CC BY
34
УДК 541.15
*
И.Г. Антропова , Е.Н.Семенистая**, А.А. Ревина*, А.А. Фенин*
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва, Россия
ИЗУЧЕНИЕ РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСОВ ЭСКУЛЕТИНА МЕТОДАМИ
СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ И ВЭЖХ
The assumption has been made about high sensitivity of esculetin(Esc) complex with ions Cr(III), the mixed esculetin and 6-hydroxy-7-nitrozo-4-metylcoumarin complex with ions V(IV) to ionizing radiation. Formation of various forms of metal complexes of esculetin in water solutions in presence of oxygen has been shown by HPLC.
Было сделано предположение о высокой чувствительности комплекса эскулетина с ионами Cr(III), смешанного комплекса эскулетина и 6-гидрокси-7-нитрозо-4-метилкумарина с ионами V(IV) к ионизирующей радиации. Образование разнообразных форм металлокомплексов эскулетина в водных растворах в присутствии кислорода показано ВЭЖХ.
Антиоксидантные свойства эскулетина, как производное соединение кумарино-вого ряда, зависят от его концентрации, содержания и вида свободных радикалов в биологической системе, взаимодействия с другими компонентами и др . Сделано предположение о влиянии на антиоксидантную активность кумаринов ионов переходных металлов [1]. В живых клетках переходные биометаллы являются необходимыми кофакторами многих ферментов; в тоже время в растворах в их присутствии может усиливаться образование высокореакционных радикалов [2], вызывающих окислительный стресс.
Известно, что включение природных антиоксидантов в состав комплексных соединений с переходными биометаллами является эффективным инструментом воздействия на их редокс-потенциал [3], а отсюда и на редокс-потенциал живой клетки, в которой эти комплексы присутствуют.
Целью данного исследования было изучение физико-химических свойств комплексных соединений кумаринов с ионами Cr(III) и V(IV) методами ВЭЖХ и спектро-фотометрии и антиоксидантной активности при радиационно-химическом моделировании окислительно-восстановительных реакций [Ревина, 2002]. Ранее метод ВЭЖХ не применялся для изучения радиационно-химических превращений комплексных соединений кумаринов.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. Комплексное соединение иона Cr(III) c эскуле-тином (I), смешанный комплекс иона V(IV) с эскулетином и 6-гидрокси-7-нитрозо-4-метилкумарином (II) были синтезированы и любезно предоставлены для исследований д.х.н. Парфёновым Э.А. (ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН). Концентрация водных и спиртовых растворов комплексов составляла 0,25 мг/мл. Аэрированные растворы облучали в стеклянных бюксах на установке РХМ-у-20 РХТУ им. Д.И.Менделеева. Использовали источник ионизирующего излучения у-лучей Со-60 при мощности поглощённой дозы 0,26±0,01 Гр/с, определённой по ферросульфатному дозиметру [4]. Поглощенная доза образцами была равной 0,5 кГр.
Спектры оптического поглощения исходных и облученных растворов записывали на спектрофотометре СФ-2000 в кварцевых кюветах с длиной оптического пути 10 мм. Раствором сравнения служили используемые растворители (бидистиллированная вода и этиловый спирт).
Оборудование для ВЭЖХ включало: жидкостный хроматограф Agilent 1100 Series, диодно-матричный детектор Agilent 1100 Series, программное обеспечение
Chemstation A.08.03 (Agilent Technologies, США); колонку Zorbax-SB-CN (2,1x150 мм; 5 мкм). Элюирование исходных и облученных образцов проводили в изократическом режиме, элюент - 15 % ацетонитрил в воде. Расход элюента - 300 мкл/мин. Объем пробы составил 5 мкл. Детектирование комплексов проводили при длинах волн 210, 230, 254, 308, 400 нм, спектр разделенных компонентов сканировали в диапазоне 190 - 700 нм. Для приготовления элюентов и растворов анализируемых соединений использовали: ацетонитрил (0 сорт, НИК "Криохром", Россия); тридистиллированную воду, очищенную на фильтрах Millipore, (Milli-P QG, Waters); этанол (96%, extra pure, Merck, Германия).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.Ранее в работе [5] было спектрофотомет-рически зарегистрировано образование металлокомплексов кумаринов различного сте-хиометрического состава. Зарегистрировано резкое уменьшение содержания комплексов (на 30-40%) происходит уже при малых дозах облучения, при которых сами кума-рины стабильны.
В настоящее время методами спектрофотомерии и хроматографии были исследованы впервые синтезированные комплексы (I) и (II). Известно, что в биологических системах ванадий присутствует в форме соединений иона V(IV), а хром - иона Cr(III). Оба металла привлекают внимание исследователей, разрабатывающих антидиабетические средства [6, 7]. Поэтому было интересно сравнить поведение комплексов этих металлов в экстремальных условиях, моделируя их воздействием у-лучей.
длина волны,нм
Рис. 1. Спектры оптического поглощения исходных необлучённых растворов комплекса (II)(a): 1— спиртовой раствор комплекса, 2 -водный раствор, 3 -1 мМ спиртовой раствор Esc без добавления ионов металла; (б) хроматограммы свежеприготовленного раствора комплекса (II) в воде и этаноле. На вставке - спектры пиков комплекса в воде и спирте.
