Том 24, № 4 (2024)
Химия
Перенос энергии возбуждения в комплексах европия с доксициклином в присутствии мицелл поверхностно-активных веществ и наночастиц серебра
Аннотация
Доксициклин относится к антибиотикам тетрациклинового ряда с широким спектром действия, используется для лечения инфекций у людей, в ветеринарии – в качестве препаратов профилактического действия, стимуляторов роста. По этой причине остаточные количества антибиотиков в молоке, мясе и других продуктах питания могут вызывать резистентность, развитие аллергии. В этой связи требуется постоянный контроль остаточных содержаний тетрациклинов в пищевых продуктах, объектах окружающей среды, биологических жидкостях. Целью настоящей работы явилось изучение влияния сферических наночастиц серебра и мицелл поверхностно-активных веществ на интенсивность сенсибилизированной флуоресценции комплексов ионов европия с доксициклином и разработка нового чувствительного и простого способа флуориметрического определения доксициклина в растворах. В результате одновременного воздействия энергии внешнего источника возбуждения и поверхностного плазмонного резонанса наночастиц серебра на доксициклин происходит возрастание интенсивности его флуоресценции. Вероятность перехода лиганда в возбужденное состояние значительно возрастает, что способствует наиболее эффективной реализации внутримолекулярного переноса энергии возбуждения в комплексе Eu3+ с доксициклином. Нами показано, что в присутствии наночастиц серебра и ионов Eu3+ интенсивность флуоресценции аналитической системы, содержащей доксициклин, возрастает в 125 раз. В присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества Твин-80 сигнал сенсибилизированной флуоресценции хелата Eu3+ с доксициклином увеличивается более, чем в 19 раз. Солюбилизация компонентов аналитической реакции в мицеллы поверхностно-активных веществ способствует изменению их протолитических свойств, дегидратации, увеличению устойчивости комплексов, эффективности внутримолекулярного переноса энергии. При совместном присутствии мицелл поверхностно-активного вещества Твин-80 и наночастиц серебра наблюдается дополнительное увеличение интенсивности флуоресценции хелата иона металла с доксициклином в 27 раз. На основании проведенных исследований предложен способ флуориметрического определения доксициклина с использованием мицелл Твин-80, нанокластеров серебра и ионов Eu3+ в природной воде. Диапазон определяемых концентраций 1.0·10-7 – 1.0·10-5 М, предел обнаружения (ПрО) 6.0·10-8 М (3 σ). Правильность определения контролировали методом «введено–найдено».
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):364-373
364-373
Некоторые цианозамещённые спиросочленённые пиразолины и пирролидины, обладающие антимикробной активностью
Аннотация
Обобщены однореакторные синтетические подходы к спиросочленённым (ди)азолам, перспективным в плане исследования биологической активности. Предложенные подходы включают в себя реакции конденсации с участием (гетеро)циклических кетонов, метиленактивных компонент и N-нуклеофилов, проходящих в мягких условиях как по ступенчатому, там и по согласованному механизму. Исследована антимикробная активность полученных с помощью предложенных подходов цианозамещённых спиросочленённых пиразолинов и пирролидинов в отношении грамотрицательных (P. aeruginosa, E. coli) и грамположительных (S. aureus) бактерий (определена EC50 (мкг/мл)). В качестве контроля использовался известный компонент антимикробных препаратов широкого спектра действия – ципрофлоксацин. Выяснено, что наибольший ингибирующий эффект по отношению к выбранным грамотрицательным бактериям проявляет 3-амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дек-3-ен-4-карбонитрил. При этом фенильный заместитель при втором атоме азота пиразолинового цикла играет важную роль, так как его замена на ароильный фрагмент уменьшает изучаемый эффект в несколько десятков раз вне зависимости от вида второго цикла. Умеренный и высокий ингибирующий эффект проявляют также замещенные спироиндолинопирролизидиндикарбонитрилы, содержащие цианогруппы при 2-м атоме углерода пирролизидинового цикла, а фенильный заместитель – при первом. Для пар с одинаковым типом положения заместителей наибольшей антимикробной активностью обладают соединения, содержащие 3,4 Cl2-заместитель в фенильном фрагменте.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):374-379
