CC BY
25[NCH3 (43.90)]. Найдено, %: С 58.53, 58.51; Н 4.40, 4.38; N 13.67, 13.68. C2qH18N406. Вычислено, %: С 58.54; H 4.39; N 13.66.
ЛИТЕРАТУРА
1. Al-Hiari Y.M., Al-Mazari I.S., Shakay A.K., Darwish R.M., Abu-Dahab R. // Molecules. 2007. N 12. P. 12401258.
2. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Минск: Беларусь. 1987. Т. 1. С. 115;
Mashkovskiy M.D. Drugs. Minsk: Belarus. 1987. V. 1. P. 115 (in Russian).
3. Якунина И.Е., Шахкельдян И.В., Атрощенко Ю.М., Борбулевич О.Я., Нестеров В.В., Копышев М.В., Троицкий Н.А., Ефремов Ю.М., Алифанова Е.Н., Субботин В.А. // ЖОрХ. 2004. Т. 40. Вып. 2. С. 266-274; Yakunina IE., Shakhkel'dyan I.V., Atroshchenko Yu.M., Borbulevich O.Ya., Nesterov V.V., Kopyshev M.B., Troitskiy N.A., Efremov Yu.A., Alifanova E.N., Subbotin V.A. // Rus. J. Org. Chem. (Engl. Transl.). 2004. V. 40. N 2. P. 239-246.
4. Атрощенко Ю.М., Шахкельдян И.В., Леонова О.В., Шумский А.Н., Троицкий Н.А., Якунина И.Е., Щукин АН., Ефремов Ю.А. // ЖОрХ. 2005. Т. 41. Вып. 8. С. 1235-1241;
Atroshchenko Yu.M., Shakhkel'dyan I.V., Leonova O.V., Shumskiy A.N., Troitskiy N.A., Yakunina I.E., Shchukin A.N., Efremov Yu.A. // Rus. J. Org. Chem. 2005. V. 41. N 8. P. 1212-1218.
5. Бойкова О.И., Шахкельдян И.В., Атрощенко Ю.М., Якунина И.Е., Никишина М.Б. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. Т. 50. Вып. 3. С. 110-112; Boiykova O.I., Shakhkel'dyan I.V., Atroshchenko Yu.M., Yakunina IE., Nikishina M.B. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2007. V. 50. N 3. P. 110-112 (in Russian).
6. Якунина И.Е., Шахкельдян И.В., Атрощенко Ю.М., Рыбакова А. С., Троицкий Н.А., Шувалова Е.В. // ЖОрХ. 2005. Т. 41. Вып. 8. С. 1259-1260;
Yakunina IE., Shakhkel'dyan I.V., Atroshchenko Yu.M., Rybakova A.S., Troitskiy N.A., Shuvalova E.V. // Rus. J. Org. Chem. 2005. V. 41. N 8. P. 1238-1239.
7. Зефиров Н.С., Рогозина С.В. // Успехи химии. 1973. № 42. С. 423;
Zefirov N.S. Rogozina S.V. // Uspekhi Khimii. 1973. V. 42, P. 423-441 (in Russian).
8. Бусев А.И. Синтез новых органических реагентов для неорганического анализа. М.: МГУ. 1972. С. 31;
Busev A.I. Synthesis of new organic reagents for inorganic analysis. M.: MGU. 1972. P. 31 (in Russian).
УДК 541.127:581.192
В.М. Мисин*, Н.Н. Сажина*, Е.И. Короткова**, Е.В. Дорожко**, О.А. Воронова**, Т.А. Короткова**
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ АНТИОКСИДАНТОВ И ИХ АКТИВНОСТИ В СОКАХ НЕКОТОРЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
(*Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, **Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
e-mail: [email protected]
Проведен сравнительный количественный анализ суммарного содержания анти-оксидантов и их активности по отношению к процессу электровосстановления кислорода в соках некоторых лекарственных растений двумя методами: амперометрическим и вольтамперометрическим. Показана высокая корреляция результатов (r=0,96).
