CC BY
2МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ И ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
О РАЗЛИЧИИ СВОЙСТВ ВЫСОКОРАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И БИОАКТИВНЫХ
ВЕЩЕСТВ
Галль И.Р., Галль Л.Н.
Россия, СПб, Институт аналитического приборостроения РАН.
Развитие биологии, связанное с внедрением физических представлений и методов исследования, давно привело к признанию исключительной роли воды в строении живых систем и функционировании организмов. Однако полного единодушия в понимании механизмов участия воды в биологических процессах до настоящего времени не существует. Это требует продолжения изучения взаимодействия воды с ионами и неводными компонентами биологических систем, поскольку сходство или различие их поведения в водных растворах является важным свидетельством их взаимодействия с водой в живых организмах. Наиболее информативным среди физических методов исследований является разработанный нами радиоспектроскопический метод спектральной высокочувствительной индуктивной L-диэлькометрии [1], в которой исследуемый объект размещается в катушке индуктивности колебательного контура, которая является как источником поля, действующего на объект исследования, так и элементом измерительной системы. Этот метод позволяет изучать процессы в диапазоне частот 104106Гц, в котором в водных растворах проявляются внутрисистемные колебания гидратов молекул, позволяющие определить энергии межмолекулярных напряжений водной среды, поскольку диэлектрические потери в растворе проявляются в виде спектра их тангенса tg8 и их энергии фиксируются по положению пиков tg8 на оси частот.
Сравнение этим методом свойств растворов различных солей электролитов и гетерофункциональных биоактивных веществ показало, что в области разбавлений вплоть до концентраций 10-6М для обоих классов веществ в спектрах tg8 имеются четко выраженные пики диэлектрических потерь. На рисунках ниже приведены типовые зависимости tg8 от концентрации для водных растворов фенозана калия и соли
ШС1.
Частота, кГц
Для всех электролитов положение пиков на шкале частот зависит только от химической природы катиона или аниона и в интервале концентраций 10-3-10-6М достоверно воспроизводится, а интенсивности пиков уменьшаются с уменьшением концентрации, что свидетельствует о линейной зависимости величины сигнала от количества структурирующих воду ионов [2]. На имеющемся приборе сигнал для электролитов не регистрируется при концентрациях ниже 10-6М. Однако для биоактивных гетерофункциональных веществ спектральные нарушения в кривых tg5 наблюдаются вплоть до концентраций 10-16М, что свидетельствует об ином типе структурирования воды у таких молекул в растворах. Мы полагаем, что для биоактивных молекул вода может структурироваться на их гирдофильных центрах с образованием стержневых энергонапряженных фрактальных кристаллических связей, описанных в работах школы Н.А.Бульенкова [3], поскольку аналогичные структуры были установлены в клетках растений, исследуемых по методике искусственной засухи [4].
1. Галль Л.Н., Максимов С.И., и др. НП, 2016, Т.26, №1, с 19-24.
2. Галль Л.Н.. Бердников А.С., Галль И.Р. и др. ЖФХ, 2022, т.96, №7, с. 893
3. Желиговская Е.А., Бульенков Н.А. Биофизика, 2017, т.62, №5, с.837-845.
4. Галль Л.Н., Кулешова Т.Э., Галль И.Р.. ЖФХ, 2023, т.97, №1, с.7-12.