374-379
Расчет удельной электропроводности расплавов смесей LiF+NaF
Аннотация
Представлен расчет удельной электропроводности расплавов смесей фторидов лития и натрия. Интерес к расплавам системы LiF–NaF определяется их практическим значением. Расплавы смесей LiF+NaF применяются в теплоаккумулирующих составах, в металлургии, входят в состав различных многокомпонентных систем. Приведен расчет удельной электрической проводимости изоконцентрационным, изотермическим и интерполяционным методами для расплавов смесей LiF+NaF различного состава по известным справочным данным для интервала температур 1020…1340 K. Выполнен расчет для эвтектического состава. Полученные в результате аналитические уравнения использованы для описания и расчета удельной электропроводности эвтектической смеси для температур на 5°, 10°, 50°, 75°, 100° выше ликвидуса. Изоконцентрационные зависимости описываются уравнением прямой. Удельная электропроводность расплава эвтектической смеси рассчитана на изотермах интерполированием для изоконцентрационных зависимостей до эвтектических и за эвтектических смесей. Изотермы удельной электропроводности (1020…1340 K) расплавов в зависимости от содержания компонентов LiF и NaF описаны полиномом третьей степени, в котором коэффициенты в зависимости от температуры изменяются линейно. Проведено сравнение значений удельной электрической проводимости ϰ(LiF+NaF), рассчитанных по полученным уравнениям. Описание ϰ(LiF+NaF) изоконцентрационным и изотермическим методами показывает удовлетворительную сходимость результатов расчета и позволяет рассчитать удельную электропроводность расплавов смесей LiF+NaF любого заданного состава, включая эвтектический.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):380-391
380-391
Прививочная полимеризация метакриловой и акриловой кислот на облученную пленку полиэтилена и оценка прочностных характеристик привитых сополимеров
Аннотация
Мембраны на основе синтетических и модифицированных природных полимерных подложек широко используются в процессах сепарации и фильтрации, в качестве токопроводящих или изолирующих сред. Эффективным методом их получения является прививание мономеров на полимерный субстрат. Полиэтилен, как синтетический полимер, обладает высокими прочностными свойствами, термической и химической стойкостью, что делает его надежным каркасом для различных изделий. Целью данной работы было получение ионообменных привитых пленок на основе облучённого полиэтилена, привитого метакриловой и акриловой кислотами, и регулирование ихсвойств на стадии синтеза. Метакриловую и акриловую кислоты на облучённую полиэтиленовую пленку толщиной 30 ± 5 мкм прививали в концентрированных растворах с содержанием мономера до 45 мас.% с использованием соли двухвалентного железа при температурах 90–97°С. Варьировали концентрации мономеров, инициатора, добавок модификаторов и температуру проведения реакции. Кинетику прививочной полимеризации, степени прививания мономеров и впитывания электролита изучали гравиметрическим методом. Установлено влияние природы прививаемого мономера, концентраций компонентов и добавок модификаторов на степени прививания мономеров, и впитывания электролита и механические свойств привитых пленок. Проведён ИК-спектральный анализ полученных композитов, определён химический элементный состав, исследованы рельеф и морфология поверхности, оценены механические свойства методом одноосного растяжения. Исследование полученных ионообменных композитов с целью дальнейшего применения в технологии очистки сточных и промышленных вод от поливалентных металлов и в качестве ионопроводящихсред будет проведено в дальнейшем.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):392-401
392-401
Влияние фактора времени на адгезионные и электроповерхностные свойства проводника и диэлектрика после плазмохимической активации поверхности
Аннотация
Представлены результаты измерения показателя адгезии поверхности диэлектрика (нефольгированный стеклотекстолит) и проводника (фольгированный стеклотекстолит), полученные методом отрыва липкой ленты, а также потенциала поверхности в зависимости от времени хранения образцов в естественныхусловиях после активации их поверхности методом плазмохимического травления. Полученные зависимости являются сложными спадающими функциями времени. Скачок показателя адгезии активированной поверхности, по сравнению с неактивированной, непосредственно после её активации мы связали с приобретением поверхностью развитой морфологии, а скачок потенциала – с приобретением поверхностного заряда. На полученных зависимостях нами выделены начальный и конечный участки, которые мы аппроксимировали эмпирическими линейными уравнениями. По пересечению аппроксимирующих прямых определены условные времена перехода от начального быстро спадающего участка к конечному медленно спадающему участку. Оказалось, что эти времена совпадают для временных зависимостей показателя адгезии и потенциала для обоих исследуемых образцов. Показана корреляция между параметрами уравнений для показателя адгезии и потенциала поверхности. Дана попытка объяснения наблюдаемых зависимостей приобретением поверхностью электрического заряда и адсорбцией вещества из окружающей среды.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):402-414
402-414
Биология
Результаты мониторинга реинтродукционных популяций Calophaca wolgarica на территории Саратовской области
Аннотация
На протяжении 11 лет сотрудники УНЦ «Ботанический сад» СГУ им. Н. Г. Чернышевского осуществляют реинтродукцию редкого охраняемого растения майкарагана волжского Calophaca wolgarica (L. fi l.) DC. в потенциально подходящие места Саратовской области. На территории региона данный вид считается исчезнувшим. Восстановление вида в Саратовской области позволит расширить его ареал, увеличить биоразнообразие местной флоры и обогатить биогеоценозы. Семенной материал для реинтродукции C. wolgarica был собран из естественных ценопопуляций в Волгоградской области. В 2013–2015 гг. семена высевались в Воскресенском (окр. д. Ершовка) и Красноармейском (сс. Каменка, Мордово, Рогаткино, Белогорское) районах Саратовского Правобережья, в Перелюбском (с. Куцеба), Пугачёвском (окр. с. Максютово), Фёдоровском (с. Долина) районах Левобережья. В 2020 г. посев проведён в Пугачёвском (сс. Максютово, Солянка) и Ершовском (с. Новоряженка) районах. В Красноармейском районе (сс. Рогаткино, Каменка) высаживались сеянцы, однако они погибли в год высадки. Семена всходили в Пугачёвском, Фёдоровском, Ершовском и Красноармейском районах. Для анализа результатов реинтродукции C. wolgarica на территории Саратовской области в созданных популяциях оценивали динамику численности особей, их онтогенетическую и виталитетную структуру. Анализ виталитетной структуры проводили по особям, онтогенетическое состояние которых было превалирующим по численности за конкретный год наблюдений. Согласно результатам проведенных исследований в период с 2016 по 2024 г. из шести районов, выбранных в качестве площадок для реинтродукции C. wolgarica, три – Пугачёвский, Фёдоровский и Ершовский – пригодныдля произрастания данного вида, здесь реинтродукция является перспективной. В двух реинтродукционных популяциях из Пугачёвского и Фёдоровского районов часть растений достигла генеративного периода. Потенциально эти популяции способны к самоподдержанию. Самые благоприятные местообитания для C. wolgarica располагаются на территории Пугачёвского района.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):415-429
415-429
Филогеографическая характеристика скорпионов рода Mesobuthus Vachon, 1950
Аннотация
