2. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 4 мкл.

По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.2 Визуальные отпечатки сорбции паров бензина А-76; модификаторы: сквалан (2,8 мкг) – 1; апиезон N (3,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ неосуществим, так как сигнал сенсора, модифицированного поливинилпирролидоном, находится на уровне шумов.

Пример 3. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 6 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.3. Визуальные отпечатки сорбции паров бензина А-76; модификаторы: сквалан (2,8 мкг) – 1; апиезон N (3,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая регенерацию сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 4. Подготовка матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 8 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.4. Визуальные отпечатки сорбции паров бензина А-76; модификаторы: сквалан (2,8 мкг) – 1; апиезон N (3,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 5. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 10 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.5. Визуальные отпечатки сорбции паров бензина А-76; модификаторы: сквалан (2,8 мкг) – 1; апиезон N (3,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 6. Хроматографическим микрошприцем отбирали 2 мкл бензина марки А-92 и вводили в ячейку детектирования. Подготовку матрицы сенсоров проводили по аналогии с примером 1. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.6. Визуальные отпечатки бензина А-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (24,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ неосуществим, так как сигнал сенсора, модифицированного поливинилпирролидоном, находится на уровне шумов. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 7. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 4 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.7. Визуальные отпечатки бензина А-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (24,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 8. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 6 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.8. Визуальные отпечатки бензина А-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (24,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, составляет не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 9. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 8 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.9. Визуальные отпечатки бензина А-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (24,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 10. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 10 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.10. Визуальные отпечатки бензина А-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (24,7 мкг) – 2; поливинилпирролидон (6,7 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 11. Хроматографическим микрошприцем отбирали 2 мкл авиационного бензина марки Б-92 и вводили в ячейку детектирования.

Подготовку матрицы сенсоров проводили по аналогии с примером 1. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.11. Визуальные отпечатки бензина Б-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (2,3 мкг) – 2; поливинилпирролидон (17,5 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ неосуществим, так как отклик датчика, модифицированного тритоном Х-305, находится на уровне шумов. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 12. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 4 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.12. Визуальные отпечатки бензина Б-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (2,3 мкг) – 2; поливинилпирролидон (17,5 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 13. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 6 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.13. Визуальные отпечатки бензина Б-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (2,3 мкг) – 2; поливинилпирролидон (17,5 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 14. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 8 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.14. Визуальные отпечатки бензина Б-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (2,3 мкг) – 2; поливинилпирролидон (17,5 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15-20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример 15. Подготовку матрицы сенсоров и ввод пробы проводили по аналогии с примером 1. Объем вводимой пробы 10 мкл. По аналитическим откликам сенсоров формировали визуальный отпечаток пробы [фиг.15. Визуальные отпечатки бензина Б-92; модификаторы: сквалан (1,8 мкг) – 1; апиезон N (2,3 мкг) – 2; поливинилпирролидон (17,5 мкг) – 3; Тритон Х-305 (5,7 мкг) – 4; Апиезон L (3,5 мкг) – 5].

Способ осуществим. Число анализов без повторной модификации электродов пьезосенсоров 15 – 20; время анализов, включая стадию регенерации сенсоров, не более 15 мин. Данные анализа представлены в табл.1.

Формула изобретения

Способ экспресс-идентификации бензинов, включающий отбор пробы, детектирование, регистрацию сигнала, отличающийся тем, что в качестве детектора применяют систему сенсоров, состоящую из пяти пьезосорбционных датчиков массы, модифицированных неподвижными фазами разной чувствительности и селективности, регистрацию аналитических сигналов проводят последовательно, сигнал формируют в виде “визуальных отпечатков”, по которым проводят идентификацию.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 09.10.2005

Извещение опубликовано: 20.06.2007 БИ: 17/2007