Состав комплексов зависит от природы растворителя. Это подтверждают существенные различия в исходных спектрах поглощения спиртовых и водных растворов (рис.1а). В водном растворе комплекса (II) появляется полоса в видимой области спектра, при X ~ 400 нм. Различия комплексообразования в водной и спиртовой среде подтверждаются хроматографически (рис.1б). На хроматограммах растворов комплексов присутствуют и пики свободных лигандов. Взаимодействие с хроматографическим сорбентом (силикагель с привитыми октадецильными группами) не может разрушать комплексы, так как активные центры сорбента (остаточные гидроксогруппы) блокированы ацетонитрилом.
Изучение поведения комплексов металлов с кумаринами при малых дозах облучения проводили в бидистиллированной воде и этиловом спирте.
Рис. 2. Спектры оптического поглощения растворов комплекса (11)(а): 1— необлученный спиртовой раствор комплекса, 2 — облучённый спиртовой раствор (Б = 0,5 кГр), 3 - необлученный водный раствор, 4 — облучённый водный раствор (Б = 0,5 кГр), 5 -1 мМ спиртовой раствор эскулетина без добавления ионов металла; (б) хроматограммы водного раствора комплекса (II) через 3 часа и через сутки после облучения. Длина волны 210 нм.
При облучении спиртового раствора комплекса (II) (рис.2а) спектр оптического поглощения меняется незначительно, водного раствора - полоса поглощения на 400 нм смещается в УФ-область (350 нм) и снижается ее интенсивность, что свидетельствует о значительных изменениях в составе комплекса. Водный раствор комплекса (II) более радиочувствителен, чем спиртовой, и, возможно, будет обладать большей радиопротекторной активностью.
Хроматографический анализ облученных растворов комплекса (II) проводился после облучения в течение суток (рис.2б). Было отмечено резкое уменьшение площади пика комплекса и рост площадей пиков лигандов, наблюдалось образование продуктов
с неизвестными спектрами. Появление пика эскулетина, прочно связанного в комплекс до облучения, свидетельствует о деструкции комплекса.
Комплекс (I) более устойчив к действию малых доз облучения, чем комплекс (II). При действии ионизирующего излучения происходит увеличение коэффициента экстинкции в спиртовом и в водном растворе, а также смещение полосы поглощения в видимую область по сравнению с исходным эскулетином. В водном растворе до облучения значение оптической плотности выше, чем в спиртовом растворе. Меньшую радиочувствительность комплекса (I), особенно спиртовых растворов, также подтвердили результаты ВЭЖХ. Важно отметить, что площадь пиков комплекса через 3 часа после облучения несколько уменьшается, но уже через сутки практически полностью восстанавливается. Был зафиксирован пик нового продукта с неизвестным спектром.
Таким образом, спектрофотометрически и хроматографически показано образование комплексов кумаринов с ионами переходных металлов.
Комплексы V (IV) более чувствительны к воздействию облучения, чем комплексы Cr (III). Чувствительность комплексов к воздействию ионизирующего излучения соответствует их радиопротекторным и, возможно, антиоксидантным свойствам. Однако для окончательных выводов необходимы дополнительные исследования, учитывающие природу лигандов, токсичность металлов и влияние других факторов.
Список литературы
1. Парфёнов, Э.А. Физиологически совместимые антиоксиданты. Молекулярно-меха-нисический аспект биологической активности и повышение защитной эффективности природных антиоксидантов в результате химической модификации. Автореферат диссертации ... доктора химических наук/ Э.А. Парфёнов.- М., 2000
2. Меньщикова, Е.Б. Окислительный стресс. Антиоксиданты и прооксиданты/ Е.Б.Меньщикова, В.З.Ланкин, Н.К.Зенков, И.А.Бондарь. -М.: Слово, 2006.
3. Фридман, Я Д. / Я.Д.Фридман, В.Ф.Назаров, Н.В.Долгашёва//. Корд. Х. 1983.Т.9. №9.-С.1188-1191
4. Пикаев, А.К. Современная рад.иационная химия. Экспериментальная техника и методы/ А.К.Пикаев.- М.:, Наука, 1985.
5. Антропова, И.Г.Влияние комплексообразования кумаринов с ионами металлов на их радиационно-химические превращения/ И.Г.Антропова, Е.В.Хашба, А.А.Фенин, А.А.Ревина// Успехи в химии и хим. технологии, 2006.-Т.XX.
6. Parfenov E.A., Zaikov G.E. Biotic Type Antioxidants: The Prospective Search Area of Novel Chemical Drugs//VSP.-Utrecht-Boston-Tokyo.-2000.-PP. 559.
7. Sakurai H., Kojima Y., Yoshikawa Y., Kawabe K., Yasui H. Antidiabetic vanadium(IV) and zinc(II) complexes // Coordination Chem. Rew. 2002. V.226. P. 187-198.
УДК 546.57:541.15
С.В. Горностаева*, А.А. Фенин*, А.А. Ревина**, В.И. Ермаков*
*Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия **Институт электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ОБРАТНОМИЦЕЛЛЯРНОГО РАСТВОРА НА ФОРМИРОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ НИКЕЛЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ Y-ЛУЧЕЙ 60Со
The influence of additives on nickel nanoparticles formation in reverse micellar solutions by y-radiation is shown. The dependence of absorption lines intensity of reverse micellar systems optical spectra on degree of
