авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

«Сервис виртуальных конференций Pax Grid ИП Синяев Дмитрий Николаевич На стыке наук. Физико-химическая серия. II Международная научная ...»

-- [ Страница 5 ] --

Исследование концентрационного поля в растворе на границе с мембраной проводили с использованием лазерно-интерферометрического динамического анализа. Для исследования оптических шумов был применен Фурье-анализ, который позволил сделать заключение о частотном составе шума, усредненного по всему времени записи колебательного процесса.

Выявлены заметные различия флуктуационной динамики концентрационного поля в зависимости от природы фиксированных групп анионообменных мембран. Установлено, что при увеличении кратности превышения предельной плотности тока происходило увеличение наклона участка спектра и возрастание показателя степени n, характеризующего согласно методологии фликкер-шумовой спектроскопии переход движения жидкости от ламинарного к предельно турбулизованному (рис. 1).

Сравнение зависимостей параметра n от кратности превышения предельной плотности тока для исследуемых анионообменных мембран показало, что максимальная степень турбулизованности раствора наблюдалась у мембраны МА-41М (рис.2).

Таким образом, отмечена высокая шумовая составляющая колебаний концентрационного поля в растворе на границе с мембраной МА-41М, обладающей низкой каталитической активностью по отношению к гетеролитической реакции диссоциации воды.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Рис. 1. Спектры мощности флуктуаций интерференционной полосы у поверхности анионообменных мембран МА-41 и МА-41М в растворе C0(NaCl) = 2,0•10-2M при скорости подачи раствора 1,3•10-3м/с и шестикратном превышении предельной плотности тока.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Рис. 2. Сравнение зависимостей параметра n от кратности превышения предельной плотности тока для мембран различной природы в растворе С0(NaCl) = 2,0•10-2M при скорости подачи растворов 1,3•10-3 м/с.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПАРЫ ИОНОВ В ЗАМКНУТОЙ ПОЛОСТИ С ВОЗМОЖНЫМИ ПРИЛОЖЕНИЯМИ К ОРГАНИЧЕСКОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ Колесникова Л.И., Русин Л.Ю., Севрюк М.Б.

Институт энергетических проблем химической физики им. В.Л.Тальрозе РАН Уникальный код статьи: 52d544da83c1e Солнечная фотовольтаика, т.е. прямая конверсия солнечного света в электричество при помощи полупроводниковых фотовольтаических ячеек, является одним из наиболее перспективных направлений электроэнергетики.



Фотоэлектрические преобразователи возможны на основе как неорганических (прежде всего кремниевых), так и органических (главным образом полимерных) полупроводников. Хотя в настоящее время неорганические солнечные ячейки используются гораздо шире, чем органические, органическая фотовольтаика развивается интенсивнее, ее ключевым преимуществом, помимо гибкости и пластичности полимеров, является относительно низкая стоимость соответствующих материалов и технологий — органические фотоэлементы можно производить по дешевым технологиям, разработанным в полимерной и полиграфической промышленности. К недостаткам же исследованных к настоящему времени полимерных материалов следует в первую очередь отнести не очень высокую химическую стабильность (их разрушают кислород и пары воды) и, что намного важнее, пока еще низкую эффективность конверсии солнечного света в электричество. Если КПД фотовольтаических ячеек на неорганических полупроводниках достиг (для мультипереходных ячеек, иногда называемых также каскадными или тандемными) 50%, то эффективность лучших образцов солнечных ячеек на органических полупроводниках остается на уровне 10%. Отметим, что, как правило, электронно-дырочные пары в неорганических полупроводниках образуют слабосвязанные экситоны Ванье–Мотта, а в органических — экситоны Френкеля (со значительно меньшим радиусом и, как следствие, с более сильным кулоновским взаимодействием).

Повышение КПД конверсии в органических фотовольтаических ячейках предполагает, в частности, поиск новых полупроводящих полимерных материалов с высокой способностью не только генерировать На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

связанные носители заряда, но и обеспечивать их диссоциацию и транспортировку к электродам, а также определение оптимальных структур самой ячейки, способствующих наиболее эффективному использованию применяемых материалов, а также акцепторно-донорных и сенсибилизирующих добавок. Решение этих задач существенно осложняется явной недостаточностью хоть сколько-нибудь подробной динамической информации о взаимодействии носителей заряда — как связанных, так и свободных — с фрагментами полимерной цепи и между собой в потенциальной полости, образованной надмолекулярной структурой полимера. Динамических исследований эволюции носителей зарядов в закрытых, полузакрытых и открытых потенциальных полостях выполнено к настоящему времени довольно мало, и почти все такие исследования основаны на квантовомеханических или феноменологических подходах.

В связи с этим представляется весьма актуальной более целенаправленная разработка детальных и в то же время достаточно простых методов расчета динамики поведения заряженных пар в замкнутых, полузамкнутых и незамкнутых полостях различной формы, описывающих потенциалы в полимерных цепях. Подчеркнем еще раз, что такие полости в вычислениях призваны имитировать надмолекулярную структуру, а не молекулы полимера. На протяжении пяти последних лет в нашем коллективе был проведен большой цикл расчетов, относящихся к модельной задаче о движении пары разноименно заряженных ионов, представляемых классическими шарами, в замкнутых полостях различной формы и разного объема.





Фактически такую задачу можно рассматривать как первый шаг в исследовании примесной проводимости в полупроводниках (в том числе и лишенных собственной проводимости).

В качестве полостей мы использовали сферу радиуса 600 Бор, трехосный эллипсоид с полуосями 150, 375 и 600 Бор, а также три невыпуклые полости значительно более сложной геометрии (объем каждой из которых заключен между объемом эллипсоида и объемом сферы). Предполагалось, что во всех этих полостях, кроме движущихся ионов, могут присутствовать неподвижные нейтральные цилиндрические «перемычки» (в количестве 5 или 12) радиуса 0.5 или 5 Бор, которые моделируют поперечные связи между макромолекулами в сетчатых полимерах, а также неподвижные («имплантированные») заряженные сферические включения (в количестве 10 или 12), которые мы называли «ядрами». Положительно и отрицательно заряженные ядра моделируют (конечно, только с точки зрения заряда) возможные акцепторы и доноры На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

электронов в полимерах соответственно. Объемы рассмотренных полостей и указанные количества перемычек и ядер в полостях вполне адекватно отражают строение многих типов органических фотовольтаических ячеек. Заряд каждого ядра по абсолютной величине варьировался между 0.1 и 1 в атомной системе единиц (тот случай, когда абсолютная величина заряда ядра меньше единицы, соответствует экранированному акцептору или донору электронов).

В качестве ионов мы во всех расчетах брали катион цезия Cs+ и анион хлора Cl –. Точнее, ионы моделировались классическими шарами с радиусами 3.156 и 3.420 Бор, равными реальным ионным радиусам ионов Cs+ и Cl– соответственно, и с массами, равными реальным атомным весам цезия и хлора, а потенциал взаимодействия между шарами был выбран равным реальному потенциалу (в т.н. усеченной форме Риттнера) в молекуле CsCl. Последний потенциал известен из литературы, его адекватность подтверждена при квазиклассическом траекторном моделировании многоканальной реакции CsCl + RbI, детально исследованной в скрещенных молекулярных пучках в нашей лаборатории. Именно то, что потенциал взаимодействия между ионами Cs+ и Cl– установлен вполне надежно, и обусловило наш выбор этих ионов для изучения закономерностей эволюции ионной пары в замкнутой полости. Взаимодействие ионов с ядрами считалось чисто кулоновским без каких-либо поляризационных эффектов.

Движение ионов в промежутках между столкновениями с «преградами» (границей полости, перемычками и ядрами) определялось путем численного решения классических уравнений движения. Сами столкновения мы предполагали мгновенными и происходящими либо по закону упругого удара (модель жестких стенок), либо с уменьшением скорости иона (модель мягких стенок). Модель мягких стенок (неупругих столкновений) основана на представлении, что при соударении иона с преградой часть кинетической энергии иона переходит во внутреннюю энергию партнеров столкновения — «диссипирует». Конечно, увеличение внутренней энергии партнеров столкновения мы лишь постулировали, но никак конкретно не моделировали. Даже очень малая степень диссипации энергии (скажем, меньше 1% при каждом ударе иона о преграду) ведет к кардинальным изменениям всей картины движения ионов в полости. Начальные положения и скорости ионов разыгрывались случайным образом. Как и в теории атомно-молекулярных взаимодействий, любое решение классических уравнений движения, возможно прерываемое соударениями ионов с преградами, мы называли «траекторией».

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

В некоторых сериях расчетов в рамках модели мягких стенок была предусмотрена возможность взаимной нейтрализации иона и неэкранированного противоположно заряженного ядра при их столкновении — в результате такого столкновения заряды иона и ядра с определенной вероятностью становились равными нулю.

Под диссоциацией молекулы CsCl или рекомбинацией пары ионов в рамках рассматриваемой задачи мы понимали изменение знака полной внутренней энергии E ионной пары (независимо от расстояния между центрами шаров, моделирующих ионы, в момент этого изменения).

Точнее, акт диссоциации означает изменение знака E с отрицательного на положительный, а акт рекомбинации — изменение знака E с положительного на отрицательный. Одна траектория может включать очень большое число чередующихся актов диссоциации и рекомбинации.

В отсутствие ядер акты диссоциации и рекомбинации могут происходить только при столкновениях ионов с преградами. Если же в полости имеются ядра, акты диссоциации и рекомбинации возможны и в промежутках между столкновениями («в полете»), и, более того, наши вычисления показали, что в этом случае большинство актов диссоциации и рекомбинации происходят именно в полете.

Как обнаружили наши расчеты, в рамках модели жестких стенок основной отличительной чертой движения ионов в полости, содержащей ядра, является т.н. «захват» траекторий ядрами: для многих траекторий один из ионов проводит значительную часть времени, ударяя по одному из противоположно заряженных ядер, отлетая и снова ударяя по тому же ядру.

Неупругим аналогом захватов траекторий ядрами являются т.н.

