CC BY
86. Elkin M. D., Babkov L. M. Uchet angarmonicheskogo smeshcheniya polos v modelnykh raschetakh kolebatelnykh spektrov dimerov s vodorodnoy svyazyu [Account of anharmonic band shift in model calculations of vibrational spectra of hydrogen-bonded dimers]. Izvestiya Saratovskogo gosudarstvennogo universiteta. Novaya seriya. Fizika [News of Saratov State University. New Series. Physics], 2011, vol. 11, no. 1, pp. 20-25.
7. Erman Ye. A., Elkin M. D., Likhter A. M., Dzhalmukhambetova Ye. A., Alykova O. M.,
Ravcheeva N. A. Sistemnyy analiz strukturno-dinamicheskikh modeley biomolekul. Monomery galoge-nouratsilov [System analysis of structural and dynamic models of biomolecules. Halogenuracil monomers],
Yestestvennye nauki [Natural Sciences], 2012, no. 2, pp. 213-220.
8. Erman Ye. A., Elkin M. D., Ravcheeva N. A., Likhter A. M., Dzhalmukhambetova Ye. A., Alykova O. M. Strukturno-dinamicheskie modeli i kolebatelnye spektry dimerov khloruratsila [Structural and dynamic models and vibrational spectra of clorinuracil dimers]. Yestestvennye nauki [Natural Sciences], 2012, no. 2 (39), pp. 220-226.
9. Bayrak C. Vibrational spectroscopic study of 6-aminouracil tetracyanonickelate complex. Hacettepe J. Biol. & Chem., 2012, vol. 40, no. 4, pp. 419-426.
10. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B. Gaussian 03. Revision B.03. Pittsburgh PA,
Gaussian Inc., 2003.
11. Sing J. S. Laser Raman and infra-red spectra of biomolecules: 5-aminouracil. Pramanajournal ofphysics, 2008, vol. 70, no. 3, pp. 479-486.
УДК 539.193/. 194;535/33.34
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ ПАРАМЕТРОВ АДИАБАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА 5Х-ЗАМЕЩЕННЫХ УРАЦИЛА В КОНДЕНСИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ
Элькин Михаил Давыдович, доктор физико-математических наук, профессор, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail.ru
Смирнов Владимир Вячеславович, доктор педагогических наук, кандидат физикоматематических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@asДышлмухамбетова Елена Азатуллаевна, кандидат физико-математических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
Гречухина Оксана Николаевна, кандидат физико-математических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
Алыкова Ольга Михайловна, кандидат педагогических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
5Х-замещенные урацила (X = F, Н, Cl, СН3) являются одной из его таутомерных форм. В работе установлены закономерности смещения полос колебательных спектров указанных соединений, выявлены признаки спектральной идентификации их возможных конформеров в конденсированном состоянии. Рассмотренные модели конформеров отличаются значениями двугранных углов и длин связей. Расчеты оптимизированной структуры и частот колебаний проведены с помощью метода DFT/B3LYP с базисами G-311G(p,d) и G-311+G(p,d). Димеризация приводит к изменению длин валентных связей на величины ~ 0,2 А, что вызывает смещение полос колебаний валентных связей С=О в длинноволновый диапазон на величину ~ 30-70 см-1. Для идентификации конформеров можно использовать различия в значениях интенсивности полос в диапазоне выше 100 см-1. Влияние замести-
теля вызывает смещение полос на величину ~ 10^30 см-1, что позволяет сделать вывод о локальном влиянии заместителя на силовое поле азациклического кольца.
