Хемилюминесцентные реакции в мицеллярных растворах и их применение в анализе водных сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.02, кандидат наук Янькова Татьяна Вячеславовна

• Янькова Татьяна Вячеславовна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Янькова Татьяна Вячеславовна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ РЕАКЦИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

1.1 Теория хемилюминесценции

1.1.1 Природа хемилюминесцентных реакций

1.1.2 Условия возникновения хемилюминесценции

1.1.3 Основы хемилюминесцентного анализа

1.2 Типы хемилюминесцентных систем

1.2.1 Хемилюминесценция люминола и его аналогов

1.2.2 Хемилюминесцентные реакции, основанные на окислении имидазолов

1.2.3 Расщепление четырехчленных циклов 1,2-диоксетанов

1.2.4 Усиленная хемилюминесценция эфиров акридиния

1.2.5 Хемилюминесцентная рекомбинация комплексов рутения(11)

1.2.6 Сверхъяркая хемилюминесценция оксалатов

1.2.7 Биолюминесцентные реакции

1.2.8 Прочие хемилюминесцентные реакции

1.3 Особенности хемилюминесцентых систем на основе люминола и его аналогов

1.3.1 Механизм хемилюминесцентной реакции люминола

1.3.2 Применение люминола в аналитической химии

1.4 Хемилюминесценция в мицеллярных системах

1.5 Методы определения общего микробного числа

1.6 Методы определения гипохлорит-иона

1.7 Выводы к главе

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Реактивы и вспомогательное оборудование

2.2 Основные методы получения и обработки хемилюминесцентных кинетических кривых

2.3 Определение критической концентрации мицелообразования (ККМ) ПАВ в условиях эксперимента

2.4 Синтез поверхностно-активного субстрата и определение его поверхностно-активных свойств

2.5 Получение спектров поглощения люминола и N-октиллюминола

2.6 Культивирование Escherichia coli

2.6 Выводы к главе

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СИСТЕМ ЛЮМИНОЛА И N-ОКТИЛЛЮМИНОЛА

3.1 Анализ кинетических зависимостей хемилюминесцентной реакции окисления люминола гипохлорит-ионом

3.2 Исследование влияния компонентов реакции окисления люминола и N-октиллюминола на хемилюминесцентную систему

3.2.1 Определение влияния концентрации люминогенного субстрата

3.2.2 Изучение влияния гипохлорит-иона

3.2.3 Исследование влияния гидроксид-иона

3.3 Особенности кинетики хемилюминесцентной реакции окисления N-октиллюминола гипохлорит-ионом

3.4 Выводы к главе

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ РЕАКЦИЙ ЛЮМИНОЛА И N-ОКТИЛЛЮМИНОЛА В АНИОННЫХ И НЕИОНОГЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВАХ

4.1 Определение локализации люминола и N-октиллюминола в мицеллярных средах

4.2 Влияние межфазной разности потенциала на хемилюминесцентные реакции в мицелярных системах

4.2.1 Хемилюминесцентные системы люминол-гипохлорит-ион и N-октиллюминол-гипохлорит-ион

4.2.2 Хемилюминесцентные системы люминол-пероксид водорода-гексацианоферрат(Ш)-ион и N-октиллюминол-пероксид водорода-гексацианоферрат(Ш)-ион

4.3 Влияние концентрации ПАВ на хемилюминесцентные реакции люминола и N-октиллюминола в мицеллярных системах

4.3.1 Мицеллярная среда анионных поверхностно-активных веществ

4.3.2 Мицеллярная среда неионогенных поверхностно-активных веществ

4.4 Выводы к главе

5 ПРИМЕНЕНИЕ МИЦЕЛЛЯРНЫХ СРЕД В ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МЕТОДАХ АНАЛИЗА

5.1 Усовершенствование лабораторного метода определения общего микробного числа с использованием хемилюминесцентных реакций в мицелярных системах

5.2 Экспресс определение гипохлорит-иона в питьевой и бытовой воде с использованием хемилюминесцентных реакций в мицеллярных средах

5.3 Алгоритм контролируемого экспрессного обеззараживания воды во внелаботаторных (полевых) условиях

5.4 Выводы к главе

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АДФ Аденозиндифосфорная кислота

АМФ Аденозинмонофосфорная кислота

АПАВ Анионные поверхностно активные вещества

АТФ Аденозинтрифосфорная кислота

ДС Децилсульфат натрия

ДДС Додецилсульфат натрия

ККМ Критическая концентрация мицеллообразования

КПАВ Катионные поверхностно активные вещества

НПАВ Неионогенные поверхностно активные вещества

ОМЧ Общее микробное число

ПАВ Поверхностно активные вещества

ТДС Тетрадецилсульфат натрия

ТХ100 Тритон Х100

ТХ305 Тритон Х305

ТХ405 Тритон Х405

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Хемилюминесцентные реакции в мицеллярных растворах и их применение в анализе водных сред»

ВВЕДЕНИЕ

Люминесцентные явления интересовали и очаровывали человечество с самых ранних времен. Северное сияние, светлячки, люминесцирующая при биологическом разложении древесина - все это примеры естественного свечения. Книга Ньютона Харви «История свечения: с самых ранних времен до 1900 года» -это классика, рассказывающая интересные истории о люминесценции от древних культур до современности. Самый ранний письменный отчет о твердом люминесцентном материале взят из китайского текста, опубликованного во времена династии Сун (960-1279 гг. н. э.). Это была буддистская священная жемчужина, называемая в Японии "хаси-но-тама", которая проливала яркий свет на окружающую обстановку [1].

Хемилюминесценция впервые была обнаружена в 1669 году Хеннингом Брэндом. Он был алхимиком, пытающимся создать золото из мочи, нагревая ее до экстремальных температур. Случайно он создал фосфор. Это вещество светилось зеленым, оно не излучало тепла, но все же создавало свет. Это явление называлось «холодным светом» на протяжении 200 лет, пока Эйлхард Видеманн не придумал название «Хемилюминесценция».

Есть много областей применений для хемилюминесценции. Данное явления стало активно использоваться полицейскими в судебно-медицинской экспертизе для обнаружения крови и отпечатков пальцев на месте преступления. Хемилюминесцентные системы внедрили в качестве экстренного освещения, необходимого при стихийных бедствиях. Оно не может воспламенить ничего вокруг или прореагировать с другими химическими веществами. Также хемилюминесценцию используют на развлекательных мероприятиях, таких как рыбалка и даже на вечеринках.

Хемилюминесценция в настоящее время вызывает значительный интерес, обусловленный как чисто фундаментальными аспектами, так и возможностями новых практических приложений, в первую очередь для создания средств диагностики [2]. Хемилюминесцентные методы характеризуются высокой

чувствительностью и широким динамическим диапазоном измерения интенсивности свечения за счет отсутствия возбуждающего источника света [3]. Другими неоспоримыми преимуществами хемилюминесцентных методов являются их исключительная специфичность, высокое значение отношения сигнал/шум, умеренная стоимость аппаратуры и особая чувствительность к биологическим объектам. Именно поэтому хемилюминесцентные реакции широко используются в различных аналитических целях в промышленности [4], биологии [5], медицине [6], а также в области пищевого санитарного контроля [7]. В международной системе HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) хемилюминесцентный анализ занимает главное место в качестве метода контроля чистоты поверхностей в пищевом производстве [8].

Поэтому задача разработки новых и совершенствования существующих хемилюминесцентных диагностических систем остается всегда актуальной. В целом процесс хемилюминесцентного анализа, как и любого другого, состоит из трех стадий: пробоподготовки, устраняющей мешающее влияние матрицы образца, аналитической реакции и обработки полученного сигнала. Совершенствуя данные этапы, можно значительно улучшить метрологические характеристики методики анализа. В некоторых случаях по зависимости интенсивности хемилюминесценции от условий протекания процесса, например, от концентрации отдельных реагентов, удается прослеживать кинетику химической реакции и даже уточнять ее механизм.

