Demir içeriği tesislerinde ölçme kolorimetrik yöntemi

Demir (Fe) tüm canlılar içinde önemli bir mikro besin olduğunu. Bitkiler, solunum, fotosentez ve klorofil sentezi gibi temel süreçleri onun katılımı nedeniyle bir önemli mikro besin¹ biridir. Özgür demir iyonları yüksek birikimi hücreleri serbest radikallerin oksidatif strese neden serbest bırakmak önde gelen tepkiler nedeniyle bitki için zararlıdır. Bitki hücre içinde demir homeostazı korumak için iyonlar boşluklar içinde saklanır ve ferritins, protein kafes demir homeostazı² ‘ doğrudan ilgili ve demir tüm canlılar içinde asıl depolama yapısı içinde münzevi. Aynı zamanda, demir eksikliği anemisi bitki Fe biofortification için artan bir ihtiyaç sonuçlanan insan nüfusunun önemli bir bölümünü etkiler. Bitki ferritin benzersiz özellikleri nedeniyle, bu sorun yetersiz beslenme³savaşmak için bir umut verici strateji Gıda Zenginleştirme ferritin-demir ile sunmaktadır.

Demir iyonları esas olarak bulunan iki oksidasyon durumu vardır, yani demir çelik (divalent Fe^{2 +} veya demir (II)) ve demir (değerlikli Fe^{3 +} veya demir (III)) formları. Demir, demir kümeleri⁴gibi çeşitli diğer formları da hücrelerde bulunur. Fe demir oksit hücre ve doğal olarak formlar hematites (Fe₂O₃) ve içinde ferryhidrites olarak depolanır ((Fe^{3 +})₂O₃•0.5 H₂O) fizyolojik şartlarda⁵altında. Bu tepkiler, özellikle ferrik formu, kurulan ve hidroksitler çok düşük çözünürlük var. Demir tutma sonuç olarak çözüm pH tarafından etkilenir ve büyük ölçüde bir katı pH 5⁶yukarıdaki durumda.

Yoksul çözünürlük ve yüksek reaktivite Fe göz önüne alındığında, onun transfer bitki doku ve organları arasında uygun şelat molekülleri ile ilişkilendirilmiş olması gerekir. Ayrıca, onun redoks durumlar arasında demir çelik ve demir formlar¹ kontrol altına alınmalı. Yaprakları içinde demir yaklaşık % 80’i içinde biyosentezi cytochromes, klorofil ve diğer heme moleküller elektron taşıma sistemi önemli rolleri nedeniyle fotosentetik hücrelerde bulunur ve Fe-S oluşumunda⁷kümeleri. Hücre içinde aşırı demir söz konusu olduğunda, metal ferritin molekülleri⁸‘ depolandığı çarpıtması içine fazla translocated.

Demir bitki dokularda çeşitli yöntemler, dahil alev Atomik Absorpsiyon spektroskopisi⁹ (FAAS) veya Renkölçer deneyleri¹⁰, ikincisi çok daha hassas olmak eski tarafından ölçülebilir. FAAS tek tek öğeleri elektromanyetik emisyon temelinde bir örnek elemental kompozisyonu belirlemek sağlar son derece hassas bir tekniktir. FAAS metal iyonları atomik Amerika’ya örnek, alev ısı tarafından verilen bir iyon zemin durumuna geri döndüğünde iyon uyarma ve belirli bir dalga boyu emisyon yol dönüştürür. Farklı iyonları emisyonları monokromatör tarafından ayrılmış ve bir emme sensör¹¹tarafından algılandı. FAAS böylece doğrudan demir konsantrasyonları ölçmek için hizmet vermektedir. Ancak, biyolojik dokularında demir görüntülenmesi için diğer teknikleri kullanılabilir. İndüktif Eşleşmiş Plazma kütle spektroskopisi (ICP-MS)¹² demir ve diğer eser elementler ölçmek için çok hassas bir tekniktir ancak ekipman, FAAS ve ICP-MS, için hem de eksikliği sık karşılaşılan bir sorundur. Öte yandan, demir ölçüm thiocyanate colorimetry¹³ tarafından hassas yoksun ve örnekleri arasında küçük farklılıklar algılamak başarısız olur. Prusya^14,15,16,boyama¹⁷ potasyum demir ferrocyanide (K₄Fe(CN)₆) Fe katyonlar, üreten ile reaksiyon dayalı bir dolaylı Yöntem mavidir bir güçlü mavi renk ve hayvan ve bitki dokusu histolojik bölümlerini nitel demir algılama için kullanılır.

