2 Загальні вимоги й класифікация тест-систем

Загальні вимоги, пропоновані до тестів, полягають у наступному:

• при оцінці аналіта краще невірне «так», чим невірне «ні»;

• експресність;

• мінімальне число операцій при тестуванні;

• при візуальній оцінці пофарбовані зони повинні бути чіткими, а зміни фарбування контрастними.

Правильність тест-систем при розробці тест-методів перевіряють порівнянням їхніх результатів з результатами, отриманими «інструментальними» методами, наприклад, спектроскопією або хроматографією. Точність аналізу із застосуванням титриметричних тест-комплектів порівнюють з точністю лабораторної методики вимірів (відносна погрішність до ± 20-25%).

Аналітичні тест-системи специфічні, їх підрозділяють залежно від обраної класифікаційної ознаки:

• По природі процесів ділять на фізичні, хімічні, біохімічні й біологічні.

Фізичні методи не істотні в практиці хімічного аналізу.

У хімічних методах використовують різні типи реакцій (кислотно-основні, комплексоутворювання, окислювання-відновлення, осадження…)...

Біохімічні методи засновані на використанні ферментів і імуносистем.

Біологічні методи базуються на використанні мікроорганізмів, комах і тканин.

• За формою використовуваного тест-реагенту: готові розчини й «сухі реагенти», тобто нанесені на твердий носій або просто порошки або таблетки самих реагентів. Різноманітні тести на твердій матриці - індикаторні папери, що містять молекули-реагенти, і індикаторні трубки для аналізу, у яких носій специфічно змінює фарбування при пропущенні аналіта.

Реагенти на носіях (матрицях) розрізняються природою носія (целюлоза, синтетичні полімери, силікагель і ін.) і способом фіксації на носіях (адсорбційні, ковалентні).

3 Способи використання реагентів

Основні форми застосування тест-систем: фасовані розчини, дози порошків, кульок, таблеток; реагенти на твердих носіях.

При використанні готових розчинів виготовлювачі тест-засобів поміщають їх в ампули, крапельниці, закриті пробірки. Концентрація реагентів або відповідає очікуваній, або в набір входять розчини декількох концентрацій і навіть допоміжні речовини: відновлювачі / окислювачі, буфери, маскуючі агенти, змочуючі сполуки й ін.

Більше поширення мають тест-засобу, іммобілізовані на твердому носії - на папері, тканині, полімерній основі, силікагелі й ін. Реагент найчастіше фіксують адсорбцією, рідше хімічним зв'язуванням.

Фіксовані на силікагелі похідні резорцину й нафтолу здатні виявляти Со, Hg, Pd і U з нижньою межею обумовлених вмістів 0, 003-0,1 мг/л.

Реагентні індикаторні папери (РІП)

служать для визначення вмісту компонентів по тону або інтенсивності фарбування, що виникає після контакту носія з аналітом шляхом порівняння її з кольоровою шкалою, або по площі пофарбованої/ знебарвленої зони (табл.6).

Індикаторні порошки

являють собою або суміші необхідних реагентів для визначення речовин, або сипучі матеріали, на яких іммобілізовані реагенти. У першому випадку концентрацію визначають по інтенсивності фарбування рідини після внесення й розчинення індикаторного порошку в аналізованому розчині. У другому випадку індикаторний порошок вносять у пробу, перемішують і визначають концентрацію по інтенсивності фарбування порошку.

Індикаторні порошки сполучають сорбційне концентрування обумовленого компонента із розведених розчинів з його візуальним визначенням на поверхні, причому зі збільшенням питомої площі поверхні чутливість визначення зростає.

Таблиця 6. Визначення мікрокомпонентів РІП

Мікро-компонент	Перехід кольору від...до	Сн мг/л	Мікро-компонент	Перехід кольору від...до	Сн мг/л
Амоній	Ж до Ф	2	Ртуть	Ж до Т-Сі	0,02
АПАР	Б до С	0,1	Свинець	Т-Ж до Т-Ч	0,01
Залізо(II,III)	Ж до Сі-З	0,01	Сульфат	Т-С до Т-Ч	50
Залізо(II)	Св-ж до С	0,05	Фенол	Б до ЖГ	0,01
Залізо(III)	Б-Ж до Сі-Ф	0,01	Цинк	Т-Ж до Т-Ч	0,001
Кадмій	Ж-ЖГ до Т-Ч	0,003	Нітрат	Б до Ф	5
Кальцій	Т-З до Ч	100	Нітрит	Б до П	0,05
Кобальт	Ж до Ко-Ч	0,05	ПАР	Б до К	5
КПАР	Р до Г	0,1	Фосфат	Ж до С	50
Мідь, рН2	Ж до С	0,001	Хлор	Б до Г	0,05
Метали**	Т-Ж до Т-Ф	0,005	Хлорид	Т-Сі до Ж	5

*Б - білий, Г - голубий, Ж - жовтий, З - зелений, Ч - червоний, Ко - коричневого, ЖГ -жовтогарячий, П - пурпур, Р - рожевий, Сі - сірий, С - синій, Т - темний, Ф - фіолетовий. **Сума металів: Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn.

Індикаторні трубки

заповнюють носієм із закріпленим на ньому реагентом (рис.13). Через трубку пропускають певний об'єм аналізованої рідини. У результаті взаємодії між закріпленим реагентом і аналітом утвориться пофарбована сполука, довжина пофарбованої зони залежить від концентрації аналіта.

Об'єм аналізованого розчину, пропущеного через індикаторну трубку, визначають по формулі:

,

де — довжина й радіус капіляра з індикаторним порошком;

— довжина й радіус додаткової пластикової трубки.

Відносна довжина пофарбованої зони (R) індикаторного порошку залежить від об'єму пропущеного аналізованого розчину:

,

де S - довжина пофарбованої зони тест-трубки.

Відтворюваність візуальних вимірів при використанні кольорових реакцій для аналізу розчинів характеризується погрішностями в 10 - 50%, тоді як при застосуванні індикаторних трубок погрішності значно менше – 5 - 25%.

1 - аналізуєма рідина; 2 - індикаторна трубка; 3 - пофарбована зона сорбенту

Рисунок 13. Визначення концентрації мікрокомпонентів за допомогою індикаторних трубок: а - із примусовим пропущенням розчину аналита; б - за рахунок капілярних сил; в - з використанням гідростатичного тиску