Недостатком хемилюминесценции является тот факт, что у исследователей имеются лишь ограниченный набор люминогенных субстратов, и возможности управления хемилюминесцентными реакциями сводятся практически только к варьированию скорости смешения реагентов и изменению температуры. Это препятствует созданию новых хемилюминесцентных диагностических систем с заданными свойствами (например, избирательностью действия по отношению к новому аналиту).

Одно из важнейших значений имеет контроль микробиологических показателей воды. За рубежом существует хемилюминесцентная тест-система,

основанная на ферментативной реакции люциферин-лицифераза, позволяющая определить интегральный показатель - общее микробное число [9]. Однако, используемые реагенты, как и многие другие ферменты, не являются устойчивыми, и их необходимо хранить при отрицательных температурах. Помимо этого, лициферин и люцифераза являются импортными реагентами, что может осложнить их закупку в России. Существует отечественная методика определения микробиологических показателей воды, основанная на другом субстрате - люминоле [10]. В сухом виде он может храниться годами, также данный реагент коммерчески доступен в России. Это дает возможность создать отечественные тест-системы, что в конечном итоге приведёт к импорто-замещению. Однако существующая методика на основе люминола имеет погрешность 80%, что позволяет проводить только качественный анализ, а это не удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к аналитическим методикам.

Именно поэтому целью настоящей работы было всестороннее изучение хемилюминесцентных реакций в растворах, содержащих организованные молекулярные системы, в качестве которых выбраны мицеллярные растворы поверхностноактивных веществ (ПАВ), имея в виду, что, хотя молекулы ПАВ не будут участвовать в реакции в качестве реагентов, но могут оказаться новым средством управления хемилюминесцентными реакциями. Таким образом, могут быть улучшены, например, метрологические характеристики хемилюминес-центной методики определения общего микробного числа в воде и в водных средах, основанной на детектировании аденозинтрифосфата (АТФ), который содержится в клетках бактерий.

Проведение хемилюминесцентных реакций в мицеллярной среде может дать следующие возможности управления, представляющие конкретный интерес: • Ослабление влияния среды, путем связывания (солюбилизации) мешающих компонентов аналитической матрицы или других примесей в гидрофобное ядро мицелл или их концевыми группами;

• Совмещение реагентов, растворимых в различных средах, т.е. возможность использовать в водном растворе компоненты, не растворимые в воде, например, активаторы хемилюминесценции (эффективно люминесцирующие вещества, способные служить акцепторами энергии электронного возбуждения для данной хемилю-минесцентной реакции);

• Разделение реагентов за счет уменьшения локальной концентрации субстрата и промежуточных продуктов внутри мицелл, то есть исключение бимолекулярных процессов в связи с тем, что в каждой мицелле оказывается не более одной молекулы реагента;

• Управляемое разделение/соединение реагентов за счет управления межфазной разностью потенциалов, существующей на границе мицелла/раствор;

• Микроконцентрирование реагентов, продуктов и промежуточных соединений в мицеллярной фазе, создание высоких локальных концентраций реагентов и промежуточных соединений при обычных средних концентрациях реагентов в растворе.

Имеющиеся в литературе сведения о проведении хемилюминесцентных реакций в растворах мицеллообразующих ПАВ носят отрывочный и неполный характер, но указывают на то, что присутствие ПАВ оказывает влияние на кинетику хемилюминесцентных реакций. В серии работ [11, 12, 13] Маетцу, Тардахос и Гонцалес-Гаитано с сотрудниками исследовали хемилюминесцентные реакции окисления фталогидразидов - люминола и изолюминола в присутствии природных циклодекстринов и некоторых ПАВ. В работе [11] они использовали систему люминол-перманганат калия для определения L-тироксина в присутствии цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ). ЦТАБ применяли для повышения растворимости L-тироксина и оптимизации диэлектрической константы растворителя. Авторы установили, что применение ПАВ приводит к стабилизации и усилению хемилюминесцентного сигнала. В работах [12, 13] они изучили

хемилюминесценцию люминола, изолюминола и двух производных изолюминола в присутствии ионов кобальта и циклодекстринов. Добавление циклодекстринов вызывает увеличение интенсивности хемилюминесценции за счет стабилизации промежуточных продуктов в гидрофобном ядре молекулы. Жао, Женг, Джианг и др. [14] продемонстрировали возможность определять критическую константу мицеллообразования (ККМ) ПАВ с помощью хемилюминесцентной реакции люминол-пероксид водорода. В точке ККМ наблюдается характерно выраженный эффект разгорания хемилюминесценции, природу которого авторам пока не удалось установить. Хотя из перечисленных работ очевидно влияние перехода к мицеллярным растворам на хемилюминесцентные характеристики систем, в литературе отсутствует кинетический анализ такого влияния.

В качестве модельной системы для изучения мы выбрали реакцию окисления гидразида 2-аминофталевой кислоты (далее люминола). Хемилюми-несцентные системы на основе люминола в отсутствии ПАВ, изучены, по-видимому, наиболее подробно из всех известных хемилюминесцентных реакций, и являются стандартными для проведения анализа различных веществ, в частности, остаточного активного хлора [15] и АТФ [10]. Однако данная система, к сожалению, обладает высокой чувствительностью и к микропримесям в матрицах различных анализируемых объектов, что отрицательно сказывается на воспроизводимости определений в практических условиях.

В настоящей работе мы не только всесторонне исследовали классическую хемилюминесцентную систему люминола в организованных молекулярных системах, но также синтезировали аналог люминола с поверхностно-активными свойствами, способный к самоорганизации в мицеллы, и изучили его поведение в средах с различными видами ПАВ. К-октиллюминол был синтезирован для решения проблемы локализации люминогенного субстрата в мицелле. В настоящей работе удалось избежать алкилирования люминола по кислороду, которое происходит в стандартных условиях, что привело к синтезу поверхностно-активного субстрата со способностью к хемилюминесценции. Полученные результаты были применены для усовершенствования второго этапа

анализа (проведения аналитической реакции) с целью улучшения метрологических характеристик хемилюминесцентных методик определения общего микробного числа и гипохлорит-иона. На основе улучшенных методик был предложен оперативный метод контроля обеззараживания воды во внелаботаторных (полевых) условиях.

Целью работы было улучшение метрологических характеристик методик определения общего микробного числа и гипохлорит-иона в воде и водных растворах за счет всестороннего сравнительного изучения кинетических закономерностей классической и модифицированной хемилюминесцентных систем в мицеллярных средах.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Создание лабораторного стенда-хемилюминометра для проведения хемилюминесцентных исследований в кинетическом режиме, пригодного для проведения измерений в мицеллярных растворах и других организованных молекулярных системах;

2. Создание новых реагентов для хемилюминесценции: синтез поверхностно-активного хемилюминесцентного субстрата, требующий разработки оригинальной методики алкилирования люминола по аминогруппе.

3. Экспериментальное изучение классической и модифицированной хемилюминесцентных систем в мицеллярных средах;

4. Применение новых разработанных хемилюминесцентных систем для улучшения метрологических характеристик методики определения общего микробного числа и гипохлорит-иона.

5. Разработка оперативного метода контроля обеззараживания воды во внелабораторных (полевых) условиях с применением разработанных хемилюминесцентных систем.

Объекты исследования. Был изучен ряд хемилюминесцентных систем в гомогенной среде и при добавлении анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ. Хемилюминесцентные системы на основе люминола без

добавления ПАВ изучены наиболее подробно из всех известных хемилюминесцентных реакций, что делает их идеальными для применения в качестве модельных систем. Системы, основанные на N-октиллюминоле, являются инновационными, их главной особенностью является то, что люминогенный субстрат способен образовывать собственные мицеллы. Исследованные хемилюминес-центные системы представлены в таблице 1.