Metalik (sıfır-valent) demir Yerkabuğu içinde nadirdir. Demir ortamında hakim complexed iyonik formu çoğunlukla demir demir nispeten daha anoksik ortamlarda bol olmak ve aerobik Siteler’de predominating ferrik demir ile çevresinde, oksijen miktarına göre belirlenir. Demir demir oksidasyonu sorumlu ajanlar kez anoksik ve asidik ortamda¹⁸farklı olsa da bu ikinci formu aynı zamanda son derece asidik ortamlarda, hakimdir. Ne zaman demir %4 oranında çözündürüldükten bir aerobik ortamda (pH 0) HCl, seyreltilmiş demir büyük bir kısmını var demir (Fe^{3 +})^19,20biçimi olarak.

Fe iyonları ile K₄Fe(CN)₆ arasında reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:

Fe^{3 +}: FeCl₃ + K₄Fe(CN)₆ KFe(III)Fe(II)(CN)₆¯ + 3KCl =

Fe^{2 +}: 4 FeCl₂ + 2 K₄Fe(CN)₆ Fe₄(Fe(CN)₆)₂ + 8 = KCl

Bu da çalışmanın, Prusya mavi boyama çözüm demir düzeyleri ölçmek için yararlı olabilir olup olmadığını sordu.

Başlangıçta, sulu çözüm Fe’de konsantrasyon ve Prusya mavi boyama arasındaki korelasyon doğrulanmadı. Fe (olarak FeCl₂, FeCl₃ veya ikisinin bir 1:1 karışımı) konsantrasyon sulu çözümler hem atomik Spektroskopi ve absorbans (OD) tarafından Prusya Mavisi eklenmesinden sonra ölçüldü. Şekil 1 her yöntemi ile elde edilen ölçümler için doğrusal regresyon eğrileri gösterir. Prusya mavi Yöntem Nicel analiz çözümde demir konsantrasyonunun kullanılabilir sonucuna vardı.

Şekil 1: Fe konsantrasyonu arasında doğrusal regresyon ölçülen FAAS ve ışık absorbans tarafından (OD, 715 nm) Prusya mavi yöntemiyle elde edilen. Mavi kareler ve çizgi Fe^{2 +} çözüm temsil, Fe^{3 +} çözüm ve siyah kareler kırmızı kareler ve çizgi temsil ve satır temsil Fe^{2 +} ve Fe^{3 +}arasında 1:1 karışımı. Aşağıdaki regresyon elde edilmiştir: [Fe^{2 +}] 3 + 123 x OD = r = 0.996, R² = 0.989; [Fe^{3 +}] 1 + 292 x OD = r 0.999, R² = 0.997; = ve [Fe^{2 + / 3 +}] 11 + 146 x OD = r 0.983, R² = 0.956 =. Fe^{2 +} donör FeCl₂ ve Fe^{3 +} donör FeCl₃oldu. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Renkölçer Prusya mavi yöntemi kantitatif demir bitki doku analizi için uyarlamak için tütün yaprağı külleri demir içeriği alev emme atomik Spektroskopi ve Prusya mavi boyama tarafından ölçüldü. İyi korelasyon sonuçlarından tarafından iki teknik arasında yapıldı.