CC BY
20
связь имеют каталаза и нитратредуктаза, дегидроге-наза и нитратредуктаза. Умеренная корреляционная зависимость наблюдается между каталазой и дегид-рогеназой. При загрязнении почвы соляровым маслом выявлена высокая корреляционная связь окислитель-но-восстановительныхферментов с содержанием нефтепродуктов в почве. Наиболее тесная корреляционная связь с содержанием солярки выявлена для ката-лазы. С ростом концентрации углеводородов в почве корреляционная зависимость активности фермента от их содержания возрастает. Высокую чувствительность ферментативной активности можно объяснить, по-видимому, тем, что каталаза является ферментом весьма чувствительным к изменению окислительно-восста-новительныхусловий среды.
Среди группы гидролаз наибольший коэффициент корреляции с нефтепродуктами у протеазы и инверта-зы, который составляет 1 и 0,9790 соответственно. Выявлена также высокая степень корреляции уреазы с содержанием солярки в почве при всех концентрациях полюанта. С ростом содержания солярового масла в почве корреляционная зависимость возрастает.
Заключение
Таким образом, проведенные исследования доказывают возможность использования ферментативной активности в качестве диагностического показателя плодородия почв, потому что активность ферментов отражает не только биологические свойства почв, но и их изменения под влиянием экологических факторов. Загрязнение чернозема нефтепродуктами в большинстве случаев ингибирует активность почвенных ферментов. По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Загрязнение почвы нефтепродуктами влияет на пул ферментов, формирующих азотный и окислитель-но-воссгановительный режим почвы. Наиболее чувствительны к загрязнению почвы нефтепродуктами в количестве 50 мг/кг почвы нитратредуктаза и каталаза. Нефтепродукты в количестве 300 мг/кг почвы достоверно повышают активность дегидрогеназ. Соляровое масло в количестве 700 мг/кг почвы дезактивирует все изученные ферменты, за исключением уреазы.
2. Ингибирующее действие на ферменты усиливается с увеличением дозы и времени воздействия нефтепродуктов. Выявлена тесная корреляционная зависимость между содержанием нефтепродуктов и активностью исследованных оксидоредуктаз и гидролаз, что делает возможным использование данных ферментов как биоиндикаторов при оценке экологического состояния почв.
Таким образом, использование показателей биологической и биохимической активности почв имеет хорошую перспективу и должно включаться в программу почвенно-экологического мониторинга густонасе-ленныхтерриторий.
Список литературы
1. ГОСТ 17.4.3.03-85. Охрана природы. Почвы. Общие
требования к методам определения загрязняющих
веществ.
2. РД 39-0147098-015-90. Инструкция по контролю за
состоянием почв на объектах предприятий Миннеф-тегазпрома СССР. ВостНИИТБ, Уфа.
3. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки
углеводородов в окружающей среде. - М.: Изд-во МГУ, 1993. - 208 с.
4. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения
земель химическими веществами (утв. Роскомземом 10 ноября 1993 г. и Минприроды РФ 18 ноября 1993 г.).
5. Практикум по агрохимии: Учеб. пособие / Под ред. акаде-
мика РАСХН В.Г. Минеева. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.
6. А.И. Рыкова, E.H. Макарова, К.А. Харина. Влияние нефте-
продуктов на активность гидролаз почвы (на примере керосина) // IX Зыряновские чтения: Материалы Всероссийской научно-практической конференции (Курган, 8-9 декабря 2011г.). - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2011г. - С. 180-182.
УДК 544.723.54, 544.032.72 А.В. Шарое
Курганский государственный университет
ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИЛИКАГЕЛЕЙ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОНОЭТАНОЛАМИНА
Аннотация
Определены константы протонирования сили-кагелей, полученных с применением моноэтанолами-на в качестве катализатора. Выявлено влияние си-ланольного покрова силикагеля и ионной силы на концентрационные константы протонирования.
Ключевые слова: силикагель, моноэтаноламин, константа протонирования.
A.V. Sharov Kurgan State University
SILICA OBTAINED BY THE USE OF MONOETHANOLAMINE PROTOLYTIC PROPERTIES
Abstract
Protonation constants of silica obtained with the monoehanoiamine as a catalyst were identified. The effect of silica silanol cover and ionic strength on the concentration protonation constants has been carried out.
Keywords: silica, monoehanoiamine, protonation constant.
