Dom > Biologija > Diplomski rad antioksidativna svojstva dihidrokvercetina. Fundamentalna istraživanja


Diplomski rad antioksidativna svojstva dihidrokvercetina. Fundamentalna istraživanja




Klikom na gumb "Preuzmi arhivu" besplatno preuzimate potrebnu datoteku.
Prije preuzimanja ove datoteke sjetite se onih dobrih eseja, kontrolnih, seminarskih radova, diplomskih radova, članaka i drugih dokumenata koji nisu zatraženi na vašem računalu. Ovo je vaš rad, treba sudjelovati u razvoju društva i koristiti ljudima. Pronađite ove radove i pošaljite ih u bazu znanja.
Mi i svi studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu bit ćemo vam jako zahvalni.

Za preuzimanje arhive s dokumentom unesite peteroznamenkasti broj u polje ispod i kliknite gumb "Preuzmi arhivu"

Slični dokumenti

    Proučavanje enzimatskih i neenzimatskih putova stvaranja reaktivnih spojeva kisika. Mehanizmi njihovog štetnog djelovanja na žive stanice, posebice inicijacija lipidne peroksidacije slobodnih radikala. Antioksidativna obrana organizma.

    seminarski rad, dodan 11.01.2017

    Antioksidativno djelovanje biljnih materijala. Opis biljaka s antioksidativnim djelovanjem. Određivanje sadržaja vitamina C u viburnum vulgaris tijekom razdoblja zrenja, sadržaj polifenolnih spojeva u raznim sortama čaja.

    diplomski rad, dodan 04.02.2009

    Giberelini su opsežna klasa fitohormona koji reguliraju rast i razvoj: povijest otkrića, kemijska struktura, klasifikacija, sadržaj u biljkama. Biokemija, regulacijske funkcije i biološka aktivnost giberelina, njihova struktura, svojstva.

    prezentacija, dodano 20.10.2014

    sažetak, dodan 19.05.2017

    Biološka aktivnost i kemijska struktura brasinosteroida. Sinteze uz očuvanje ugljikovog skeleta. Stvaranje funkcija karakterističnih za ciklički dio brasinosteroida. Izgradnja bočnog lanca uz stvaranje novih ugljik-ugljik veza.

    seminarski rad, dodan 07.12.2014

    Proučavanje fiziologije gušterače, uloga pankreasnog soka u procesu probave. Analiza reaktivnih spojeva kisika i načina njihova nastanka, biokemija slobodno-radikalskih procesa. Prikaz stanja metaboličkih procesa u akutnom pankreatitisu.

    seminarski rad, dodan 10.3.2012

    Kemijski sastav roda Penstemon i biološka aktivnost. Kvalitativna fitokemijska analiza biljnih sirovina tankoslojnom kromatografijom. Određivanje kvantitativnog sastava komponenata tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti.

    praktični rad, dodano 07.01.2016

Antioksidansi (AO)- tvari koje sprječavaju oksidaciju. U živom organizmu vodeći čimbenik oksidacije je stvaranje slobodnih radikala, stoga se djelovanje antioksidansa u biološkim sustavima razmatra uglavnom sa stajališta sprječavanja oksidacije organskih tvari slobodnim radikalima.

Trenutno postoji veliki broj različitih metoda za određivanje antioksidansa: fotometrijske, kemijske, elektrokemijske itd. Međutim, mnoge od njih imaju značajne nedostatke koji otežavaju razumijevanje i daljnju upotrebu rezultata dobivenih ovim metodama. Najčešći nedostaci uključuju sljedeće:

  • Koriste se umjetni ili za biološke sustave nekarakteristični uvjeti za mjerenje antioksidativnog učinka. Na primjer, umjesto bioloških reakcija slobodnih radikala, koriste se čisto kemijske redoks reakcije ili se mjeri sposobnost tvari da donira/prihvati elektrone kada je izložena električnoj struji. Rezultati mjerenja dobiveni u takvim uvjetima ne dopuštaju nam reći da će ispitivana tvar pokazati isti "antioksidativni" učinak u tijelu.
  • Određivanje antioksidativnog djelovanja provodi se mjerenjem količine akumuliranih oksidacijskih proizvoda (oksidacijski markeri). Dakle, doista je moguće odrediti količinu antioksidansa u ispitnom uzorku, ali su izostali vrlo važni podaci o djelovanju antioksidansa. Zanemarivanje aktivnosti antioksidansa pak može dovesti do značajnih pogrešaka u određivanju njegove količine, primjerice za "slabe" antioksidanse koji djeluju sporo, ali dugotrajno.
Općenito, ne postoji standardizacija u području određivanja antioksidansa, što bi omogućilo usporedbu rezultata dobivenih različitim metodama.