Ключевые слова: антиоксидантная активность, амперометрия, вольтамперометрия, лекарственные растения
В настоящее время разработано множество различных методов определения содержания ан-тиоксидантов (АО) в пищевых продуктах, биологически активных добавках, лекарственных препаратах, биологических жидкостях и других системах, а также их активности в отношении ряда свободных радикалов [1-3]. Однако зачастую сравнивать данные результаты, полученные разными методами, не представляется возможным, поскольку методы основаны на различных принципах измерения, модельных системах, имеют
разную размерность показателя антиоксидантной активности (АОА). В таких случаях сравнивать численные значения нецелесообразно, но можно провести корреляцию между результатами, полученными разными методами.
В настоящей работе проведен сравнительный анализ содержания антиоксидантов и их активности по отношению к кислороду и его активным радикалам в соках некоторых лекарственных растений двумя электрохимическими методами: амперометрическим и вольтамперометрическим.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В качестве объектов использовались соки, выжатые из листьев или стеблей таких лекарственных растений, как Каллизия душистая или «Золотой ус» (Callisia й^гаш), Рео покрывальча-тое (Rhoeo spatacea), Дихоризандра душистая (Dichorisandra й^гаш), Каланхоэ Блоссфельда (Ка1апсЬое blossfeldiana), Каланхоэ перистое (Ка1апсЬое pinnatum) и Каланхоэ Дегремона (Kalanchoe daigremontiana) (образцы предоставлены Российским Университетом дружбы народов (РУДН). Для сохранения их свойств они находились в морозильной камере при температуре -12°С и при измерениях размораживались до комнатной температуры. В обоих методах перед введением в измерительную ячейку исходные соки разбавлялись дистиллированной водой в 100 раз.
Определение суммарного содержания антиок-сидантов в соках растений амперометрическим методом
В настоящей работе использовали оперативный амперометрический способ определения суммарного содержания антиоксидантов (АО) в исследуемых образцах, который реализован в приборе «Цвет Яуза-01-АА» разработки НПО «Химавтоматика» [4]. Сущность данного способа заключается в измерении электрического тока, возникающего при окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале. При выбранном потенциале происходит окисление групп -ОН природных антиоксидантов фенольного типа и флавоноидов. Электрохимическое окисление может быть использовано, по предположению авторов [5, 6], как модельное при измерении активности поглощения свободных радикалов в соответствии со следующими уравнениями: R-ОН ^ Я-О^ + e + И+ (окисление при максимальном потенциале) (1) R-ОН ^ Я-О^ + Н (улавливание свободным радикалом) (2)
Обе реакции включают разрыв одной и той же связи О-Н. В этом случае, способность к захвату свободных радикалов флавоноидами или другими полифенолами может измеряться величиной окисляемости этих соединений на рабочем электроде амперометрического детектора [5, 6]. Амперометрическая установка представляет собой электрохимическую ячейку со стеклоуглерод-ным анодом и катодом из нержавеющей стали, к которым приложена разность потенциалов 1,3 V [4]. Анализируемая проба с помощью шестиходо-вого крана-дозатора вводится в элюент (0.01М раствор ортофосфорной кислоты), прокачивае-
мый насосом через электрохимическую ячейку. При прохождении пробы через ячейку регистрируется ток электрохимического окисления АО, развертка которого во времени выводится на монитор компьютера. Полученный сигнал (площадь под кривой тока) сравнивается с сигналом индивидуального антиоксиданта - образца сравнения (кверцетина) с известной концентрацией, измеренным в тех же условиях. Погрешность измерения содержания АО (СКО - среднеквадратичное отклонение нескольких идентичных показаний прибора) составляет не более 5% [4]. Метод не требует использования модельной химической реакции. Время измерения составляет 10 - 15 мин при наличии градуировки.
Вольтамперометрический метод определения активности антиоксидантов по отношению к кислороду и его радикалам Данный метод заключается в том, что в качестве модельной реакции, лежащей в основе методики, предлагается использовать процесс электровосстановления кислорода (ЭВ О2), идущий по механизму, аналогичному восстановлению кислорода в клетках организма человека и животных, тканях растений и являющийся основным окислительным процессом во многих объектах искусственного и природного происхождения [7, 8]. Реакция электровосстановления кислорода на индикаторном ртутно-пленочном электроде (РПЭ) идет в несколько стадий с генерацией на поверхности электрода активных форм кислорода: О2 + е" <-> О2" (3)
О2^ + Н+ <-> ГО2 (4)
НО2 + Н+ + е" <-> Н2О2 (5)
В качестве критерия антиоксидантной активности исследуемых объектов использовался кинетический критерий К, который отражает количество кислорода и активных кислородных радикалов, прореагировавших с АО (или смесью АО) во времени, мкмоль/л-мин [9]:
где I, 10 - токи ЭВ О2, соответственно, в присутствии и в отсутствие АО в растворе, С0 - исходная концентрация кислорода в растворе (мкмоль/л), t -время экспозиции рабочего электрода при постоянном потенциале предельного тока кислорода, характеризующее протекание реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.