Введение
Кремнеземы, содержащие в своей структуре функциональные группы кислотного или основного характера, в том числе способные к комплексообразова-нию, используются при концентрировании веществ, в качестве неподвижных фаз в хроматографии, в экспресс-методах анализа ит.д. [1]. Это является факто-
ром, обуславливающим поиск новых путей синтеза таких сорбентов. Существующие методы прививки функциональных групп достаточно сложны, требуют применения дорогостоящих кремнийорганических модификаторов поверхности [2]. В то же время известно, что внесение модификаторов в смеси для получения силикагелей во многих случаях позволяет иммобилизовать их молекулы благодаря фиксации в структуре силикагелей [3]. Одним из способов получения силикагелей является золь-гель метод, катализируемый ионами водорода или гидроксид-ионами. Их источниками служат растворы легколетучиххлороводо-рода или аммиака, способных удаляться на стадии сушки геля. В качестве катализаторов можно использовать достаточно крупные органические молекулы, удаление которых из кремнекислородного каркаса затруднено, и можно получить силикагели, содержащие функциональные кислотные или основные группировки.
Одним из таких веществ может быть моноэтано-ламин (МЭА). Кроме размеров молекулы, взаимодействие амино- гидроксильных групп с силанольным покровом силикагелей потенциально позволяет МЭА закрепиться в матрице силикагелей.
Целью работы явилось исследование протолити-ческих свойств силикагелей, полученных с применением растворов аммиака и моноэтаноламина в качестве катализаторов.
В работе при различныхзначениях ионной силы определялись константы протонирования силикагелей, полученных с применением аммиака и моноэтаноламина при различных соотношениях тетраэтоксисила-на и воды.
1. Материалы и методы исследования
Синтез силикагелей осуществляли по методике, изложенной в [4]. Силикагели синтезировали при мольном соотношении тетраэтоксисилана и воды, равном 2, 10 и 50. В качестве катализаторов использовали водный раствор аммиака или моноэтаноламина. Мо-ноэтаноламин предварительно очищали перегонкой. После проведения гидролиза ТЭОС золи подвергали старению на воздухе при комнатной температуре и сушке при температуре 100 °С. После высушивания силикагели растирали, просеивали через сито, промывали несколькими порциями воды и нагревали при температуре 150 °С до постоянной массы.
Величины констант протонирования определяли методом кислотно-основного потенциометрического титрования соляной кислотой втермостатируемой ячейке при температуре 25 °С. Раствор НС1 концентрацией 0,05 моль/л готовили из фиксанала. Индикацию рН осуществляли с применением стеклянного электрода ЭСЛ-430-07СР, электрод сравнения - хлорсеребряный (ЭВЛ1М). Применяли иономер «Эксперт 001», откалиб-рованный по пяти значениям рН. Калибровку прибора производили непосредственно перед измерением.
Титрование водных растворов МЭА осуществляли при значениях ионной силы, задаваемой хлоридом калия, от 0,1 до 1. Титрование силикагелей осуществляли с применением метода одной навески в среде 102
хлорид калия при техже значениях ионной силы. Сорб-ционное равновесие после прибавления каждой порции титранта достигалось в течение 10-15 минут. Количество МЭА в растворе и количество активного МЭА в матрице силикагеля определяли по пику на дифференциальной кривой титрования. Титрование каждого образца проводили не менее трех раз.
Обработку кривых титрования осуществляли с применением программы СНЫР 2.0 (авторы Ю.В. Хо-лин, С.А. Мерный, Д.С. Коняев). Программа открыта для свободного использования и доступна по ссылке http://klsp.kharkov.ua/kholin/clinp.html. Алгоритм работы программы основан на расчете равновесных концентраций заданного компонента системы по указанному пользователем начальному приближенному значению логарифма константы равновесия. Расчет основан на применении метода Ньютона или Гаусса-Ньютона. Искомая величина константы равновесия находится после приближения расчетных равновесных концентраций компонента к экспериментальным, которое осуществляется последовательными итерациями. Адекватность расчета подтверждается несколькими статистическими критериями, главным среди которых является разница между расчетными и экспериментальными точками кривой титрования [5].
2. Результаты эксперимента и их обсуждение
Логарифм константы протонирования МЭА, определенный нами в водном растворе при ионной силе, равной 0, составил 9,46±0,10. По литературным данным, 1дКн равен 9,25 [6]. Достаточно высокая сходимость результатов позволяет судить об адекватности применяемой методики определения констант равновесия.
Примеры кривых титрования силикагелей, полученных в основной среде с применением раствора аммиака и моноэтаноламина, при ионной силе, равной 0,1, представлены на рис. 1. Кривые являются типичными для слабых оснований. На кривых для силикагелей, полученных с применением аммиака, виден скачок в интервале рН от 6 до 3. Скачок начинается после прибавления первых капель титранта. Судя по всему, он соответствует взаимодействию следовых количеств аммиака и депротонированных силанольных групп поверхности с ионами водорода.