«прилипания» ионов к ядрам. Предположим, что столкновения ионов с преградами описываются в рамках модели мягких стенок. При движении ионов в полости может случиться (причем с очень высокой вероятностью) соударение одного из ионов с каким-либо противоположно заряженным ядром. Скорость отскока иона от ядра (непосредственно после удара) будет меньше скорости иона непосредственно перед ударом. Через какое-то время этот ион может снова столкнуться с тем же ядром, чему будет способствовать кулоновское притяжение иона к ядру (разумеется, в промежутке между этими двумя столкновениями могут иметь место соударения данного иона или другого иона с какими-нибудь другими преградами), затем еще раз столкнуться с тем же ядром, и т.д. Скорость отлета иона от ядра всякий раз будет меньше скорости подлета. Поэтому ион будет отходить от ядра, вообще говоря, на все меньшее и меньшее расстояние, промежутки времени между двумя последовательными На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

соударениями будут становиться все короче, и в конце концов (теоретически после бесконечного числа ударов) ион остановится, касаясь при этом рассматриваемого ядра, — произойдет прилипание иона к ядру (в этом случае можно также сказать, что ядро «поймало»

ион или поймало данную траекторию). Спустя некоторое время другой ион может прилипнуть к ядру с зарядом другого знака.

Другое характерное явление эволюции ионов в полости в рамках модели мягких стенок — т.н. «зависание» ионов, когда в течение очень долгого времени ионы (или один не пойманный ион при прилипшем другом) перемещаются внутри полости, не сталкиваясь с преградами.

Отметим также, что в рамках модели мягких стенок вероятность акта рекомбинации при столкновении иона с преградой превышает вероятность акта диссоциации — тем больше, чем сильнее диссипация энергии в силу неупругости соударения.

В результате расчетов была получена обширная и многоплановая статистическая информация об актах диссоциации и рекомбинации, столкновениях ионов с преградами, захватах траекторий ядрами, прилипаниях ионов к ядрам, зависаниях ионов и нейтрализациях ионов и ядер в зависимости от геометрии полости и значений тех или иных параметров модели. Точное описание модели и технологии вычислений и подробное изложение найденных закономерностей приведены в наших статьях [1–2] и отчетах [3–7].

Перечислим (с чисто иллюстративными целями) некоторые качественные наблюдения. Предположим, что в полости содержится равное количество положительно и отрицательно заряженных ядер, причем суммарный заряд отрицательно заряженных ядер по абсолютной величине в среднем равен суммарному заряду положительно заряженных ядер. Тогда в рамках модели жестких стенок ион Cl– более подвержен захвату, чем ион Cs + (в силу меньшей массы хлора по сравнению с цезием). Аналогично, в рамках модели мягких стенок ион Cl– более подвержен прилипанию и нейтрализации (если вероятность последней принимается положительной), чем ион Cs+, но менее склонен к зависанию при прилипшем другом ионе. Прилипание иона Cs + с последующим прилипанием иона Cl– встречается существенно чаще, чем прилипание иона Cl– с последующим прилипанием иона Cs+. На частоту зависаний ионов решающее влияние оказывает степень экранирования ядер: чем сильнее в среднем экранированы ядра (т.е. чем меньше абсолютная величина их заряда), тем ионам легче зависнуть.

Нейтрализация иона Cl – с последующей нейтрализацией иона Cs + встречается чаще, чем нейтрализация иона Cs + с последующей На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

нейтрализацией иона Cl–.

На рисунке (см. [2, 5]) в качестве примера показана зависимость от времени четырех т.н. «приведенных расстояний» (некоторых безразмерных функций от расстояния) на отрезке одной из траекторий в эллипсоидальной полости в рамках модели мягких стенок в отсутствие нейтрализаций (в полости присутствуют 12 перемычек радиуса 5 Бор, ядер с зарядом +1 в атомной системе единиц и 5 ядер с зарядом –1).

Приведенное расстояние тем больше, чем больше настоящее расстояние, и обращается в ноль, когда настоящее расстояние обращается в ноль. На рассматриваемом фрагменте траектории происходит длинная серия из 81 соударения иона Cs + с отрицательно заряженным вторым ядром, заканчивающаяся прилипанием катиона цезия к этому ядру, четыре соударения иона Cl – со второй перемычкой и длинная серия из соударения иона Cl – с положительно заряженным седьмым ядром, заканчивающаяся прилипанием аниона хлора к этому ядру и завершением всей траектории. В масштабе рисунка различимы только первые три столкновения иона Cs+ со вторым ядром и первые четыре столкновения иона Cl – с седьмым ядром. Зависимость от времени приведенного расстояния между ионом Cs + и восьмой перемычкой дополнительно демонстрирует неподвижность иона Cs + после прилипания ко второму ядру.

Экспериментальная проверка найденных закономерностей, безусловно, возможна, но для такой проверки более целесообразно вместо молекул хлорида цезия CsCl использовать молекулы хлорида таллия TlCl, распадающиеся на ионы под действием света. Параметры потенциала взаимодействия ионов Tl+ и Cl– в литературе имеются.

Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ (проекты №№ 09-08-00189-а и 12-08-00128-а).

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Рис. 1. Зависимости от времени приведенных расстояний между второй перемычкой и ионом Cl– (кривая 1), между восьмой перемычкой и ионом Cs+ (кривая 2), между вторым ядром и ионом Cs+ (кривая 3) и между седьмым ядром и ионом Cl– (кривая 4) на отрезке одной из траекторий, включающих прилипание иона Cs+ ко второму ядру и прилипание иона Cl– к седьмому ядру. Время отсчитывается от начала интегрирования.

Литература 1. Л.И.Колесникова, Л.Ю.Русин, М.Б.Севрюк. Эволюция пары классических ионов в полости с упругими стенками, перемычками и имплантированными зарядами. Химическая физика, 2010, т. 29, № 10, с. 66–76.

2. Л.И.Колесникова, Л.Ю.Русин, М.Б.Севрюк. Динамика тяжелой ионной пары в полости с упругой или неупругой границей, перемычками и неподвижными зарядами разного знака. Химическая физика, 2013, т.

32, № 8, с. 3–19.

3. Л.Ю.Русин, Л.И.Колесникова, М.Б.Севрюк. Расчет динамики взаимодействия ионной пары Cs+–Cl– с потенциальной полостью, моделирующей надмолекулярную структуру полупроводящего полимера. Отчет в ЦИТиС. М.: ИНЭПХФ РАН, 2009, 91 с. Инвентарный номер 02200954208.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

4. Л.Ю.Русин, Л.И.Колесникова, М.Б.Севрюк. Статистические особенности движения ионной пары Cs+–Cl– в замкнутой потенциальной полости в полимере с имплантированными акцепторами и донорами электронов. Отчет в ЦИТиС. М.: ИНЭПХФ РАН, 2010, 84 с. Инвентарный номер 02201056570.

5. Л.Ю.Русин, Л.И.Колесникова, М.Б.Севрюк. Динамика неупругого взаимодействия ионной пары Cs+–Cl– с замкнутой потенциальной полостью в сетчатом полимере, поперечными связями между макромолекулами и имплантированными акцепторами и донорами электронов. Отчет в ЦИТиС. М.: ИНЭПХФ РАН, 2011, 115 с.

Инвентарный номер 02201158285.

6. Л.Ю.Русин, М.Б.Севрюк, Л.И.Колесникова. Движение ионной пары Cs+–Cl– в замкнутой потенциальной полости в сетчатом полимере, содержащей имплантированные экранированные акцепторы и доноры электронов (модель мягких стенок). Отчет в ЦИТиС. М.: ИНЭПХФ РАН, 2012, 103 с. Инвентарный номер 02201261770.

7. Л.Ю.Русин, М.Б.Севрюк, Л.И.Колесникова. Взаимодействие ионной пары Cs+–Cl– с замкнутыми потенциальными полостями сложной геометрии в сетчатом полимере с учетом возможности нейтрализации ионов при столкновениях с акцепторами или донорами электронов:

описание модели и основные результаты. Отчет в ЦИТиС. М.:

ИНЭПХФ РАН им. В.Л.Тальрозе, 2013, 131 с. Инвентарный номер 02201362834.

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ БРОНХО-ЛЕГОЧНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ИЗМЕНЕНИЙ БИОФИЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНДЕНСАТА ВЛАГИ ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА Комлевой А.Н.

Одесский национальный медицинский университет Уникальный код статьи: 52d447d В настоящее время изучение конденсата влаги выдыхаемого воздуха (КВВВ) является перспективным направлением при диагностике состояния бронхо-легочной системы и активно внедряется в медицинскую практику. Для изучения характеристик КВВВ используется метод лазерной корреляционной спектроскопии – информативный и очень чувствительный метод. Он базируется на изучении изменений На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

спектральных характеристик монохроматического когерентного излучения вследствие рассеяния света при прохождении через дисперсную систему. Взаимодействие излучения с частицами этой системы расширяет спектр рассеяния света, при этом форма линий спектра характеризует дисперсный состав системы, содержащей частицы размером от 1 до 10000 нанометров.

Выявление и анализ дифференциально-значимых спектральных сдвигов КВВВ позволяет оценить состояние дыхательной системы с использованием системы биофизических показателей. Это позволяет идентифицировать такие заболевания, как: бронхит, пневмония, хроническое острое заболевание легких, туберкулез, вегето-сосудистая дистония и др.

Как показывают исследования КВВВ у детей [1], при заболеваниях бронхитом или пневмонией появляются частицы радиусом 26 – 290 нм, что подтверждает наличие интоксикационных процессов. Отсутствие частиц размерами от 3 до 6 нм в составе КВВВ после лечения бронхита по сравнению со здоровыми детьми свидетельствует о необходимости дальнейшего восстановления дыхательной системы. После лечения бронхита в составе КВВВ присутствуют частицы размером от 6 до 15 нм, эти частицы также обнаружены в ЛК-спектрах здоровых детей, а их отсутствие во время острой стадии заболевания свидетельствует о том, что происходит восстановление дыхательной системы и возвращение ее к нормальному функционированию.

Спектральные сдвиги КВВВ помогают выявить особенности состояния бронхоальвеолярной системы и легочной ткани в зависимости от возраста обследуемого и наличия вредных привычек, а также определить влияние на дыхательную систему систематических и несистематических физических нагрузок [2]. Так, например, адаптация спортсменов к физической нагрузке проявляется в значительных спектральных сдвигах, причем резко возрастает вклад частиц размером свыше 950 нм. У лиц, не занимающихся спортом, такой четкой картины не наблюдается.

Также исследования показали, что в течение дня увеличивается количество частиц большого диаметра – от 950 нм и более, что связано с метаболическими процессами, обеспечивающими адаптацию организма при увеличении нагрузки на дыхательную систему в течение суток. Из этого следует, что важно, в какое время суток получен КВВВ. Также необходимо учитывать, в какой сезон года получены результаты, что связано с адаптацией организма к определенным условиям среды.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Литература 1. Yu. I. Bazhora, A. N. Komlevoy, M. M. Chesnokova, A. Nalazek, W. Zukow.

Respiratory system estimation at the healthy children and children with bronchitis with the use of laser correlative spectroscopy // Journal of Health Sciences. – 2013. – Vol. 3. No. 7. – P. 135-150.

2. Комлевой А.Н. Влияние физической нагрузки на изменение состава конденсата влаги выдыхаемого воздуха. // Вісник морської медицини. – Одесса, 2011. – №4. – С. 74-78.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

РАВНОВЕСИЕ В АДСОРБЦИОННОЙ СИСТЕМЕ "ОЛИГОМЕРНАЯ СМОЛА-АРМИРУЮЩАЯ НИТЬ" Косарев А.В., Студенцов В.Н., Коваленко Д.О., ФГБОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."

Уникальный код статьи: 52daa4ac72fcb Одним из существенных факторов, определяющих технологическое качество композиционного материала на основе полимерного связующего является способность последнего к адсорбции на развитой поверхности армирующего компонента. Настоящая работа посвящена определению равновесных термодинамических характеристик процесса адсорбции олигомерной смолы на армирующем компоненте.

Установлено, что отношение концентраций смолы, адсорбированной на армирующем волокне, и смолы в исходном растворе равно отношению массовой ) и объемной долей адсорбированной олигомерной смолы.

Показано, что константа равновесия процесса адсорбции определяется значениями масс смолы в исходном растворе и в адсорбированном состоянии соответственно;

эффективным сечением молекулы адсорбирующейся смолы;

равновесной концентрацией олигомерной смолы.Результаты работы могут применяться для решения задач химической технологии, связанных с процессами синтеза и исследования свойств композиционных материалов на полимерной основе.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Агишева А.А., Имангалиева Б.С. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ............................................ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ИОНОВ МЕДИ (II) С НЕКОТОРЫМИ ЛЕКАРСТВЕННЫМИ ФОРМАМИ Андрюков К.В., Коркодинова Л.М. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРНЫХ........................... ПАРАМЕТРОВ N–ЗАМЕЩЕННЫХ МОНО(ДИ)ГАЛОГЕН(Н)АНТРАНИЛОВЫХ КИСЛОТ, ИХ АМИДОВ И ГИДРАЗИДОВ С КОНСТАНТАМИ ОСНОВНОСТИ Антипов А.Е., Зицерман В.Ю., Махновский Ю.А. ЭНТРОПИЙНЫЙ............................ МЕХАНИЗМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БРОУНОВСКОГО МОТОРА Апухтин А.Ф., Иванова Д.А., Апухтина М.В....................................................................... КЛИНИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТКАНЕВОГО БАЛАНСА КИСЛОРОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ РЕМОДЕЛИНГА СЕРДЦА И КЛИНИЧЕСКОГО СТАТУСА БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ Аубакир Дауренбек, Азен Ерабылай ТЕРМОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ СИНТЕЗ В............. КАВИТАЦИОННО- ВИХРЕВОЙ ТРУБЕ РАНКА-ХИЛЬША ИСТОЧНИК СОНО ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЭФФЕКТА ДЕМОН МАКСВЕЛЛА Аубакир Дауренбек, Агзамов Мурат, Абдыкарим Болатбек, Аубакиров.................. Болат ПОЛЁТ И ПЛАВАНИЕ БИООРГАНИЗМОВ - ПОРОЖДЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА И ГРАВИТАЦИИ Аубакир Дауренбек, Абдыкарим Болатбек, Агзамов Мурат, Аубакиров.................. Болат ПРИРОДНАЯ СПОСОБНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ – ОСОБЫЙ ДАР БИООРГАНИЗМАМ ДЛЯ СИНХРОННЫХ ПОЛЁТОВ, ПЛАВАНИЙ, ДЛЯ СОЗДАНИЯ СВЯЗИ С АБСОЛЮТНОЙ ЗАЩИТОЙ Афонькин А.Е., Чибышева В.Д., Артамонов О.Ю., Реформатская И.Г.,.................... Ащеулова И.И. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ШУМ КАК ХАРАКТЕРИСТИКА СКЛОННОСТИ СТАЛЕЙ К ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ.

Ахмадеева Л.И., Лебедева Е.В., Лезов А.А., Безрукова М.А., Губарев А.С.,.............. Бушин С.В., Якиманский А.В., Цветков Н.В ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И КОНФОРМАЦИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ ПОЛИ-3-ГЕКСИЛТИОФЕНА В РАСТВОРАХ Аюпов Р.Х., Акберова Н.И., Тарасов Д.С. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ................................. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИГАНДА С ПОВЕРХНОСТЬЮ ФЕРМЕНТА АЦЕТИЛХОЛИНЭСТЕРАЗЫ Байков Ю.М. ГЕРМАНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ........................... АКТИВНОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ С ГИДРОКСИДНЫМ ПРОТОННЫМ ПРОВЛОДНИКОМ ПРИ КОМНАИНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Белов О.А., Алексеева Н.Н., Таварткиладзе Г.А. ДВА АЛГОРИТМА ДЛЯ.................. АНАЛИЗА ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ЗАДЕРЖАННОЙ ВЫЗВАННОЙ ОТОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ Бирюков А.И., Тронов А.П., Тюрин А.Г. ОСОБЕННОСТИ.............................................. КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ МЕДИ В РАСТВОРАХ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ Бобыренко Ю.Я. PH-МЕТРИЯ СМЕСЕЙ NA2C2O4 + CASO4.2H2O............................... Борисов Ю.А, Левыкина Е.Н., Миндукшев И.В., Суглобова Е.Д................................. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МАЛОУГЛОВОГО СВЕТОРАССЕЯНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ АММОНИЙНОГО И КИСЛОТНОГО ЛИЗИСА ЭРИТРОЦИТОВ У ПАЦИЕНТОВ С ТЕРМИНАЛЬНОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ Васильев П.П., Уваров Д.М., Аньшакова В.В. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И..................... ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОШКОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ СУБСТАНЦИЙ Васькова Н.Л., Иванова Н.Е., Шадрин Е.Б., Пашкевич М.Э......................................... ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ЛИКВОРЕ ПРИ ОПУХОЛЯХ ГОЛОВНОГО И СПИННОГО МОЗГА.

Вознесенский С.С., Сергеев А.А., Галкина А.Н., Постнова И.В.................................... ОПТИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ В НАНОКОМПОЗИТНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СУЛЬФИДА КАДМИЯ Габаев Д.Д. НЕЙРОНЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА - ЭТО......................................................... ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВЕРХПРОВОДНИКИ Галкина А.Н., Вознесенский С.С, Сергеев А.А., Постнова И.В..................................... ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОИНДУЦИРОВАННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НАНОКОМПОЗИТАХ НА ОСНОВЕ КОЛЛОИДНЫХ СФЕРИЧЕСКИЕ НАНОЧАСТИЦ С СТРУКТУРОЙ ТИПА „ЯДРООБОЛОЧКА“ МЕТОДОМ МАЛОУГЛОВОГО РЕНТГЕНОВСКОГО РАССЕЯНИЯ Галлямов З.Р., Никифоров К.А. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ............. ТРАНСПОРТА ЭЛЕКТРОНОВ В ЯЧЕЙКЕ ТРИОДНОЙ НАНОСТРУКТУРЫ Головина Т.Г., Константинова А.Ф. ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ В....................... ОДНООСНЫХ КРИСТАЛЛАХ ПРИ НАЛИЧИИ АНТИСИММЕТРИЧНОЙ ЧАСТИ ПСЕВДОТЕНЗОРА ГИРАЦИИ Горбачев И.А, Доронин Д.С, Чумаков А.С, Ермаков А.В, Жуков Н.Д,...................... Глуховской Е.Г ИССЛЕДОВАНИЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК ТИПА AIIBVI МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ И ТУННЕЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ Горбачев И.А., Чумаков А.С., Ермаков А.В., Жуков Н.Д., Клецов А.А.,................... На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Глуховской Е.Г. ЛЕНГМЮРОВСКИЕ МОНОСЛОИ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК НА ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА ВОДА-ВОЗДУХ И НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ПОДЛОЖЕК Гулая В.С., Степанова Е.А. КАЛЛИКРЕИН-КИНИНОВАЯ СИСТЕМА В................... РАННЕЙ ДИАГНОСТИКЕ ХРОНИЧЕСКОЙ ПЛАЦЕНТАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ Давыдова Е.В., Добровольский В.И., Стахеев А.А., Уколов А.А. ИЗУЧЕНИЕ......... ПАРАМЕТРОВ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА В ЖИДКИХ СРЕДАХ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 5 ДО 100000МКГ/ДМ Ермолова Е.В., Русин Л.Ю. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТАБИЛИЗАЦИИ............................ ПРОДУКТОВ В ПРЯМОЙ ТРЕХТЕЛЬНОЙ РЕКОМБИНАЦИИ Есимова О.А., Кумаргалиева C.Ш., Исенова Г.Д., Жаксыгали М., Рапих А............ ВЛИЯНИЕ КОМПОЗИЦИЙ МЕТАЦИДА С ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ НА РОСТ БАКТЕРИЙ PSEUDOMONADACEAE И ENTEROBACTERIACEAE Жаксылыкова Г.Ж., Кайыргалиев М.К., Агабекова А.Ж., Турганбекулы............. С., Суербаев Х.А. СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ ГИДРОАЛКОКСИКАРБОНИЛИРОВАНИЕИ ИЗОБУТИЛЕНА Журавлева Н.А. РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА КАК ЦЕЛОСТНАЯ.................................. ВОДОЗАВИСИМАЯ СИСТЕМА (СОВРЕМЕННАЯ ОСМОТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ КАК СДЕРЖИВАЮЩАЯ РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ТУРГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ КЛЕТКИ И ЕЕ ВОДООБМЕНА) Зартдинов А.Н., Никифоров К.А., Сайфуллин М.Ф. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ............... МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА НАНОСТРУКТУРНОЙ ЭМИССИОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ Ильин В.И. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ......... СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР Ильин В.И. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ......... СИСТЕМ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Ильин В.И. СВЯЗЬ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ СИНТЕТИЧЕСКИХ.............. ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ С ИХ СТРОЕНИЕМ Ильин В.И. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ............... Исаева Л.Е. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ НИТРИДООБРАЗОВАНИЯ........... В CR MN N- АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ Казмирчук Е.А. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРВНЫХ КЛЕТОК КУЛЬТУРЫ........................ ГИППОКАМПА Каратаева Е.В., Аньшакова В.В. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ......................................... МОДИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ С ЦЕЛЬЮ На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

УЛУЧШЕНИЯ ИХ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ Кедик С.А., Панов А.В., Суслов В.В., Петрова Е.А., Бексаев С.Г............................... ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МИКРОСФЕР, СОДЕРЖАЩИХ ГИДРОФИЛЬНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА, НА ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ Кедик С.А., Панов А.В., Сапельников М.Д. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ......................... УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МИКРОСФЕР МЕТОДОМ РАСПЫЛЕНИЯ В ВОДНУЮ ФАЗУ НА ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ Кедик С.А., Ворфоломеева Е.В., Панов А.В., Вагина А.А., Суслов В.В..................... ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРИДА НАТРИЯ НА КОЭФФИЦИЕНТ ЭКСТИНКЦИИ СОПОЛИМЕРА N-ВИНИЛПИРРОЛИДОНА И 2-МЕТИЛ-5-ВИНИЛПИРИДИНА В ФОСФАТНОМ БУФЕРНОМ РАСТВОРЕ Керимкулова М.Ж., Бектурганова Н.Е., Маканова Г.Б., Орынбасарова................. М.Б., Байбулова Л.Е. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ВУС, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ИХ ВЫСОКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ И ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Козлова О.В., Одинцова О.И. БАКТЕРИЦИДНЫЕ ТЕКСТИЛЬНЫЕ......................... МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ НАНОСЕРЕБРА Колганов В.И., Акберова Э.М., Жильцова А.В., Коротков Д.В.................................. ФЛИККЕР-ШУМОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ В АНАЛИЗЕ ДИНАМИКИ КОНЦЕНТРАЦИОННОГО ПОЛЯ НА ГРАНИЦЕ С АНИОНООБМЕННОЙ МЕМБРАНОЙ МА-41 ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТОКОВЫХ РЕЖИМАХ Колесникова Л.И., Русин Л.Ю., Севрюк М.Б. МОДЕЛИРОВАНИЕ............................ ДВИЖЕНИЯ ПАРЫ ИОНОВ В ЗАМКНУТОЙ ПОЛОСТИ С ВОЗМОЖНЫМИ ПРИЛОЖЕНИЯМИ К ОРГАНИЧЕСКОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ Комлевой А.Н. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ БРОНХО-ЛЕГОЧНОЙ СИСТЕМЫ НА.......... ОСНОВЕ ИЗМЕНЕНИЙ БИОФИЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНДЕНСАТА ВЛАГИ ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА Косарев А.В., Студенцов В.Н., Коваленко Д.О. РАВНОВЕСИЕ В............................... АДСОРБЦИОННОЙ СИСТЕМЕ 'ОЛИГОМЕРНАЯ СМОЛА-АРМИРУЮЩАЯ НИТЬ' На стыке наук. Физико-химическая серия. Том I. Январь, 2014.

Сервис виртуальных конференций Pax Grid ИП Синяев Дмитрий Николаевич На стыке наук.

Физико-химическая серия.

II Международная научная Интернет-конференция Казань, 28 января 2014 года Материалы конференции В двух томах Том Казань ИП Синяев Д. Н.

УДК 519[53/54+57+60](082) ББК 22.16(2) Н Н12 Н а с т ы к е н а у к. Ф и з и к о - х и м и ч е с к а я с е р и я. [ Т е к с т ] : I I Международная научная Интернет-конференция : материалы конф.

(Казань, 28 января 2014 г.) : в 2 т. / Сервис виртуальных конференций Pax Grid ;

сост. Синяев Д. Н. - Казань : ИП Синяев Д.

Н., 2014.- Т. 2. - 207 с.- ISBN получается.

ISBN: получается Сборник составлен по материалам, представленным участниками II международной научной Интернет-конференции: "На стыке наук.Физико-химическая серия". Конференция прошла 28 января 2014 года.

Издание освещает вопросы моделирования классической и квантовомеханической молекулярной динамики, построения модели и методы обработки сигналов и шумов в сложных (живых и неживых) системах, а так же методы исследования физико-химических свойств молекул. В сборнике представлены работы по кристаллографии, биофизики, физике полимеров и медицинской химии. Книга рассчитана на преподавателей, научных работников, аспирантов, учащихся соответствующих специальностей.

УДК 544(082) ББК 22.36(2) Материалы представлены в авторской редакции ISBN получается (т.2) © Система виртуальных конференций Pax Grid, ISBN получается © ИП Синяев Д. Н., © Авторы, указанные в содержании, Секции конференции Физико-химическое моделирование q Модели и методы обработки сигналов и шумов в сложных (живых и q неживых) системах Моделирование классической и квантовомеханической молекулярной q динамики Методы исследования физико-химических свойств молекул q Межмолекулярные взаимодействия q Кристаллография q Физика полимеров q Биофизика q Физическая химия q Химия изотопов q Медицинская химия q ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ДИФЕНИЛОКСИДНЫЙ ФРАГМЕНТ, НА ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК.

Кравченко А.А., Ермакова Т.А., Запороцкова И.В., Давлетова О.А., Корчагина Т.К., Попов Ю.В., Калмыкова Г.А.

Волгоградский государственный университет, Волгоградский государственный технический университет Уникальный код статьи: 52e2811ea7d Замкнутые поверхностные структуры углерода (фуллерены и нанотрубки) проявляют ряд специфических свойств, позволяющих использовать их в качестве своеобразных материалов и рассматривать в качестве интересных физических объектов и химических систем.

Замечательная особенность углеродных нанотрубок (УНТ) связана с их уникальными сорбционными характеристиками. Сильно искривлённая поверхность нанотрубки позволяет адсорбировать на её поверхности органические молекулы, содержащие дифенилоксидный фрагмент, которые являются новыми структурами, характеризующиеся высокими показателями подобия известным лекарственным веществам и отсутствием у соединений выраженных токсических свойств, а также проявляющими широкий спектр фармакологических свойств [1]. В связи с этим сочетание возможностей транспорта УНТ, модифицированных биологически активными молекулами, может привести к созданию новых наноматериалов для целенаправленной доставки лекарственных веществ [2].

Нами проведены теоретические расчеты адсорбции биологически активных веществ - 1-(3-феноксифенил) -3,5-диаминотриазина и 1-(3-феноксифенил)-2-циано-этилена на поверхности УНТ с помощью полуэмпирической схемы PM6 в программном пакете Gaussian. Схема PM6 была выбрана по причине хорошего воспроизведения межмолекулярных взаимодействий и геометрии атомных систем. Для расчетов была использована модель УНТ типа armchair с хиральностью (5,5). В результате выполненных расчетов была проведена оптимизация геометрий атомных систем и были выявлены особенности пространственной конфигурации молекул. Для адсорбирующихся биологически-активных молекул были рассмотрены несколько вариантов На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

присоединения к поверхности УНТ: 1) одноцентровое присоединение для молекулы 1-(3-феноксифенил) -3,5-диаминотриазина (рис.1);

2) одноцентровое и многоцентровое присоединение для молекулы 1-(3-феноксифенил)-2-циано-этилена (рис.2-3). На рисунках представлено пространственное строение атомных систем, а так же контуры молекулярных орбиталей и распределение зарядов внутри системы. Выполненные расчеты позволили построить профили поверхности потенциальной энергии процессов адсорбции. Анализ энергетических кривых установил, что молекулы биологически активных веществ адсорбируются на поверхности УНТ, что подтверждается наличием минимума на энергетических кривых (рис.4).

Рис. 1. Одноцентровое присоединение для молекулы 1-(3-феноксифенил) -3,5-диаминотриазина.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Рис. 2. Одноцентровое присоединение для молекулы 1-(3-феноксифенил)-2-циано-этилена.

Рис. 3. Многоцентровое присоединение для молекулы 1-(3-феноксифенил)-2-циано-этилена.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Рис. 4. Энергетическая кривая для одноцентрового присоединения для молекулы 1-(3-феноксифенил)-2-циано-этилена.

Литература 1. Синтез 2-(3-феноксибензоил)циклогексанона / Ю. В. Попов и [др.] // Журнал общей химии. - 2012. - Т. 82, вып. 7. - С. 1220- 2. Пиотровский Л. Б., Киселев О. И. Фуллерены в биологии. — СПб.:

Издательство “Росток”, 2006 — С. 246- На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛЕВОГО ИСПАРЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЭМИТТЕРА Краснова А.А., Никифоров К.А.

Санкт-Петербургский государственный университет Уникальный код статьи: 52e20c0432e7e Полевая десорбционная микроскопия и атомная зондовая томография являются современными методами исследования трехмерной структуры твердых тел [1]. Об актуальности данного научного направления говорит факт переименования в 2012 году международным сообществом по полевой эмиссии (IFE society) известной конференции по полевой эмиссии (International Field Emission Simposium, IFES-2012) в конференцию по атомной зондовой томографии и микроскопии (Atop Probe Tomography and Microscopy, APT&M) [2].

Целью работы является построение модели процесса полевого испарения (под действием сильного электрического поля) металлического эмиттера.

При заданной величине напряженности поля на поверхности острия эмиттера в первую очередь испаряются наиболее выступающие атомы, т.

е. имеющие наибольшее количество порванных связей с соседними атомами решетки. В работах [3-5] было показано, что без существенной потери точности можно ограничиться 5-ым порядком ближайших соседей при анализе кристаллографических граней на поверхности острия эмиттера, поэтому анализ количества порванных связей в данной работе так же проводился с учетом ближайших соседей до 5-го порядка включительно.

После определения атомов с наименьшим количеством ближайших соседей вычислялись координационные числа этих атомов, энергии связи, среднее время испарения и время устойчивого существования данной конфигурации по методике [6]. Алгоритм моделирования процесса испарения полевого электронного металлического эмиттера под действием поля и температуры был реализован в среде Matlab.

На рис. 1 показана модель сегмента сферической вершины эмиттера (о. ц. к. решетка, радиус 50 параметров решетки), сформированного в результате процесса полевого испарения (напряженность поля 48 ГВ/м, температура 78 K). На поверхности эмиттера произошло укрупнение некоторых кристаллографических граней, окончательный размер На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

которых увеличен по сравнению с первоначальной формой (ср. [7]).

Таким образом, при полевом испарении происходит упорядочивание структуры поверхности эмиттера, что может быть использовано для повышения определенности условий эксперимента, например, при исследовании адсорбции [8].

Исследования были проведены с использованием вычислительных ресурсов Ресурсного Центра "Вычислительный центр СПбГУ" (http://cc.spbu.ru).

Рис. 1. Несколько стадий процесса испарения полем, синим цветом отмечены атомы поверхности эмиттера, красным отмечены испаряемые на данной стадии атомы поверхности На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Литература 1. Gault B., Moody M. P., Cairney J. M., Ringer S. P. Atom Probe Microscopy.

Springer, 2012. 411 p.

2. Thompson G. B., Weaver M. I., Martens R. Preface // Ultramicroscpy. 2013.

T. 132. C. 1-2.

3. Никифоров К.А., Егоров Н.В. Моделирование структуры поверхности и численный расчет плотности тока полевого эмиссионного металлического катода // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 10: Прикладная математика. Информатика.

Процессы управления. 2006. № 2. С. 39-45.

4. Никифоров К.А., Егоров Н.В., Чэ-Чоу Шен Реконструкция поверхности полевого электронного эмиттера // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2009. № 10. C. 100-106.

5. Nikiforov K.A., Egorov N.V., Shen C.-C. Surface reconstruction of a field electron emitter // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2009. Т. 3. № 5. С. 833-839.

6. Суворов А.Л. Структура и свойства поверхностных атомных слоёв металлов.-М.: Энерготомиздат. 1989. С. 216.

7. Никифоров К.А., Краснова А.А. Моделирование структуры поверхности монокристаллического острия // В сборнике:

Междисциплинарные исследования в области математического моделирования и информатики, Нагорнов Ю.С. Материалы научно-практической internet- конференции. 18-19 июня 2013 г.. отв.

ред. Ю.C. Нагорнов. г. Ульяновск, 2013. С. 111-115.

8. Plek J., Hrub P., Nikiforov K., Knor Z., Properties of physisorbed water layers on gold revealed in a FEM study // Applied Surface Science. 2005. Т.

252. № 5. С. 1553-1560.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРА ARP2/3 КОМПЛЕКСА НА ЭФФЕКТ МОЛИКСАНА НА ВНУТРИКЛЕТОЧНУЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ Сa2+ В МАКРОФАГАХ Курилова Л.С., Крутецкая З.И., Наумова А.А., Крутецкая Н.И., Антонов В.Г.

Санкт-Петербургский государственный университет Уникальный код статьи: 52d90e5068da В настоящее время разработано и введено в клиническую практику значительное число дисульфидсодержащих препаратов, изменяющих редокс-состояние и оказывающих физиологически значимый эффект на клетки. Так, синтетический аналог окисленного глутатиона (GSSG) фармакологический препарат глутоксим® (динатриевая соль GSSG с нанодобавкой платины, «ФАРМА-ВАМ», Москва) используется как иммуномодулятор и гемостимулятор в комплексной терапии бактериальных и вирусных заболеваний, псориаза, лучевой и химиотерапии в онкологии. Другой препарат - моликсан («ФАРМА ВАМ», Москва), комплекс глутоксима и нуклеозида инозина, имеет противовирусный, иммуномодулирующий и гепатопротекторный эффекты;

применяется в терапии острого и вирусного гепатита В и С, микст-гепатита и цирроза печени. Глутоксим и моликсан относятся к группе лекарственных средств тиопоэтинов, влияющих на процессы редокс-регуляции в клетках. Однако механизмы клеточного и молекулярного действия этих препаратов далеки от полного понимания.

Ранее нами было впервые обнаружено, что моликсан увеличивает внутриклеточную концентрацию Са2+, [Ca2+]i, вызывая мобилизацию Са2+ из тапсигаргин-чувствительных Са2+-депо и последующий вход Са2+ в перитонеальные макрофаги крысы [1,2]. Показано также, что ключевыми участниками сигнального каскада, запускаемого моликсаном и приводящего к увеличению [Ca2+]i в макрофагах, являются тирозинкиназы [1], компоненты циклооксигеназного и липоксигеназного путей метаболизма арахидоновой кислоты [3], а также актиновый цитоскелет [2] и микротрубочки [4]. Кроме того, обнаружено, что моликсан сам вызывает реорганизацию актинового цитоскелета в макрофагах: кортикальный слой становится более широким и «рыхлым»

и появляются скопления актина в цитозоле [2]. Показано также участие G-белков малой молекулярной массы суперсемейства Ras и процессов На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

везикулярного транспорта в действии моликсана на [Ca2+]i в макрофагах [5, 6].

Одним из ключевых участников процесса формирования устойчивых филаментов из мономеров G-актина является комплекс Arp2/ (Actin-Related Proteins), состоящий из семи эволюционно-консервативных белков. Arp2/3 стабилизирует интермедиаты, состоящие из двух мономеров актина, стимулируя ветвление филаментов F-актина [7].

Таким образом, Arp2/3 комплекс представляет собой фактор, усиливающий нуклеацию нитей актина. Комплекс Arp2/3 состоит из двух субъединиц Arp2 и Arp3, имеющих близкое структурное сходство с мономерами актина, а также пяти дополнительных субъединиц [7].

После сборки, комплекс направляется к точкам полимеризации новых актиновых филаментов, связывается с существующим филаментом и выстраивается также, как актин располагается в димере. Таким образом, комплекс Arp2/3 служит ключевым элементом для формирования новых филаментов, которые вытягиваются под углом 70о к уже существующим филаментам и образуют плотную сеть F-актина [7].

Arp2/3 комплекс участвует в различных клеточных процессах, требующих реорганизации актиновых филаментов, таких как перестройка кортикального актина, формирование филоподий, регуляция формы и транспорта эндосом, процессы эндо- и экзоцитоза [8]. Комплекс Arp2/3 активируется при активации рецепторов с собственной тирозинкиназной активностью, рецепторов, связанных с G-белками, а также рецепторов интегринов.

В связи с этим, для дальнейшего исследования участия актиновых филаментов и актин-связывающих белков, а также процессов везикулярного транспорта и экзоцитоза в сигнальном каскаде, запускаемом моликсаном, представлялось целесообразным исследовать возможное участие Arp2/3 комплекса в действии моликсана на [Ca2+]i в макрофагах.

Объектом исследования служили культивируемые резидентные перитонеальные макрофаги крысы. Подробно процедура культивирования макрофагов и автоматизированная установка для регистрации [Ca2+]i с использованием флуоресцентного зонда Fura-2AM описаны ранее [9]. Эксперименты проводили при комнатной температуре 20-22оС на вторые-третьи сутки культивирования клеток.

Для выявления участия Arp2/3 комплекса в действии моликсана на [Ca2+]i в макрофагах использовали эффективный ингибитор комплекса Arp2/ соединение СК-0944666 [10].

В контрольных экспериментах показано, что инкубация макрофагов в На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

течение 20 мин с 100 мкг/мл моликсана в номинально бескальциевой среде вызывает существенное повышение [Ca 2 + ] i, отражающее мобилизацию Са 2 + из внутриклеточных Са 2 + -депо. Добавление в наружную среду 2 мМ Са 2 + индуцирует вход Са 2 + в цитозоль, обусловленный опустошением Са2+-депо.

Впервые обнаружено, что инкубация макрофагов с 100 мкМ СК-0944666 в течение 1 ч до введения 100 мкг/мл моликсана, приводит к значительному (на 60-70 %) подавлению мобилизации Са 2+ из депо и входа Са 2 +, вызываемых моликсаном. Полученные результаты свидетельствуют об участии Arp2/3 комплекса в действии моликсана на процессы Са2+-сигнализации в макрофагах.

Результаты этой и более ранних работ [1 – 6] свидетельствуют о том, что в действии моликсана на [Ca 2+ ] i в макрофагах участвуют те же сигнальные белки и их комплексы, что и в процессе экзоцитоза:

тирозинкиназы, G-белки малой молекулярной массы, механизм везикулярного транспорта;

актиновый и тубулиновый цитоскелет, а также Arp2/3 комплекс, опосредующий перестройки актинового цитоскелета. Кроме того, нами было показано, что моликсан сам вызывает реорганизацию актинового цитоскелета [2], в которой, по-видимому, участвует Arp2/3 комплекс. Реорганизация актинового цитоскелета, в свою очередь, может опосредовать активацию макрофагов и облегчать процессы эндо- и экзоцитоза.

Литература 1. Курилова Л.С., Крутецкая З.И., Лебедев О.Е., Крутецкая Н.И., Антонов В.Г. Влияние препарата моликсан на процессы Са2+-сигнализации в макрофагах // Цитология. - 2011. – Т. 53. – N 9. – С. 708.

2. Kurilova L.S., Krutetskaya Z.I., Lebedev O.E., Krutetskaya N.I., Antonov V.G. The involvement of actin cytoskeleton in glutoxim and molixan effect on intracellular Ca2+-concentration in macrophages // Cell and Tissue Biology. - 2012. - Vol. 6. - № 3. - P. 240-247.

3. Крутецкая З.И., Курилова Л.С., Антонов В.Г., Ноздрачев А.Д.

Ингибиторы циклооксигеназ и липоксигеназ модулируют эффект глутоксима и моликсана на внутриклеточную концентрацию Са2+ в макрофагах // ДАН. – 2013. –Т. 452. – N 6. – С. 690-693.

4. Krutetskaya Z.I., Kurilova L.S., Antonov V.G., Nozdrachev A.D.

Involvement of microtubules in the effects of glutoxim and molixan on the intracellular concentration of Ca2+ in macrophages // Doklady Biol.

Sci. – 2013. -Vol. 451. – N 1. – P. `193-195.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

5. Курилова Л.С., Крутецкая З.И., Наумова А.А. Участие микротрубочек и Arf-белков в действии моликсана на внутриклеточную концентрацию Са2+ в макрофагах // В сб. статей IV Международной научно-практической конференции молодых ученых. Челябинск. – 2013. – С. 141-143.

6. Курилова Л.С., Крутецкая З.И., Лебедев О.Е., Наумова А.А., Антонов В.Г. Участие процессов везикулярного транспорта в действии глутоксима и моликсана на внутриклеточную концентрацию Са2+ в макрофагах // В сб. «Рецепторы и внутриклеточная сигнализация».

Пущино. – 2013. – Т. 1. – С. 213-217.

7. Duleh S.N., Welch M.D. WASH and the Arp2/3 complex regulate endosome shape and trafficking // Cytoskeleton. – 2010. – Vol. 67. – P.

193-206.

8. Rouiller I., Xu X.P., Amann K.J., Egile C., Nikell S., Nicastro D., Li R., Pollard T.D., Volkmann N., Hanein D. The structural basis of actin filament branching by the Arp2/3 complex // J. Cell Biol. – 2008. – Vol.

180. – P. 887-895.

9. Kurilova L.S., Krutetskaya Z.I., Lebedev O.E., Antonov V.G. The effect of oxidized glutathione and its pharmacological analogue glutoxim on intracellular Ca2+ concentration in macrophages // Cell and Tissue Biol.

- 2008. - V. 2. - P. 322-332.

10. Nolen B.J., Tomasevic N., Russel A., Pierce D.W., Jia Z., Mc Cormick C.D., Hartman J., Sakowicz R., Pollard T.D. Characterization of two classes of small molecule inhibitors of Arp2/3 complex // Nature. – 2009.

– Vol. 460. – P. 1031-1034.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

ТВЕРДОФАЗНЫЙ АНАЛИЗ ФЛЮОРОФОРОВ И ФЛЮОРОФОРСВЯЗЫВАЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ Лахтин М.В., Лахтин В.М., Афанасьев М.С., Афанасьев С.С.

Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габрического, Москва Уникальный код статьи: 52e0fa46a471d В в е де н и е. К у ль т у р аль н ы е ж и д к ос т и ( КЖ ) – и сто чн и к и флюорогенных биологически активных низкомолекулярных веществ (аминокислот, [глико]пептидов, других;

способных к регистрируемому возбуждению флюоресценции, характеризующей продукты в КЖ и облегчающей мониторинг их образования и расходования) и высокомолекулярных веществ (белков, белок-содержащих, других;

с в различной степени маскированными флюорофорами и/или взаимодействующих с флюоресцентными красителями). Такие флюорофоры-содержащие молекулы (ФСМ) и Ф-связывающие комплексы (ФСК) участвуют в сигнальных, синергистических/согласованных (в том числе каскадных) процессах нано/микро- и макросистемного био-узнавания/(селективного распознавания), выполняют жизненно важные макрофункции в окружении и на поверхности бактерий (смотри также другую нашу статью в настоящем сборнике).

Цель - с помощью твердофазного анализа (ТФА) исследовать типы ФСМ и ФСК КЖ грамположительных бактерий на примере пробиотических штаммов бифидобактерий и лактобацилл человека, мультиштаммового консорциума.

Материалы и методы. Препаратами служили разбавления в 10 мМ фосфатно-солевом буфере 7.4 (ФСБ) обезжиренных и деэмульсифицированных КЖ (супернатантов), высокомолекулярные концентраты (более 27 кД) КЖ лактобацилл Lactobacillus helveticus (штаммы NK1 и 100аш), L. casei K3III24, пробиотика Ацилакт (NK1+100аш + K3III24), бифидобактерий Bifidobacterium longum MC-42 - все выращены на среде КД-5с (18-24 ч при 37оС). Белок определяли в области поглощения пептидных связей по Waddel, 1956: [мкг/мл]= (D215 - D225)x144, где 144 коэффициент, рассчитанный для БСА (бычьего сывороточного альбумина – негликозилированного, с высокой гидрофобностью). Для повышения На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

сорбции материала в дотах и увеличения числа экспонированных флюорофоров блоты обрабатывали 5 мМ дитиотреитолом в ФСБ (80оС, мин). Для исключения влияния на ТФА гидролаз образцы КЖ кипятили 30 мин. КЖ содержали до 1 мкг/мкл гидрофобного белка. Образцы (по мкл сериальных разбавлений КЖ, исходно сконцентрированных в 60- раз КЖ или БСА [исходно 2 мг/мл в ФСБ] в 10, 100, 1000, 10000 и раз;

стоковые разведения готовили заранее и хранили в эппендорфах при -35 о С) наносили рядами дотов на гидрофобную PVDF-мембрану Immobillon-P (Millipore). Флюоресценцию компонентов (собственную или после обработки красителем SYPRO Ruby protein blot stain [далее SYPRO] - сравнимым с коллоидным золотом по чувствительности;

на основе рутения [Ru];

не реагирует с нуклеиновыми кислотами, имеет пики возбуждения 280 и 450 нм и пик испускания флюоресценции около 618 нм) определяли на сухих блотах в режиме живого изображения в системе BioChemi System (UVP;

возбуждение 254 нм [возбуждение Phe, Tyr и Trp, их производных, SYPRO) или 365 нм (возбуждение SYPRO) и регистрации серий картин свечения с использованием светофильтра Coomassie (возбуждение 254 нм позволяет оценивать также выраженность белка [его вклад в флюоресценцию] в разведениях супернатанта или его концентрата до обработки блота посредством SYPRO) или светофильтра Ethidium Bromide (570-640 нм: оранжевый свет);

интервал ступеней времени накопления флюоресценции 270 60000 миллисекунд (получение взаимодополняющей информации, в зависимости от оптимизации выполнения типа задачи). Для количественного сравнения флюоресценции области дотов сканировали.

В анализе использовали пакет программ LabWorks.

Результаты и их обсуждение.

1. ФСМ с собственной флюоресценцией. ТФА выявил наличие регистрируемой нестабильной флюоресценции (появляющейся при разбавлениях как в случае БСА или способной нарушать дозовую зависимость в разбавлениях как в случае концентратов супернатантов КЖ;

не нарушалась дозовая зависимость в случае супернатантов КЖ) в составе сорбированных препаратов (высокомолекулярных концентратов, исходных супернатантов КЖ;

БСА – выявлялся в разведении в 100000 раз [20 пг/минимальный дот, рис. 1]), варьирующей в зависимости от условий ее возбуждения и накопления, разбавлений, обработок блотов.

Выявлены два типа ФСМ в КЖ: а) мажорный экзополисахарид/(экзополимерные соединения)-подобный с низкой способностью к сорбции, с изоэлектрической точкой в околонейтральной области;

б) минорный – с хорошей сорбцией в зоне нанесения, при На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

разведениях супернатантов в 10-100 раз.

Выраженность ФСМ у лактобацилл была выше, чем у бифидобактерий, а общее содержание ФСМ (возбуждение 254 нм, фильтр Ethidium Bromide, накопление сигнала 10000-40000 мсек) снижалось у супернатантов КЖ бактерий: 100ашK3III24NK1MC 42Ацилакт. При возбуждении 365 нм воспроизводимость результатов (сходимость измерений в парах разных партий [бэтчей, batches] образцов КЖ одного и того же штамма/консорциума раздельно выращенных бактерий одного и того же штамма) повышалась на фоне снижения интенсивности флюоресценции (рис. 1);

при этом ранжирование ФСМ КЖ лактобацилл становилось более контрастным (сильнее различалось) в группах сравнения: 100ашK3III24 (группа с повышенными уровнями ФСМ);

МС-42Ацилакт (группа с относительно сниженными уровнями ФСМ).

2. ФСК КЖ. Использование SYPRO во всех случаях улучшало, полностью или частично восстанавливало дозовую зависимость проявления флюоресценции в рядах разбавлений БСА, супернатантов и их концентратов (рис. 1). Поскольку при разведениях супернатантов КЖ в 100 раз собственная флюоресценция дотов была слабой или отсутствовала, дальнейшее исследование дотов с высокими разбавлениями препаратов было возможно и целесообразно с использованием SYPRO, повышающим чувствительность ТФА и позволяющего регистрировать типы ФСК без вклада собственной флюоресценции. В случае концентратов супернатантов КЖ нестабильность (например, у ФСМ в ряду разбавлений концентрата КЖ NK1) и на порядок сниженная чувствительность устранялись после термообработки блота в присутствии дитиотреитола (результат:

стабильная дозовая зависимость ФСМ в рядах разбавлений, в том числе для разбавлений в 1000 раз все еще было возможно отчетливое видимое ранжирование относительного содержания ФСМ в концентратах [возбуждение 254 нм, фильтр Coomassi, 270-750 мсек]: 100ашNK1K3III Ацилакт).

Сопоставление ранжированных последовательностей указывают на выраженные различия между высокомолекулярными и низкомолекулярными флюорофорными компонентами концентратов и супернатантов. Полученные данные подтверждают, что ФСМ маскированы в КЖ и концентратах;

по мере разбавлений происходит демаскирование и достижение рефолдингового состояния (активного, с устойчивой структурой) отдельных молекул, появление/проявление флюоресцентных свойств молекул;

достижение оптимальных/рабочих На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

разведений, обеспечивающих максимальную флюоресценцию.

Заключение. Предложенный оптимизированный ТФА (без или с использованием дитиотреитола) для мониторинга и характеристики собственной флюоресценции нативных ФСМ КЖ и их фракций является высокочувствительным в детекции белковых и небелковых флюорофоров (маскированных и демаскированных в составе ФСМ и их комплексов), высоконадежным инструментом экспресс-микроанализа (время ТФА с использованием SYPRO – менее 3 ч) штаммовых различий центрифугатов и фильтратов КЖ бактерий, отслеживания процессов биосинтеза и гидролиза сигналов в КЖ, выбора штаммов для конструирования консорциумов. Он перспективен в исследовании культур любых грамположительных бактерий, в том числе миникультур, а также для микропанельных и биочиповых вариантов ТФА. Использование модификации ФСМ посредством SYPRO для подтверждения результатов собственной флюоресценции ФСМ не обязательно в условиях применения установленной стандартизированной процедуры регистрации собственной флюоресценции известных препаратов.

Определение ФСМ и ФСК посредством ТФА является важной составляющей общего лабораторного анализа КЖ бактерий (сделан нами), включающего оценки общего и частично гидролизованного белка, лектинов, биосурфактантов и других экзополимерных соединений, степень эмульсифицирования, степени гидролиза компонентов (в том числе присутствия ароматических аминокислот), потенциального присутствия гликированных аминокислот/пептидов, сравнительной слабой выраженности пигментирования супернатантов, наличия эффективных ферментативных гидролитических и оксидоредуктазных систем (в том числе распределенных в консорциуме штамм-зависимым образом).

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Рис. 1 Флюоресценция блота размером 6 х 7 клеток/дотов: слева собственная флюоресценция препаратов, справа - после обработки SYPRO. Возбуждение 365 нм, фильтр Ethidium Bromide, экспозиция 30000 мсек. Слева-направо – разбавления препаратов (по 3 клетки на препарат;


БСА: 1000, 10000, 100000 раз;

супернатанты КЖ: 10, 100, 1000). Сверху-вниз – препараты. Верхний (1-й) ряд: БСА (3 клетки), БСА-повтор (следующие 3 клетки);

2-й ряд: Ацилакт, 100аш;

3-й ряд:

NK1, K3III24;

4-й ряд: МС-42, K3III24;

5-й ряд: Ацилакт, МС-42;

6-й ряд:

NK1, 100аш;

7-й ряд: БСА, МС-42.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОФИЗИЧЕСКОГО МЕТОДА В КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКЕ СУРФАКТАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЛЕГКИХ Лукина С.А., Тимофеева М.Р., Волкова Е.В., Трушникова Р.В.

ГБОУ ВПО "Ижевская государственная медицинская академия" Уникальный код статьи: 52e15c5a4ad Поверхностно-активные вещества альвеолярной выстилки, а также структуры, участвующие в их синтезе и утилизации, составляют сурфактантную систему легких, от состояния которой в большой мере зависят стабильность и воздушность альвеол (1,2). Выстилающий комплекс альвеол является главной функциональной частью этой системы. Он представлен упорядоченной мономолекулярной пленкой сурфактанта, под которой расположена коллоидная система, состоящая из мицелл поверхностно-активных веществ, взвешенных в жидкой среде, гипофазе (2). Сурфактант, являясь поверхностно-активным веществом, способен понижать поверхностное натяжение жидкости на границе с воздухом, препятствуя коллабированию альвеол на выдохе и перерастяжению их на вдохе (1,2). Поверхностная активность сурфактанта зависит от его структурных особенностей и биохимического состава. Наиболее важным компонентом поверхностно-активных веществ выстилающего комплекса альвеол, определяющим их поверхностно-активные свойства, является фосфатидилхолин (4,5).

Исследование компонентов сурфактантной системы легких традиционно осуществляется с применением биофизических, биохимических и цитологических методов (1,2,4). Биофизические методы изучения сурфактанта базируются на определении его поверхностной активности. Нами в экспериментальных исследованиях на животных используется один из наиболее распространенных биофизических методов исследования свойств монослоя сурфактанта, метод Вильгельми-Лэнгмюра. Исследования проводятся на приборе для измерения поверхностного натяжения в модификации Крючковой В.И., Михайлова Д.М. (3). Основными его частями являются тефлоновая кювета размером 100*40*15мм с подвижным барьером и подъемным устройством, устройство для автоматического передвижения барьера и торзионные весы. Общим методическим подходом выделения сурфактанта легочной ткани является получение бронхоальвеолярного смыва с использованием изотонического расствора натрия хлорида (2,4).

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Далее смыв помещается в тефлоновую кювету на 30 мин при температуре 20°С для формирования мономолекулярной пленки. К рычагу торзионных весов подвешивается покровное стекло (длина грани 18мм), с помощью подъемного устройства кювета перемещается до соприкосновения поверхности смыва с нижним краем стеклянной пластинки и измеряется статическое поверхностное натяжение методом отрыва пластинки. Далее, после включения двигателя прибора, мономолекулярный слой сурфактанта, находящийся на поверхности изотонического расствора натрия хлорида, плавно сжимается с помощью барьера. При достижении отметки, соответствующей 20% первоначальной площади поверхности, не останавливая движение, измеряется аналогичным образом минимальное поверхностное натяжение (ПНмин). При достижении 100% площади поверхности смыва измеряется его максимальное поверхностное натяжение (ПНмакс).

Исследование поверхностного натяжения бронхо-альвеолярных смывов при изменении площади поверхности монослоя в пределах 20% - 100% в определенной степени отражает динамику акта дыхания (1,2), что важно для характеристки свойств сурфактанта легких в условиях моделирования типовых патологических процессов.

Для пересчета показаний шкалы торзионных весов в единицы измерения поверхностного натяжения (мН/м) прибор был откалиброван по стандартным жидкостям: этиловому спирту (ПН= 22,0 мН/м), эфиру (ПН=17,0 мН/м). Была рассчитана постоянная «К» прибора по формуле:

К=F1/ ПН1 = F2/ ПН2, где F1 и F2 - показания шкалы прибора в момент отрыва пластинки, а ПН1 и ПН2 - поверхностное натяжение для первой и второй жидкости соответственно. Среднюю величину «К» проверяли по бидистилированной воде (ПН = 72,0 мН/м). В наших исследованиях «К»

составило «5». На основании значений поверхностного натяжения рассчитывали индекс стабильности альвеол по Clements:

ИС= 2 * (ПН макс - ПНмин) / (ПН макс + ПНмин).

Биофизический метод широко используется для комплексной оценки сурфактанта легких в эксперименте и является приоритетным методом его исследования, поскольку характеризует функциональные свойства выстилающего комплекса альвеол.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Литература 1. Березовский, В.А. Поверхностно-активные вещества легкого /В.А.Березовский, В.Ю.Горчаков. – Киев: Наук. думка, 1982. – 168с.

2. Биркун, А.А. Сурфактант легких / А.А. Биркун, Е.Н. Нестеров, Г.В.

Кобозев – Киев: Здоровье, 1981. – 160с.

3. Крючкова, В.И. Методы исследования легочного сурфактанта / В.И.Крючкова, Д.М.Михайлов // Метод. рекомендации для врачей, лаборантов, пульмонологов, студентов мед. Института – Ижевск, 1982.

– 9с.

4. Таганович, А.Д. Исследование сурфактантной системы легких с помощью биохимических методов / А.Д.Таганович // Пульмонология. – 1996. – №2. – С.45 - 50.

5. Bernhard, W. Bronchial surfactant: phospholipids classes and phosphatidylcholine molecular species as indicators of its alveolar origin / W. Bernhard, H. von der Hardt // Appl. Cardipulmon. Pathophysiol. – 1995.

– V.5. –Suppl.3. – P.6 - 7.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

ИЗУЧЕНИЕ АДГЕЗИВНЫХ СВОЙСТВ КЛЕТОК ПЛАЦЕНТЫ ПОСЛЕ КРИОКОНСЕРВИРОВАНИЯ ПОД ЗАЩИТОЙ ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИДА И ПРОПАНДИОСАХАРОЛЯ Луценко Е.Д., Останков М.В., Гольцев А.Н.

Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины Уникальный код статьи: 52d674fa Изучение влияния замораживания-оттаивания на адгезивные свойства клеток плаценты является важным аспектом криобиологических исследований. Именно эта характеристика клеток определяет процессы межклеточной сигнализации и миграции в участки воспаления, что является важным фактором в проявлении их терапевтического потенциала.

Суспензию клеток плаценты (СКП) выделяли из хориального участка ткани зрелой плаценты у мышей 18-19 суток гестации по методу [1]. В СКП, содержащую 5х106 клеток в 0,5 мл забуференного физиологического раствора (ЗФР), медленно вводили 0,5 мл 10% или 20% раствора криопротектора диметилсульфоксида (ДМСО) или пропандисахароля (ПДС), конечная концентрация криопротекторов составила при этом 5% и 10%. Время эквилибрации СКП с криопротекторами было 10 мин, после чего одни образцы были отмыты от криопротектора добавлением ЗФР (1:1) и последующим центрифугированием (1000об/мин), другие были криоконсервированы на программном замораживателе (УОП-1, производства ОП ИПКиК НАН Украины) с автоматической записью двухэтапного режима охлаждения:

на 1-м этапе –– со скоростью 10 мин до - 400 и на 2-м – погружением в жидкий азот. Криоконсервирование СКП проводили в криопробирках (Nunk, Roskilde, Denmark). Оттаивание образцов СКП проводили при 420С на водяной бане в течение 1-2 мин при постоянном встряхивании пробирок. Удаление криопротектора проводили однократным разбавлением ЗФР (1:1) с последующим центрифугированием (400g, мин).

Количество адгезирующих клеток (АК) определяли, инкубируя СКП (1х105) в 2 мл ЗФР в пластиковых чашках диаметром 35 мм (Spectar, Сербия) при температуре 370С в течение 1 часа [2]. Неприкрепившиеся клетки удаляли смыванием ЗФР. Процент АК определяли по количеству клеток, внесенных в чашку, вычитая количество неприкрепившихся На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

клеток.

После эквилибрации СКП с ДМСО, независимо от выбранной концентрации криопротектора, наблюдали достоверно значимое снижение количества АК в СКП по сравнению с контролем. Иная ситуация была отмечена после инкубации СКП с ПДС. Использование 5% ПДС приводило к повышению количества АК, а 10%-го раствора к их снижению (рис.1).

После криоконсервирования во всех исследованных образцах количество АК было выше, чем в нативном контроле. При криоконсервировании как с ДМСО, так и ПДС в образцах с большей концентрацией криопротектора количество АК было выше, чем в образцах с меньшей концентрацией (рис.2).

Изменения количества АК на этапе эквилибрации зависят от вида криопротектора и его концентрации. Последующее криоконсервирование сохраняет изменения количества АК только в суспензии с 5% ПДС. В остальных образцах после криоконсервирования отмечалось повышение количества АК. Оценка адгезивных свойств клеток плаценты характеризует степень влияния криоконсервирования на данный биообъект.

Рис. 1. Количество АК в СКП после эквилибрации с криопротектором На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Рис. 2. Количество АК в суспензии плаценты после криоконсервирования Примечание : * - достоверные различия по сравнению с контролем, ж - при сравнении КД-1 и КД-2, х - при сравнении КП-1 и КП-2, р0,05.

Литература 1. Методичні рекомендації. Приготування, зберігання та клінічне використання кріоконсервованої суспензії плаценти / [Грищенко В.І., Морозова Т.О., Воротилін О.М. та ін.]- Харків.–ІПКіК НАН України.-1997.–10с.

2. Иммунология: Практикум/Е.У.Пастер, В.В.Овод, В.К.Позур.- К.: Вища шк. Изд-во при Киев. ун-те, 1989.- 304 с.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТОНКИХ ПЛЕНОК В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР Марченко И.И., Куценко А.С.

Национальный Технический Университет Уникальный код статьи: 52d4654dbee В классическом метода молекулярной динамики не учитываются квантовые эффекты, которые в значительной мере определяют динамику процесса формирования поверхностей металлов из атомно-ионных потоков при низких температурах. Данное ограничение не позволяет использовать метод молекулярной динамики в широком диапазоне температур.

Авторами была сформулирована математическая модель для исследования свойств материалов, подчиняющихся квантовой статистике и предложен вычислительный метод молекулярной динамики с цветным шумом.

При помощи предложенного метода была исследована теплоемкость слоев меди в объеме материала и на поверхности. Показано, что в отличие от классической молекулярной динамики, предложенный метод правильно описывает поведение теплоемкости при низких температурах.

Результаты вычислений свидетельствуют о том, что теплоемкость поверхностных слоев выше, чем в объеме и зависит от структуры поверхностного слоя. Рассчитана температурная зависимость квадрата среднего отклонения атомов на поверхности (100) меди. Полученные результаты находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными. Это позволяет использовать предложенные методы для исследования сложных процессов в телах в широком диапазоне температур, в частности - при температурах ниже Дебаевской.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

СЕГРЕГАЦИЯ АТОМОВ МЕТАЛЛОВ НА ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА БИНАРНЫЙ СПЛАВ – ДИЭЛЕКТРИК Матвеев А.В.

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского Уникальный код статьи: 52c1ab992096b В рамках метода функционала плотности осуществлено моделирование поверхностной сегрегации и проведены расчеты поверхностных и энергетических характеристик бинарных сплавов металлов с учетом диэлектрических свойств контактной среды.

Выявлены зависимости эффектов поверхностной сегрегации и релаксации, параметра падения электронной плотности, поверхностной энергии и работы выхода электронов от диэлектрической проницаемости контактной среды. Для монокристаллических граней бинарных сплавов, находящихся в контакте с рабочей диэлектрической средой, получены и проанализированы концентрационные зависимости поверхностной сегрегации, поверхностной энергии и работы выхода электронов при разных значениях относительной диэлектрической проницаемости.

Результаты моделирования [1,2] находятся в соответствии с экспериментальными данными и могут найти практическое применение в микро- и наноэлектронике, гетерогенном катализе при изготовлении катализаторов и нейтрализаторов.

Литература 1. Матвеев А.В. Обобщенная модель поверхностной сегрегации с учетом диэлектрических свойств среды: щелочные металлы и сплавы // Вестник Омского университета. 2013. № 4. С. 91-101.

2. Матвеев А.В. Физико-математическая модель поверхностной сегрегации в бинарных сплавах переходных металлов // Поверхность.

Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 8.

С. 75-85.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

ИНГИБИТОР ВЕЗИКУЛЯРНОГО ТРАНСПОРТА БРЕФЕЛЬДИН А ПОДАВЛЯЕТ ТРАНСПОРТ NA+ В КОЖЕ ЛЯГУШКИ Мельницкая А.В., Крутецкая З.И., Бутов С.Н., Крутецкая Н.И., Антонов В.Г.

Санкт-Петербургский государственный университет Уникальный код статьи: 52dbe3bb12aa Одним из интенсивно развивающихся направлений современной биофизики, физиологии и медицины является исследование механизмов трансэпителиального транспорта веществ. Классическими модельными объектами для исследования механизмов транспорта ионов через биологические мембраны являются кожа и мочевой пузырь амфибий. По способности к транспорту электролитов и реакции на некоторые гормоны кожа и мочевой пузырь амфибий сходны с дистальными отделами почечных канальцев, что позволяет использовать данные, получаемые на этих объектах, для выяснения механизмов трансэпителиального транспорта воды и ионов в клетках почки.

Транспорт Na+ в осморегулирующих эпителиях представляет собой сложную, многокомпонентную систему, в работе которой принимают участие Na + -транспортирующие белки и сигнальные каскады, локализованные в различных мембранах клетки. В настоящее время достигнут существенный прогресс в исследовании структуры и топологии в мембране ключевых Na+-транспортирующих белков, таких как амилорид-чувствительные эпителиальные Na+-каналы (ENaC) или Na+ /K + -АТФаза, тогда как система гормональной и внутриклеточной регуляции транспорта Na+ в эпителиях, по-прежнему, остается мало изученной. С использованием метода фиксации потенциала нами ранее было показано, что в регуляции транспорта Na + в коже лягушки принимают участие протеинкиназа С, фосфатидилинозитол-3- и фосфатидилинозитол-4-киназы, тирозинкиназы и тирозинфосфатазы, продукты и/или ферменты циклооксигеназного пути окисления арахидоновой кислоты, а также элементы цитоскелета, такие как микротрубочки и микрофиламенты [1 - 4].

Известно также, что процессы экзо- и эндоцитоза играют важную роль в модуляции активности многих Na+-транспортирующих белков.

Согласно данным литературы, в процессы удаления/встраивания и доставки субъединиц ENaC в мембрану вовлечены различные На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

структурные и сигнальные элементы, такие как микротрубочки и микрофиламенты [5, 6], регуляторы белкового синтеза [6, 7] и компоненты везикулярного транспорта [8]. В связи с этим, представлялось интересным исследовать возможное участие везикулярного транспорта в модуляции транспорта Na+ в коже лягушки.

В экспериментах использовали специфический ингибитор везикулярного транспорта брефельдин А. Известно, что метаболит грибов Eupenicillium brefeldianum брефельдин А является обратимым ингибитором транслокации белков из эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи, а также индуцирует обратимые структурные перестройки в аппарате Гольджи [9].

Эксперименты проводили на самцах лягушки Rana temporaria в период с ноября по март. Кожу с брюшка лягушки срезали и помещали в камеру Уссинга («World Precision Instruments, Inc.», Германия) с диаметром внутреннего отверстия 12 мм. Для регистрации вольт-амперных характеристик (ВАХ) кожи лягушки использовали автоматизированную установку фиксации потенциала. Из ВАХ определяли электрические параметры кожи: ток короткого замыкания ISC (ISC = IT при VT = 0, где IT - трансэпителиальный ток), потенциал открытой цепи VOC (VOC = VT при IT = 0, где VT - трансэпителиальный потенциал) и трансэпителиальную проводимость gT. Транспорт Na+ оценивали как амилорид-чувствительный I SC. Статистический анализ проводили с применением t-критерия Стьюдента. Данные представлены в виде x ± sx.

На рисунке приведены результаты типичных экспериментов.

Показано, что брефельдин А подавляет транспорт Na + в коже лягушки. При этом обнаружено, что степень ингибирующего действия брефельдина А на транспорт Na + зависит от приложения агента со стороны апикальной или базолатеральной поверхности кожи лягушки (см. рисунок). В среднем, по данным 10 экспериментов, после предварительной обработки апикальной поверхности кожи 50 мкМ брефельдина А в течение 30 мин, ISC уменьшается на 41.62 ± 9.35 %, VOC – на 35.45 ± 8.34 %, а gT – на 20.81 ± 6.34 %. При добавлении брефельдина А со стороны базолатеральной поверхности кожи лягушки, наблюдалось значительно менее выраженное ингибирующее действие агента. Так, в среднем, по данным 10 экспериментов, после предварительной обработки базолатеральной поверхности кожи 50 мкМ брефельдина А в течение 30 мин, ISC уменьшается на 11.92 ± 0.84 %, VOC – на 6.32 ± 1.08 %, а gT – на 5.25 ± 0.89 %.

Введение в конце каждого эксперимента в раствор, омывающий апикальную поверхность кожи лягушки, блокатора ENaC амилорида ( На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

мкМ) вызывает полное подавление ISC (см. рисунок), что свидетельствует о том, что влияние брефельдина А на транспорт Na + связано преимущественно с модуляцией активности ENaC.

Полученные результаты хорошо согласуются с данными литературы.

Так, на культуре клеток дистальных сегментов почки лягушки Xenopus laevis (клетки А6) показано, что обработка брефельдином А подавляет трансэпителиальный транспорт Na +. При этом обнаружено, что ингибирующий эффект брефельдина А связан со снижением числа ENaC, экспрессированных в апикальной мембране клеток. В то же время, приложение брефельдина А к базолатеральной поверхности клеток А6, практически не влияет на транспорт Na+ [7].

Известно, что брефельдин А является специфическим ингибитором везикулярного транспорта. Эффект брефельдина А связан с его способностью инактивировать малые G-белки семейства Аrf [10], которые играют ключевую роль в регуляции везикулярного транспорта в клетках и являются важным регуляторным компонентом нескольких путей внутриклеточного транспорта. Аrf белкам принадлежит важная роль в модуляции перемещения мембран и мембранных органелл, перестроек цитоскелета, а также процессов эндоцитоза [11].

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют об участии процессов везикулярного транспорта в модуляции транспорта Na+ в коже лягушки, а также позволяют рассматривать малые G-белки семейства Аrf в качестве важных сигнальных элементов в регуляции активности Na+-транспортирующих белков.

На стыке наук. Физико-химическая серия. Том II. Январь, 2014.

Рис. 1. Кинетика изменения тока короткого замыкания ISC через кожу лягушки. Кривая 1 – ISC в контроле;

кривые 2 и 3 – ISC после добавления 50 мкМ брефелдина А со стороны базолатеральной (2) или апикальной (3) поверхности кожи;

в конце каждого эксперимента в раствор, омывающий апикальную поверхность кожи, добавляли мкМ блокатора ENaC амилорида.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.