Ключевые слова: урацил, димер, конформер, таутомер, колебательный спектр, ангармонизм, адиабатический потенциал , 5Х-замещенные урацила
SYSTEM ANALYSIS OF MODEL CALCULATIONS OF STRUCTURE AND SPECTRA OF TAUTOMER DIHYDROXY 5X-URACIL
Elkin Mikhail D., D.Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Astrakhan State University,
20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail:
elkinmd@mail. ru
Smirnov Vladimir V., D.Sc. (Pedagogics), Ph.D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof1@aspu.ru
Dzhalmukhambetova Yelena A., Ph.D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof1@aspu.ru
Grechukhina Oksana N., Ph.D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 6108-84, e-mail: kof1@aspu.ru
Alykova Olga M., Ph.D. (Pedagogics), Associate Professor, Astrakhan State University,
20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail:
kof1@aspu.ru
5x-substituted uracil (X = F, Н, Cl, CH3) is one of the tautomer form. The work presents regularities of the shift of vibrational spectrum bands of the mentioned compounds, defines its spectrum identification characteristics of their possible conformers in the condensed state. Considered models of conformers that are different by the values of dihedral angles and bond lengths. We used DFT/B3LYP method with bases G-311G(p,d) and G-311+G(p,d) in calculating the optimized structure and vibrational frequencies. The dimerization leads to a change in the lengths of valence bonds by ~ 0,2 А, that causes displacement of oscillation bands of valence bonds C=O in the long-wavelength range by ~ 30-70 cm-1. For identification of conformers we can use different in the values of the intensity in the range above 100 cm-1. Influence of the substitute results in the band shift by ~ 30 cm-1, that enables us to make a conclusion about the local influence of the substitute on the force field of the azacyclic ring.
Keywords: uracil, dimer, conformer, tautomer, vibrational spectrum, anharmonic, adiabatic potential, 5X-substituted uracil
Введение. Определение параметров адиабатического потенциала ряда замещенных урацила являлось предметом исследований во многих работах [6, 8-11]. Тема построения структурно-динамических моделей данного класса биомолекул актуальна, так как она связана с изучением нуклеиновых кислот. Однако системный анализ молекулярных параметров, характеризующих общие закономерности в колебательных спектрах замещенных урацила, в работах [6, 8-11] не просматривается.
Поэтому цель данной работы состоит в анализе параметров адиабатического потенциала 5Х-замещенных урацила (X= F, Cl, CH3); в оценке влияния замещенных на ИК и КР спектры; в выявлении признаков спектральной идентификации димеров соединений. Расчеты ангармонических констант осуществлялись по соотношениям, предложенным в работе [3].
Модельные расчеты колебательных спектров и их обсуждение. Оптимизация исходной геометрии 5Х-замещенных урацила (рис.) осуществлена в предположении плоской исходной структуры мономеров (симметрия Сл).
010
Рис. Молекулярная диаграмма 5Х-урацилов
Приведенные в табл. 1 данные позволяют судить о влиянии заместителя на геометрию соединения. Значения длин валентных связей СХ согласуются с результатами эксперимента из работы [1]. Отклонение остальных валентных связей и углов ~ 0,1 А и 2° от соответствующих параметров молекулы урацила [4].
Таблица 1
Оптимизированные значения геометрических параметров 5Х-урацилов
Связи (Â) X=H X=CHs X=F X=Cl Углы (°) Х=Н X=CH3 X=F X=Cl
R(1,2) 1,39 1,39 1,39 1,39 A(2,1,6) 123,7 123,9 123,9 123,9
R(1,6) 1,37 1,38 1,38 1,37 A(2,1,7) 115 115,1 115,3 115,3
R(1,7) 1,01 1,01 1,01 1,01 A(1,2,3) 112,7 112,4 112,6 112,5
R(2,3) 1,38 1,39 1,39 1,39 A(1,2,8) 122,8 123,3 123,2 123,1
R(2,8) 1,21 1,21 1,21 1,21 A(2,3,4) 128,4 128,3 128,9 129,1
R(3,4) 1,41 1,41 1,41 1,41 A(2,3,9) 115,5 115,6 115,3 115,4
R(3,9) 1,01 1,01 1,01 1,01 A(3,4,5) 113,3 114,5 112 112,4
R(4,5) 1,46 1,47 1,46 1,47 A(3,4,10) 120,5 120,5 122,1 121,1
R(4,10) 1,21 1,22 1,21 1,21 A(4,5,6) 120 118,2 121,6 120,5
R(5,6) 1,35 1,35 1,34 1,35 A(4,5,11) 118 117,8 117,1 118,0
R(5,11) 1,08 1,50 1,34 1,74 A(1,6,5) 122 122,8 120,8 121,6
R(6,12) 1,08 1,08 1,08 1,08 A(1,6,12) 115,3 115,0 117,2 116,2
Димеризация приводит к изменению длин валентных связей С=О и NH, участвующих в образовании водородных связей, на величину 0,2 А. Изменения остальных геометрических параметров по сравнению с мономерами укладываются в указанные выше интервалы отклонений для длин валентных связей и валентных углов урацилового остова.
Длины водородных связей для димеров Н7—О8, Н9—010, Н9—О8 оценены значениями 1,8, 1,85, 1,89 А соответственно. Эти димеры принадлежат группе симметрии С2ь Для них имеет место альтернативное правило отбора для интенсивностей в спектрах ИК и КР.
Таблица 2
Интерп
)етация фундаментальных колебаний мономера и димеров
Форма колебаний "^эксп [6] Мономер 7—8 ^анг 8—9 9—10
^анг ИК КР ^анг ИК КР ИК КР ИК КР
5-фторурацил
/, в 1686 1682 35 33 1658 68 61 1664 119 66 85 74
Рки 1472 1459 37 7,5 1507 11 91 1459 82 13 72 21
& в У 1400 1385 49 2,7 1418 157 4,9 1429 8,8 41 28 60
Рки 1367 1367 27 1,7 1366 5,6 7,9 1386 186 5,8 119 5,7
В, Q 1333 1319 18 26 1319 15 92 1310 16 44 60 69
а £ о с/ 1247 1230 263 4,5 1235 509 9,9 1229 502 4,9 522 10
^ Р, Рки 1184 1159 78 2,9 1179 92 3,4 1162 159 3,8 38 17
/, У, Рс=о 1147 1122 19 2,8 1126 110 10 1127 19 3,4 58 3,5
/, У 959 950 16 1,9 966 47 9,0 954 21 3,2 71 16
Г 806 802 33 4,7 797 226 6,5 800 176 9,0 68 9,9
/, У - 722 11 13 731 21 35 733 59 42 35 39
Р о II о - 625 2,3 6,0 624 2,4 22 622 12 12 16 10
Г 532 529 6,9 4,9 538 33 21 525 41 8,4 57 8,0
Г 451 449 7,3 3,3 456 92 5,6 453 14 7,3 30 7,0
Р о II О - 389 18 1,5 395 41 3,3 394 76 2,2 76 2,7
р 877 885 31 3,0 882 35 6,9 861 18 3,0 21 3,9
Рс^ X* 754 763 86 2,0 756 92 2,9 742 28 0,7 34 0,6
& Рсс - 379 11 2,0 388 12 2,9 383 9,5 3,9 17 4,7
5-хлорурацил
^ Рк& р 1631 1635 68 52 1619 149 92 1622 112 91 158 85
Рки 1460 1448 58 14 1507 42 144 1456 113 28 86 34
Рки 1392 1372 11 3,0 1395 243 4,2 1437 1,5 52 69 47
^ Ос=о 1387 1365 110 1,7 1367 4,8 10 1371 363 2,0 198 3,8
а С& 1332 1319 144 29 1314 15 85 1308 4,3 35 44 59
РК& Р 1186 1163 117 1,4 1200 220 6,3 1174 180 3,9 140 7,3
/, У 1166 1124 7,9 2,9 1135 1,5 5,5 1142 66 3,1 84 5,3
/ссі, У 1073 1057 75 0,7 1045 124 2,8 1051 99 0,2 128 1,3
Р, /, Р 964 954 17 3,2 966 62 10 958 21 4,4 69 18
У 762 756 7,2 19 766 88 40 765 36 47 6,7 46
У 652 649 46 2,9 652 195 5,0 641 243 10 109 7,6
Рс^ Рссі 600 602 0,3 6,3 604 3,6 26 599 0,4 11 6,6 10
У 532 531 8,5 4,7 538 59 24 532 28 7,4 63 6,3
Р о п о 396 402 16 4,7 416 89 8,4 410 58 9,7 96 6,4
Р о II о 344 359 5,7 2,6 359 6,5 5,4 363 24 5,9 9,1 5,7
р 895 896 15 1,3 907 8,8 3,6 890 80 3,3 0,6 2,4
Рс^ X* 758 763 86 0,4 765 119 1,3 746 33 2,5 41 2,0
Ь Рсі 384 384 23 0,7 398 19 1,9 387 29 3,2 35 4,1
Тимин (5-метилурацил)
/, Р 1667 1663 46 35 1644 152 83 1646 58 72 11 50
^ РКИ 1458 1457 88 54 1512 44 127 1459 165 54 157 39
Q, РК& У 1387 1381 97 3,3 1412 264 6,1 1432 5,5 37 68 49
