Отчет о научно-исследовательской работе icon

Отчет о научно-исследовательской работе


Смотрите также:
Отчёт о научно-исследовательской работе за 2009 год...
Отчет по научно-исследовательской работе студенческого кружка "Гармония"...
Задачи: повысить уровень подготовки школьников в области научно-исследовательской работы...
Отчёт о научно-исследовательской работе. Nгос регистрации 01 80 005757 инв. N02. 90 002391...
Отчет о научно-исследовательской работе фгоу впо «Кемеровский гсхи» за 2008год...
Отчёт по научно-исследовательской работе за 2009 год...
Отчет о научно-исследовательской работе...
Отчет о научно-исследовательской работе...
Отчет о научно-исследовательской работе...
Отчет о научно-исследовательской работе...
Отчет о научно-исследовательской работе...
Отчет о научно-исследовательской работе “ наименование работы...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6
скачать
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина» (ФГОУ ВПО МГАВМиБ)



УДК 544.7

№ госрегистрации 01200961265

Инв. № 59-11-15




«УТВЕРЖДАЮ»

Ректор ФГОУ ВПО МГАВМиБ,

академик РАСХН, профессор


______________Ф.И. Василевич

«___» июня 2011 г.



^ ОТЧЕТ о научно-исследовательской работе


Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области коллоидной химии и поверхностных явлений.


по теме:

РАЗРАБОТКА МЕТОДИК И СОЗДАНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ВЕТЕРИНАРНО-БИОЛОГИЧЕСКИХ И ЗООТЕХНИЧЕСКИХ

НАПРАВЛЕНИЙ

^
(итоговый этап №6)


«Обобщение и  оценка результатов теоретических и экспериментальных

исследований по теме НИР»


Государственный контракт от «07» июля 2009 г. № 02.740.11.0270 в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы

Мероприятие 1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров.


Руководитель проекта,

академик РАСХН, д.с/х.н., проф. ___________ Н.А. Балакирев


«__» июня 2011 г.


Москва 2011

^ Список основных исполнителей


Проректор по НР, академик РАСХН, д.с./х.н., проф.

____________

подпись, дата

Н.А. Балакирев

Раздел 6.1


Зав. кафедрой, д.х.н., д.б.н., проф.

____________

подпись, дата

С. Ю. Зайцев

Раздел 6.1-6.6


Проф., д.х.н

____________

подпись, дата

М. С. Царькова

Раздел 6.1, 6.6


Доцент, к.х.н.

____________

подпись, дата

Л.А. Фролова

Раздел 6.5


Доцент, к.х.н.

____________

подпись, дата

О.С. Белоновская

Раздел 6.2.3, 6.3.3


Доцент, к.б.н.

____________

подпись, дата

А.А. Лисицына

Раздел 6.5


Старший научный сотрудник, к.б.н

____________

подпись, дата

Л.А. Закирова

Раздел 6.4.,6.6


Аспирант

____________

подпись, дата

Е. Н. Зарудная

Раздел 6.2, 6.3, 6.5


Аспирант

____________

подпись, дата

М.Н. Шапошников

Раздел 6.1


Зав. уч. лабораторией

к.б.н.

____________

подпись, дата

И.В. Милаева

Раздел 6.2.4, 6.3.4

Аспирант

____________

подпись, дата

Н.А. Довженко

Раздел 6.2.3, 6.3.3


Аспирант

____________

подпись, дата

Н.А.Ткачев

Раздел 6.1


Студентка

____________

подпись, дата

Д.О. Соловьева

Раздел 6.1


Инженер

____________

подпись, дата

Е.В. Баннова

Раздел 6.4.1


Нормоконтролер

____________

подпись, дата

Е.Ю. Любинская

Раздел 6.4.2


Старший лаборант

____________

подпись, дата

Н.С. Епихина

Раздел 6.2.3



СОДЕРЖАНИЕ


Реферат ……………………………………………………………………………………….……..

5







6.1.Разработка методов и получение МКС для определения ряда аминокислот  спектральными методами. Сравнительный анализ спектров поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов на основе таких МКС……………………………..……………….



10

6.1.1. Спектральные характеристики ОМС №5, иммобилизованного в полимерные матрицы, при взаимодействии с аминокислотами…………………………..………………………………


10

6.1.2. Исследование монослоев ОМС № 5 со стеариновой кислотой в присутствии лизина….

25

6.2. Сравнительный анализ показателей ДПН биологических жидкостей животных разных видов.…………………………..…………………………..…………………………..…………….


27

6.2.1. Сравнительный анализ показателей ДПН сыворотки крови крупного рогатого скота в разные сроки постнатального онтогенеза…………………………..…………………………….


28

6.2.2. Сравнительный анализ показателей ДПН сыворотки крови свиней в ранние сроки постнатального онтогенеза…………………………..…………………………..…………………


31

6.2.3. Сравнительный анализ показателей ДПН сыворотки крови собак с полом и возрастом

33

6.2.4. Сравнительный анализ показателей ДПН сыворотки крови лошадей в разные сроки постнатального онтогенеза…………………………..…………………………..…………………


34

6.2.5. Сравнительновидовой анализ ДПН биологических жидкостей животных..…………….

38

6.3. Анализ влияния отдельных компонентов сыворотки крови животных на ДПН и применение БКС в ветеринарно-биологическом направлении…………………………..……


38

6.3.1. Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови крупного рогатого скота в разные сроки постнатального онтогенеза и корреляционный анализ между параметрами ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови крупного рогатого скота…………………………..…………………………..…………………………..…………….


39

6.3.2. Сравнительный анализ показателей биохимических показателей сыворотки крови свиней в разные сроки постнатального онтогенеза и корреляционный анализ между параметрами ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови свиней………………



48

6.3.3. Сравнительный анализ показателей ДПН сыворотки крови собак с полом и возрастом и корреляционный анализ между параметрами ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови собак…………………………..…………………………..……………………..



53

6.3.4. Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови лошадей в разные сроки постнатального онтогенеза и корреляционный анализ между параметрами ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови лошадей…………………………….



57

6.3.5. Применение БКС в ветеринарно-биологическом направлении…………………………..

67

6.3.6. Изменение ряда биохимических и зоотехнических показателей у кур под действием естественного метаболита – коламин на при двукратном использовании препарата…………


86

6.4. Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении научно-техническим уровнем……….


91

6.4.1 Итоги НИР по результатам исследований, проведенных за период 2009-2011 г……….

92

6.4.2 Оценка полноты решения поставленных задач по результатам НИР…………………….

96

6.4.3 Оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем…………………………..…………………………..………………………


97

6.5. Анализ апробации результатов по разработке модельных систем и сравнительной оценке данных ДНП для модельных систем и биологических жидкостей в учебном процессе…………………………..…………………………..…………………………..…………



98

6.5.1. Внедрение результатов НИР в календарно-тематические планы дисциплин, преподаваемых на кафедре органической и биологической химии МГАВМиБ……………….


98

6.5.2. Программа внедрения результатов VI этапа НИР в предстоящий с сентября 2011 г. образовательный процесс по направлению 020400 Биология (бакалавриат и магистратура) по Федеральным государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования 3-го поколения. …………………………..…………………..


101

6.6 Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР……………………………..


105

6.6.1 Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции………………………

105

6.6.2 Разработка рекомендаций по использованию результатов опытов по влиянию препарата коламин на эмбриональное и постэмбриональное развитие
цыплят-бройлеров. …………………………………………..…………………………..…………



108

6.6.3 Разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР…………

109

Список использованных источников………………………………………………………..…...

110

Приложения…………………………………………………………………………………….….

112

Приложение 1. Статьи в научных журналах……………………………….………………….….

113

Приложение 2. Монографии и учебно-методические пособия……………………………….…

117

Приложение 3. Материалы конференций…………………………………………………………

118

Приложение 4. Патенты и ноу-хау………………………………………………………………...

122

^ Реферат

Отчет 122 с., 6 ч., 26 рис., 46 табл., 4 приложения.


Ключевые слова: биохимические коллоидные системы, мембранные коллоидные системы, полимеры, полимерные матрицы, иммобилизованные ОМС, супрамолекулярные ферментные комплексы, коллоидно-химические свойства, белки, хемосенсорные материалы, спектры поглощений, спектр флуоресценции, динамическое поверхностное натяжение, сыворотка крови, спектральные методы.


^ Объекты исследования и разработки. МКС для определения ряда аминокислот  спектральными методами. Хемосенсорные материалы на основе таких МКС. Спектры поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов на основе МКС. Состав и свойства биологических жидкостей разных видов животных, связанные с физиологическим состоянием животных, активацией и изменением интенсивности обмена веществ в период роста, полового и физиологического созревания. Показатели ДПН биологических жидкостей животных разных видов. Влияние отдельных компонентов биологических жидкостей животных на значения ДПН. Применение БКС в ветеринарно-биологическом направлении. Разработка модельных систем, имитирующих состав биологических жидкостей животных и сравнительная оценка данных ДПН для модельных систем и биологических жидкостей. Использование результатов НИР в учебном процессе.


^ Цели работы

- Разработка методов и получение МКС для определения ряда аминокислот спектральными методами, в том числе проведение сравнительного анализа спектров поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов на основе таких МКС;

- Сравнительный анализ показателей ДПН биологических жидкостей животных разных видов, находящихся на разных фазах постнатального онтогенеза в зависимости от пола, возраста и периода репродуктивного цикла;

- Сравнительновидовой анализ ДПН биологических жидкостей животных;

- Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови разных видов животных в зависимости от возраста, пола и функционального состояния организма,

- Анализ влияния отдельных компонентов сыворотки крови животных разных видов на показатели ДПН, в том числе, корреляционный анализ между параметрами ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови животных;

- Применение БКС в ветеринарно-биологическом направлении;

- Изучение изменения ряда биохимических и зоотехнических показателей у кур под действием естественного метаболита – коламин при двукратном использовании препарата;

- Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективность полученных результатов в сравнении с научно-техническим уровнем;

- Анализ апробации результатов по разработке модельных систем и сравнительной оценке данных ДНП для модельных систем и биологических жидкостей в учебном процессе;

- Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР.

^ Метод и методология проведения работы включали:

разработку методов получения МКС для определения ряда аминокислот спектральными методами; сравнительный анализ спектров поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов на основе таких МКС; сравнительный анализ показателей ДПН биологических жидкостей животных разных видов; анализ влияния отдельных компонентов сыворотки крови животных на ДПН и применение БКС в ветеринарно-биологическом направлении; обобщение результатов предыдущих этапов работ; оценку полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с научно-техническим уровнем; анализ апробации результатов по разработке модельных систем и сравнительной оценке данных ДНП для модельных систем и биологических жидкостей в учебном процессе; оценку возможности создания конкурентоспособной продукции и разработку рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР.

В работе использованы следующие физико-химические методы исследования: измерение ДПН методом максимального давления в пузырьке; биохимический анализ; корреляционный анализ; измерение спектров поглощения; измерение спектров флуоресценции, измерение биохимических показателей крови.

^ Результаты работы

По итогам НИР были получены следующие результаты:

- Разработаны методы получения МКС типа тонких пленок и монослоев (ОМС №5:С18=1:2) для возможной детекции аминокислот. Показана возможность использования полученных материалов для определения аминокислот, при этом предпочтительным методом для исследований МКС стал метод флуоресцентной спектроскопии.

- Сравнительный анализ показателей ДПН сыворотки крови физиологически здоровых животных 4 видов (крупный рогатый скот, свиньи, собаки и лошади) выявил характерные изменения ДПН в зависимости от возраста, пола и функционального состояния животных. Для коров наиболее низкие значения ДПН при больших временах «существования» поверхности отмечаются у стельных животных в период лактации (56,80-58,97 мН/м), для этих же животных характерные наиболее высокие коэффициенты наклона тензиограммы (λ0 - 5,47-7,30 мН∙м-1∙с-1/2; λ1 - 7,98-9,14 мН∙м-1∙с1/2). Для свиней наиболее характерные особенности в динамике ДПН отмечаются для поросят в возрасте 20 суток, а наиболее специфичным параметром, зависящим от возраста, является ДПН при больших временах «существования» поверхности. У собак и лошадей половые особенности наиболее характерно прослеживаются при сравнении коэффициентов наклона тензиограммы, что обусловлено разным соотношением ПАВ и других соединений сыворотки крови кобелей и сук с возрастом.

- Сравнительновидовой анализ данных выявил общие закономерности в формировании ДПН, для которых характерно плавное снижение значений ДПН с увеличением времени «существования» поверхности. При этом каждому виду животных присущи особенности в динамике ДПН, связанные с генетически-заложенными особенностями физиолого-биохимического статуса организма, активацией и изменением интенсивности обмена веществ в период роста, полового и физиологического созревания, а также с наступлением и течением беременности;

- Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови животных на разных сроках постнатального онтогенеза выявил физиологические особенности для животных разного вида, пола и возраста, а также с течением беременности и лактации, что может объясняться, как внутренними физиологическими (функциональное состояние нервной, гормональной и др. систем организма), так и внешними (уровень физической нагрузки, стресс и другие) факторами. Полученные данные закономерно отражают возраст и функциональное состояние животных и наблюдаемые изменения в значениях ДПН сыворотки крови.

- Корреляционный анализ между ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови животных выявил сильные взаимосвязи между отдельными компонентами сыворотки крови и параметрами ее ДПН. Было доказано, что для крупного рогатого скота на параметр ДПН при средних временах «существования» поверхности (σ2) наибольшее влияние оказывают общий белок, альбумины, общий холестерол, триацилглицеролы и глюкоза, а также кальций и мочевина, а параметр ДПН при больших временах «существования» поверхности (σ3) - общий белок, альбумины и холестерол. У свиней на σ2 наибольшее влияние оказывает общий белок и триацилглицеролы, а на σ3 – общий белок, альбумины, триацилглицеролы и мочевина. У собак на параметры σ2 и σ3 наибольшее влияние оказывают общий белок, альбумины и неорганический фосфор, которые их понижают. Для лошадей на ДПН при средних временах наиболее существенно влияют триацилглицеролы, а при больших временах: у кобыл - глюкоза, калий, триацилглицеролы, которые значения ДПН понижают, а также хлорид-ионы и холестерол, которые их повышают, у жеребцов - белки (общий белок и альбумины), увеличение концентрации которых вызывает понижение ДПН, а также калий, который их повышает.

- В двухкомпонентных смесях добавление хлорида натрия или БСА к смеси везикул приводит к снижению параметров ДПН σ2 и σ3; в трехкомпонентных смесях добавление БСА к раствору везикул вызывает снижение значений σ2 и σ3, а добавление хлорида натрия это снижение уменьшает. Полученные данные являются наглядной моделью, демонстрирующей процессы взаимодействия основных компонентов (белков, липидов, солей) в биологических жидкостях животных;

- Проведенные исследования позволяют говорить о взаимосвязи изменений параметров ДПН с биохимическими показателями сыворотки крови животных, что свидетельствует о возможности использования метода межфазной тензиометрии в комплексе с обычными клиническими исследованиями для оценки физиолого-биохимического статуса организма животных при ведении племенной работы, в период проведения массовых вакцинаций и осеменения животных, для ранней диагностики отклонений физиолого-биохимического статуса от нормы при заболеваниях различной этиологии и контроля за их лечением.


^ Рекомендации по внедрению результатов НИР

Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем с использованием современных методических и инструментальных достижений позволяет решить ряд актуальных фундаментальных проблем в области коллоидной химии и поверхностных явлений, а также прикладных задач биомедицины и экологии, нано- и биотехнологии, ветеринарии и зоотехнии. БКС на основе мембран и тонких пленок позволят создать нанокомпозитные материалы для хемосенсорных устройств биологического контроля катионов биогенных металлов и малых органических молекул в воде и биологических жидкостях.

Все вышеизложенное является неотъемлемой частью научно-технического прогресса в развитии животноводства на современном этапе и будет реализовано в данной НИР на базе достижений коллоидной химии.

Выполнение НИР обеспечит достижение научных результатов мирового уровня в решении многих актуальных фундаментальных и прикладных проблем химии и биологии, медицины и экологии, нано- и биотехнологии, ветеринарии и зоотехнии; позволит завершить создание комплексной системы подготовки высококвалифицированных специалистов (от бакалавров и магистров до кандидатов и докторов наук), обладающих особыми компетенциями по профилю данной НИР, что приведет к формированию эффективного и жизнеспособного научного коллектива.


^ Область применения полученных результатов.

Результаты проекта включены в образовательную программу ФГОУ ВПО МГАВМиБ и использоваться в образовательном процессе на базе научного кадрового потенциала, лабораторного и испытательного оборудования научно-образовательного центра ФГОУ ВПО МГАВМиБ, в том числе в процессе проведения настоящих научно-технических работ.

Новые БКС, разработанные на основе полимеров разного типа, находят применение в медицине человека и животных, нано- и биотехнологии, экологии. Полученные результаты являются ключевыми для успешного выполнения всего проекта.


^ Прогнозные предположения о развитии объекта исследования.

В процессе проведения НИР были разработаны технологические параметры БКС и методические рекомендации по их использованию для различных областей применения, в том числе: экспериментальные образцы; методики испытаний экспериментальных образцов; технологии получения биохимических коллоидных систем.

В ходе выполнения НИР были получены результаты интеллектуальной деятельности: патенты, ноу-хау; статьи; монографии; учебно-методические комплексы, включающие учебно-методические пособия, указания и рекомендации; примерные и рабочие учебные программы, практикумы по дисциплинам «Биохимия мембран», «Физическая и коллоидная химия», «Кинетика и термодинамика ферментативных реакций», «Энзимология», «Биоэнергетика», «Бионанотехнология» и другие.


6.1. Разработка методов и получение МКС для определения аминокислот спектральными методами. Сравнительный анализ спектров поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов на основе таких МКС


6.1.1. Спектральные характеристики МКС на примере оптического молекулярного сенсора №5, иммобилизованного в полимерные матрицы, при взаимодействии с аминокислотами

На предыдущих этапах НИР были разработаны методы и получены МКС для определения катионов металлов и диаминов. На 6 этапе была исследована возможность определения ряда аминокислот в водных растворах с помощью оптического молекулярного сенсора №5, иммобилизованного в матрицы на основе различных полимеров: поливинилбутираля (ПВБ), целлюлозы ацетатфталата (ЦАФ), целлюлозы ацетатгидрофталата (ЦАГФ), целлюлозы ацетатбутирата (ЦАБ). В качестве аминокислот применяли глицин, фенилаланин, аланин, серин, аргинин и изолейцин.

Для приготовления растворов полимеров и ОМС в качестве растворителя использовались: ацетонитрил, дихлорэтан, ацетон. Спектры поглощения и флуоресценции снимали на спектрофотометре HITACHI 330 и спектрофлуориметре SHIMADZU RF 5000, с применением кварцевых стекол (для пленок).

Исследовались спектры поглощения и флуоресценции ОМС №5 до и после (в течение 30 мин.) воздействия водного раствора соответствующей аминокислоты с концентрацией 1 мМ в области 300-700 нм. Как следует из литературных данных, об образовании супрамолекулярных комплексов краун-эфира и катиона металла (комплексы типа «гость-хозяин») судят по сдвигу ∆λ максимума длины волны поглощения и/или флуоресценции, а иногда - по изменению интенсивности.

На рисунках 1-7 приведены спектры поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов из разных полимеров, после воздействия водного раствора серина.



1

2


Рисунок 1 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ПВБ до (1) и после (2) контакта с раствором серина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в матрице на основе ПВБ составляет 390 нм, а интенсивность – 0,465. После выдерживания в растворе серина длина волны максимума поглощения составила 390 нм, интенсивность -0,341. Сдвиг максимума поглощения не наблюдается. Обнаружено уменьшение интенсивности поглощения спектра ХМ на основе ПВБ с ОМС №5, как в области максимума (385 – 395 нм), так и в области минимума (330 – 340 нм).



1

2


Рисунок 2 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором серина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ составила 393 нм, интенсивность – 0,485. После выдерживания в растворе серина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 400 нм, интенсивность – 0,496. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ на 7 нм в длинноволновую область. Интенсивность поглощения ХМ на основе ЦАФ с ОМС №5 практически не изменилась, как в области максимума (390 – 400 нм), так и в области минимума (320 – 330 нм).



1

2


Рисунок 3 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ до (1) и после (2) контакта с раствором серина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ составила 402 нм, интенсивность – 0,550. После выдерживания в растворе серина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 407 нм, интенсивность – 0,517. Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ изменилась на 5 нм в длинноволновую область, Обнаружено уменьшение интенсивности поглощения как в области максимума (400 – 410 нм), так и в области минимума (340 – 350 нм) спектра ХМ на основе ЦАГФ с ОМС №5.




Рисунок 4 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором серина (конц. 1 мМ).





1

2


Рисунок 5 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ПВБ до (1) и после (2) контакта с раствором серина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС №5 в пленке ПВБ составила 494 нм, интенсивность – 6224. После выдерживания в растворе серина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 496 нм, интенсивность – 12300. Максимум поглощения ОМС №5 в пленке ПВБ сместился на 2 нм в длинноволновую область. Обнаружено увеличение интенсивности спектра флуоресценции ХМ на основе ПВБ с ОМС №5.



1

2


Рисунок 6 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором серина с концентрацией 1 мМ.



Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ составила 514 нм, интенсивность – 10800. После выдерживания в растворе серина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 523 нм, интенсивность – 6172. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ на 9 нм в длинноволновую область. Интенсивность флуоресценции спектра ХМ на основе ЦАФ с ОМС №5 уменьшилась в области максимума флуоресценции (510 – 530 нм).



1

2


Рисунок 7 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАГФ до (1) и после (2) контакта с раствором серина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАГФ составила 505 нм, интенсивность – 10524. После выдерживания в растворе серина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 519 нм, интенсивность – 10140. Максимум поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ смещается на 14 нм в длинноволновую область. Обнаружено незначительное уменьшение интенсивности флуоресценции в области максимума (500 - 520 нм) спектра ХМ на основе ЦАГФ с ОМС №5.

На рисунках 8-12 приведены спектры поглощения и флуоресценции хемосенсорных материалов из разных полимеров, после воздействия водного раствора глицина.



1

2


Рисунок 8 – Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ПВБ до (1) и после (2) контакта с раствором глицина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в матрице на основе ПВБ составляет 394 нм, а интенсивность - 0,269. После выдерживания в растворе глицина длина волны максимума поглощения составила 397 нм, а интенсивность – 0,209. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 на 3 нм в длинноволновую область. Обнаружено уменьшение интенсивности поглощения как в области максимума (390 – 400 нм), так и в области минимума (340 - 350 нм).



1

2


Рисунок 9 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором глицина с концентрацией 1 мМ.



Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ составляет 393 нм, интенсивность – 0,508. После выдерживания в растворе глицина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 399 нм, интенсивность – 0,477. Таким образом, максимум поглощения ОМС №5 сместился на 6 нм в длинноволновую область. Обнаружено уменьшение интенсивности как в области максимума (390 – 400 нм), так и в области минимума (320 – 330 нм) спектра ХМ на основе ЦАФ с ОМС №5.



1

2


Рисунок 10 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ до (1) и после (2) контакта с раствором глицина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ составила 401 нм, интенсивность – 0,359. После выдерживания в растворе глицина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 408 нм, интенсивность – 0,359. Максимум поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ сместился на 7 нм в длинноволновую область. Интенсивность поглощения спектра ХМ на основе ЦАГФ с ОМС №5 не изменилась, как в области максимума (400 – 410 нм), так и в области минимума (340 – 350 нм).




Рисунок 11 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) выдерживания в растворе глицина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ составила 514нм, интенсивность – 6410. После выдерживания в растворе глицина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 521нм, интенсивность – 6980. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ на 7 нм в длинноволновую область. Обнаружено увеличение интенсивности в области максимума флуоресценции (510 – 530 нм) спектра ХМ на основе ЦАФ с ОМС №5.



1

2


Рисунок 12 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАГФ до (1) и после (2) выдерживания в растворе глицина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАГФ составила 505 нм, интенсивность – 10832. После выдерживания в растворе глицина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 520 нм, интенсивность – 10824. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ на 15 нм в длинноволновую область, интенсивность флуоресценции не изменилась.

На рисунках 13 – 17 приведены спектры поглощения и флуоресценции некоторых ХМ в присутствии аланина и фенилаланина.



1

2


Рисунок 13 - Спектр поглощения ОМС № ^ 5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором аланина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС № 5 в пленке ЦАФ составила 399 нм, интенсивность – 0,462. После выдерживания в растворе аланина длина волны максимума поглощения ОМС № 5 составила 405 нм, интенсивность – 0,431. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС № 5 в пленке ЦАФ на 6 нм в длинноволновую область, интенсивность поглощения изменилась незначительно.




Рисунок 14 - Спектр флуоресценции ОМС№ 5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором аланина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС № 5 в пленке ЦАГФ составила 512 нм, интенсивность – 705. После выдерживания в растворе аланина длина волны максимума флуоресценции ОМС № 5 составила 524 нм, интенсивность – 558. Наблюдается сдвиг максимума флуоресценции ОМС № 5 в пленке ЦАГФ на 12 нм в длинноволновую область, интенсивность флуоресценции уменьшилась в 1,26 раз.



1

2

Рисунок 15 - Спектр поглощения ОМС № 5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором фенилаланина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС № 5 в пленке ЦАФ составила 402 нм, интенсивность – 0,426. После выдерживания в растворе фенилаланина длина волны максимума поглощения ОМС № 5 составила 406 нм, интенсивность – 0,411. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ на 4 нм в длинноволновую область, интенсивность поглощения практически не изменилась.





Рисунок 16 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором фенилаланина с концентрацией 1 мМ.



1

2


Рисунок 17 - Спектр флуоресценции ОМС № ^ 5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором фенилаланина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС № 5 в пленке ЦАФ составила 516 нм, интенсивность – 16604. После выдерживания в растворе фенилаланина длина волны максимума флуоресценции ОМС № 5 составила 521 нм, интенсивность – 9089. Наблюдается сдвиг максимума флуоресценции ОМС № 5 в пленке ЦАФ на 5 нм в длинноволновую область, интенсивность флуоресценции уменьшилась в 1,82 раза

На рисунках 18 – 22 приведены спектры поглощения и флуоресценции некоторых ХМ в присутствии аргинина и изолейцина.


1

2


Рисунок 18 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором аргинина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС 5 в пленке ЦАФ составила 402 нм, интенсивность – 0,430 (рис. 18). После выдерживания в растворе аргинина длина волны максимума поглощения ОМС 5 составила 406 нм, интенсивность – 0,400. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС 5 в пленке ЦАФ на 4 нм в длинноволновую область, интенсивность поглощения уменьшается на 0,030 отн. ед. (т.е. на 7%).




Рисунок 19 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором аргинина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ составила 515 нм, интенсивность – 10651 (рис. 19). После выдерживания в растворе аргинина длина волны максимума флуоресценции ОМС 5 составила 524 нм, интенсивность – 7900. Наблюдается сдвиг максимума флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ на 9 нм в длинноволновую область, интенсивность флуоресценции уменьшилась в 1,34 раза.



1

2


Рисунок 20 - Спектр поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ до (1) и после (2) контакта с раствором изолейцина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ составила 401 нм, интенсивность – 0,490 (рис. 20). После выдерживания в растворе изолейцина длина волны максимума поглощения ОМС №5 составила 405 нм, интенсивность – 0,516. Наблюдается сдвиг максимума поглощения ОМС №5 в пленке ЦАГФ на 4 нм в длинноволновую область, интенсивность поглощения увеличилась на 0,026 отн. ед. (рис. 20), что отличается от аргинина, где интенсивность уменьшается (рис. 18).




Рисунок 21 Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАФ до (1) и после (2) контакта с раствором изолейцина с концентрацией 1 мМ.


Длина волны максимума флуоресценции ОМС 5 в пленке ЦАФ составила 512 нм, интенсивность – 12480 (рис. 21). После выдерживания в растворе аргинина длина волны максимума флуоресценции ОМС №5 составила 520 нм, интенсивность – 13991. Наблюдается сдвиг максимума флуоресценции ОМС 5 в пленке ЦАФ на 8 нм в длинноволновую область, интенсивность флуоресценции возросла в 1,12 раза.


1

2


Рисунок 22 - Спектр флуоресценции ОМС №5 в пленке ЦАГФ до (1) и после (2) контакта с раствором изолейцина с концентрацией 1 мМ.


Проведенные исследования показали следующее. Вследствие малых сдвигов в системе ПВБ с ОМС №5 дальнейшие исследования этого ХМ нецелесообразны. Оптимальные результаты по связыванию ХМ с аминокислотами установлены для ОМС №5 в матрицах на основе эфиров целлюлозы – ЦАГФ и ЦАФ. Более выражены сдвиги максимума длины волны в спектрах флуоресценции (по сравнению со спектрами поглощения). Для примера в табл. 1 приведены сравнительные данные спектров поглощения и флуоресценции для аланина и фенилаланина (матрица ЦАГФ).


Таблица 1 - Характеристики спектров поглощения и флуоресценции для ХМ на основе ЦАГФ, содержащих ОМС №5, до и после выдерживания в растворах аланина и фенилаланина (концентрация аминокислот равна 1 мМ).

аминокислота

аланин

фенилаланин

аланин

фенилаланин

вид спектра

поглощение

флуоресценция

Δλ, нм

+5

+6

+12

+13

I0/I

1,05

1,06

0,87

1,08


Очевидно, что взаимодействие ОМС №5 с аминокислотами лучше характеризуется с помощью спектров флуоресценции.

Ниже в табл. 2 приведены данные спектров флуоресценции ХМ на основе ЦАФ и ОМС №5 до и после их контакта с исследованными аминокислотами.


Таблица 2 - Флуоресценция полимерных пленок на основе ЦАФ, содержащих ОМС № 5, до и после выдерживания в водных растворах аминокислот с концентрацией 1 мМ.

Аминокислота

λ, нм,

(до пропитки)

λ, нм,

(после пропитки)

сдвиг

∆λ, нм

глицин

512±1

520±1

+8

фенилаланин

512±1

524±1

+12

аланин

512±1

517±1

+5

серин

512±1

520±1

+8

аргинин

512±1

521±1

+9

изолейцин

512±1

520±1

+8


Видно, что после воздействия на полимерную матрицу ЦАФ с ОМС №5 водными растворами аминокислот в спектрах наблюдаются следующие сдвиги длины волны максимума флуоресценции: для раствора фенилаланина он составляет 12 нм, аргинина - 9 нм, для глицина, серина и изолейцина - 8 нм и аланина - 5 нм. На основе полученных результатов наибольший сдвиг наблюдается для раствора фенилаланина по сравнению с остальными растворами, что может быть интерпретировано как селективная хемосенсорная активность полученной ХМ для определенной аминокислоты.

Эти данные свидетельствуют о возможном использовании ХМ на основе ЦАФ и ОМС №5 для возможной детекции аминокислот. Флуоресцентная спектроскопия является предпочтительным методом для исследований ХМ с ОМС № 5.





оставить комментарий
страница1/6
Дата17.10.2011
Размер1,73 Mb.
ТипОтчет, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх