Реферат 3
Введение 8
1. Литературный обзор 10
1.1. Активные формы кислорода и антиоксиданты 10
1.2. Классификация антиоксидантов 11
1.2.1. Полифенольные соединения 13
1.2.2. Антиоксиданты, имеющие в составе фурановый цикл 15
1.2.3. Серосодержащие антиоксиданты 16
1.3. Взаимодействие антиоксидантов с АФК 17
1.4. Описание исследуемых растений, химический состав и свойства 24
1.4.1. Зверобоя трава (Hyperici herba) 25
1.4.2. Ноготков цветки (Calenduale flores) 26
1.4.3. Мяты перечной листья (Menthae piperitae folia) 28
1.4.4. Трава эхинацеи измельченная( herbia Echinacea purpurea Moench) 30
1.4.5. Душицы обыкновенной трава (herbia Origanum vulgare) 31
1.5. Методы определения антиоксидантной емкости 32
1.5.1. Химические методы 34
1.5.2. Спектральные методы 35
1.5.3. Электро-химические методы 39
1.5.3.1. Метод кулонометрии 39
1.5.3.2. Амерометрический метод 40
1.5.3.3. Метод вольтамперометрии 41
1.5.3.4. Потенциометрический метод 42
2. Экспериментальная часть 46
2.1. Оборудование 46
2.2. Реактивы 46
2.3. Объекты исследования 47
2.4. Используемые в исследовании методы определения АОЕ 48
2.4.1. Потенциометрический метод определения антиоксидантной
емкости с использованием гексацианоферрата (III) калия 48
2.4.2. Потенциометрический метод определения антиоксидантной
емкости с использованием системы K3[Fe(CN)б]/ К4[Ре(СЫ)б] 51
2.5. Исследование влияния матричного эффекта на определение
антиоксидантной емкости потенциометрическим методом с использованием гексацианоферрата (III) калия 52
2.6. Исследование влияния матричного эффекта на определение АОЕ при использовании потенциометрического метода определения с применением
системы Kз[Fe(CN)б]/ Кз[Ре(СЫ)б] 60
Заключение 77
Список литературы 79
Для оптимального протекания обменных процессов в клетках тканей живых организмов необходим постоянный приток кислорода, который в составе воздуха попадает в дыхательную систему и в конечном итоге восстанавливается в митохондриях до воды и сопровождается синтезом АТФ, что составляет основу биоэнергетики, при этом не редко образуются свободные радикалы и активные формы кислорода (АФК).
Помимо реализации защитных функций (разрушение злокачественных, старых и поврежденных клеток, производство гормонов и активация жизненно необходимых ферментов, производство энергии и разнообразных субстратов) АФК участвуют и в патогенных процессах. При воздействии ряда неблагоприятных факторов количество активных форм кислорода резко увеличивается, что ведет к специфическим изменениям компонентов клетки: повреждение структуры мембраны, окисление белков, изменение способа кодирования генетической информации (повреждение ДНК) - развивается так называемый окислительный стресс - причина многих патологий, дегенеративных заболеваний и старения.
Однако в здоровом организме действию различных неблагоприятных факторов противостоит собственная антиоксидантная система, благодаря слаженным действиям которой поддерживаются окислительно - восстановительные реакции на стационарном уровне.
Антиоксиданты — это вещества различной химической природы, способные тормозить или устранять свободно-радикальное окисление органических соединений различными АФК. Некоторые антиоксиданты вырабатываются самим организмом (ферменты, гормоны), но при многократном воздействии агрессивных факторов защитная антиоксидантная система перестает справляться со своей функцией регулятора содержания окислителей, т.е. не может полностью подавлять избыточные реакции окисления, следовательно, имеется потребность в дополнительном введении веществ с антиоксидантными свойствами. Чтобы достичь желаемого результата необходимо обладать информацией как о состоянии антиоксидантной системы организма, так и об антиоксидантной емкости (АОЕ) потребляемых препаратов, биодобавок, продуктов питания, напитков.
Среди имеющихся методов определения антиоксидантной емкости стоит выделить электрохимические, как наиболее простые и информативные, среди которых одним из многообещающих является потенциометрический метод определения АОЕ. В качестве аналитического сигнала используется сдвиг потенциала, следовательно, на результаты потенциометрического определения может влиять как собственный потенциал исследуемых антиоксидантов, так и сложная матрица при исследовании реальных многокомпонентных объектов. Изучение данного влияния является актуальной задачей.
Таким образом цель данной работы заключается в изучении влияния матричного эффекта на результаты определения антиоксидантной емкости индивидуальных антиоксидантов и экстрактов трав потенциометрическим методом с использованием Кз[Ее(СЫ)б].
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• Определить АОЕ экстрактов трав и индивидуальных антиоксидантов потенциометрическим методом с использованием системы гексаноферратов калия и с использованием одной формы окислителя гексацианоферрата (III) калия методом добавок.
• Определить угол наклона зависимости потенциала от соотношения Кз[Ее(СЫ)б]/К4[Ее(СЫ)б] в присутствии и в отсутствие антиоксиданта (исследуемого образца экстракта) при использовании одной формы окислителя и использованием системы;
• Определить значение АОЕ экстрактов трав и индивидуальных антиоксидантов с использованием различных подходов с учетом определенного угла наклона электродной функции.
Как уже говорилось, в последнее время особое внимание уделяется антиоксидантам как природного, так и синтетического происхождения в рамках борьбы с окислительным стрессом, возникающим при различных патологиях. С этой целью разработаны и до сих пор создаются новые и совершенствуются старые методы определения антиоксидантной емкости продуктов, обладающих свойством тормозить или устранять негативное воздействие радикалов на организм. При этом существует вероятность того, что матрица самого объекта анализа будет вкладывать некий эффект в определенное значение АОЕ, занижая или завышая его.
В данной работе было исследовано влияние матричного эффекта на значение АОЕ, определенной потенциометрическим методом двумя способами: с использованием в качестве окислителя К3[Ее(СЫ)б] и системы Кз[Ее(СЫ)б]/ К4[Ре(СЫ)б]. Полученные обоими методами результаты анализа индивидуальных антиоксидантов различных групп (аскорбиновая кислота, цистеин, глутатион, пирокатехин, пирогаллол, галловая кислота и кверцетин), а также реальных объектов - экстрактов трав (цветки ноготков, травы зверобоя, эхинацеи, душицы, листья мяты перечной) показали, что угол электродной функции калибровочной прямой, полученной на системе гексацианоферрат (III) - гексцианоферрат (II) калия в отсутствие антиоксианта несколько отличается от угла наклона электродной функции, построенной на матрице анализируемого вещества (экстракта), то есть если бы в ходе эксперимента сигналооразующим было исключительно изменение соотношения окисленной и восстановленной форм комплекса железа вследствие протекания реакции антиоксидантов с гексацианоферратом (III) калия, то угол наклона электродной функции был бы равен калибровочному, однако выяснилось, что вклад в величину сигнала вносит, по-видимому, собственный потенциал антиоксиданов. Таким образом с учетом матрицы обнаруживается меньшая величина АОЕ.
Так же было выявлено, что для метода с использованием системы Кз[Ге(СЫ)б]/ К4[Ге(СЫ)б] на результаты опыта влияет кроме того и концентрация введенного антиоксиданта. С увеличением концентраии наблюдается большее отклонение угла электродной функции, ведущее к еще меньшему значению АОЕ.
Причем данный эффект оказался менее выражен для 8Н- содержащих антиоксидантов и аскорбиновой кислоты, нежели для полифенольных соединений, для которых помимо прочего характерно комплексообразование с металлами переходной валентоности (Ее(Ш) в нашем случае), из чего следует несоответствие числа функциональных групп, определяющих антиоксидантные свойства, определенному значению АОЕ этого соединения.
Изучение обоими методами объектов растительного происхождения, совмещающих в себе целый комплекс различны антиоксидантов, показало, что среди проанализированных экстрактов лучшими антиоксидантными свойствами обладают душица и эхинация, что в свою очередь, вероятно, связано с большим количеством в составе фенольных соединений и флаваноидов.
Так же в рамках работы провелось сравнение используемых для анализа методов. Определенная разными способами антиоксидантная емкость исследуемых образцов несколько отличается. Причиной такого явления может быть опять же собственный потенциал антиоксиданта, который при использовании системы смещает потенциал в отрицательную сторону с получением завышенных значений, в то время как при использовании одной формы и введении добавки этот сдвиг нивелируется, однако стоит отметить, что метод с применением системы гексацианоферратов сокращает время анализа, а, следовательно, повышает его производительность.
Таким образом, считаю, что поставленные для работы цели и задачи были достигнуты.
1. Донцов В.И. Активные формы кислорода как система: значение в физиологии, патологии и естественном старении / Донцов В.И. , Крутько В.Н., Мрикаев Б.В., Уханов С.В.// Труды ИСА РАН. - 2006- Т.19. - С. 50-69
2. Меньшикова Е. Б. Окислительный стресс. Прооксиданты и
антиоксиданты./ Меньшикова Е. Б., Ланкин В. З., Зенков Н. К., Бондарь И. А., Круговых Н. Ф., Труфакин В. А.// - М., 2006. - стр. 12-13, 21-22, 141-143, 193-196, 228-231, 383, 389-390
3. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита / В.И. Кулинский // Соросов. образов. журн. - 1999. - Т. 1, № 2. - С. 2-7.
4. Ильина И.Г. Антиоксиданты: фармацевтические и биохимические аспекты применения / Ильина И.Г., Рудакова И.П., Самылина И.А.// Фармация. - 2013. - №8. - С.3-6
5. Водолагина Е.Ю. Антиоксиданты и их значение в питании человека / Водолагина Е.Ю.// Технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции. - Благовещенск, 2017. - С.11-18.
6. Коровина Н. А. Применение антиоксидантов в педиатрической практике / Н. А. Коровина, И. Н. Захарова, Е. Г. Обыночная // Сопзйшш-МеФсиш. - 2003 - Т. 5, 9
7. Доровских В.А. В мире антиоксидантов: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов высших учебных заведений. / Доровских В.А., Целуйко С.С., Симонова Н.В., Анохина Р.А // ГБОУ ВПО «Амурская ГМА». - Благовещенск, 2012 - 112 с.
8. Ковалевская И.В. Перспективы использования антиоксидантов в медикаментозной терапии гипоксических состояний / Ковалевская И.В.// Фармация Казахстана. - 2012. -№8. - С. 31-34
9. Журавлева Л.А, Кинетические подходы к проблеме тестирования антиоксидантов, антиоксидантные своства пирокатехина и его производных/ Журавлева Л.А, Усманова Г.А, Ушкалова В.Н.// Современные проблемы науки и образования. - 2009. - №3-3. - С.176-181
10. Каррер П - Курс органической химии - Перевод с нем. — Л.: Гос. научно¬техн. изд-во химической литературы, 1960. — 1216 с
11. Большая медицинская энциклопедия: [в 30 т.] / гл. ред. акад. Б. В. Петровский ; [Акад. мед. наук СССР]. - 3-е изд. - Москва : Сов. энциклопедия, 1974-1989. - Т19
12. Мисин В.М. О пригодности галловой кислоты в качестве стандартного образца состава антиоксиданта/ Мисин В.М., Клименко И.В., Журавлева Т.С.// Компетентность. Москва - 2014. - №7(118). - С.46-51
13. Гудков С.В. Биоантиоксиданты (часть1) / Гудков С.В., Брусков В.И., Куликов А. В.// Альманах клинической медицины. - 2014. - №31.- С.61-65.
14. Девис М. Витамин С: химия и биохимия / М. Девис, Дж. Остин, Д. Патридж; пер. с англ. - М.: Мир, 1999. - 176 с
15. «Production of Cysteine: Approaches, Challenges and Potential Solution». International Journal of Biotechnology for Wellness Industries 3 (3) (2014): 95¬101. ...
Всего 40 источников.