ßNH 1366 1369 20 1,5 1363 8,0 9,0 1384 351 3,0 186 28
О 1357 1345 13 24 1339 6,6 86 1332 2,8 39 50 58
Q о р Y 1234 1192 29 2,2 1203 249 2,1 1193 6,3 2,9 124 7,4
Q, ß ßNH 1170 1168 117 0,5 1198 2,4 4,3 1175 253 0,3 105 5,7
Q, Y 1140 1118 6,0 2,5 1117 31 9,7 1135 1,8 3,2 28 4,3
Q, Y 945 936 11 4,3 954 53 25 949 7,7 8,3 44 21
Y 808 787 4,5 5,3 790 94 8,9 790 49 14 8,1 12
Q, Y 717 720 4,7 13 723 6,2 30 724 45 43 26 37
ß Q и O 621 603 1,2 5,3 602 0,4 22 599 7,2 9,0 13 8,3
Y 541 539 7,6 4,1 547 32 20 538 46 7,0 60 6,8
Y - 460 18 4,5 460 133 8,1 458 43 10 41 9,4
ßC=O 391 389 19 1,2 399 40 2,7 400 91 1,9 92 1,7
P 885 897 16 2,0 900 9,5 4,3 885 1,6 4,1 14 1,3
Pc=Op X* 764 766 67 2,1 769 97 2,8 750 26 4,1 34 3,2
Xp Pnh Pcc 391 398 19 1,7 406 12 2,2 395 23 3,6 30 4,5
Примечание. Усредненные значения частот колебаний в см-, интенсивности в спектрах КР -в км/моль, в спектрах КР - в А4/а.е.м.
Интерпретация фундаментальных колебаний мономеров и димеров 5Х-урацилов, основанная на результатах квантовых расчетов параметров адиабатического потенциала в рамках метода DFT/B3LYP/6-311G** [7], представлена в табл. 2, 3. Из рассмотрения исключены полосы низкой интенсивности, как не представляющие интереса для задачи спектральной идентификации соединений.
Весь набор фундаментальных колебаний можно разделить на две группы. Первая группа касается колебаний урацилового остова (табл. 2), вторая - связана с характером поведения полос, интерпретированных как валентные и неплоские деформационные колебания связей NH (табл. 3). При образовании димеров смещение полос указанных колебаний достигает величины ~ 300 см-1.
Согласно данным, представленным табл. 3, указанные колебания для каждого типа димера следует считать характеристическими по частоте, форме колебаний и интенсивности. Различие в положении полос, которое достигает величины 100 см-1, можно использовать для спектральной идентификации типа димера. Применить для этих целей результаты модельных расчетов интенсивностей полос представляется затруднительным.
Отметим, что расхождение в положении полос валентных и деформационных колебаниий связей NH для димеров 7—8 и соответствующего димера урацила оценивается величиной 10 см-1. Для димеров 8---9 и 9---10 расхождение составляет порядка 20 см-1. Характер поведения интенсивностей полос сохраняется. Этот факт дает основание утверждать, что влияние заместителя в 5Х-урацилах на силовое поле азациклического кольца носит локальный характер.