Kemiluminiscentna metoda je najinformativnija metoda za proučavanje antioksidansa i ima niz značajnih prednosti:

  1. Izravno određivanje antioksidativne aktivnosti- evidentirano je izravno djelovanje antioksidansa na slobodne radikale. Kemiluminiscentna metoda koristi kemijski sustav stvaranja slobodnih radikala koji proizvodi kontrolni kemiluminescentni sjaj. Zatim se takvom sustavu dodaje antioksidans koji neutralizira slobodne radikale, što dovodi do potiskivanja kontrolne kemiluminiscencije.
    Značajna prednost ovog pristupa je mogućnost korištenja različitih kemijskih sustava za generiranje slobodnih radikala, čime je moguće dodatno utvrditi specifičnost antioksidansa i lokalizaciju njihova djelovanja.
  2. Mjerenje kvantitativnih i kvalitativnih svojstava antioksidansa- kemiluminiscentna metoda omogućuje karakterizaciju bilo kojeg spoja s antioksidativnim učinkom pomoću dva neovisna pokazatelja:
    • Kapacitet antioksidansa (AOE)- ukupna količina slobodnih radikala koja može neutralizirati spoj sadržan u uzorku određenog volumena.
    • Antioksidativna aktivnost (AOA)- brzina neutralizacije slobodnih radikala, tj. broj neutraliziranih radikala u jedinici vremena.

Kemiluminiscentna metoda daje važno razumijevanje da se djelovanje antioksidansa mora vrednovati pomoću dva pokazatelja – kvantitativnog (AOE) i kvalitativnog (AOA).
Sljedeća slika prikazuje ovu poziciju:

Utjecaj različitih antioksidansa na kemiluminiscenciju
(brojevi pored grafikona označavaju koncentraciju antioksidansa):
s lijeve strane - "jak" antioksidans, s desne strane - "slab" antioksidans.

Antioksidansi se značajno razlikuju po svom djelovanju. Postoje „jaki“ antioksidansi, tj. antioksidansi s visokom aktivnošću, koji inhibiraju slobodne radikale velikom brzinom i potpuno inhibiraju kemiluminiscenciju. Takvi antioksidansi imaju maksimalan učinak već pri niskim koncentracijama i brzo se troše. S druge strane, postoje „slabi“ antioksidansi, tj. antioksidansi niske aktivnosti, koji inhibiraju slobodne radikale niskom brzinom i samo djelomično potiskuju kemiluminiscenciju. Takvi antioksidansi imaju značajan učinak samo u visokim koncentracijama, ali se sporo troše i djeluju dugo.

Kemiluminiscentnom metodom mogu se odrediti antioksidativni parametri:

  • biološke tekućine (plazma, slina, urin);
  • farmakološki pripravci i biološki aktivni aditivi;
  • pića i dodaci hrani;
  • kozmetika i proizvodi za njegu;
  • i tako dalje.
Za provedbu kemiluminiscentne metode određivanja antioksidansa preporuča se korištenje sljedeće opreme:

Izum se odnosi na prehrambenu industriju i može se koristiti za određivanje ukupne antioksidativne aktivnosti. Metoda se provodi na sljedeći način: analit stupa u interakciju s reagensom 0,006 M Fe(III) - 0,01 M o-fenantrolin. Askorbinska kiselina (AA) stupa u interakciju s istim reagensom koji se dodaje u omjeru 1:100. Zatim se inkubira najmanje 90 minuta i fotometrira na 510±20 nm. Nakon toga se utvrđuje ovisnost vrijednosti analitičkog signala o količini tvari i izračunava vrijednost ukupnog AOA. Prikazana metoda omogućuje manje dugotrajno i pouzdanije određivanje ukupne antioksidativne aktivnosti biljnog materijala i prehrambenih proizvoda koji se temelje na njemu. 2 w.p. f-ly, 1 ilustr., 5 tab.

Izum se odnosi na analitičku kemiju i može se koristiti za određivanje ukupne antioksidativne aktivnosti (AOA) biljnog materijala i prehrambenih proizvoda koji se temelje na njemu.

Poznata je kulometrijska metoda za određivanje ukupne AOA čaja, koja se temelji na interakciji vodenih ekstrakata proizvoda s električnim spojevima broma (I.F. Abdulin, E.N. Turova, G.K. Budnikov. Kemija, 2001., vol. 56, br. 6, str. 627-629). Odabir elektrogeneriranih spojeva broma kao titranta je zbog njihove sposobnosti da uđu u različite reakcije: radikalne, redoks, elektrofilne supstitucije i adicije višestrukim vezama. To omogućuje pokrivanje širokog spektra biološki aktivnih spojeva čaja s antioksidativnim svojstvima. Nedostaci metode su mogućnost reakcije bromiranja sa tvarima koje nisu antioksidansi, te izražavanje dobivene vrijednosti ukupne AOA u jedinicama količine elektriciteta (kC/100 g), što otežava procjenu Rezultati.

