Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p89.htm
ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН,420088, Россия, Казань, Акад. Арбузова, 8, E-mail:ryzhkina@iopc.ru
Выяснение причин влияния гипогеомагнитных условий на живые организмы является важным аспектом общей проблемы механизма действия слабых факторов. Экспериментальные результаты убедительно свидетельствуют об изменениях в функционировании живых организмов в гипогеомагнитной среде. Однако до последнего времени физико-химическая причина этих явлений оставалась неизвестной. Недавно был открыт «эффект ультранизких концентраций и электромагнитных полей», заключающийся в образовании в высокоразбавленных водных растворах (10-20–10-6 М) только при наличии внешних слабых электромагнитных полей упорядоченных отрицательно заряженных наноразмерных (от 100 до 400 нм) ассоциатов («наноассоциатов»), состоящих преимущественно из молекул воды [1-2]. Было показано, что в растворах некоторых веществ наноассоциаты не образуются. В этой связи актуально проведение сравнительного исследования в нормальных и гипогеомагнитных условиях самоорганизации и физико-химических свойств биологически активных соединений, способных проявлять биоэффекты в широкой области концентраций. В качестве объектов исследования выбраны водные растворы природного (α-токоферол, 1) и синтетических (фенозан калия, 2; ихфан С-10, 3) антиоксидантов, биологическая активность которых в низких концентрациях показана ранее [3]. Изучение самоорганизации растворов 1-3 широкой области концентраций (10-20–10-3 М) методом динамического светорассеяния (ДСР) показало, что распределение частиц по размерам (D) в растворах 1-3 во всей изученной области концентраций носит мономодальный характер, в растворах образуются стабильные во времени частицы размером от 100 до 400 нм, образующиеся в интервале 1-18 часов. Сопоставление концентрационных зависимостей параметров частиц (D, ζ-потенциал) и свойств растворов свидетельствует о том, что природа частиц в области низких и «обычных» концентраций растворов различна. Изучение взаимосвязи между параметрами частиц и свойствами растворов методом корреляционного анализа подтвердило это предположение [1-3]. Новое доказательство разной природы частиц в различных концентрационных интервалах растворов получено в ходе выполнения экспериментов с использованием пермаллоевого контейнера, позволяющего создать гипогеомагнитные условия. При исследовании растворов 1-3, выдержанных в течение 18 часов в пермаллоевом контейнере, установлено, что самоорганизация и, как следствие, физико-химические свойства растворов в гипогеомагнитных условиях во многом определяются концентрацией растворенного вещества. Всю область концентраций (10-20–10-3 М) 1-3 можно условно разделить на два интервала с пороговой концентрацией (Сп, 10-9–10-7 М), зависящей от строения вещества. Ниже Сп частицы в гипогеомагнитных условиях не образуются, что приводит к заметному ослаблению или потере уникальных свойств водных растворов низких концентраций. В нормальных условиях это интервал существования истинных наноассоциатов, состоящих преимущественно из структур воды, для образования которых требуется приток энергии извне, например, в виде геомагнитного поля Земли. В этом интервале концентраций (10-20–Сп М) обнаруживается практически значимая взаимосвязь (r›0.7) между параметрами наноассоциатов, свойствами и биоэффектами растворов [1-3]. Интервал концентраций выше Сп также можно условно разделить на две перекрывающихся в зависимости от строения вещества части - «обычных» концентраций (10-4-10-3 моль/л), в которых для 2 и 3 гипогемагнитные условия практически не влияют ни на параметры частиц, ни на физико-химические свойства растворов, и более низких (10-9-10-5 моль/л), в которых гипогеомагнитная среда начинает оказывать существенное влияние на самоорганизацию и свойства растворов. В нормальных условиях 10-9-10-5 моль/л, вероятно, «переходные» концентрации, при которых формируются сходные по некоторым свойствам с наноассоциатами образования, содержащие молекулы вещества, окруженные структурами воды с особыми свойствами. Характерной особенностью этой области концентраций является резкий рост размеров частиц с уменьшением концентрации растворенного вещества [1-4]. Таким образом, изучение свойств растворов в гипогеомагнитной среде является новым инструментом исследования природы образующихся в растворах наночастиц.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 10-03-00147), программ 6 ОХМН РАН и Президиума РАН №5.
Study of Self-organization and PhysicoChemical properties of antioxidant aqueous solutions at normal and Hypogeomagnetic conditions
Konovalov A.I., Ryzhkina I.S., Kiseleva Yu.V., Murtazina L.I.
A.E. Arbuzov IOPC of RSC of RAS, E-mail:ryzhkina@iopc.ru
Литература