Кривые титрования силикагелей, полученных с применением моноэтаноламина, содержат скачок при рН от 8 до 2. Скачок начинается после прибавления нескольких миллилитров соляной кислоты. Это говорит о более прочной фиксации МЭА в матрице силикагелей по сравнению с аммиаком. Вероятно, такой эффект связан с различием в размерах молекул аммиака и моноэтаноламина.
Изменение характера протонирования иммобилизованного моноэтаноламина под влиянием ионной силы представлено на рис. 2.
Заметно, что при увеличении ионной силы от 0,1 до 1 скачок на кривых становится более плавным, что говорит об уменьшении концентрационной константы протонирования. По всей видимости, это явление связано с участием в процессе протонирования хлорид-
ВЕСТНИК КГУ, 2012. №3
рн
6 5 4 3
12
0,0
0,4 0,8
У(НС1), т!
0 2 4 6 8 б ЩНС\), т!
Рис. 1. Кривые титрования силикагелей, полученных с применением аммиака (а) и моноэтаноламина (б); 1 - кривые
титрования, 2 - дифференциальные кривые
ионов фонового электролита, согласно уравнению:
-Шп +СГ -+-ЖХ1
(1)
4 6 У(НС1), т!
Рис. 2. Кривые титрования силикагелей, полученных с применением моноэтаноламина, при ионной силе 0,1 (1), 0,4 (2), 0,6 (3), 1,0 (4)
Чертой в уравнении обозначены иммобилизованные частицы.
Величины констант протонирования при ионной силе, равной 0, определяли путем аппроксимации зависимости /дКнлинейной функцией. Коэффициент достоверности аппроксимации не менее 0,95. Найденные величины для иммобилизованного МЭА представлены в табл. 1. Логарифм константы протонирования силикагелей, полученных с использованием аммиака, равен 6,72±0,09. Хорошее сходство данной величины с константами протонирования силанольных групп позволяет еще раз сделать вывод о малых ос-
таточных количествах аммиака в силикагелях.
Из данныхтабл. 1 видно, что константы протонирования силикагелей, полученных при разных молярных соотношениях ТЭОС и воды, не имеют значимых различий при 1=0. При больших значениях ионной силы наблюдаются некоторые различия логарифмов констант протонирования, которые вызваны различным влиянием поверхностных групп силикагелей, полученных в разных условиях.
Наблюдается общая тенденция увеличения констант при увеличении ионной силы и приближения логарифма константы при ионной силе, равной 0, к термодинамической константе протонирования раствора МЭА. Известно, что при приближении ионной силы к нулю свойства иммобилизованного вещества приближаются к свойствам его аналога в растворе и влияние силанольного покрова кремнезема ослабевает [7]. Однако различие констант иммобилизованного и жидкого МЭА говорит о том, что при 1=0 такое влияние продолжает существовать и требует математического описания.
Заключение
По результатам представленной работы сделаны следующие выводы.
Протолитические свойства силикагелей, полученных с применением аммиака в качестве катализатора, обуславливаются, главным образом, присутствием поверхностных силанольных групп.
Молекулы моноэтаноламина достаточно прочно фиксируются в структуре силикагеля и, в свою очередь, определяют его протолитические свойства.
Увеличение концентрации фонового электролита оказывает влияние на основные свойства иммобилизованного МЭА, активизируя взаимодействие слабокислых поверхностных силанольных групп с основ-
Таблица 1
Константы протонирования иммобилизованного моноэтаноламина при некоторых значениях ионной силы
п(Н£>)/ п(ТЭОС) 1яКн
/> 0 1=0,1 1=0,4 1=0,6 1=1,0
2 8,48±0,07 8,15±0,11 7,91±0,06 7,79±0,09 7,54±0,11
10 8,27±0,09 7,85±0,10 7,70±0,12 7,31±0,10 7,21 ±0,09
50 8,35±0,09 8,01=Ю,08 7.81±0,08 7,54±0,12 7,38±0,11
ными аминогруппами моноэтаноламина.
Точки зависимости 1дКн от удовлетворительно аппроксимируются прямой линией, что соответствует теории Дебая-Хюккеля, однако при 1^0 существует различие между константами протонирования иммоблизованного и жидкого МЭА.
Список литературы
1. Зайцев В.Н. Комплексообразующие химически модифици-
рованные кремнеземы: прогнозирование аналитического применения //Журнал аналитической химии,- 2003. -№ 7. - С. 688.