Poznata voltametrijska metoda za određivanje ukupne antioksidativne aktivnosti relativnom promjenom struje elektroredukcije kisika u rasponu potencijala od 0,0 do -0,6 V (rel. sat. c.s.e.) na elektrodi sa živinim filmom (Pat. 2224997, Rusija IPC 7 G 01 N 33/01 Voltametrijska metoda za određivanje ukupne aktivnosti antioksidansa / E. I. Korotkova, Yu. Nedostatak ove metode je pojava popratnih elektrokemijskih reakcija, što smanjuje učinkovitost određivanja antioksidansa, što dovodi do smanjenja pouzdanosti rezultata.

Poznata metoda za kontrolu ukupnog AOA profilaktičkih i terapijskih antioksidansa za peroksidaciju lipida u malonski aldehid sa spektrofotometrijskom ili kemiluminiscentnom detekcijom (Pat. 2182706, Rusija, IPC 7 G 01 N 33/15, 33/52. sredstva / Pavlyuchenko I.I., Basov A.A., Fedosov S.R. - br. 2001101389/14; prijava 15.1.2001.; objavljeno 20.5.2002.). Istodobno, antioksidacijska aktivnost obrnuto je proporcionalna razini proizvoda peroksidacije lipida. Nedostatak ove metode može se smatrati ograničenim rasponom analiziranih objekata, budući da se u tim uvjetima određuju antioksidansi samo jedne skupine, lipidi.

Poznata je metoda za određivanje ukupnog AOA biljnog ekstrakta, koja se sastoji u inkubaciji ekstrakta s linetolom i željeznim (II) sulfatom, pokretanju oksidacijske reakcije UV zračenjem i naknadnoj interakciji s tiobarbiturnom kiselinom u prisutnosti tritona X-100 ( Prijava 97111917/13, Rusija, IPC 6 G 01 N 33/00 Metoda za određivanje ukupne antioksidativne aktivnosti / Rogozhin VV - prijava 08.07.1997; objavljeno 10.06.1999). Pri provođenju spektrofotometrije koristi se mješavina etanola i kloroforma u omjeru 7:3. Vrijednost AOA biološkog materijala određena je omjerom nakupljanja produkta reakcije - malondialdehida u uzorku koji sadrži ekstrakt prema uzorku s prooksidansom. Nedostatak ove metode leži u mogućnosti nuspojava tijekom UV zračenja, što smanjuje pouzdanost rezultata analize.

Navedene metode za određivanje ukupnog AOA imaju niz nedostataka: veliki intenzitet rada, niska pouzdanost, izmjerena vrijednost ukupnog AOA nije povezana i nije usporediva ni s jednom konvencionalnom tvari.

Najbliži analog predmetnom izumu je metoda za određivanje ukupne AOA ljekovitog bilja mjerenjem kemiluminiscencije koja se javlja kada reagira s luminolom u prisutnosti oksidirajućeg sredstva vodikovog peroksida (M.Kh. Canary grass by chemiluminescence // Journal of Analytical Chemistry, 2004, V.59, br. 1, str.84-86). Za kvantitativnu procjenu ukupne AOA uspoređena je redukcijska sposobnost ekstrakta ljekovitih sirovina i aktivnost snažnog antioksidansa - askorbinske kiseline u količini od 25-110 μg. U usporedbi s navedenim metodama, u prototipu se kao oksidacijsko sredstvo koristi vodikov peroksid koji stupa u interakciju sa širokim spektrom antioksidansa, a izmjerena vrijednost ukupne AOA objekta određena je i izražena u odnosu na askorbinsku kiselinu, koja je uobičajeni antioksidans, koji omogućuje dobivanje pouzdanih rezultata uz zadržavanje drugih nedostataka. Nedostaci također uključuju složenost opreme koja se koristi u metodi.

Tehnički cilj predmetnog izuma je razvoj manje dugotrajne i pouzdane metode za određivanje ukupne antioksidativne aktivnosti biljnog materijala i prehrambenih proizvoda koji se temelje na njemu.

Za rješavanje tehničkog problema predlaže se interakcija analita s reagensom 0,006 M Fe (III) - 0,01 M o-fenantrolina i askorbinske kiseline (AA) s istim reagensom koji se dodaje u omjeru 1:100. , inkubira se najmanje 90 minuta, fotometrira na 510±20 nm, nakon čega slijedi utvrđivanje ovisnosti analitičkog signala o količini tvari i izračunavanje ukupne AOA. Konkretno, izračun se može provesti prema formuli (I), izvedenoj iz jednadžbe kvantitativne korespondencije između predmeta koji se proučava i askorbinske kiseline:

gdje su a, b koeficijenti u regresijskoj jednadžbi za ovisnost analitičkog signala o količini AA;

a", c" - koeficijenti u regresijskoj jednadžbi za ovisnost analitičkog signala o količini predmeta koji se proučava;

x sunce. - masa ispitivanog redukcijskog sredstva (uzorak), mg.

Korištenje predloženog reagensa u ovim uvjetima omogućilo nam je proširenje linearnog raspona i smanjenje donje granice utvrđenih količina askorbinske kiseline. Predloženi skup bitnih značajki omogućuje određivanje ukupnog AOA širokog spektra biljnih materijala i prehrambenih proizvoda na temelju njega.

Jednadžbe kvantitativne korespondencije povezuju ovisnost analitičkog signala o količini askorbinske kiseline i ovisnost analitičkog signala o količini ispitivanog predmeta, pod uvjetom da je antioksidativno djelovanje jednako.

Nakon obrade rezultata fotometrijskih mjerenja veličine analitičkog signala metodom najmanjih kvadrata (K. Derffel Statistika u analitičkoj kemiji. - M .: "Mir", 1994. S. 164-169; A.K. Charykov Matematička obrada rezultati kemijske analize - L .: Chemistry, 1984. S.137-144) ove su ovisnosti opisane linearnom regresijskom funkcijom: y=ax+b, gdje je a koeficijent regresije, b je slobodni član. Koeficijent a u regresijskoj jednadžbi jednak je tangensu nagiba pravca na x-os; koeficijent b - udaljenost po y-osi od ishodišta (0,0) do prve točke (x 1 , y 1).

Koeficijenti a i b izračunavaju se po formulama:

Regresijska jednadžba za ovisnost AS o količini askorbinske kiseline u određenom trenutku ima oblik:

y AK \u003d a x AK (mg) + b,

regresijska jednadžba za ovisnost AS o količini predmeta koji se proučava (redukcijsko sredstvo):

y VOST \u003d a "x VOST (mg) + b",

gdje je za AK, za VOST optička gustoća fotometrijske otopine;

x AK (mg), x VOST (mg) - koncentracija askorbinske kiseline (redukcijsko sredstvo) u otopini;

zatim, izjednačavanjem vrijednosti funkcija, dobivamo formulu (I) za izračunavanje antioksidativne aktivnosti predmeta koji se proučava u jedinicama količine (mg) askorbinske kiseline.

Na crtežu je prikazana ovisnost analitičkog signala o količini redukcijskog sredstva.

Optička gustoća analiziranih otopina mjerena je na fotoelektričnom kolorimetru KFK-2MP.

Poznato je (F. Umland, A. Yasin, D. Tirik, G. Vunsch Kompleksni spojevi u analitičkoj kemiji - M.: Mir, 1975. - 531 str.) da o-fenantrolin tvori kelat topiv u vodi sa željezom ( II) crveno-narančasta boja, koju karakterizira maksimum apsorpcije na λ=512 nm. Stoga se u predloženoj metodi fotometrija provodi na λ=510±20 nm.

Optimizacija sastava reagensa i njegove količine unesene u reakciju provedena je na temelju rezultata višefaktorskog planiranja pokusa metodom latinskog kvadrata, koja se sastojala u promjeni svih proučavanih čimbenika u svakom pokusu, a svaki razina svakog faktora samo jednom susreće različite razine drugih faktora. To vam omogućuje da identificirate i procijenite učinak koji uzrokuje svaki čimbenik koji se proučava zasebno.

Korišteni su sljedeći faktori: količine Fe(III), o-fenantrolina i volumen reagensa uvedenog u reakciju. Kombinacija čimbenika trebala bi osigurati širok raspon linearnosti analitičkog signala (AS) uz dovoljnu osjetljivost, s jedne strane, i stabilnost reagensa tijekom vremena, s druge strane. To je omogućilo izdvajanje sljedećih razina za svaki faktor:

količina Fe(III): 0,003 M (A 1); 0,006 M (A 2); 0,009 M (A 3);

količina o-fenantrolina: 0,01 M (B 1); 0,02 M (B 2); 0,03 M (B 3);

volumen reagensa: 0,5 ml (C 1); 1,0 ml (C 2); 2,0 ml (C 3) (tablica 1).

Za odabir optimalne kombinacije razina faktora dobivene su kalibracijske ovisnosti AS o količini askorbinske kiseline u rasponu od 10 do 150 μg (što je potrebno za potvrdu linearnosti funkcije), regresijska jednadžba dobivene ovisnosti je izračunati, a zatim vrijednost AS na zadanu količinu (120 μg) askorbinske kiseline. Tako je za svaki sastav reagensa (faktori A, B) odabran volumen (faktor C) pri kojem je vrijednost AC maksimalna. To je omogućilo smanjenje broja razmatranih kombinacija na devet (Tablica 2).

Uspoređujući ukupni AS za svaku razinu, identificirani su iznosi s maksimalnom vrijednošću: ΣA 2 (0,991); ΣB 1 (1,066); ΣC 2 (1,361). To je omogućilo zaključak da je sastav reagensa optimalan: 0,006 M Fe (III) - 0,01 M o-fenantrolin sa svojim volumenom unesenim u reakciju, 1,0 ml na 100 ml otopine.

Pri optimalnoj koncentraciji reagensa proučavali smo promjenu ovisnosti AS o koncentraciji askorbinske kiseline i nekih redukcijskih sredstava uobičajenih u prirodnim objektima (tanin, rutin, kvercetin) pri različitim vremenima inkubacije reakcijske smjese (30, 60 , 90, 120 min). Utvrđeno je da je za sve ispitivane redukcijske tvari ovisnost AS o njihovom sadržaju linearna u rasponu od 10-150 μg (vidi crtež), a vrijednost AS ovisi o vremenu inkubacije (tablica 3).

Iz crteža se vidi da je promjena AC pod djelovanjem rutina neznatna, tanin se približava, a kvercetin premašuje istu ovisnost za askorbinsku kiselinu. Uzimajući u obzir promjenu AC od vremena inkubacije za sve ispitivane redukcijske agense (tablica 3), utvrđeno je da se stabilizacija analitičkog signala tijekom vremena opaža od 90 minuta.

Tablica 3

Promjena AS redukcijskih sredstava tijekom vremena
Ispitivana tvarm tvari, mg / cm 3Analitički signal
Vrijeme inkubacije reakcijske smjese, min
30 60 90 120
Askorbinska kiselina10 0,038 0,042 0,044 0,044
100 0,340 0,352 0,360 0,363
Tanin10 0,029 0,037 0,042 0,043
100 0,280 0,295 0,303 0,308
Rutin10 0,013 0,016 0,019 0,019
100 0,150 0,166 0,172 0,175
kvercetin10 0,031 0,044 0,051 0,053
100 0,420 0,431 0,438 0,442

Da bi se dokazala sumativna priroda određene vrijednosti AOA, proučavan je učinak reagensa Fe (III) - o-fenantrolina na modelne otopine koje su uključivale redukcijske tvari: tanin, rutin, kvercetin i askorbinsku kiselinu u različitim omjerima. U tablici 4 prikazani su rezultati analize modelnih smjesa.

Tablica 4

Rezultati analize modelnih smjesa (P=0,95; n=3)
Broj komponenti u smjesiUkupna AOA, izračunata, mcgAAUkupna AOA, pronađena, mcgAA
uveou smislu AK
AKTaninRutinkvercetinAKTaninRutinkvercetin
- 20 20 20 - 16,77 9,56 32,73 59,06 57,08
- 10 10 10 - 8,35 4,77 16,41 29,53 26,95
- 50 10 10 - 42,02 4,77 16,41 63,20 55,04
- 10 50 10 - 8,35 23,93 16,41 48,69 50,06
- 10 10 50 - 8,35 4,77 81,70 94,82 91,61
- 30 10 10 - 25,19 4,77 16,41 46,37 39,24
- 10 30 30 - 8,35 14,35 49,06 71,76 73,47
20 20 20 20 20 16,77 9,56 32,73 79,06 96,29
50 10 10 10 50 8,35 4,77 16,41 87,95 93,07
10 50 10 10 10 42,02 4,77 16,41 73,20 78,15
10 10 50 10 10 8,35 23,93 16,41 58,69 78,74
10 10 10 50 10 8,35 4,77 81,70 104,82 121,45
30 30 10 10 30 25,19 4,77 16,41 76,37 84,59
10 10 30 30 10 8,35 14,35 49,06 81,76 103,31

Izračun teorijske vrijednosti ukupnog AOA proveden je prema jednadžbama kvantitativne korespondencije koje karakteriziraju antioksidativni kapacitet ispitivanog redukcijskog sredstva u odnosu na askorbinsku kiselinu, u uvjetima jednake antioksidativne aktivnosti: .

Vrijednost eksperimentalne (pronađene) AOA izračunata je pomoću usrednjene regresijske jednadžbe za ovisnost AS o količini askorbinske kiseline. Iz rezultata prikazanih u tablici 4. vidljivo je da se eksperimentalno dobivene vrijednosti AOA zadovoljavajuće slažu s teorijski izračunatim.

Dakle, utvrđena vrijednost AOA je ukupni pokazatelj, a određivanje njegove vrijednosti pomoću jednadžbi kvantitativne korespondencije je ispravno.

Predložena metoda ispitana je na stvarnim uzorcima. Za određivanje ukupne AOA stvarnog uzorka ili njegovog ekstrakta dobivene su kalibracijske ovisnosti AS o količini analita i askorbinske kiseline u vremenu inkubacije reakcijske smjese od najmanje 90 minuta. Izračunavanje ukupne AOA provedeno je prema formuli (I) i izraženo u mg askorbinske kiseline po gramu ispitivanog objekta (mgAA/g).

Kako bi se potvrdila točnost predložene metode, ti su uzorci ispitani prema poznatim metodama, procjenjujući sadržaj askorbinske kiseline (GOST 24556-89 Prerađevine voća i povrća. Metode određivanja vitamina C) i prevladavajućih redukcijskih sredstava: u čaju - tanin (GOST 19885-74 Čaj. Metode za određivanje sadržaja tanina i kofeina), u šipku - količina organskih kiselina (GOST 1994-93 Šipak. Specifikacije) (tablica 5).

1 Milentiev V.N. 2Sannikov D.P. 3Kazmin V.M. 2

1 Orlovski državni institut za ekonomiju i trgovinu

2 Savezna državna proračunska ustanova "Centar za kemikalizaciju i poljoprivrednu radiologiju "Orlovsky"

3 Savezna državna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Državno sveučilište - obrazovni, znanstveni i industrijski kompleks"

Proučavana je mogućnost korištenja kemiluminiscencije za procjenu antioksidativnog djelovanja prehrambenih tvari. Predložena metoda temelji se na kemiluminiscenciji luminola u alkalnom mediju, čiji intenzitet ovisi o količini peroksida u kemiluminiscentnom uzorku. Kemiluminiscencija je zabilježena korištenjem razvijene instalacije koja sadrži pumpu za doziranje, svjetlo nepropusnu komoru, staklenu vakuumsku fotomultiplikatorsku cijev i računalni sustav. Kako bi se pojačala kemiluminiscencija, luminolu je dodana otopina kalijevog fericijanida. Promjene u intenzitetu kemiluminiscencije zabilježene su u trenutku unošenja analiziranog uzorka u otopinu luminola. Kao analizirani uzorak korišten je ekstrakt maslačka dobiven suhom niskotemperaturnom destilacijom. Sadrži fenolne spojeve poznate po svom visokom antioksidativnom djelovanju. Utvrđeno je da se kemiluminiscencijskom metodom mogu odrediti antioksidativna svojstva različitih prehrambenih spojeva.

kemiluminiscencija

antioksidativno djelovanje

peroksidi

hranjivim tvarima

1. Vasiljev R.F. Kemijski sjaj // Kemija i kemičari, 21.01.10. – URL: http://chemistry-chemists.com. (datum pristupa: 22.08.13.).

2. Vladimirov Yu.A. Slobodni radikali i antioksidansi // Vestn. RAMN. - 1998. - br. 7. - str. 43–51.

3. Kondrashova E.A. Kemiluminiscencija kao najosjetljivija metoda enzimskog imunotestiranja i njezina primjena.Kliničko-laboratorijska dijagnostika. - 1999. - br. 9. - 32. str.

4. Lyubimov, G.Yu. Kemiluminiscentna analiza // Imunologija. - 1991. - br. 1. - str. 40–49.

5. Mayansky A.N., Nevmyatullin A.L., Chebotar I.V. Reaktivna kemiluminiscencija u sustavu fagocitoze // Microbiology. - 1987. - br. 1. - S. 109–115.

6. Sherstnev M.P. O kalciju ovisni i o kalciju neovisni putovi stvaranja stanične kemiluminiscencije Problemi kemiluminiscencije. - 1991. - br. 2. - S. 1–4.

Danas je kemiluminiscencija veliko područje znanosti koje se nalazi na granici između kemije, fizike i biologije. Kod kemiluminiscencije dolazi do izravne pretvorbe kemijske energije u energiju elektromagnetskih oscilacija, tj. u svijet. Pomoću kemiluminiscencije može se saznati kako reakcija teče, koji je njezin mehanizam, što je potrebno za učinkovito i racionalno odvijanje tehnoloških procesa. Ako je tehnološki proces dobivanja bilo kojeg kemijskog proizvoda popraćen kemiluminiscencijom, tada njezin intenzitet može poslužiti kao mjera brzine procesa: što je reakcija brža, to je sjaj svjetliji. Tijekom reakcije kemiluminiscencije nastaju produkti bogati energijom, koji zatim emitiranjem svjetlosti odaju energiju, odnosno kemijska energija se pretvara u energiju elektromagnetskog zračenja.

Cilj istraživanja bio je istražiti mogućnost korištenja kemiluminiscencije za procjenu antioksidativnog djelovanja prehrambenih tvari.

Rezultati istraživanja i rasprava

Problem procjene antioksidativne aktivnosti prehrambenih tvari vrlo je relevantan. Korištenje pojma "antioksidativno djelovanje" kako bi se pokazala korisnost određenog proizvoda često se radi bez ikakvih kemijskih i biokemijskih argumenata. U pravilu, antioksidativno djelovanje bilo koje tvari odnosi se na učinkovitost smanjenja peroksidnog broja. Sam koncept peroksidnog broja također ne otkriva u potpunosti njegovu kemijsku bit, jer ne odgovara u potpunosti kinetici i termodinamici faza metabolizma određenog prehrambenog proizvoda. Osim toga, ova se vrijednost koristi za karakterizaciju lipida u obliku masti. Međutim, procesi oksidacije i stvaranja peroksida u tijelu ne javljaju se samo kod upotrebe masti, već i kod drugih proizvoda. Drugim riječima, može se reći da je sadržaj peroksida u određenom proizvodu "izvagan" na nekoj vrsti vage, gdje je "referentna težina" jedinica koncentracije jodidnog iona oksidiranog peroksidima u kiseloj sredini, kao pri čemu nastaje molekularni jod:

I- - e → I; (jedan)

I + I → I20. (2)

Kad se molekulski jod titrira otopinom koja sadrži natrijev tiosulfat, utvrđuje se njegova koncentracija i, posljedično, količina oksidatora jodidnih iona, tj. peroksidni spojevi, što se zapravo naziva peroksidni broj. Određivanje peroksidnog broja pomoću ove vrste "vaganja" temelji se na reakciji prikazanoj na sl. jedan.

Riža. 1. Određivanje peroksidnog broja natrijevim tiosulfatom

Dakle, koncentracija peroksida određena je iz jednadžbe

S(I2) = ϒ(C[-O-O-]), (3)

gdje je ϒ korelacijski koeficijent između koncentracije molekulskog joda i koncentracije peroksida.

Predložena metoda za određivanje peroksida u proizvodima temelji se na kemiluminiscenciji luminola (C[lm]) u alkalnom mediju, čiji intenzitet (Ichl) ovisi o koncentraciji peroksida (C[-O-O-]), u kemiluminiscentni uzorak:

IHL. = Ϧchl ω, (4)

gdje je Ϧchl kvantni prinos kemiluminiscencije; ω - brzina reakcije koja uključuje perokside:

khlC[-O-O-] C[lm] = ω, (5)

gdje je kchl konstanta brzine reakcije ili pri:

C[lm] kchl Ϧchl = K, (6)

IHL = K C[-O-O-]. (7).

Količina peroksida (-O-O-) određena je sumom svjetlosti (S):

Vrijednost S ovisi o stupnju potpunosti potrošnje peroksida u kemiluminiscentnoj reakciji.

Za određivanje konstante K konstruira se kalibracijska krivulja za ovisnost sume svjetlosti S o koncentraciji peroksida, koja se određuje titracijom:

S = f(C[-O-O-]). (devet)

Vodikov peroksid H2O2 koristi se kao peroksid.

Zatim se uspoređuju podaci dobiveni iz jednadžbi (3) i (9). Na temelju usporedbe ϒ i K zaključuje se o slaganju reakcijskih mehanizama koji su u osnovi određivanja peroksida ovim metodama. Utvrđeno je da se u ovom području koncentracije peroksida ϒ i K doista međusobno slažu i stoga se mogu koristiti za određivanje peroksidnog broja.

Kemiluminiscencija je opažena u alkalnom mediju koji je sadržavao luminol (5-amino-1,2,3,4-tetrahidro-1,4-ftalazindion, 3-aminoftalni hidrazid, H2L). Snimljeno je korištenjem kemiluminescentnog uređaja, uključujući stakleni vakuumski fotomultiplikator. Fotomultiplikator se napaja preko visokonaponskog ispravljača (7) spojenog na blok (9) koji pojačava signal fotomultiplikatora koji se snima na zaslonu monitora računala (5).

Riža. 2. Registracija kemiluminiscencije analiziranog proizvoda: 1 - pumpa za doziranje; 2 - svjetlootporna komora; 3 - ogledalo; 4 - kiveta; 5 - računalni sustav; 6 - fotomultiplikator; 7 - visokonaponski ispravljač; 8 - uređaj koji vam omogućuje određivanje spektralnog područja kemiluminiscentnog zračenja; 9 - blok za pojačavanje signala fotomultiplikatora

Za uvođenje analiziranog uzorka u kivetu (4) koja sadrži kemiluminiscentnu otopinu luminola potrebna je pumpa za doziranje (1). Ovaj dozator djeluje kao mješalica za ubrizgani uzorak s kemiluminiscentnom otopinom. Kako bi se povećala brzina reakcije i intenzitet kemiluminiscencije, luminolu je dodana otopina kalijevog fericijanida. Miješanje se vrši pomoću mjehurića zraka dobivenih pumpanjem zraka kroz tekućinu otopine. Zrcalo (3) smješteno u svjetlonepropusnoj komori (2) služi za bolje prikupljanje svjetlosti kemiluminiscentnog zračenja koje pada na fotokatodu fotomultiplikatora (6) ugrađenog u svjetlonepropusnu komoru. Dozator vam omogućuje unos željenih komponenti tekućine u kivetu bez otvaranja svjetlo nepropusne komore (2) tijekom pokusa. U ovom slučaju te tekućine ulaze u kivetu (4) kroz staklene ili plastične cijevi. Računalni sustav omogućuje registraciju ovisnosti intenziteta luminiscencije I o vremenu t, odnosno kinetike kemiluminiscencije:

Računalni sustav odražava konstante porasta i pada u funkciji I = f(t), koje su konjugirane s konstantama brzine reakcija koje uzrokuju kemiluminiscenciju, odnosno s njihovom kinetikom. U kemiluminiscentnu komoru uključen je uređaj (8) koji omogućuje određivanje spektralnog područja kemiluminiscentnog zračenja, odnosno ovisnost:

I = f1(λ). (jedanaest)

Ovaj blok je kazeta u obliku diska u koju su ugrađeni granični filtri. Promjena svjetlosnih filtara provodi se okretanjem disk kasete oko horizontalne osi koja povezuje središta ravnine svjetlosnih filtara i ravnine fotokatode fotomultiplikatora.

Proces mjerenja provodi se na sljedeći način:

1. Postavlja se odziv fotomultiplikatora na promjene njegovog napona napajanja i na promjene intenziteta referentnog izvora svjetlosti koji pada na njegovu katodu.

2. Kiveta se napuni otopinom luminola u lužnatom mediju.

3. Dozator se napuni analiziranim uzorkom.

4. Snima se ovisnost intenziteta kemiluminiscencije o vremenu t. Kemiluminiscencija se prati do trenutka t1, u kojem je promjena I1 od vremena t minimalna: I1 = f1(t).

5. Dio analizirane otopine unosi se pomoću dozatora.

6. Promatra se kemiluminiscencija analiziranog uzorka čija je kinetika I = f(t).

Na sl. Na slici 3 prikazan je graf ovisnosti funkcija (I1 = f1(t)), konjugiran s grafom (I = f(t)), nakon uvođenja analizirane otopine.

Kao što se može vidjeti sa sl. 3, mijenja se intenzitet kemiluminiscencije luminola: nakon naglog porasta slijedi nagli pad luminescencije nakon dodavanja analiziranog uzorka.

Budući da je pojačanje kemiluminiscencije tijekom oksidacije luminola povezano s stvaranjem peroksida, smanjenje intenziteta kemiluminiscencije nakon uvođenja analiziranog uzorka ukazuje na smanjenje njihovog broja. Stoga se može govoriti o prisutnosti antioksidativnog djelovanja u spojevima koji čine analizirani uzorak.

Treba napomenuti da je kao analizirani uzorak korišten ekstrakt maslačka dobiven suhom niskotemperaturnom destilacijom koji sadrži fenolne spojeve poznate po visokom antioksidativnom djelovanju.

Riža. Slika 3. Graf ovisnosti funkcija (I1 = f1(t)), konjugiran s grafom (I = f(t)), nakon uvođenja analizirane otopine

Osim toga, tijekom eksperimenta je utvrđeno da je korištenjem kemiluminiscencije moguće odrediti količinu peroksida u superrazrijeđenim sustavima, što je važno za procjenu početka oksidacije proizvoda, na primjer, tijekom njihovog skladištenja.

Dakle, provedena istraživanja su pokazala da metoda za određivanje peroksida u proizvodima, koja se temelji na kemiluminiscenciji luminola u alkalnom mediju, omogućuje procjenu antioksidativnog djelovanja prehrambenih tvari i može se koristiti za utvrđivanje antioksidativnih svojstava različitih namirnica. spojevi.

Recenzenti:

Litvinova E.V., doktor tehničkih znanosti, profesor Odsjeka za tehnologiju, organizaciju i higijenu hrane, OrelGIET, Orel;

Kovaleva O.A., doktor bioloških znanosti, direktor INIT-a, FSBEI HPE "Oryol State Agrarian University", Orel.

Rad je zaprimljen u uredništvo 08.11.2013.

Bibliografska poveznica

Panichkin A.V., Bolshakova L.S., Milentiev V.N., Sannikov D.P., Kazmin V.M. UPORABA KEMILUMINESCENCIJE ZA PROCJENU ANTIOKSIDANTNIH SVOJSTAVA HRANLJIVIH TVARI // Fundamentalna istraživanja. - 2013. - br. 10-11. – S. 2436-2439;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32810 (datum pristupa: 17.12.2019.). Predstavljamo vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"