Вольтамперометрический метод исследования отличается хорошей чувствительностью и является достаточно простым и дешевым, а также позволяет определить суммарную активность ан-
тиоксидантов по отношению к активным кислородным радикалам. В качестве фонового электролита использовался фосфатный буферный раствор (рН 6.86) с известной исходной концентрацией молекулярного кислорода. Максимальное среднеквадратичное отклонение от среднего значения для всех исследованных образцов составило около 23% при п=5 (число параллельных определений).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты измерения суммарного содержания АО в образцах методом амперометрии и их активности методом вольтамперометрии в соках исследуемых растений, полученные вышеописанными методами, представлены в таблице.
Таблица
Содержание антиоксидантов в образцах соков исследуемых растений и их антиоксидантные активности,
(р=0.95 n=5)
Table. Concentration of antioxidants in saps of plants under study and its antioxidant activity, (р=0.95 n=5)
№ пробы Название растения Содержание антиоксидантов, мг/л Кинетический критерий K, мкмоль/л-мин
0 Сок из листьев CaШsia fragrans (Каллизия душистая или «Золотой ус») 63,60 ± 0.03 0,72 ± 0.06
1 Сок из боковых стеблей (диаметр 4-5мм) CaШsia fragrans («Золотой ус») 279,60 ± 0.02 1,81 ± 0.05
2 Сок из листьев Rhoeo spatacea (Рео покрывальчатое) 461,20 ± 0.02 2,45 ± 0.07
3 Сок из листьев CaШsia fragrans («Золотой ус») 73,20 ± 0.01 0,83 ± 0.05
4 Сок из стеблей (диаметр 1,2мм) CaШsia fragrans («Золотой ус») 119,30 ± 0.02 1,23 ± 0.08
5 Сок из деток К^эп^ое blossfeldiana (Каланхоэ Блоссфельда) 251,30 ± 0.01 1,78 ± 0.04
6 Сок из стебля (диаметр 6мм) Dichorisandra fragrans (Дихоризандра душистая) 38,41 ± 0.02 0,52 ± 0.06
7 Сок из листьев Dichorisandra йа^аш (Дихоризандра душистая) 179,10 ± 0.01 0,77 ± 0.05
8 Сок из листьев К^яп^ое ршшШт (Каланхоэ перистое) 201,50 ± 0.03 1,99 ± 0.06
9 Сок из листьев с деткам Kalanchoe daigremontiana (Каланхоэ Дегремона) 742,40 ± 0.02 4,12 ± 0.07
10 Сок из стебля (диаметр 5 мм) Kalanchoe daigremontiana (Каланхоэ Дегремона) 142,50 ± 0.02 1,47 ± 0.07
11 Сок из травы Callisia fragrans («Золотой ус») + спирт этиловый до конц.20% 70,20 ± 0.01 0,88 ± 0.08
Из табл. видно, что наибольшие значения содержания АО и активности имеют соки из листьев и деток Каланхоэ, особенно Каланхоэ Дайг-ремона (740 мг/л и 4,1 мкмоль/л-мин, соответственно) и сок из листьев Рео покрывальчатого (461 мг/л и 2,4 мкмоль/л-мин). Для «Золотого уса» содержание АО и антиоксидантная активность наибольшие в боковых толстых стеблях (280 мг/л и 1,8 мкмоль/л-мин). Наименьшие значения содержания АО и антиоксидантной активности показали соки из листьев «Золотого уса» и стеблей Ди-хоризандры душистой.
На рис. 1 и 2 приведены характерные вольтамперограммы тока ЭВ О2 в присутствии исследуемых образцов.