Таблица 1. Хемилюминесцентные системы, исследуемые в данной работе

Субстрат Инициатор ПАВ

Без ПАВ

Гипохлорит-ион Додецилсульфат натрия

Тритон Х100

Люминол Пероксид водорода-гексациноферрат(Ш)-ион Без ПАВ

Додецилсульфат натрия

Тритон Х100

Пероксид водорода-Escherichia coli Без ПАВ

Тритон Х100

Без ПАВ

Децилсульфат натрия

Додецилсульфат натрия

Гипохлорит-ион Тетрадецилсульфат натрия

Тритон Х100

N-октиллюминол Тритон Х305

Тритон Х405

Пероксид водорода-гексациноферрат(Ш)-ион Без ПАВ

Додецилсульфат натрия

Тритон Х100

Пероксид водорода-Escherichia coli Без ПАВ

Тритон Х100

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в сравнительном исследовании хемилюминесценции в мицеллярных средах при локализации субстрата вне мицеллярной микрофазы и внутри мицеллярной микрофазы, детальном анализе кинетики хемилюминесцентных реакций в мицеллярных средах с практическим применением полученных результатов для улучшения существующих аналитических методик. В частности, установлена способность поверхностноактивного аналога люминола образовывать собственные мицеллы.

В работе впервые:

1. Разработана уникальная методика алкилирования люминола по аминогруппе для получения люминогенного субстрата с поверхностно-активными свойствами.

2. Впервые проведено сравнительное исследование кинетики хемилюминесцентных реакций в различных мицеллярных средах с использованием субстрата, локализованного в водной фазе и локализованного в мицеллярной фазе.

3. Определено влияние локализации реагентов на метрологические характеристики хемилюминесцентных аналитических методик.

4. Создана, исследована и применена в аналитическом контроле инновационная хемилюминесцентная система с поверхностно-активным люминогенным субстратом.

Практическая значимость работы. В результате проведенного исследования продемонстрирована возможность управлять кинетикой хемилюминесцентных реакций с помощью мицеллярных систем. За счет введения мицеллярных компонентов и разработки инновационного поверхностно-активного субстрата на основе люминола значительно улучшены метрологические характеристики методик определения общего микробного числа и гипохлорит-иона. Данная разработка позволит отечественным производителям конкурировать с зарубежными фирмами на рынке тест-комплектов для определения ОМЧ и прочих хемилюминесцентных методик.

Методы исследования. При выполнении работы использовали современные инструментальные методы исследования, соответствующие поставленным задачам: метод измерения интенсивности хемилюминесценции, метод спектрофотометрии, метод ИК-спектроскопии, метод масс-спектроскопии, метод оптической микроскопии, метод математического моделирования систем, препаративный синтез, метод ядерного магнитного резонанса, цифровая тензиометрия для определения поверхностного натяжения для определения критических концентраций мицеллообразования для использованных рН растворов методом отрыва кольца.

Положения, выносимые на защиту.

1. Создан современный лабораторный стенд для проведения хемилюминесцентных исследований в кинетическом режиме.

2. Впервые разработана селективная методика алкилирования люминола по аминогруппе.

3. Проведено сравнительное исследование кинетики хемилюминецентных реакций окисления люминола и N октиллюминола в мицеллярных системах. Установлена роль локализации молекул субстрата.

4. Уточнен механизм хемилюминесцентной реакции окисления N октиллюминола гипохлорит-ионом, установлена его схема и определены константы скорости процесса.

5. Улучшены метрологические характеристики методик определения общего микробного числа и гипохлорит-иона в воде и водных растворах.

6. Разработана методика оперативного контроля обеззараживания воды во внелабораторных (полевых) условиях.

Степень достоверности и апробация работы. Достоверность результатов проведённого исследования обеспечивалась посредством использования современного оборудования и поверенных средств измерений, а в случае

аналитических применений - независимыми измерениями другими методами и применением стандартных образцов.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» ( ШТЕКМАТ1С-2017 ) (Москва, 2017) [16], на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2017» (Москва, 2017) [17], на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2018» (Москва, 2018) [18], на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019» (Москва, 2019) [19], на XXI Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (Воронеж, 2019) [20].

Публикации. Основные результаты настоящей диссертации опубликованы в виде четырех статей в журналах, включенных Высшей Аттестационной Комиссией в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных к публикациям основных научных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук (Тонкие химические технологии, Вестник Московского Университета. Серия 2: Химия, Аналитика и контроль) [21, 22, 23, 24], а также в 5 тезисах докладов на всероссийских и международных конференциях. Тезисы опубликованы в сборниках [16, 17, 18, 19, 20].

Личный вклад автора. Диссертантом в период с 2016 по 2020 гг. непосредственно выполнен основной объем научного исследования. Личный вклад автора состоял в поиске и анализе научной литературы, в постановке задач исследования, планировании и проведении экспериментов, в обработке и интерпретации результатов, формировании выводов, подготовке и проведении докладов на конференциях и написании научных публикаций.

Работа выполнена при поддержке гранта Госзадания РФ (тематика № 07062020-0020).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы (156 наименования).

Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков, 15 таблиц.

Благодарности. Автор считает своим долгом выразить благодарность Н.К. Зайцеву, заведующему кафедрой ЭТСУ РТУ МИРЭА, консультировавшему и поддерживавшему на протяжении всего срока выполнения данной работы, М.Я. Мельникову, заведующему кафедрой химической кинетики МГУ, консультировавшему на первых этапах нашей работы, А.В. Сафонову и А.Ю. Александровской, принимавшим непосредственное участие в микробиологических экспериментах, фирме «Эконикс-Эксперт», предоставившей оборудование для выполнения работы.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ РЕАКЦИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Изучение хемилюминесценции начиналось с примитивного понимания биолюминесценции - излучения света наземными и морскими животными и грибами. В то время хемилюминесценцию описывали как захватывающее необъяснимое явление природы, и объяснения ограничивались только магией и суевериями.

С течением времени, параллельно с развитием других научных областей, началось методичное изучение явления хемилюминесценции, что, в конечном итоге, привело к экспоненциальному накоплению знаний. В конце 1800-х годов был введен термин хемилюминесценция. Механизмы излучения света светлячками и морскими животными были полностью изучены в начале 1900-х годов. В последующие годы синтетики получили много новых хемилюми-несцентных веществ, а также модифицировали уже известные люминогенные субстраты. В последние годы хемилюминесценция стала одним из основных инструментов аналитической химии.

1.1 Теория хемилюминесценции

Явление люминесценции характеризуется испусканием кванта света молекулой или атомом при её переходе из возбужденного состояния в основное. Люминесценцию классифицируют по источнику возбуждения следующим образом:

• фотолюминесценция - источником возбуждения является поглощенный свет;

• хемилюминесценция - происходит возбуждение при протекании химической реакции;

• биолюминесценция - в качестве источника возбуждения выступают биологически катализируемые реакции.

При возбуждении молекула не меняет свою геометрию (рисунок 1). После перехода в возбужденное состояние, молекула возвращается в основное состояние либо путем испускания кванта света, либо благодаря колебательной релаксации [25]. Изолированная молекула в газовой фазе может потерять колебательную энергию только одним способом - испустить квант света в инфракрасной области. Поэтому в спектрах газовой фазы при низком давлении наблюдается тенденция к излучению фотонов с колебательных уровней возбужденных состояний. В растворе, однако, колебательная релаксация возбужденной молекулы происходит за счет передачи её избыточной колебательной энергии растворителю. Этот процесс настолько эффективен, что вся избыточная колебательная энергия возбужденного состояния теряется в течение от 10-13 до 10-11 секунды. Поэтому, прежде чем возбужденная молекула в растворе сможет испустить фотон, она будет подвергаться колебательной релаксации, и, следовательно, испускание фотона всегда будет происходить с самого низкого колебательного уровня возбужденного состояния [26].