Изучение зоогеографических характеристик в комплексе с использованием современных методов оценки филогенетических связей позволило детально рассмотреть филогеографическую структуру у скорпионов рода Mesobuthus. Для оценки филогенетических связей были использованы расшифрованные последовательности фрагмента гена COI, полученные коллективом авторов в совместных работах и депонированные в базе Genbank (NCBI). Ранее опубликованные результаты зоогеографических исследований, из-за недостатка данных по распространению видов этого рода, не в полной мере отображали зоогеографическую структуру рода Mesobuthus. В связи с этим были пересмотрены ранее типизированные ареалы некоторых видов рода Mesobuthus. Для этого были изучены экземпляры из коллекции Зоологического института РАН. Для установления зоогеографического положения рода Mesobuthus выбрано биогеографическое районирование Палеарктики, предложенное А. Ф. Емельяновым и В. А. Кривохатским. По результатам исследования, у рода Mesobuthus, с помощью филогенетического анализа, выделено пять видовых групп (phillipsii, kirmanensis, eupeus, afghanus, thersites). В ходе зоогеографического анализа выделено два кластера, состоящих из восьми элементарных фаун. Помимо этого, были выделены переходные зоны между северотурано-центральноазиатской и ирано-мекранской элементарными фаунами, а также междухорасано-гирканской и южнотурано-афганской элементарными фаунами. На основании полученных датировок было установлено, что у скорпионов рода Mesobuthus гипотетический центр происхождения совпадает с современным хорологическим центром – ирано-мекранской элементарной фауной. Филогенетические связи между пятью группами видов доказывают, что род Mesobuthus распространялся от ирано-мекранской элементарной фауны на север, формируя остальные элементарные фауны. Установлено, что основные процессы фаунагенеза рода Mesobuthus приходятся на период от среднего миоцена до позднего плиоцена.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):430-438
430-438
Фотостимуляция как метод терапии контузии спинного мозга во время сна и бодрствования
Аннотация
Травматические повреждения спинного мозга – одна из наиболее сложных и актуальных проблем современной медицины, характеризуется значительным количеством тяжелых последствий и осложнений, развитием травматической болезни спинного мозга со сложным комплексом нарушений структуры и функций, приводящих к стойким эндокринным сдвигам и изменениям во внутренних органах, ограничению двигательной активности и самообслуживания, потере контроля тазовых функций, чрезвычайно высокому уровню социальной и психологической дезадаптации пациентов, а также высокой степенью летальности. Учитывая тот факт, что лимфодренажные процессы в головном мозге активируются во время сна, исследование было направлено на сравнение эффектов фототерапии поврежденного спинного мозга у мышей, получающих лечение во время сна и бодрствования. Фотобиомодуляционная терапия применялась как противовоспалительное и неинвазивное лечение с минимальными побочными эффектами. В ходе проведенных исследований было установлено наличие лимфатических структур в тканях спинного мозга у животных. В ряде фототерапевтических эффектов во время сна отмечалось улучшение морфологических показателей тканей спинного мозга и активация в них лимфодренажных процессов.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):439-447
439-447
Исследование влияния различных физиологически активных веществ на изменение липидного состава и фосфолипазной активности поврежденных соматических нервов
Аннотация
Исследован липидный состав и фосфолипазная активность в поврежденных соматических нервах на фоне действия гиалуроната калия и инсулиноподобного фактора роста-1. Показано, что перерезка нерва сопровождается увеличением активности фосфолипазы А2, в результате чего происходит накопление лизофосфолипидов и свободных жирных кислот, а также повышается уровень фосфатидилинозитола и снижается содержание диацилглицерина, что, вероятнее всего, объясняется инактивацией фосфоинозитид-специфичной фосфолипазы С на фоне травмы нервного проводника. Введение гиалуроната калия и инсулиноподобного фактора роста-1 усиливает восстановительные процессы в травмированном нервном проводнике, однако механизмы их действия остаются различными. Согласно литературным данным и результатам собственных исследований, можно сделать предположение, что действие гиалуроната калия и инсулиноподобного фактора роста-1 реализуется в результате запуска сигнальных путей, связанных с регуляцией активности ферментов из семейства фосфолипаз. При этом полученные нами данные по снижению активности фосфолипазы А2 и отсутствию достоверных изменений уровня фосфатидилинозитола и диацилглицерина указывают на то, что гиалуронат калия, вероятнее всего, оказывает свое действие посредством ФЛ А2-опосредованного пути. Кроме этого, было показано, что на фоне действия инсулиноподобного фактора роста-1 наблюдается интенсификация фосфоинозитидного обмена, что объясняется активацией фосфоинозитид-специфичной фосфолипазы С. Согласно данным литературы, запуск фосфолипаза С-опосредованного механизма сопровождается образованием компонентов фосфатидилинозитол-3-киназного сигнального пути, участвующего в стимуляции экспрессии различных факторов транскрипции, необходимых для аксональной регенерации и восстановления функционирования травмированных нервных проводников.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):448-460
448-460
Эктацитометрия: определение характеристик эритроцитов жителей ХМАО-Югры на фоне употребления природного цеолита
Аннотация
Исследовано влияние диеты, содержащей природный цеолит (клиноптилолит), на деформируемость красных клеток крови добровольцев обоих полов широкого возрастного диапазона, проживающих в ХМАО-Югре (г. Ханты-Мансийск). Способность эритроцитов к упругой деформации исследовалась с помощью метода лазерной дифрактометрии, заключающегося в получении дифракционной картины от тонкого слоя суспензии эритроцитов, находящейся в сдвиговом потоке, и последующей цифровой обработки распределения интенсивности дифрагированного поля. Природные цеолиты, согласно литературным данным, обладают антиоксидантными, мембранопротекторными и гематостимулирующими свойствами. Показано, что употребление добровольцами цеолитового порошка в течение 30 дней вызывает повышение индекса деформируемости эритроцитов по сравнению с измерениями, проведенными до начала исследования. Такие изменения стали результатом достоверного усиления эритропоэза и снижения процессов липопероксидации. Полученные результаты свидетельствуют о многогранной роли цеолитов в обеспечении нормального функционирования организма человека, проживающего на территориях с дискомфортными климато-географическими условиями.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):461-472
461-472
Экология
О статусе популяций растений юга Среднего Поволжья (Россия) из Приложений «Конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения»
Аннотация
Приведена информация о текущем статусе популяций 29 видов растений из семейства Orchidaceae юга Среднего Поволжья (в пределах Пензенской, Самарской и Ульяновской областей) из Приложения II «Конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения» (CITES): Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch, Cephalanthera rubra (L.) Rich., Corallorhiza trifi da Chatel., Cypripedium calceolus L., Cypripedium guttatum Sw., Cypripedium macranthos Sw., Cypripedium ventricosum Sw., Dactylorhiza fuchsii (Druce) Soo, Dactylorhiza incarnata (L.) Soo, Dactylorhiza maculata (L.) Soo, Dactylorhiza russowii (Klinge) Holub, Dactylorhiza viridis (L.) R. M. Bateman, Pridgeon et M. W. Chase, Epipactis atrorubens (Hoff m.) Besser, Epipactis helleborine (L.) Crantz, Epipactis palustris (L.) Crantz, Epipogium aphyllum Sw., Goodyera repens (L.) R. Br., Gymnadenia conopsea (L.) R. Br., Hammarbya paludosa (L.) Kuntze, Herminium monorchis (L.) R. Br., Liparis loeselii (L.) Rich., Malaxis monophyllos (L.) Sw., Neotinea ustulata (L.) R. M. Bateman, Pridgeon et M. W. Chase, Neottia nidus-avis (L.) Rich., Neottia ovata (L.) Bluff et Fingerh., Orchis militaris L., Platanthera bifolia (L.) Rich., Platanthera chlorantha (Custer) Rchb., Ponerorchis cucullata (L.) X. H. Jin, Schuit. et W. T. Jin.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(4):473-480
473-480