Исследование спектров комбинационного рассеяния растворов бета-каротина и ликопина Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

SSjmSS 18-20 октября 2022 г

Исследование спектров комбинационного рассеяния растворов бета-каротина и ликопина

Новиков В.С.1, Лаптинская П.К.1, Большаков М.А.2, Годяева М.М.3'4

1- Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва 2- Институт фундаментальных проблем биологии РАН, Пущино,

Московская область 3- Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва 4- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва. Е-mail: vs. novikov@kapella. gpi. ru

DOI: 10.24412/cl-35673-2022-1-139-141 Каротиноиды — физиологически активные соединения, часть из которых проявляют антиоксидантные и провитаминные свойства в организме человека. Кроме того, каротиноиды играют важную роль в процессе фотосинтеза растений. Физико-химические и биологические свойства каротиноидов (например, биодоступность) зависят не только от структуры самой молекулы, но и от её конфигурации (пространственной изомерии).

Известно около 700 каротиноидов, однако наибольший интерес для исследований представляют бета-каротин и ликопин, которые наиболее важны для жизнедеятельности человека и повсеместно используются в медицинской практике как нутрицевтики. Каротиноиды, которые поступают в организм человека и животных только с пищей, накапливаются в различных типах тканей, а их локализация, количество и качественный состав в определенном типе ткани могут служить прямым или косвенным признаком протекания патологического процесса.

В различных областях деятельности человека все чаще и чаще становится востребованным достоверное качественное и количественное определение содержания, химического и изомерного состава каротиноидов в биотканях, продуктах питания и биодобавках, лекарственных и других биологически активных средствах, причем зачастую при этом требуются диагностические

^ХдыГучГньк физика в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии

методы, обеспечивающие экспрессный и неинвазивный анализ. Например, при использовании спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) возможно проведение in vivo диагностики каротиноидов в таких объектах, как кожный покров человека и животных, вегетативные органы (лист, стебель) растений. Все перечисленные объекты имеют сложное строение и химический состав: в таких объектах молекулы каротиноидов находятся в окружении других веществ, которые могут влиять на различные свойства молекул каротиноидов и, как следствие, на их колебательные спектры.

Наиболее информативными линиями КР каротиноидов являются полосы валентных колебаний С—С и С=С связей (рис. 1 и 2), спектральные характеристики которых зависят от длины сопряжения, структуры боковых и концевых групп [1]. Однако характеристики этих полос заметно отличаются в спектрах чистых каротиноидов и каротиноидов в биотканях и растворах. Поэтому для достоверной диагностики каротиноидов методом спектроскопии КР актуальным является определение влияния окружения на спектр КР каротиноидов.

Целью данной работы было исследование изменений в спектрах КР бета-каротина и ликопина в растворах: хлороформа, этилацетата и тетрагидрофурана - а также бета-каротина в светособирающем комплексе 2 (MES, NaCl, хлорофилл и бета-каротин).

с-с ос

Частота, см"1

Рис. 1. Спектры КР светособирающего комплекса 2, растворов с концентрацией бета-каротина 1100 мкг/мл и чистого бета-каротина.

Спектры КР регистрировались при длине волны

МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ

18-20 октября 2022 г

возбуждающего излучения 532 нм. В качестве примеров, на рис. 1 и 2 представлены спектры КР бета-каротина и ликопина соответственно, а также растворов бета-каротина с концентрацией 1100 мкг/мл в различных растворителях (рис. 1) и растворов с различными концентрациями ликопина (2, 20, 200 мкг/мл) в тетрагидрофуране (рис. 2).

Рис. 2. Спектры КР чистого ликопина, растворов ликопина с различной концентрацией в тетрагидрофуране и тетрагидрофурана.

В спектрах КР растворов бета-каротина линия, отвечающая валентным колебаниям С=С связей, смещается на 5-8 см 1 относительно положения в спектрах чистого каротиноида (рис. 1). В случае ликопина смещения положений линий не происходит в пределах используемого спектрального разрешения. Обнаружено, что отношения пиковых интенсивностей полосы валентных колебаний С=С связей в каротиноидах и линий КР растворителей могут быть использованы для оценки концентрации каротиноида в растворе.

1. Novikov У^., К^тт У.У., Darvin М.Е. et а1. Spectrochim. АСа Рай А Мо1. Вюто1. Spectrosc. 2022, 270, 120755.

с-с с=с

500 1000 1 500 2000 2500 3000 3500

Частота, см