Сделанный вывод подтверждают результаты расчетов фундаментальных колебаний урацилового остова, приведенные в табл. 2. За исключением полос, интерпретированных как валентные колебания связей СХ, смещение остальных полос оценивается величиной ~ 30 см-1. Исключение составляют полосы в диапазоне 800-750 см-1, интерпретированные как колебания валентных углов шестичленного цикла (у), примыкающих к заместителю. Здесь сказывается кинематический эффект, когда увеличение массы заместителя приводит к уменьшению значения частоты колебания.
Таблица 3
Интерпретация валентных и крутильных колебаний связей NH 5Х-урацилов___________
Форма коле- баний ^эксп [6, 11] Мономер 7 1 1 1 00 8—9 9—10
"^анг ИК КР "^анг ИК КР ^анг ИК КР ^анг ИК КР
5"Фторурацил
Чди 3476 3479 108 93 3422 136 139 3464 214 167 3464 224 245
Чди 3424 3432 70 72 3113 3241 3182 1921 3161 2191
Чди 3065 869 3152 553 3127 596
рки 851 207 889 223 901 203
рки 660 658 61 2,3 667 78 5,1
рки 536 536 61 1,0 543 150 1,5 549 150 1,6
5"Хлорурацил
Чди 3417 3458 114 109 3421 140 158 3466 224 190 3458 232 267
Чди 3438 72 81 3109 3679 3189 2096 3155 2326
Чди 3108 3064 1149 3161 733 3122 687
рки 855 199 890 138 902 199
рки 656 658 62 1,1 668 73 5,3
рки 545 538 59 0,1 559 154 1,3 568 152 1,4
5"Метилурацил (Тимин)
Чди 3485 3478 96 107 3425 117 162 3463 188 190 3462 195 269
Чди 3426 61 87 3124 3365 3188 1987 3153 2298
Чди 3130 3080 1005 3160 665 3119 679
рки 858 195 892 207 909 175
рки 662 668 71 2,2 672 82 4,9
рки 551 556 58 1,1 558 155 1,6 564 153 1,7
Предлагаемая в табл. 2 интерпретация колебаний позволяет сделать вывод о характеристичности полос 5Х-урацилов по частоте, форме колебаний и, отчасти, по интенсивности (в рамках качественной оценки).
Смещение полос (на величину 30-50 см"1) при димеризации соединений наблюдается в диапазоне выше 1300 см"1, однако использовать этот факт для решения задачи спектральной идентификации затруднительно. Для этой цели следует ориентироваться на отличия в значениях интенсивностей полос димеров различного типа в указанном диапазоне. Отметим и тот факт, что положение соответствующих полос в димерах типа 8—9 и 9—10 различается на величину ~ 20 см"1, в связи с чем в табл. 2 для них даны усредненные значения. Для спектральной идентификации указанных димеров можно использовать лишь значения интенсивностей полос в диапазоне выше 100 см"1.
Исходя из анализа полученных моделей, димеризация приводит к смещению полос, интерпретированных как валентные колебания связей С=О в длинноволновый диапазон на величину ~ 30-70 см"1. Данные полосы имеют высокую интенсивность в ИК спектрах. В спектрах КР их интенсивность может различаться в разы. Учитывая контур указанных полос в реальном эксперименте, использование их в качестве признаков спектральной идентификации димеров может встречать затруднения.
Заключение. Сопоставление экспериментальных данных по колебательным спектрам рассмотренных 5Х"урацилов с результатами теоретического анализа фундаментальных колебаний дает основание утверждать следующее. Для данного класса замещенных урацила имеет место характеристичность колебаний по частоте и форме. Исключение составляет
диапазон 750-800 см-1, а также полосы, интерпретированные нами как валентные и деформационные колебания связей заместителя. Влиянием заместителя на параметры полос, интерпретированных как валентные и деформационные колебания связей NH, можно пренебречь. В качестве признаков спектральной идентификации типа димера можно использовать интенсивности полос. Метод функционала плотности позволяет получать достоверные оценки параметров адиабатического потенциала урацила и его замещенных.
Список литературы
1. Пулин В. Ф. Исследование динамики молекулярных соединений различных классов // В. Ф. Пулин, М. Д. Элькин, В. И. Березин. - Саратов : Изд-во Саратовского гос. тех. ун-та, 2002. - 436 с.
2. Элькин М. Д., Математические модели в молекулярном моделировании / М. Д. Элькин, В. Ф. Пулин, А. Б. Осин // Изв. Саратовского гос. тех ун-та. - 2010. - № 4 (49). - С. 36-39.
3. Элькин М. Д. Учет ангармонического смещения полос в модельных расчетах колебательных спектров димеров с водородной связью / М. Д. Элькин, Л. М. Бабков // Известия СГУ. Серия «Физика». - 2011. - Т. 11, № 1. - С. 20-25.
4. Элькин П. М. Математическое моделирование структуры и динамики димеров урацила и азаурацилов / П. М. Элькин, М. А. Эрман, В. М. Карташов // Изв. Волг. гос. техн. ун-та. - 2012. -№ 10 (97). - С. 55-62.
5. Эрман Е. А. Математические модели и компьютерные технологии в молекулярном моделировании / Е. А. Эрман, П. М. Элькин, А. П. Смирнов // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2010. - № 3 (18). - С. 126-130.
6. Dobrowolski J. Cz. Ar-matrix IR spectra of 5-halogenuracil interpreted by DFT calculation / J. Cz. Dobrowolski, J. E. Rode, R. Kobos, M. Jamroz, K. Bajdor, Mazurik A. R. // J. Phys. Chem. - A2005. - Vol. 109. - P. 2167-2182.
7. Frisch M. J. Gaussian 03. Revision B.03 / M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel. -Pittsburgh PA : Gaussian Inc., 2003.
8. Prasad O. Theretical Raman and IR spectra of tegafur and comparison of molecular electrostatic potential surface, polarizability and hyer polarizability of tegafur with 5-fluoro-uracil by density functional theory / O. Prasad, L. Sinha, N. Kumar // J. At. Mol. Sci. - 2010. - Vol. 1, № 3. - P. 201-214.
9. Rastogi V. K. FT-IR and rRaman spectra, ab initio and density functional computations of the vibrational spectra, molecular geometry, atomic charges and some molecular properties of biomolecule 5-iodouracil / V. K. Rastogi, N. A. Palafox, A. Guerrero-Martinez, G. Tardajos, J. K. Valts, I. Kostova,
S. Shlukcer, W. Kiefer // J. Mol. Struct. - 2010. - Vol. 940. - P. 29-44.
10. Singh J. S. Rtir and Raman spectra and fundamental frequencies of 5-halosubstituted uracils / J. S. Singh // Specrtochim. Acta. - 2012. - Vol. 87A, № 2. - P. 106-111.
11. Zhi-Guo Shang. A study of DFT and surface enhanced Raman scattering in silver colloids for thymine / Zhi-Guo Shang, Dor Ngi Ting, Yee ting Wong, Yee Chen Tan, Bai Ying, Yu-Jun Mo // J. Mol. Structure. - 2007. - Vol. 826. - P. 64-67.
References
1. Pulin V. F., Elkin M. D., Berezin V. I. Issledovanie dinamiki molekulyarnykh soedineniy razlichnykh klassov [Research of dynamics of molecular compounds of various classes]. Saratov, Saratov State Technical University Publ. House, 2002. 436 p.
2. Elkin M. D., Pulin V. F., Osin A. B. Matematicheskie modeli v molekulyarnom modelirovanii [Mathematical models in molecular modeling]. Izvestiya Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [News of Saratov State Technical University], 2010, no. 4 (49). pp. 36-39.
3. Elkin M. D., Babkov L. M. Uchet angarmonicheskogo smeshcheniya polos v modelnykh raschetakh kolebatelnykh spektrov dimerov s vodorodnoy svyazyu [Account of anharmonic band shift in model calculations of vibrational spectra of hydrogen-bonded dimers]. Izvestiya Saratovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya “Fizika” [News of Saratov State University. Series “Physics”], 2011, vol. 11, issue 1, pp. 20-25.
4. Elkin L. M., Erman M. A., Kartashov V. M. Matematicheskoe modelirovanie struktury i di-namiki dimerov uratsila i azauratsilov [Mathematical modeling of the structure and dynamics of uracil and
azauracil dimers]. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [News of Volgograd State Technical University], 2012, no. 10 (97), pp. 55-62.
5. Erman Ye. A., Elkin P. M., Smirnov A. P. Matematicheskie modeli i kompyuternye tekhnologii v molekulyarnom modelirovanii [Mathematical models and computer technologies in molecular modeling]. Prikaspiyskiy zhurnal: upravlenie i vysokie tekhnologii [Caspian Journal: Management and High Technologies], 2010, no. 3 (18), pp. 126-130.
6. Dobrowolski J. Cz., Rode J. E., Kobos R., Jamroz M., Bajdor K., Mazurik A. R. Ar-matrix IR spectra of 5-halogenuracil interpreted by DFT calculation. J. Phys. Chem., A2005, vol. 109, pp. 2167-2182.
7. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B. Gaussian 03. Revision B.03. Pittsburgh PA, Gaussian Inc., 2003.
8. Prasad O., Sinha L., Kumar N. Theretical Raman and IR spectra of tegafur and comparison of molecular electrostatic potential surface, polarizability and hyer polarizability of tegafur with 5-fluoro-uracil by density functional theory. J. At. Mol. Sci., 2010, vol. 1, no. 3, pp. 201-214.
9. Rastogi V. K., Palafox N. A., Guerrero-Martinez A., Tardajos G., Valts J. K., Kostova I., Shlukcer S., Kiefer W. FT-IR and rRaman spectra, ab initio and density functional computations of the vibrational spectra, molecular geometry, atomic charges and some molecular properties of biomolecule 5-iodouracil. J. Mol. Struct., 2010, vol. 940, pp. 29-44.
10. Singh J. S. Rtir and Raman spectra and fundamental frequencies of 5-halosubstituted uracils. Specrtochim. Acta., 2012, vol. 87A, no. 2, pp. 106-111.
11. Zhi-Guo Shang, Dor Ngi Ting, Yee ting Wong, Yee Chen Tan, Bai Ying, Yu-Jun Mo. A study of DFT and surface enhanced Raman scattering in silver colloids for thymine. J. Mol. Structure, 2007, vol. 826, pp. 64-67.
УДК [004.94+658.5]:616.7
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМАТИКИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ РЕАБИЛИТАЦИИ КИСТЕЙ И ПАЛЬЦЕВ РУК
Неживая Юлия Николаевна, магистрант, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, e-mail: julia89_astr@mail.ru
Травова Екатерина Сергеевна, студентка, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, e-mail: astra_tes@maйяwов Андрей Евгеньевич, магистрант, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, e-mail: andreyvod@mail.ru
В статье рассмотрен комплекс вопросов, связанных с управлением процессами реабилитации кистей и пальцев рук (КиПР) после заболеваний, травм, выполнения хирургических операций, проведения протезирования. Авторы анализируют существующие подходы к качественным и количественным оценкам реабилитации КиПР, предлагают собственную систему показателей, обосновывают ее преимущества. Исследованы некоторые вопросы использования инструментальных средств/методов для получения количественных оценок показателей моторики КиПР. Описаны существующие подходы к организации реабилитационных мероприятий в отношении КиПР, включая медикаментозные и физиотерапевтические воздействия, психологическую помощь, различные виды тренинга, сочетания этих подходов. Показано, что усложняющими факторами при управлении процессами реабилитации КиПР являются: вероятностный характер реакций объекта управления на реабилитационные мероприятия; запаздывание реакций по времени; в ряде случаев - неустойчивость во времени достигаемых реабилитационных результатов. Авторами предложены математические модели для оценки: полноты реабилитации КиПР в фиксированные моменты времени; скорости процесса реабилитации; прогнозных значений показателей моторики КиПР к моменту завершения реабилитационных процессов.