2. Кудрявцев Г.В., Бернадюк С.З., Лисичкин Г.В. Ионообменни-
ки на основе модифицированных минеральных носителей// Успехи химии. - 1989,- Т. 58, № 4. - С. 684-709.
3. Органо-кремнеземные материалы с иммобилизованным
ксиленоловым оранжевым и кальцеином: получение, физико-химические свойства, обнаружение ионов металлов / Ю.В. Холин, C.B. Корнеев, И.В. Христенко, F. Pissetti, Y. Gushikem // Методы и объекты химического анализа. - 2008. - Т. 3, № 1. - С. 64-74.
4. Functionalized silica synthesized by sol-gel process /
E.J. Nassar [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. -1999. - 247. - P. 124-128.
5. Холин Ю.В. Количественный физико-химический анализ
комплексообразования в растворах и на поверхности химически модифицированных кремнеземов: содержательные модели, математические методы и их приложения. - Харьков: Фолио, 2000. - 290 с.
6. Справочник химика / Под ред. Б. П. Никольского. - М.:
Химия, 1965. - Т.З. Химическое равновесие и кинетика. Свойства растворов. Электродные процессы. - 1053 с.
7. Сравнение протолитических свойств кремнеземов с
привитыми аминогруппами для моделирования внутренних градиентов рН / А.Б. Тессман [и др.] // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. - 2002. -№1,-С. 223-229.
УДК [591.111.1:616.718.16-001.513-003.93]-092.9
С.Н. Лунева, И.В. Шипицина, А.Н. Накоскин, Л.А. Ваганова, С.А. Мельников ФГБУ «РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизароеа» Минздравсоцразвития России
БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЫВОРОТКИ КРОВИ СОБАК ПРИ ЗАЖИВЛЕНИИ ВНУТРИСУСТАВНЫХ ПЕРЕЛОМОВ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ
Аннотация
Изучили особенности электролитного состава и ферментативной активности сыворотки крови собак при пероральном и внутриартикулярном введении препарата, обладающего инсулиноподобными свойствами. Установили, что в результате воздействия препарата происходит повышение активности маркера костеобразования - щелочной фосфа-тазы. При перроральном введении препарата активация процессов остеогенеза идет несколько быстрее, чем при внутриартикулярном введении.
Ключевые слова: внутрисуставной перелом, инсулиноподобные факторы роста, электролиты, ферменты.
S.N. Luneva, I.V. Shipitsina, A.N. Nakoskin,
L.A. Vaganova, S.A. Melnikov
The Federal State-Financed Institution Russian
llizarov Scientific Centre for Restorative
Traumatology and Orthopedics of the Russian
Federation Ministry of Healthcare and Social
Development
BIOCHEMICAL INDICATORS OF BLOOD SERUM OF DOGS WITH THE HEALING OF FRACTURES OF THE ACETABULAR
Annotation
The features of electrolyte composition and enzymatic activity of blood serum of dogs after oral injection of the drug and articulator injection of the drug having insulinlike properties have been studied. It was determined that by the impact of the drug the increased activity of glycolytic enzymes and osteoplastic has been occurred. Using oral injection of the drug activation of bone formation occurs somewhat faster than with articulator injection of the drug.
Key words: intraarticular fracture, insulin growth factors, electrolytes, enzymes.
Введение
Как известно, для фармакологической коррекции дегенеративно-дистрофических поражений суставов используется три группы лекарственных средств: стероидные, нестероидные противовоспалительные препараты и хондропротективные препараты. По мнению большинства исследователей, наиболее приемлемыми в лечении дистрофических заболеваний суставов являются препараты-хондропротекторы [3; 5; 6]. Существенным недостатком этих препаратов является то, что их действие направлено только на стимулирование регенерации хряща и они не влияют на биомеханические и химические свойства субхондральной кости [1 ; 2; 8]. В свою очередь известно, что существуют инсулиноподобные факторы роста, регулирующие рост и метаболизм как хряща, так и другихтка-ней организма [4; 7; 9]. Поэтому перспективным является использование препаратов на основе соматоме-динов для стимуляции репаративного остео- и хонд-рогенеза. Однако в литературе мало данных о биохимических изменениях, протекающих в организме при введении данных препаратов.
Целью данной работы явилось изучение особенностей электролитного состава и ферментативной активности сыворотки крови экспериментальныхживот-ных под воздействием препарата, обладающего инсулиноподобными свойствами.
Материалы и методы исследования
Биохимические исследования проведены на 12 собакахс моделированным внутрисуставным перело-
104
ВЕСТНИК КГУ, 2012. №3