Рисунок 1. Диаграмма Яблонского-Теренина, иллюстрирующая электронные уровни молекул и переходы между синглетными и триплетными состояниями

Как только молекула достигает нижнего колебательного уровня возбужденного состояния, она может совершить несколько действий, одно из

которых - возвращение в основное состояние с излучением фотона. Этот процесс называется флуоресценцией. Время жизни возбужденного синглетного состояния составляет от 10-9 до 10-7 с и зависит от природы возбужденной молекулы. Время затухания флуоресценции имеет такой же порядок. Доля молекул, которые флуоресцировали, является квантовым выходом флуоресценции.

Второй способ перехода в основное состояние возбужденной молекулы -безызлучательный процесс. При этом молекулы релаксируют в основное состояние без испускания фотона, и вся энергия возбуждения переходит в тепловую энергию. Данный процесс называется внутренней конверсией. Заселение триплетных состояний прямым поглощением из основного синглетного состояния практически невозможно, однако существует процесс для заселения триплетных состояний из низшего возбужденного синглетного состояния, называемый интеркомбинационной конверсией. Переход молекулы из возбужденного триплетного состояния в основное с испусканием фотона называется фосфоресценцией. Переход триплет-синглет гораздо менее вероятен, чем переход синглет-синглет. Это связано с тем, что время жизни возбужденного триплетного состояния гораздо выше среднего времени жизни возбужденного синглетного состояния и может составлять до 10 с.

1.1.1 Природа хемилюминесцентных реакций

После завершения хемилюминесцентной реакции один из продуктов находится в электронном возбужденном состоянии и релаксирует в основное состояние с испусканием фотона. Процесс излучения света при хемилюми-несценции такой же, как и при фотолюминесценции, за исключением процесса возбуждения.

Как правило, в прямой реакции хемилюминесценция может быть вызвана двумя основными механизмами (рисунок 2): два реагента, обычно субстрат и окислитель, реагируют с образованием продукта. Иногда реакция проходит в присутствии так называемого «катализатора». Данный термин часто встречается в литературе, однако мы будем использовать термин «инициатор», который, по

нашему мнению, наиболее точно характеризует его роль в хемилюминесцентной реакции. Некоторая часть продукта получается в электронно-возбужденном состоянии, которое может впоследствии релаксировать до основного состояния с испусканием фотона. Субстратом является молекула, которая превращается в электронно-возбужденный продукт, ответственный за излучение света или действующий в качестве донора энергии при непрямой хемилюминесценции. Инициаторы снижают энергию активации или обеспечивают условия для получения хемилюминесценции с высоким выходом. Второй механизм -косвенная или сенсибилизированная хемилюминесценция. Она основана на процессе передачи энергии возбужденных продуктов флуорофору [27]. Это позволяет тем молекулам, которые не могут быть непосредственно вовлечены в хемилюминесцентную реакцию, но обладают высоким квантовым выходом, увеличить эффективность хемилюминесценции. В совокупности описанные механизмы приводят к большому числу вариантов применения явления хемилюминесценции в твердой, газовой и жидкой фазах [28].

А + Б

(Субстрат; (Окислитель) Инициатор

(пнтермешит или продукт)

Р + 11У

Р + Р*

1

Б -1™

Рисунок 2. Схема хемилюминесцентных реакций

1.1.2 Условия возникновения хемилюминесценции

Чтобы химическая реакция была хемилюминесцентной, она должна отвечать некоторым основным требованиям. Реакция должна быть

экзотермической, чтобы выделить достаточную энергию для формирования электронно-возбужденного состояния продукта. Для оценки, образуется ли продукт в возбужденном состоянии в ходе реакции, можно использовать изменение свободной энергии Гиббса (АС):

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Янькова Татьяна Вячеславовна, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Virk H.S. History of Luminescence from Ancient to Modern Times // Defect and Diffusion Forum. 2015. V. 361. Pp. 1-13.

2. Fletcher P., Andrew K.N., Calokerinos A.C., Forbes S., Worsfold P.J. Analytical applications of flow injection with chemiluminescence detection - a review // Luminescence. 2001. V. 16. Pp. 1-23.

3. Francis P.S., Hogan C.F. Luminescence // Compr. Anal. Chem. 2008. V. 54. Pp. 343-373.

4. Navas M.J., Jimenez A.M., Galan G. Air analysis: determination of hydrogen peroxide by chemiluminescence // Atmospheric Environ.. 1999. V. 33. Pp. 2279-2283.

5. Meng L., Zi-Yue W., Chun-Yang Z. Recent Advance in Chemiluminescence Assay and Its Biochemical Applications // Chin. J. Anal. Chem. 2016. V. 44. I. 12. Pp. 1934-1941.

6. Iranifam M. Revisiting flow-chemiluminescence techniques: pharmaceutical analysis // Luminescence. 2012. V. 28. I. 6. Pp. 798-820.

7. Capri^a R., Capri|a A., Vintila T., Ilia G. The ATP assay, a method for measuring biological activity in industrial water // Rev. Roum. Chim. 2006. V. 51. I. 10. Pp. 1031-1036.

8. ГОСТ Р 51705.1-2001. Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП. Общие требования. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов. - 2001.

9. Нечаева И.А., Акатова Е.В. Оценка микробного состояния рек Тульской области // Известия Тульского государственного университета. 2014. №2. С. 270281.

10. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы экспресс-метод определения микробиологических показателей качества питьевой воды, воды поверхностных и подземных источников: методические указания /

Сост.: Ишутин В.А., Стехин А.А., Яковлева Г.В., и др.; Военная академия химической защиты, ВЦМК "Защита", НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды имени А.Н. Сысина РАМН; Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999 - 25 с.

11. Maeztu R., Tardajos G., Gonzalez-Gaitano G. Natural Cyclodextrins as Efficient Boosters of the Chemiluminescence of Luminol and Isoluminol Exploration of Potential Applications // J. Phys. Chem. B. 2010. V. 114. № 114. Pp. 2798-2806.

12. Maeztu R., Gonzalez-Gaitano G., Tardajos G. Enhancement of the chemiluminescence of two isoluminol derivatives bynanoencapsulation with natural cyclodextrins // J. Phys. Chem. B. 2010. V. 114. № 32. Pp. 10541-10549.

13. Maeztu R., Gonzalez-Gaitano G., Tardajos G., Stilbs P. Chemiluminescence of phthalhydrazide derivatives in organized media Interactions with surfactants and cyclodextrins // J. Lumin. 2011. V. 131. № 4. Pp. 662-668.

14. Zhao D., Zhang G., T. Jiang, Zh. Dena, Y. Wu, Flow-injection chemiluminescence method for determination of critical micelle concentration of surfactants // Intern. J. Environ. Anal. Chem. 2015. V. 95. № 11. Pp. 980-988.

15. МУК 4.1.965-4.1.968-00. Определение концентраций химических веществ в воде централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения хемилюминесцентным методом: сборник методических указаний. М: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. 32 с.

16. Алтунин К.К., Антропов А.П., Рагуткин А.В., Янькова Т.В., Зайцев Н.К. Физико-химическое исследование хемилюминесцентной реакции люминола в организованных молекулярных системах // Международная научно-техническая конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC-2017): Сб. тезисов докладов и сообщений, МТУ МИРЭА. Москва. 2017. С. 738-741.

17. Янькова Т.В., Ибрагимова Д.А., Камиль О.М. Применение организованных молекулярных систем для изучения хемилюминесцентной реакции люминол-пероксид водорода // Международная научная конференция студентов,

аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2017»: Сб. тезисов докладов и сообщений, МГУ. Москва. 2017. С. 794-794.

18. Янькова Т.В. Организованные молекулярные системы в хемилюми-несцентной реакции люминола // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2018»: Сб. тезисов докладов и сообщений, МГУ. Москва. 2018. С. 904-904.

19. Янькова Т. В. Влияние локализации реагентов в мицеллах и межфазной разницы потенциалов на кинетику хемилюминесцентных реакций люминола и N октиллюминола с гипохлоритом // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019»: Сб. тезисов докладов и сообщений, МГУ. Москва. 2019. С. 906-906.

20. Янькова Т.В., Мельников П.В., Шишкин В.И., Зайцев Н.К. Моделирование кинетических зависимостей хемилюминесцентной реакции окисления N октиллюминола гипохлорит-ионом // XXI Международный семинар «Физико-математическое моделирование систем»: Сб. тезисов докладов и сообщений, ВГТУ. Воронеж. 2019. С. 95-100.

21. Ибрагимова Д.А., Камиль О.М., Янькова Т.В., Яштулов Н.А., Зайцев Н.К. Влияние поверхностно-активных веществ на хемилюминесцентную реакцию люминол-пероксид водорода // Тонкие Химические Технологии. 2017. Т. 12. № 6. С. 71-76.

22. Янькова Т.В., Мельников П.В., Яштулов Н.А., Зайцев Н.К. Хемилюми-несцентные реакции люминола и К-октиллюминола с гипохлоритом в растворах неионогенных поверхностно-активных веществ // Тонкие Химические Технологии. 2019. Т. 14. № 3. С. 90-97.

23. Янькова Т.В., Мельников П.В., Зайцев Н.К. Хемилюминесцентные реакции люминола и К-октиллюминола с гипохлоритом в анионных поверхностно-активных веществах // Вестник Московского Университета. Серия 2: Химия. 2019. Т. 6. № 3. С.154-160.

24. Янькова Т.В., Мельников П.В., Александровская А.Ю., Зайцев Н.К. Усовершенствование лабораторных методов определения общего микробного числа с использованием хемилюминесцентных реакций в организованных молекулярных системах // Аналитика и контроль. 2019. Т.23. № 4. С. 40-47.

25. Войег-1ешеп L. Luminescence techniques: instrumentation and methods // Radiat. Meas. 1997. V. 27. Pp. 749-768.

26. Drexhage K.H. Influence of a dielectric interface on fluorescence decay time // J. Lumin. 1970. V. 1-2. Pp. 693-701.

27. Sauer M., Hofkens J., Enderlein J. Handbook of Fluorescence Spectroscopy and Imaging. Germany: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2011. 281 pp.

28. Han J., Jose J., Mei E., Burgess K. Chemiluminescent energy-transfer cassettes based on fluorescein and nile red // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. V. 46. Pp. 1684-1687.

29. García-Campaña A.M., Baeyens W.R.G. Principles and recent analytical applications of chemiluminescence. Analusis. 2000. V. 28. Pp. 686-698.

30. Jimenez A.M., Navas M.J. Chemiluminescence methods (present and future) // Grasas Aceites. 2002. V. 53. Pp. 64-75.

31. Stanley R.J., King В., Boxer S.G. Excited state energy transfer pathways in photosynthetic reaction centers. 1. Structural symmetry effects // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. Pp. 12052-12059.

32. Jimenez A.M., Navas M.J. Chemiluminescence Methods (Present and Future) // Grasas y Aceites. 2002. V. 53. Pp. 64-75.

33. Ocana-Gonzalez J.A., Ramos-Payan M., Fernandez-Torres R., Navarro M.V., Bello-Lopez M.A. Application of chemiluminescence in the analysis of wastewaters -A review // Talanta. 2014. V. 122. Pp. 214-222.

34. Mestre Y.F., Zamora L.L., Calatayud J.M. Flow-chemiluminescence: a growing modality of pharmaceutical analysis // Luminescence. 2001. V. 16. I. 3. Pp.213-235.

35. García-Campana A.M., Baeyens W.R.G., Cuadros-Rodríguez L., Barrero F.A., Bosque-Sendra J.M., Gamiz-Gracia L. Potential of Chemiluminescence and Bioluminescence in Organic Analysis // Curr. Org. Chem.. 2002. V. 6. Pp. 1-20.

36. Albrecht H.D. Über die Chemiluminescenz des Aminophthalsaurehydrazids // Z. Phys. Chem. 1928. V. 136. Pp. 321-330.

37. Roswell D.F., White E.H. The chemiluminescence of luminol and related hydrazides // Methods Enzymol. 1978. V. 57. Pp. 409-423.

38. Van Dyke K., McCapra F., Behesti I. Bioluminescence and Chemiluminescence, Instruments and Applications: Vol. 1 // Boca Raton: CRC Press, 1985. - 256.

39. Schroeder H.R., Boguslaski R.C., Carrico R.J., Buckler R.T. Monitoring specific protein-binding reactions with chemiluminescence // Methods Enzymol. 1978. V. 57. Pp. 424-445.

40. Yoshdia H., Nohta H., Ohkura Y., Zaitsu K. Chemiluminescence Assay for beta-D-Galactosidase Using 6-(Alkylamino)phthalylhydrazido-beta-D-galactosides // Anal. Sci. 1997. V. 13. Pp. 673-676.

41. Nakazono M., Nohta H., Sasamoto K., Ohkura Y. Chemiluminescent Assays for P-D-Galactosidase and Alkaline Phosphatase Using Novel Luminol Derivatives as Substrates // Anal. Sci. 1992. V. 8. Pp. 779-784.

42. Musiani M., Roda A., Zerbini M., Gentilomi G., Pasini P., Gallinella G., Venturoli S. Detection of parvovirus B19 DNA in bone marrow cells by chemiluminescence in situ hybridization // J. Clin. Microbiol. 1996. V. 34. Pp. 13131316.

43. Ishida J., Takada M., Hara S., Sasamoto K., Kina K., Yamaguchi M. Highly sensitive immunological assays for human chorionic gonadotrophin and prostatic acid phosphatase using phenacyl phosphate as a chemiluminescent label // Anal. Chim. Acta 1995. V. 309. Pp. 211-225.

44. Fridman N., Kaftory M., Speiser Sh. Structures and photophysics of lophine and double lophine derivatives // Sens. Actuator B-Chem. 2007. V. 126. Pp. 107-115.

45. Hamada T., Le T., Voegtle M.J., Doyle B., Rimby J., Isovitsch R. Synthesis, photophysical and computational studies of two lophine derivatives with electron-rich substituents in the 2-position // J. Mol. Struct. 2017. V. 1130. Pp. 284-290.

46. Nakashima K., Fukuzaki Y., Nomura R., Shimoda R., Nakamura Y., Kuroda N., Akiyama S., Irgum K. Fluorescence and chemiluminescence properties of newly developed lophine analogues // Dyes Pigments. 1998. V. 38. Pp. 127-136.

47. Kuroda N., Shimoda R., Wada M., Nakashima K. Lophine derivatives and analogues as new phenolic enhancers for the luminol-hydrogen peroxide-horseradish peroxidase chemiluminescence system // Anal. Chim. Acta. 2000. V. 403. Pp. 131-136.

48. Richardson W.H., Yelvington M.B., O'Neal H. E. Thermal decomposition of substituted 1,2-dioxetanes. Consideration of mechanism // J. Am. Chem. Soc. 1972. V. 94. Pp. 1619-1623.

49. Matsumoto M. Advanced chemistry of dioxetane-based chemiluminescent substrates originating from bioluminescence // J. Photochem. Photobiol. C. 2004. V. 5. Pp. 27-53.

50. Hummelen J.C., Luider T.M., Wynberg H. Functionalized adamantyli-deneadamantane 1,2-dioxetanes: investigations on stable and inherently chemiluminescent compounds as a tool for clinical analysis // Pure Appl. Chem. 1987. V. 59. Pp. 639-650.

51. Gu B., Dong C., Shen R., Qiang J., Wei T., Wang F., Lu S., Chen X. Dioxetane-based chemiluminescent probe for fluoride ion-sensing in aqueous solution and living imaging // Sens. Actuator B-Chem. 2019. V. 301. Pp. 127111-127117.

52. Seven O., Sozmen F., Turan I.S. Self immolative dioxetane based chemiluminescent probe for H2O2 detection // Sens. Actuator B-Chem. 2017. V. 239. Pp. 1318-1324.

53. Mantaka-Marketou A.E., Varveri F.S., Vassilopoulos G., Nikokavouras J. Some aspects of the lucigenin light reaction // J. Photochem. Photobiol. A. 1989. V. 48. Pp. 337-340.

54. Klopf L.L., Nieman T.A. Use of surfactants to improve analytical performance of lucigenin chemiluminescence // Anal. Chem. 1984. V. 56. Pp. 15391542.

55. Kawashima T., Hasebe T. Flow Injection Determination of Ascorbic Acid by Iron(III) Catalyzed Lucigenin Chemiluminescence in a Micellar System // Anal. Sci. 1996. V. 12. Pp. 773.

56. Ma X., Gao W., Halawa M.I., Lan Y., Li J., Xua G. Lucigenin fluorescent assay of tyrosinase activity and its inhibitor screening // Sens. Actuator B-Chem. 2019. V. 280. Pp. 41-45.

57. Gao W., Qi L., Liu Z., Majeed S., Kitte S.A., Xu G. Efficient lucigenin/thiourea dioxide chemiluminescence system and its application for selective and sensitive dopamine detection // Sens. Actuator B-Chem. 2017. V. 238. Pp. 468-472.

58. Lee W.Y., Nieman T.A. Effect of organic solvent on tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(III) chemiluminescent reactions in flowing streams // Anal. Chim. Acta. 1996. V. 334. Pp. 183-191.

59. Knight A.W., Greenway G.M. Occurrence, mechanisms and analytical applications of electrogenerated chemiluminescence. A review // Analyst. 1994. V. 19. Pp. 879-890.

60. Knight A.W., Greenway G.M. Indirect, ion-annihilation electrogenerated chemiluminescence and its application to the determination of aromatic tertiary amines // Analyst. 1995. V. 120. Pp. 1077-1082.

61. Knight A.W. A review of recent trends in analytical applications of electrogenerated chemiluminescence // Trends Anal. Chem. 1999. V. 18. Pp. 47-62.

62. Lee W.Y., Nieman T.A. Evaluation of Use of Tris(2,2'-bipyridyl)-ruthenium(III) as a Chemiluminescent Reagent for Quantitation in Flowing Streams // Anal. Chem. 1995. V. 67. Pp. 1789-1796.

63. Lee W.Y. Tris (2,2'-bipyridyl)ruthenium(II) electrogenerated chemiluminescence in analytical science // Mikrochim. Acta, 1997. V. 127. Pp. 19-39.

64. Han H.Y., He Z.K., Zeng Y.E. A direct chemiluminescence method for the determination of nucleic acids using Ru(phen)32+-Ce(IV) system // Fresenius J. Anal. Chem. 1999. V. 363. Pp. 782-785.

65. Tonkin S.A., Bos R., Dyson G.A., Lim K.F., Russell R.A., Watson S.P., Hindson Ch.M., Barnett N.W. Studies on the mechanism of the peroxyoxalate chemiluminescence reaction: Part 2. Further identification of intermediates using 2D EXSY 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy // Anal. Chim. Acta. 2008. V. 614. Pp. 173-181.

66. Kuroda N., Nakashima K. In Modern Derivatization Methods for Separation Sciences: Ch. 4. / Toyo'oka T. - New York: Wiley, 1999. - 312.

67. Kiba N., Koemado H., Furusawa M. Stopped-flow determination of the parameters affecting the application of peroxyoxalate chemiluminescence to highperformance liquid chromatographic detection // Anal. Chem. 1988. V. 60. Pp. 21932197.

68. Liua P.-H., Urban P.L. Spontaneous luminescence color change in the firefly luciferase assay system // Anal. Biochem. 2017. V. 539. Pp. 54-59.

69. Pouils J.A., de Pijper M. Assessment of cleaning and disinfection in the food industry with the rapid ATP-bioluminescence technique combined with the tissue fluid contamination test and a conventional microbiological method // Int. J. Food Microbiol. 1993. V. 20. Pp. 109-116.

70. Tuovila B.J., Dobbs F.C., LaRock P.A., Siegel B. Preservation of ATP in Hypersaline Environments // Appl. Environ. Microbiol. 1987. V. 53. Pp. 2749-2753.

71. Calokerinos A.C., Deftereos N.T., Baeyens W.R.G. Chemiluminescence in drug assay // J. Pharm. Biomed. Anal. 1995. V. 13. Pp. 1063-1071.

72. Abbot R.W., Townshend A., Gill R. Determination of morphine by flow injection analysis with chemiluminescence detection. Analyst. 1986. V. 111. Pp. 635640.

73. Alwarthan A.A., Townshend A. Chemiluminescence determination of bufrenorphine hydrochloride by flow injection analysis. Anal. Chim. Acta. 1986. V. 185. Pp. 329-333.

74. Zhang Z.D., Baeyens W.R.G., Zhang X.R., Van Der Weken G. Chemiluminescence determination of penicillamine via flow injection applying a Quinine-cerium(IV) system // Analyst. 1996. V. 121. Pp. 1569-1572.

75. Zhao Y.N., Baeyens W.R.G., Zhang X.R., Calokerinos A.C., Nakashima K., Van Der Weken G. Chemiluminescence Determination of Tiopronin by Flow Injection Analysis Based on Cerium(IV) Oxidation Sensitized by Quinine // Analyst. 1997. V. 122. Pp. 103-106.

76. Aly F.A., Alarfaj N.A., Alwarthan A.A. Permanganate-based chemiluminescence analysis of cefadroxil monohydrate in pharmaceutical samples and biological fluids using flow injection // Talanta. 1998. V. 47. Pp. 471-478.

77. Alwarthan A.A. Flow Injection Chemiluminometric Determination of Folic Acid in Pharmaceutical Formulations // Anal. Sci.. 1994. V. 10. Pp. 919-922.

78. Aly, F.A.; Alarfaj, N.A.; Alwarthan, A.A. Chemiluminescence flow-injection determination of furosemide based on a rhodamine 6G sensitized cerium(IV) method // Anal. Chim. Acta. 1999. V. 396. Pp. 273-277.

79. Safavi A., Baezzat M.R. Flow injection chemiluminescence determination of hydrazine // Anal. Chim. Acta. 1998. V. 358. Pp. 121-125.

80. Pérez Ruiz T., Martinez Lozano J., Baeyens W.R.G., Sanz A., San Miguel M.T. Determination of tiopronin in pharmaceuticals using a chemiluminescent flow-injection method // J. Pharm. Biomed. Anal. 1998. V. 17. Pp. 823-828.

81. Diaz A.N., Sanchez F.G., Gonziilez Garcia J.A. Hydrogen peroxide assay by using enhanced chemiluminescence of the luminol-H2O2-horseradish peroxidase system: Comparative studies. // Anal. Chim. Acta. 1996. V. 327. Pp. 161-165.

82. Kuroda N., Shimoda R., Wada M., Nakashima K. Lophine derivatives and analogues as new phenolic enhancers for the luminol-hydrogen peroxide-horseradish peroxidase chemiluminescence system // Anal. Chim. Acta. 2000. V. 403. Pp. 131-136.

83. Dotsikas Y., Loukas Y.L. Effect of the luminol signal enhancer selection on the curve parameters of an immunoassay and the chemiluminescence intensity and kinetics // Talanta. 2007. V. 71. Pp. 906-910.

84. Yan-li L., Fei Y., Song-cheng Y., Yong-jun W., Hong-qua Z., Ling-bo Q. Effect of the luminol signal enhancer on the chemiluminescence intensity and kinetics // J. Lumin. 2012. V. 132. Pp. 1021-1024.

85. Yu D., Wang P., Zhao Y., Fan A. Iodophenol blue-enhanced luminol chemiluminescence and its application to hydrogen peroxide and glucose detection // Talanta. 2016. V. 146. Pp. 655-661.

86. Романовская Г.И. Проблемы аналитической химии. Люминесцентный анализ. Том 19. / Романовская Г.И. - М.: Наука, 2015 - 289 с.

87. Burns J.M., Cooper W.J., Ferry J. L., King D., DiMento B.P., McNeill K., Miller C.J., Miller W.L., Peake B.M., Rusak S.A., Rose A.L., Wait T.D. Methods for reactive oxygen species (ROS) detection in aqueous environments // Aquat. Sci. 2012. V. 74. Pp. 683-734.

88. Russell E.G., Cotter T.G. New insight into the role of reactive oxygen species (ROS) in cellular signal-transduction processes // Int. Rev. Cel. Mol. Bio. 2015. V. 319. Pp. 221-254.

89. Valko M., Rhodes C.J., Moncol J., Izakovic M., Mazur M. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer // Chem.-Biol. Interact. 2006. V. 160. Pp. 1-40.

90. Su Y., Song H., Lv Y. Recent advances in chemiluminescence for reactive oxygen species sensing and imaging analysis // Microchem. J. 2019. V. 146. Pp. 83-97.

91. Zhang Y., Dai M., Yuan Z. Methods for the detection of reactive oxygen species // Anal. Methods. 2018. V. 10. Pp. 4625-4638.

92. Yamaguchi S., Kishikawa N., Ohyama K., Ohba Y., Kohno M., Masuda T., Takadate A., Nakashima K., Kuroda N. Evaluation of chemiluminescence reagents for selective detection of reactive oxygen species // Anal. Chim. Acta. 2010. V. 665. Pp. 74-78

93. Савченко А.А., Кудрявцев И.В., Борисов А.Г. Методы оценки и роль респираторного взрыва в патогенезе инфекционно-воспалительных заболеваний // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7. № 4. С. 327-340.

94. Tsaplev Yu.B. Chemiluminescence Determination of Hydrogen Peroxide // J. Anal. Chem. 2012. V. 67. I. 6. Pp. 506-514.

95. Moshammer M., Kuhl M., Koren K. Possibilities and Challenges for Quantitative Optical Sensing of Hydrogen Peroxide // Chemosensors. 2017. V. 5. Pp. 28-51.

96. Greenway G.M., Leelasattarathkul T., Liawruangrath S., Wheatley R.A., Youngvises N. Ultrasound-enhanced flow injection chemiluminescence for determination of hydrogen peroxide // Analyst. 2006. V. 131. Pp. 501-508.

97. Chang C.A., Patterson H.H. Halide Ion Enhancement of Chromium(III), Iron(II), and Cobalt(I1) Catalysis of Luminol Chemiluminescence // Anal. Chem. 1980. V. 52. Pp. 653-656.

98. Takayanagi T., Inaba Y., Kanzaki H., Jyoichi Y., Motomizu S. Pre-evaluation of metal ions as a catalyst on chemiluminometric sequential injection analysis with luminol-H2O2 system // Talanta. 2009. V. 79. Pp. 1089-1093.

99. Jain V.K. Effect of Catlyst on Luminol - Hydrogen Peroxide-Water Chemiluminescence System // Asian J. Pharm. Ana. 2013. V. 3 I. 4. Pp. 138-140.

100. Yan B., Worsfold P.J. Determination of cobalt(II), copper(II) and iron(II) by ion chromatography with chemiluminescence detection // Anal. Chim. Acta. 1990. V. 236. Pp. 287-292.

101. Okamura K., Gamo T., Obata H., Nakayama E., Karatani H., Nozaki Y. Selective and sensitive determination of trace manganese in sea water by flow through technique using luminol-hydrogen peroxide chemiluminescence detection // Anal. Chim. Acta. 1998. V. 377. Pp. 125-131.

102. Алексеев А.В., Проскурнина Е.В., Владимиров Ю.А. Определение антиоксидантов методом активированной хемилюминесценции с использованием

2,2'-азо-бис(2-амидинопропана) // Вестник московского университета. Серия 2 Химия. 2012. Т. 53. № 3. С. 187-193.

103. Kubo H., Toriba A. Chemiluminescence flow injection analysis of reducing agents based on the luminol reaction // Anal. Chim. Acta. 1997. V. 353. Pp. 345-349.

104. Nikokavouras J., Vassilopoulos G. Effect of Vitamins C and P on the Chemiluminescence of Lucigenin in Model Membrane Structures // Monatsh. Chem. 1983. V. 114. Pp. 255-258.

105. Nikokavouras J., Vassilopoulos G. Effect of Nicotine on the Chemiluminescence of Lucigenin in Model Membrane Structures // Monatsh. Chem. 1984. V. 115. Pp. 437-443.

106. Mantaka-Marketou A.E., Vassilopoulos G., Nikokavouras J. Chemiluminescence in Model Membrane Structures Chemiluminescence of Lucigenin in the Presence of Estrogens // Monatsh. Chem. 1985. V. 116. Pp. 973-978.

107. Varveri F.S., Mantaka-Marketou A.E., Nikokavouras J. Chemiluminescence in Model Membrane Structures. Chemiluminescence of Lucigenin in DDAB Aggregates in the Presence of Cholesterol // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1990. V. 187. Pp. 315-318.

108. Varveri F.S., Mantaka-Marketou A.E., Papadopoulos K., Nikokavouras J. Chemiluminescence in organized molecular assemblies, Chemiluminescence of lucigenin in lyso-PAF (C16) // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1992. V. 66. Pp.113118.

109. Paleos C.M., Vassilopoulos G., Nikokavoura J. Chemiluminescence in oriented systems: chemiluminescence of 10,10'-dimethye-9,9'-biacridinhjm nitrate in micellar media // J. Photochem.. 1982. V. 18. Pp. 327 - 334.

110. Hadjianestis J., Nikokavouras J. Luminol chemiluminescence in micellar media, J. Photochem. Photobiol. A.- Chem. 1992. V. 67. Pp. 237-243.

111. Boyatzis S., Nikokavouras J. Lophines in micellar envirotiments: spectroscopic behaviour and chemiluminescence / J. Photochem. Photobiol. A.- Chem. 1993. V. 74. Pp. 65-73.

112. Papadopoulos K., Spartalis S., Nikokavouras J. Chemiluminescence in organized molecular assemblies: lucigenin derivatives containing long alkyr chains in micellar media // Anal. Chim. Acta. 1994. V. 290. Pp. 179-185.

113. Hadjianestis J., Nikokavouras J. Luminol chemiluminescence in micellar media II: Energy transfer to fluorescein // J. Photochem. Photobiol. A.- Chem. 1993. V. 69. Pp.337-343.

114. Papadopoulos K., Chantron A., Nikokavouras J., Hrbac J., Lasovsky J. Sensitized chemiluminescence with long alkyl chain energy donors and acceptors in micellar media // J. Photochem. Photobiol. A.- Chem. 1998. V. 116. Pp. 153-157.

115. Cao J., Wang H., Liu Y. Determination of L-thyroxine in pharmaceutical preparations by flow injection analysis with chemiluminescence detection based on the enhancement of the luminol-KMnO4 reaction in a micellar medium // Spectrochim. Acta A. 2015. V. 140. Pp. 162-165.

116. Государственная фармакопея Российской Федерации, XIII издание, том 2. Москва. 2015. С. 624-636.

117. Bonadonna L., Briancesco R., La Rosa G. Innovative analytical methods for monitoring microbiological and virological water quality // Microchem. J. 2019. V. 150. Pp. 104-160.

118. Bushon R.N., Likirdopulos Ch.A., Brady A.M.G. Comparison of immunomagnetic separation/adenosine triphosphate rapid method to traditional culture-based method for E.coli and enterococci enumeration in wastewater // Water Res.. 2009. V. 43. Pp. 4940-4946.

119. Hammes F., Egli T., Cytometric methods for measuring bacteria in water: advantages, pitfalls and applications // Anal. Bioanal. Chem. 2010. V. 397. Pp. 1083-1095.

120. Kennedy D., Wilkinson M.G. Application of Flow Cytometry to the Detection of Pathogenic Bacteria // Curr. Issues. Mol. Biol. 2017. V. 23. Pp. 21-38.

121. Yue H., He Y., Fan E., Wang L., Lu S., Fu Z. Label-free electroche-miluminescent biosensor for rapid and sensitive detection of pseudomonas aeruginosa

using phage as highly specific recognition agent // Biosens. Bioelectron. 2017. V. 94. Pp. 429-432.

122. Chen S., Cheng F. Biosensors for bacterial detection // Int. J. Biosen. Bioelectron. 2017. V. 2. Pp. 197-199.

123. Kumar N., Hu Y., Singh S., Mizaikoff B. Emerging Biosensor Platforms for the Assessment of Water-Borne Pathogens // Analyst. 2018. V. 143. Pp. 359-373.

124. Santos I., Hildenbrand Z., Schug K. Applications of MALDI-TOF MS in environmental microbiology // Analyst. 2016. V. 141. Pp. 2827-2837.

125. Singhal N., Kumar M., Kanaujia P.K., Virdi J.S. MALDI-TOF mass spectrometry: an emerging technology for microbial identification and diagnosis // Front. Microbiol. 2015. V. 6. Pp. 791-791.

126. Alvarez A., Hernandez E., Toranzos G. Advantages and Disadvantages of Traditional and Molecular Techniques Applied to the Detection of Pathogens in Waters // Water Sci. 1993. V. 27. Pp. 253-256.

127. Miller J.N., Nawawi M.B., Burgess C. Detection of bacterial ATP by reversed flow-injection analysis with luminescence detection // Anal. Chim. Acta. 1992. V. 266. Pp. 339-343.

128. Хлынцева С.В., Базель Я.Р., Вишникин А.Б., Андрух В. Методы определения аденозинтрифосфата и других адениновых нуклеотидов // Журн. аналит. химии. 2009. Т. 64. № 7. С. 677-693.

129. Satoh T., Kato J., Takiguchi N., Ohtake H., Kuroda A. ATP Amplification for Ultrasensitive Bioluminescence Assay: Detection of a Single Bacterial Cell // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2004. V. 68. I. 6. Pp. 1216-1220.

130. Kamidate T., Yanashita K., Tani H., Ishida A., Notani M. Firefly Bioluminescent Assay of ATP in the Presence of ATP Extractant by Using Liposomes // Anal. Chem. 2006. V. 78. Pp. 337-342.

131. Экспрессный способ определения микроскопических грибов, бактерий и дрожжей: пат. 2276190 Рос. Федерация № 2004116675/13; опубл. 10.05.2006, Бюл. №13 - 7 с.

132. С.И. Трофимов, И.В. Михеева, Совершенствование хемилюминес-центного экспресс-метода оценки уровня бактериальной заражённости водной среды // Науч. и обр. проблемы гражданской защиты. 2011. Т. 4. С. 57-62.

133. ГОСТ 18190-72. Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора. М.: Стандартинформ, 2009. 7 с.

134. ISO 7393-3. Water quality; determination of free chlorine and total chlorine; part 3: iodometric titration method for the determination of total chlorine. Switzerland: International Organization for Standardization, 1990. 12 p.

135. ISO 7393-2. Water quality — Determination of free chlorine and total chlorine — Part 2: Colorimetric method using N,N-dialkyl-1,4-phenylenediamine, for routine control purposes. Switzerland: International Organization for Standardization, 1990. 19 p.

136. Ягов, Г.В. Методы анализа остаточного активного хлора, используемые в автоматических приборах контроля // XIII ежегодный научнопрактический семинар «Вопросы аналитического контроля качества вод»: Сб. тезисов докладов и сообщений. Москва. 2008. С. 135-137.

137. Zhang R., Song B., Yuan J. Bioanalytical methods for hypochlorous acid detection: Recent advances and challenges // Trends Anal. Chem. 2018. V. 99. Pp. 1-33.

138. Arnhold J., Mueller S., Arnold K., Grimm E. Chemiluminescence Intensities and Spectra of Luminol Oxidation by Sodium Hypochlorite in the Presence of Hydrogen Peroxide // Journal of bioluminescence and chemiluminescence. 1991. V. 6. Pp. 189-192

139. Francis P.S., Barnett N.W., Lewis S.W., Lim K.F. Hypohalites and related oxidants as chemiluminescence reagents: a review // Luminescence. 2004. V. 19. Pp. 94-115.

140. Szili M., Kasik I., Matejec V., Nagy G., Kovacs B. Poly(luminol) based sensor array for determination of dissolved chlorine in water // Sensors and Actuators B: Chemical. 2014. V. 192. Pp. 92-98

141. ГОСТ Р 50632-93. Водорода пероксид высококонцентрированный. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1994. 51 с.

142. Русанов А.И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ. СПб.: Химия, 1992. 280 с.

143. Holmberg K., Jonsson B., Kronberg B., Lindman B. Surfactant Micellization, Surfactants and Polymers in Aqueous Solution. John Wiley & Sons, 2003. 545 pp.

144. Fuguet E., Rafols C., Roses M., Bosch E. Critical micelle concentration of surfactants in aqueous buffered and unbuffered systems // Anal. Chim. Acta. 2005. V. 548. Pp. 95-100.

145. Русанов А.И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ. СПб.: Химия, 1992. 280 с.

146. Yamaguchi M., Yoshida H., Nohta H. Luminol-type chemiluminescence derivatization reagents for liquid chromatography and capillary electrophoresis // J. Chromatogr. A. 2002. V. 950. Pp. 1-19.

147. Gerdes S.Y., Scholle M.D., Campbell J.W., Balazsi G., Ravasz E., Daugherty M.D., Somera A.L., Kyrpides N.C., Anderson I., Gelfand M.S., Bhattacharya A., Kapatral V., Souza M.D., Baev M.V., Grechkin Y., Mseeh F., Fonstein M.Y., Overbeek R., Barabasi A.L., Oltvai Z.N., Osterman A.L. Experimental Determination and System Level Analysis of Essential Genes in Escherichia coli MG1655 // Journal of Bacteriology. 2003. V. 185. Pp. 5673-5684.

148. Васильев Р.Ф. Хемилюминесценция в растворах // УФН. 1996. Т. 89. №. 3. С. 409-436.

149. Романовский Б.В. Основы химической кинетики. М.: Экзамен, 2006.

415 с.

150. Fedorova G.F., Trofimov A.V., Vasilev R.F., Veprintsev T.L. Peroxy-radical-mediated chemiluminescence: mechanistic diversity and fundamentals for antioxidant assay // ARKIVOC. 2007. V. 2007. I. viii. Pp. 163-215.

151. Натрия гипохлорит // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 355.

152. Boyatzis S., Nikokavouras J. Absorption, Fluorescence and Chemilu-minescence Spectra of 2,4,5-Triphenylimidazole (Lophine) and 2-(p-Dimethyl-Aminophenyl)-4,5-Diphenylimidazole in Micellar Solutions // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1986. V. 137. Pp. 403-412.

153. Abbot J., Brown D.G. Stabilization of ironcatalyzed hydrogen peroxide decomposition by magnesium // Can. J. Chem. 1990. V. 68. №9. Pp. 1537-1543.

154. РМГ 61-2010 ГСИ. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. М.: Стандартинформ., 2012. 62 с.

155. Технические характеристики люминометра SystemSURE Plus [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://eco-intech.com/product/lyuminometr-systemsure-plus-pribor-dlya-monitoringa-gigieny/, свободный.

156. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. Москва, 2002. 62 с.