Для проб № 1, 2, 4, 5, 8, 9 и 10 максимум кривой тока ЭВ О2 в присутствии образца смещен в положительную область относительно максимума фонового тока ЭВ О2, подобно рис. 1.
I, мкА
V, В
Рис.1. Вольтамперограммы тока ЭВ О2 на РПЭ в фосфатном буфере(0.025М, pH 6.86) в отсутствие (1) и присутствии образца № 9 при t=5 мин (2) Fig. 1. Voltammograms of the ER O2 current in phosphate buffer (0.025M, pH 6.86) on the MFE. without (1) and with sample №9 at t=5 min (2)
Это смещение достигает 100 мВ, для проб № 2, 5, 8, 9 и 10. Для остальных образцов смещение максимума тока значительно меньше.
Подобное поведение образцов объясняется их преимущественной антирадикальной активностью по отношению к активным кислородным радикалам. Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными [10, 11], из которых известно, что антирадикальная активность сока «Золотого уса» обусловлена, главным образом, присутствием в нем кумаринов, флавоноидов, фенолокислот и аскорбиновой кислоты. Особенно это характерно для соков из боковых стеблей растения (пробы 2 и 4), где «работают» классические АО по механизму с последующими химическими реакциями взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.
Для всех проб соков Каланхоэ получено достаточно высокое содержание АО и их активность, особенно для листьев Каланхоэ Дегремона с детками (проба 9) с преимущественным антирадикальным механизмом их взаимодействия с активными кислородными радикалами. Это и не случайно, так как, согласно литературе [10], Каланхоэ содержит такие классические активные АО, как флавоноиды (8% от сухой массы): квер-цетин, свободный кемпферол, флавоноидный гли-козид, а также глицин, аскорбиновую кислоту и другие АО. Каланхоэ богат также полисахаридами (1,2% от сухой массы), органическими кислотами (яблочная, лимонная, молочная и щавелевая), присутствуют также стерины, производные холестерина и метиловые эфиры.
I, мкА
20
10
0
-1,0
-0,8
-0,4
-0,2
0
-0,6
V, В
Рис.2. Вольтамперограммы тока ЭВ О2 на РПЭ в фосфатном буфере(0.025М, pH 6.86) в отсутствии (1) и присутствии образца № 3 при t=5 мин (2) Fig.2. Voltammograms of the ER O2 current in phosphate buffer (0.025M, pH 6.86) on the MFE. without (1) and with sample № 3 at t=5 min (2)
Для образцов № 0, 3, 6 и 11 наблюдается сдвиг максимума тока ЭВ О2 в отрицательную область, согласно рис. 2. Полученные данные свидетельствуют о преобладающем механизме взаимодействия антиоксидантов с молекулярным кислородом, видимо, за счет преобладания аминокислот [11].
По полученным данным построена корреляционная зависимость между значением суммарного содержания АО в образцах соков исследуемых растений (метод амперометрии) и их антиок-сидантной активностью (метод вольтамперомет-рии), представленная на рис. 3. Как видно из рис. 3, результаты демонстрируют высокую корреляцию результатов (г=0,96) между сопоставляемыми методами. Рост суммарного содержания АО примерно в 1,5 раза превышает рост кинетического критерия, как показателя активности к кислороду и его радикалам, содержащимся в растениях АО.
0 100 200 300 400 500 В00 7Í0 £00 Рис. 3. Корреляционная зависимость между содержанием антиоксидантов в образцах (амперометрический метод) и их
активностью (вольтамперометрический метод), (г = 0,96) Fig.3. Correlation between concentration of antioxidants (ampe-rometric method) and antioxidant activity (voltammetry method), (r = 0,96)
ВЫВОДЫ
В настоящей работе проведены измерения суммарного содержания и активности АО по отношению к кислороду и его радикалам в соках некоторых популярных лекарственных растений двумя методами: амперометрическим и вольтам-перометрическим. Проведен сравнительный количественный анализ результатов измерений и показана их высокая корреляция (г=0,96). Предложены преимущественные механизмы взаимодействия антиоксидантов с кислородом и его активными радикалами.
Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 20092013 годы (ГК № 14.740.11.1369) и гранта РФФИ (10-08-00306-а)
ЛИТЕРАТУРА
1. Бурлакова Е.Б. Исследования синтетических и природных антиоксидантов in vitro и in vivo. М.: Наука. 1992. 110 с.;
Burlakova E.B. Investigations of synthetic and natural antioxidants in vitro and in vivo. М.: Nauka. 1992.110. p. (in Russian).
2. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука. 1972. 252. с.;
Vladimirov Yu.A., Archakov A.I. Lipid peroxidation in biological membranes. М.: Nauka. 1972. 252. p. (in Rus-sian).
3. Roginsky V., Lissi E.A. // Food Chem. 2005. V.92. P. 235254.
4. Яшин А.Я. // Рос. хим. журнал. 2008. Т. LII. Вып. № 2. C. 130-135;
Yashin A.Ya. // Ross. Khim. Zhurnal. 2008. V. LII. N 2. P. 130-135 (in Russian).
5. Peyrat - Maillard M.N., Bonnely S., Berset C. // Talanta. 2000. V. 51. N 4. P. 709-716.
6. Van Acker S.A.B.E., Van den Berg D.J., Tromp M.N. J.L., Griffioen D.H., Van Bennekom W.P., Van der Vijgh W.J.F., Bast A. // Free Radical Biol. Med. 1996. V. 20. N 3. P. 331-336.
7. Короткова Е.И., Карбаинов Ю.А., Аврамчик О.А. //
Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2002. Т. 45. Вып. 3. С. 110-112;
Korotkova E.I., Karbainov Yu.A., Avramchik O.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2002. V. 45. N 3. P. 110-112 (in Russian).
8. Korotkova E.I., Karbainov Y.A., Avramchik O.A. //
Anal. Bioanal. Chem. 2003. V.375. N 3. Р.465-468.
9. Липских О.И., Короткова Е.И., Бакибаев А.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2008. Т. 51. Вып. 5. С. 48-50;
Lipskikh O.I., Korotkova E.I., Bakibaev A.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 5. P. 48-50 (in Russian).
10. Оленников Д.Н., Зилфикаров И.Н., Торопова А.А., Ибрагимов Т.А. // Химия растительного сырья. 2008. Вып. № 4. С. 95-100;
Olennikov D.N., Zilfikarov I.N., Toropova A.A., Ibra-gimov T.A. // Khimiya rastitel'nogo syryaa. 2008. N 4. P. 95-100 (in Russian).
11. Черненко Т.В., Ульченко Н.Т., Глушенкова А.И., Реджепов А. // Химия природных соединений. 2007. № 3. С. 212-213;
Chernenko T.V., Ulchenko H.T., Glushenkov A.I., Redzhepov A. // Khimiya. Prirodnykh Soedineniy. 2007. N 3. P. 212-213 (in Russian).
Кафедра физической и аналитической химии
УДК 661.185.224:548.545:532.785
Ф.Ф. Чаусов
ВЛИЯНИЕ АДСОРБИРУЕМЫХ ПРИМЕСЕЙ НА РОСТ КРИСТАЛЛОВ МАЛОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ ИЗ СИЛЬНО ПЕРЕСЫЩЕННЫХ РАСТВОРОВ
(Удмуртский государственный университет) e-mail: [email protected]
Рост кристаллов малорастворимых солей из сильно пересыщенных растворов в присутствии адсорбируемых примесей описан моделью протекания по узлам на квадратной двумерной решетке. Это позволяет дать количественную оценку критической степени покрытия поверхности, при которой скорость кристаллизации скачкообразно снижается.
Ключевые слова: рост кристаллов, растворная кристаллизация, влияние примесей, перколяция, критическая степень покрытия
В работе [1] автором предложена модель влияния адсорбируемых примесей на рост кристаллов малорастворимых солей из растворов, справедливая для случая малого пересыщения раствора с. Предложенная модель позволяет описать влияние адсорбируемых примесей, в частности, органофосфоновых кислот, их солей и комплексов с металлами на кристаллизацию малорастворимых солей. Эта проблема является актуаль-
ной для анализа и оптимизации технологических процессов противонакипной обработки воды в химической промышленности и отраслях топливно-энергетического комплекса [2 - 5]. На основе предложенной модели автором разработан технологический процесс предотвращения солеотложе-ний в технологическом оборудовании [6, 7], который признан изобретением и защищен патентом [8].
