Новости химической науки > Количественный анализ по фотографии

Группа исследователей из Испании разработала метод количественного определения содержания железа в растворе, который основан на анализе изменения окраски изучаемого образца с помощью фотокамеры мобильного устройства [1] .

Железо является металлом, роль которого в нашей жизни и в обмене веществ трудно недооценить, однако превышение концентрации железа в организме (передозировка железом) может оказывать отрицательное влияние на здоровье, приводя, например, к повреждению печени или артриту, который развивается в результате отложения железа в суставах. Очевидно, что содержание железа во многих образцах, с которыми нам приходится контактировать в различных ситуациях – от питьевой воды до алкогольных напитков, необходимо тщательно отслеживать.

Рисунок из J. Mater. Chem. A, 2013, DOI: 10.1039/c3ta12703f

В отличие от традиционных методов количественного определения железа, основанных на предварительном отборе образцов и их последующей предварительной обработке и собственно анализе уже в условиях химической лаборатории руками опытных специалистов, новый подход, разработанный Хосе Мигелем Гарсия (José Miguel García) из Университета Бургоса, позволяет получить результат всего за 15 минут. Ключевым элементом новой методики является иммобилизованный на полимерном диске 8-гидроксихиинолин, вещество добразующее очень прочные хелатные комплексы с железом и меняющее окраску в зависимости от количества железа, подвергшегося такому хелатированию.

Для расшифровки результатов анализа и получения количественных результатов исследователи решили разработать протокол, позволяющий использовать доступное устройство, а конкретно – смартфон. Гарсия поясняет, что обычная фотография дисков содержит достаточно цветовой информации, чтобы ее можно было бы проанализировать с использованием стандартной палитры RGB (красной, зеленой и синей палитры).

Сравнение образцов с дисками сравнения (окраска которых соответствует строго определенным известным концентрациям железа) позволило исследователям из группы Гарсия удалось разработать математическую модель, позволяющую использовать параметры палитры RGB для определения содержания железа непосредственно по фотографии диска, сделанной с помощью камеры мобильного устройства. Новая методика «количественного анализа железа по фотографии» была успешно опробована для количественного определения железа в воде, вине и сыворотке крови.

Леон Баррон (Leon Barron), специалист по аналитической химии из Королевского Колледжа Лондона отмечает, что использование интеллектуальных материалов в сочетании с современными мобильными электронными устройствами для количественного анализа представляет собой новый, исключительно интересный эволюционный виток аналитической химии.

Исследователи из группы Хосе Мигеля Гарсия уже продемонстрировали, что аналогичный подход может быть реализован для определения концентрации токсичных ионов Hg(II) [2], а в дальнейшем планирует с помощью фотографии проводить детектирование и количественный анализ взрывчатых веществ в образцах.

Источники: [1] J. Mater. Chem. A, 2013, DOI: 10.1039/c3ta12703f; [2] Anal. Methods, 2013, 5, 54 (DOI: 10.1039/c2ay26307f)

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия