Каротиноиды - широко распространенные соединения в пищевых продуктах. Их обнаружено около 1100, в значимых количествах в пище около 50, в плазме крови обнаружено 30 каротиноидов. Основные методы определения каротиноидов - это методы ВЭЖХ с разными детектирующими системами. Для идентификации каротиноидов используют методы ВЭЖХ с МС и МС-МС детекторами. С использованием методов ВЭЖХ созданы базы данных содержания каротиноидов в пищевых продуктах во многих странах Америки, Азии и Европы. За счет многих сопряженных связей (до 11) каротиноиды обладают антиоксидантной активностью. Наибольшей антиоксидантной активностью обладает астаксантин, находящейся в красной рыбе, красной икре и креветках. За счет антиоксидантной активности каротиноиды обладают значительными оздоровительными эффектами. Регулярное потребление каротиноидов значительно снижает риск самых опасных болезней: сердечно-сосудистых, онкологических, диабета и др. Наибольшая смертность населения от этих болезней. Каротиноиды подавляют окислительный стресс-предшественник многих болезней, в т. ч. и самых опасных. Каротиноиды повышают иммунитет, убирают воспалительные процессы. Они эффективны при болезнях глаз и печени. Каротиноиды производят в мире в больших количествах, глобальный рынок более 1.5 млрд. долларов. Производятся в больших объемах: бета-каротин, ликопин, лутеин и астаксантин. По влиянию каротиноидов на здоровье человека опубликовано более 6000 научных работ.
Сорбционные и хроматографические процессы
2022. — Выпуск 6
Содержание:
В работе с помощью численных экспериментов, включающих большое количество взаимосвязанных последовательных циклических процессов сорбции-регенерации на сильнокислотном катионите, смоделирована технологическая схема самоподдерживающегося процесса умягчения-опреснения многокомпонентного раствора, моделирующего состав реальной подземной солоноватой воды. Такие воды, содержащие в качестве макрокомпонентов катионы натрия, калия, кальция и магния, а также хлоридные, сульфатные и бикарбонатные анионы, распространены в природе, например, в подземных источниках Крымского полуострова. Несмотря на слабую солёность, они, тем не менее, не пригодны не только в качестве питьевой, но даже и в качестве технической для полива. В работе рассмотрен дешёвый безреагентный способ очистки подобной воды, в котором в качестве раствора для регенерации сорбционной колонны в каждом цикле используется рассол, оставшийся после опреснения. Наличие сульфатов создаёт дополнительные сложности в проведении процессов ионообменного умягчения и опреснения, так как, во-первых, в исходном растворе образуются молекулярные комплексы сернокислого магния и кальция, а во-вторых, в камерах концентрирования опреснителя может происходить отложение малорастворимых солей сульфата кальция. В связи с этим возникает необходимость удаления сульфатов, что проводится с помощью нанофильтрационных мембран, задерживающих двухзарядные ионы. Концентрат после нанофильтрации может быть использован для производства удобрений, а пермеат подаётся на опреснитель. Кроме того, в работе исследованы режимы опреснения и уточнена зависимость критерия существования самоподдерживающего процесса умягчения-опреснения от концентрации регенерационного раствора, получаемого после опреснителя.
Ключевые слова
Амоксициллин (AMOX) является широко применяемым антибиотиком, как в медицине, так и ветеринарии, поэтому задача его надежного определения в биологических матрицах, таких как, например, плазма крови остается актуальной. АМОХ является нестабильным аналитом, на его деградацию в растворах и матрицах оказывают влияние множество параметров: температура, природа растворителя, рH среды, добавление солей или кислот в экстракты. Эти факторы усложняют пробоподготовку и количественное определение амоксициллина в сложных матрицах, так как при фармакокинетическом исследовании большого числа проб или длительном анализе стабильность аналита играет немаловажную роль. Разработанная методика позволяет надежно определять амоксициллин в плазме крови методом ВЭЖХ-МС/МС, за счет повышения его стабильности в экстрактах плазмы крови и увеличении времени удерживания на обращенно-фазных сорбентах путем дериватизации вторичным циклическим амином - пирролидином. При разработке методики рассматривали влияние многих факторов на полноту дериватизации и извлечения. Для этого варьировали рН экстрагирующего фосфатного буфера, добавляемый объем пирролидина, время дериватизации и рН экстракта перед его очисткой с помощью твердофазной экстракции. Условия методики были оптимизированы так, чтобы достичь хорошего извлечения - не ниже 80%. При ВЭЖХ-МС/МС анализе детектируемым веществом является дериват, который имеет молярную массу 436 г/моль. Конечный аналит детектируется в отрицательном режиме ионизации с m/z 435.3, при фрагментировании дает ионы-продукты с m/z 263.1; 357.2 и 340.1. Дериватизация позволила улучшить удерживание определяемого аналита на обращенно-фазовом сорбенте. Хроматографическое разделение при этом занимает 9 минут и проходит в градиентном режиме элюирования. При этом известно, что сам амоксициллин в экстрактах плазмы крови в автосамплере в течение суток деградирует более чем на 20%, его дериват в этих условиях остается стабильным.
Ключевые слова
Представлены результаты изучения процессов сорбции ионов молибдена (VI) и рения (VII) из модельных растворов на диоксиде кремния, полученного из отвальных шламов медно-никелевого производства и модифицированного диметилгидразидами трет-карбоновых кислот Versatic фракции С1о-19. Исследовано влияние модификатора и условий модифицирования на сорбционные равновесия при различной кислотности среды. Показано, что обработка поверхности кремнезема диметилгид-разидами приводит к увеличению его сорбционной емкости по ионам молибдена (VI) и смещению интервала рН максимального извлечения ионов рения (VII). Рассмотрена возможность сорбционного разделения ионов Mo(VI) и Re(VII) при их совместном присутствии из растворов различной кислотности. Определены кинетические и термодинамические параметры сорбции при 296, 313 и 333 К. Для установления лимитирующей стадии процесса, полученные зависимости адсорбционной емкости от времени обрабатывали с помощью уравнений внутренней и внешнедиффузной кинетики, мультилинейной диффузионной модели Морриса и Вебера. Рассчитаны константы скорости сорбции ионов Mo(VI) и Re(VII) для уравнений псевдопервого и псевдовторого порядка. Полученные изотермы адсорбции молибдат- и перренат-ионов обработаны в координатах уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, определены основные параметры каждой модели. С помощью констант сорбционного равновесия Ленгмюра для различных температур рассчитаны термодинамические параметры сорбции. Отрицательные значения интегральной энтропии и энергий Гиббса свидетельствуют об экзотермическом и самопроизвольном протекании процесса извлечения и Mo(VI), и Re(VII). Для установления характера взаимодействия сорбента с адсорбатами рассчитаны дифференциальные энтальпии сорбции ионов. Их значения (менее 10 кДж/моль) указывают, что сорбция как молибдат-, так и перренат-ионов на изученном сорбенте обусловлена преимущественно физическими силами. При этом сорбция ионов молибдена (VI) имеет более высокие значения кинетических и равновесных характеристик, чем сорбция ионов рения (VII). С ростом температуры равновесие для обоих ионов смещается в сторону десорбции.
Ключевые слова
Работа посвящена исследованию белков амаранта (Amaranthus hypochondriacus L.) как перспективной культуры для получения полноценного растительного белка. Определены условия максимального выхода белка из муки семян амаранта при щелочной экстракции и осаждении при различных значениях рН. Установлены молекулярные массы, аминокислотный состав и функциональные группы изолятов белка. Содержание альбуминов, глобулинов, проламинов и глютелинов в белке составило 3.5; 3.7; 0.8 и 5.7 г на 100 г муки семян амаранта соответственно. Показано, что последовательная экстракция белка водой и 0.1 М раствором NaCl при рН экстракции 12.0 с дальнейшим его осаждением из экстракта при рН 4.0 позволяет достичь максимального выхода белка из обезжиренной муки амаранта и получить белковый изолят с массовой долей белка 90 %. Выход белка составил 53.77% и 20.52% при водной и солевой экстракции соответственно. В полученных изолятах установлено наличие белков с молекулярными массами менее 15.4 кДа, 18-20 кДа, 20-36 кДа и 36-38 кДа, 41-45 кДа и 54 кДа, характерных для альбуминов, глобулинов (7S- и IIS-глобулины) и глютелинов. Содержание проламинов в изоляте белка исключалось за счет их гидрофобности. Методом капиллярного электрофореза определено, что основными аминокислотами белка семян амаранта являются аргинин, лизин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, пролин, лейцин. В изолятах белка амаранта наблюдалось снижение количества метионина и цистеина на 95 и 86% соответственно на 100 г продукта и увеличение количества остальных аминокислот. С использованием ИК-Фурье-спектроскопии установлено, что в изолятах белка существенно выражены колебания метильных и метиленовых групп, что сопровождается уменьшением растворимости полученных образцов. Эти данные не снижают биологической ценности белка и служат основанием для дальнейшего исследования функционально-технологических свойств растительного белка с целью его практического применения.
Ключевые слова
Современный рациональный дизайн структур органических соединений требует высокой эффективности вследствие необходимости одновременного повышения молекулярной сложности и минимизации числа стадий синтетических процедур. Эти проблемы становятся еще более значимыми при конструировании различных полиазагетероциклических матриц, в том числе с пиразолопиридиновым скелетом, являющимся одним из распространенных фрагментов в структурах природных и синтетических биологически активных соединений. Получение новых полизамещённых гетероциклических соединений - сложный многостадийный процесс, включающий как последовательные, так и параллельные стадии, осложняющие контроль реакции и выделение продуктов. Кроме этого, основной проблемой при исследовании каскадных реакций с использованием различных полинуклеофильных реагентов является определение очередности процессов, приводящих к целевым продуктам. Поэтому, актуальными являются задачи, связанные с изучением механизмов образования гетероциклических систем и идентификацией промежуточных соединений, возможность индивидуализации которых весьма затруднительна. В настоящее время масс-спектрометрия является селективным, высокочувствительным и экспрессным методом для определения различных типов соединений в многокомпонентных пробах. Это позволяет применять высокоэффективную жидкостную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией (ВЭЖХ/МС) в исследовании маршрутов сложных реакций для идентификации продуктов и интермедиатов. В отличие от широко применяющегося метода ТСХ, ВЭЖХ/МС даёт возможность предварительно оценить компоненты реакционной массы по масс-спектрометрическим данным. Цель данного исследования - разработка эффективной методики контроля синтетического процесса между М-(4-фторфенил)итаконимидом 1 и 1,3-дифенил-1И-пиразол-5-амина 2, для идентификации конечных продуктов и возможных промежуточных соединений. Взаимодействие между реагентами проводилось при кипячении в изопропиловом спирте в присутствии каталитических количеств уксусной кислоты в течение нескольких часов. Пробы для хроматографирования отбирались из реакционной массы через определенные промежутки времени. При интерпретации результатов хроматографического анализа установлено, что в ходе реакции помимо ожидаемого М-(4-фторфенил)-2-(6-оксо-1,3-дифенил-4,5,6,7-тетрагидро-1Н-пиразоло[3,4-b]пиридин-5-ил)ацетамида 5 образуется 7-(4-фторфе-нил)-1,3-дифенил-4,4a,5,7-тетрагидропиразоло[3,4-b]пирроло[3,2-e]пиридин-6(1H)-она 6. Показано, что в реакционной массе присутствуют два минорных компонента, очевидно являющиеся интермедиатами.
Ключевые слова
Диагностика различных заболеваний и патологических состояний человека требует разработки экспрессных и чувствительных способов определения аминокислот. Одним из наиболее перспективных в этом отношении методов анализа является капиллярный электрофорез. Он позволяет осуществлять не только определение, но и разделение аминокислот, а также не требует использования токсичных и дорогостоящих реактивов. Работа посвящена разработке методики электрофоретического определения аминокислот и исследованию сорбции аргинина сорбентом на основе сшитого глутаровым альдегидом N-2-сульфоэтилхитозаном со степенью сульфоэтилирования 1.0 (СЭХ 1.0). Разработку методики электрофоретического разделения и определения аминокислот (аргинина, аланина, аминомасляной кислоты, аспарагина, аспарагиновой кислоты, валина, гистидина, глицина, глутаминовой кислоты, лизина, лейцина, изолейцина, серина, орнитина, оксипролина, метионина, треонина, триптофана, фенилаланина, цистеина) проводили с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105М». В результате проведенных исследований оптимизированы следующие условия разделения аминокислот: длина волны детектирования, температура, время гидродинамического ввода пробы, pH и природа фонового электролита, концентрация р-циклодекстрина. Разработанная методика позволяет осуществлять разделение и определение 13 аминокислот при их совместном присутствии в растворе и определение всех 20 исследуемых аминокислот при их индивидуальном присутствии в растворе. Рассчитаны значения пределов определения и пределов обнаружения исследуемых аминокислот методом капиллярного электрофореза в оптимизированных условиях. Влияние рН аммиачно-ацетатного буферного раствора на сорбцию аргинина СЭХ 1.0 исследовано методом ограниченного объема при исходной концентрации аминокислоты 5-10-5 моль/дм3 (масса сорбента 0.05 г, объем раствора 10.0 см3). Установлено, что извлечение аминокислоты сорбентом является максимальным при рН 6.0 и составляет 44 %. Введение в исследуемый раствор эквимолярного по отношению к аминокислоте количества ионов меди (II) не приводит к возрастанию степени извлечения аргинина. Степень извлечения аминокислоты СЭХ 1.0 в медной форме увеличивается с ростом рН и достигает максимального значения равного 85 % при рН 9.0. Равновесие сорбции аргинина сорбентом в медной форме при данном значении рН устанавливается в течение 2 часов контакта фаз.
Ключевые слова
Целью работы явилось исследование активности глутатионредуктазы (ГР, КФ 1.8.1.7.) при парацетамол-индуцированном поражении печени (I II1П). а также выделение и очистка фермента с использованием гель-фильтрации и ионообменной хроматографии для оценки некоторых каталитических и регуляторных свойств. ППП моделировали путем однократного перорального введения ацетамино-фена самцам белых лабораторных крыс (Rattus norvegicus) Wistar в дозе 1000 мг/кг массы тела, растворенного в 1 см3 вазелинового масла. Животные контрольной группы получали вазелиновое масло. Активность ГР определяли спектрофотометрически при длине волны 340 нм. Очистку фермента из печени крыс осуществляли с помощью фракционирования сульфатом аммония, гель-фильтрации через сефа-декс G-25, а также ионообменой хроматографии на ДЭАЭ-целлюлозе. Общее количество белка в пробах определяли при помощи набора BCA protein assay kit. В ходе работы была получена ГР из печени крыс с ППП со степенью очистки 33.3. С использованием метода двойных обратных координат Лай-нуивера-Берка показано, что введение крысам парацетамола сопровождалось увеличением сродства фермента к НАДФН. Добавление в реакционную среду изоцитрата и глюкозо-6-фосфата, являющихся субстратами ферментов-поставщиков НАДФН для восстановления окисленного глутатиона, способствовало более выраженной активации ГР из печени животных с ППП по сравнению с контрольной группой. Наблюдаемое возрастание активности ГР при добавлении изоцитрата и глюкозо-6-фосфата было, по-видимому, связано с дополнительным активирующим действием данных соединений на фермент, реализующимся в условиях окисления восстановленного глутатиона при ППП. В то же время, введение в среду спектрофотометрирования цитрата приводило к более существенному снижению активности ГР относительно контрольных показателей. Наблюдаемые изменения свойств фермента могли быть связаны с наличием у цитрата антиоксидантных свойств, снижающих интенсивность свободнорадикального окисления при ППП. Таким образом, путём фракционирования, гель-фильтрации и ионообменной хроматографии на ДЭАЭ-целлюлозе был получен очищенный препарат ГР из печени крыс с ППП, для которого продемонстрировано увеличение сродства к НАДФН и изменение регуляции активности под действием цитрата, изоцитрата и глюкозо-6-фосфата.
Ключевые слова
Горизонт плужной подошвы, формируемый при распашке черноземов, отличается значительным уплотнением почвенной массы, а также аккумуляцией тонких элементарных почвенных частиц (ЭПЧ). Это в свою очередь, ограничивает глубину проникновения корневых систем культурных растений, и как следствие, ведет к снижению их продуктивности. На наш взгляд, формирование горизонта плужной подошвы дает предпосылки для увеличения его сорбционной способности в отношении органического вещества и тяжелых металлов. Согласно этой гипотезе, горизонт плужной подошвы можно рассматривать как геохимический барьер для дальнейшей вертикальной миграции органического вещества и солей тяжелый металлов в почвах. Цель работы: установить механизмы формирования горизонта плужной подошвы в черноземах и исследовать его сорбционные свойства в отношении органического вещества и тяжелых металлов - свинца и кадмия. Задачи исследования являлось проведение полевых исследования морфогенетических особенностей черноземов, подверженных формированию плужной подошвы; отобрать почвенные образцы провести в них ряд лабораторных исследований по выявлению сорбционных свойств в отношении органического вещества и тяжелых металлов (Pb и Cd); доказать, что формируемый агрогенным путем горизонт плужной подошвы является геохимическим барьером для дальнейшей вертикальной миграции органического вещества и тяжелых металлов. Установлено, что горизонт плужной подошвы формируется при пахотно-иллювиальной аккумуляции тонкодисперсных ЭПЧ, которые проявляют существенные сорбционные свойства в отношении углерода органических соединений почвы, лабильных гумусовых веществ и подвижных форм тяжелых металлов (Pb и Cd). Горизонт выступает в качестве барьера дальнейшей активной миграции мобильной фракции органического вещества и подвижных солей ТМ. Формирование плужной подошвы следует рассматривать как признак деградации черноземов, так как комплекс неблагоприятных свойств (увеличение плотности почв и сужение порового пространства на 10% по сравнению с вышележащим пахотным горизонтом) способствуют снижению продуктивности растений. Аккумуляция тяжелых металлов, обусловленная плужной подошвой, может способствовать их более активной транслокации в растительные организмы, ухудшая качество растениеводческой продукции. В связи с этим комплекс агротехнических мероприятий должен быть направлен на борьбу с этим негативным явлением.
Ключевые слова
МикроРНК - класс малых некодирующих РНК, имеющих длину от 18 до 25 нуклеотидов и встречающихся в большинстве эукариотических организмов. Важное значение микроРНК могут играть эпигенетических механизмах регуляции генома, включая метилирование ДНК, модификацию РНК и гистонов. Современные методы обнаружения и количественного определения микроРНК в значительной степени основаны на клонировании, нозерн-блоттинге или удлинении праймера, но каждый из них требует наличия чистого препарата анализируемого типа РНК. Стандартный метод выделения РНК, основанный на фенол-хлороформной экстракции со специфическими соосадителями нуклеиновых кислот, позволяет получать препараты суммарной клеточной РНК с преобладанием высокомолекулярных типов рибонуклеиновых кислот. Это в значительной степени затрудняет проведение идентификации и количественной оценки микроРНК в препаратах образцов. Модификация метода фенол-хло-роформной экстракции РНК, основанном на ее преципитации ДНК со специфическим осадителем, таким как хлорид лития, показала, что применение полиэтиленгликоля 1500 с использованием в качестве осадителя 2.5 М LiCl в присутствии 96% этанола обеспечивает высокий выход и качественную экстракцию микроРНК, которую можно использовать для дальнейших аналитических исследований. Проведение ПЦР для оценки качества выделенной микроРНК со специфическими праймерами к miR165a показало наличие одного продукта амплификации размером около 80 п.н., что соответствует теоретическим значениям, рассчитанным на основе разработанного зонда для данной микроРНК. Положительный результат ПЦР свидетельствует о наличии в используемой матрице анализируемой микроРНК. Следовательно, применение модифицированной методики выделения РНК с использованием полиэти-ленгликоля 1500 (ПЭГ 1500) в качестве элемента разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных нуклеиновых кислот позволило получить препараты микроРНК, которые можно применять для дальнейших аналитических исследований.
Ключевые слова
Методы выделения нуклеиновых кислот, основанные на использовании сорбционных носителей, являются самыми распространенными. Общий принцип методов твердофазной экстракции основывается на использовании силики, чьи уникальные свойства обеспечивают селективное связывание ДНК и РНК. Цель работы заключалась в проведении анализа качества выделительных систем на основе сорбции с применением гуанидин тиоционата различной концентрации и 4 типов детергентов в составе лизирующего раствора при экстракции нуклеиновых кислот из кефира, как пищевого кисломолочного продукта, содержащего бактериальные и грибковые клетки. В качестве объекта исследования был использован коммерчески доступный кисломолочный продукт «Кефир» с содержанием бактерий не менее 107 КОЕ/г и дрожжей не менее 104 КОЕ/г. Для выделения ДНК использовали 99% силику (Sigma-Aldrich, США). В рамках эксперимента рассматривались 3 варианта концентраций гуанидин тиоционата - 3.5 М, 5 М и 6.5 М, а также 4 варианта детергентов - 1% Triton Х-100, 1% Tween 20, 1% Tween 80 и 1% CTAB. Таким образом, экстракция ДНК осуществлялась 12 различными вариантами. ДНК, полученную после экстракции, визуализировали с помощью электрофореза в 2% агарозном геле. Концентрацию ДНК измеряли с помощью флуориметра Qubit 4 (Thermo Fisher Scientific, США). Полимеразная цепная реакция проводилась с использованием Taq-полимеразы на приборе CFX96 Real-Time System (Bio-Rad, США). Статистическая обработка данных проводилась с использованием дисперсионного анализа ANOVA в программе STATISTICA. При проведении электрофореза в агарозном геле было установлено, что использование концентраций гуанидин тиоционата 5 М и 6.5 М способствовало получению более выраженных полос рРНК на электрофореграмме в случае применения Tween 80, а при использовании Tween 20 оптимальная концентрация гуанидин тиоционата для экстракции ДНК составила 5 М. Анализ влияния детергентов на качество выделения ДНК показал, что минимальная концентрация экстрагированной ДНК была получена в результате использования CTAB и составляла 1.03 нг/мкл. Применение в качестве детергента Triton Х-100 позволило получить концентрацию ДНК в 5.9 раз выше, чем с помощью детергента CTAB (р
Ключевые слова
Активные угли (АУ) являются традиционными адсорбентами, применяемыми в различных областях промышленности для очистки газовых и жидких сред. В настоящее время вызывает интерес использование АУ, полученных не только из лиственных пород дерева, но и других источников, например, скорлупы кокоса. Целью работы являлось установление сорбционных характеристик активированного угля ВСК-400 (ЭНПО «Неорганика») относительно некоторых представителей замещенных бензальдегидов. Исследования проводились в статических и динамических условиях. Сравнение изотерм сорбции пара-гидроксибензальдегида (ПГБА), ванилина и изованилина указывают на большее сродство ВСК-400 к альдегиду, не содержащему в своей структуре эфирную группу. Присутствие в структуре рассматриваемых сорбтивов метоксигруппы и ее расположение относительно карбонильной группы влияет на емкостные характеристики АУ. Сорбция альдегидов в ряду - ПГБА, изованилин, ванилин - уменьшается. В работе оценено влияние рН и температуры среды на поглощение гидроксибензальдегидов. Отмечено, что в кислых средах и в области высоких температур сорбция ванилина увеличивалась. В динамических условиях также наблюдалось увеличение рабочей емкости до проскока с ростом температуры раствора, пропускаемого через колонку с углем. Таким образом, в работе оценено влияние внешних условий на емкость активированного угля ВСК-400 относительно ряда гидроксибензальдегидов, а также установлена возможность практического применения рассматриваемого сорбента для извлечения ПГБА, ванилина и изованилина.
