Том 24, № 1 (2024)
Химия
Селективные сорбенты для микотоксинов на основе импринтированных структур полианилина
Аннотация
Постоянное увеличение загрязнения сельскохозяйственной продукции микотоксинами делает актуальным разработку новых методов их сорбции, выделения и определения. Молекулярный импринтинг является перспективным методом распознавания и выделения целевых молекул на основе механизма специфической сорбции. Рассмотрена возможность получения и практического использования специфических к микотоксинам селективных сорбентов на основе импринтированных структур полианилина, с использованием структурного аналога микотоксина зеараленона – 4-гидроксикумарина. Проведён выбор оптимального носителя для получения молекулярно-импринтированных полимеров. Изучена эффективность и специфичность сорбции 4-гидроксикумарина из модельных растворов, а также показана практическая возможность сорбции и извлечения зеараленона из искусственно загрязнённого экстракта пшеницы.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):4-14
4-14
Исследование зависимости физико-химических свойств флуоресцентных гибридных полимерных носителей от условий гидротермального синтеза
Аннотация
В настоящее время поиск новых видов носителей для низкомолекулярных веществ, а также разработка оптимальных методов для эффективной инкапсуляции этих веществ являются важными задачами современной химии и фармакологии. Однако в данной сфере все еще имеются ограничения, среди которых одно из наиболее существенных – это отсутствие оптимального носителя, способного стабильно удерживать низкомолекулярное вещество. В качестве эффективного кандидата для этих целей представлены гибридные полимерные структуры, полученные методом гидротермального синтеза in situ. В качестве модельного низкомолекулярного вещества для инкапсуляции в структуры был использован флуоресцентный краситель родамин Б. Полученные гибридные полимерные структуры продемонстрировали хорошую стабильность при их хранении в водной среде в течение 336 ч с высвобождением низкомолекулярного красителя родамина Б не более 2%. Кроме того, было исследовано влияние условий получения гибридных носителей (включая состав носителей (толщина полимерной оболочки и наличие ядра карбоната кальция) и температуру синтеза) на их физикохимические характеристики. Таким образом, был выявлен оптимальный подход к получению флуоресцентных гибридных полимерных носителей с набором желаемых свойств. В частности, было показано, что для получения стабильного гибридного полимерного носителя с яркой флуоресценцией оптимальными условиями получения являются температура гидротермального синтеза 180оС и отсутствие ядра внутри полиэлектролитной оболочки. Результаты, представленные в данном исследовании, могут быть использованы для создания функциональных платформ и систем, обладающих регулируемыми флуоресцентными свойствами и возможностью доставки низкомолекулярных веществ.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):15-27
15-27
Фазовое поведение и растворимость компонентов двойной системы масляная кислота – полиэтиленгликоль-1500
Аннотация
Проведен критический обзор литературы по способам концентрировании и извлечения биомасляной кислоты из ферментационных растворов. Наилучшие результаты этих процессов достигнуты совмещением экстракции с высаливанием. В качестве негорючих и экологически безопасных экстрагентов предложено использовать полиэтиленгликоли с различной молекулярной массой. Цель исследования – выявление фазового поведения смесей компонентов, изучение растворимости и построение фазовой диаграммы ранее неизученной двойной системы масляная кислота – ПЭГ-1500 в интервале –10.0–50.0°С. Визуально-политермическим методом найдены температуры переходов фазовых состояний в смесях компонентов двойной системы масляная кислота (МК) – полиэтиленгликоль-1500 (ПЭГ-1500) в интервале температур –10–50°С. На построенной фазовой диаграмме выше эвтектической линии расположено большое поле кристаллизации ПЭГ-1500, в то время как поле кристаллизации МК имеет очень небольшие размеры. Впервые установлено, что в системе при −6.6°С осуществляется эвтектическое равновесие, твердыми фазами которого являются кристаллы МК и ПЭГ-1500, определен состав жидкой фазы эвтектики (3.20 мас.% МК). Предложен способ концентрирования МК и разделения компонентов исследованной системы, основанный на кристаллизации ПЭГ-1500 при охлаждении смесей.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):28-34
28-34
Гетерофазные явления при фракционировании трития в водных системах
Аннотация
Актуальность проблемы трития в экологической химии определяется тем, что тритий – единственный из радиоактивных изотопов, который невозможно обезвредить фильтрацией. Тритий возникает при побочных радиохимических процессах в ядерных реакторах и обнаруживается в радиоактивных отходах и выбросах в форме оксидов трития – тритиевых изотопологов воды. Побочным продуктом эксплуатации ядерных реакторов оказывается прототритиевая вода – раствор оксида прототрития HTO в лёгкой воде H2 О. Реже приходится иметь дело с дейтеротритиевой водой – раствором оксида дейтеротрития DTO в тяжёлой воде D2 О. Предложены различные подходы, обеспечивающие возможности выделения трития либо его оксида изтритиевой воды. Выбор процесса определяется тем, будет ли очищенная от трития вода возвращаться в реакторную систему либо сбрасываться в окружающую среду, а также тем, имеется ли потребность в извлечении молекулярного трития для его дальнейшего применения. Основное внимание уделено процессу электросонолиза тритиевой воды как экономически и экологически предпочтительному способу её обезвреживания, позволяющему получать молекулярный тритий. Разложению тритиевой воды должно предшествовать её концентрирование, которое целесообразно производить двухступенчато: кондиционирующая водоподготовка (предварительное концентрирование) и получение высококонцентрированной тритиевой воды. В этом контексте в работе рассмотрено обратноосмотическое кондиционирование тритиевой воды и её последующее концентрирование солевой ректификацией.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):35-43
35-43
Изменение химических, физико-химических и биологических свойств липополисахарида Ochrobactrum cytisi IPA7.2 при О-дезацилировании
Аннотация
Липополисахариды – соединения бактериального происхождения, обладающие биологической активностью в отношении растений, животных и человека. Представлена информация о получении и характеристике свойств модифицированных производных липополисахарида ризосферной бактерии Ochrobactrum cytisi IPA7.2. Дезацилирование проводили с помощью щелочного гидролиза с последующим хроматографическим разделением фракций. О-дезацетилирование О-полисахарида приводило к увеличению в 2 раза экстинкции продуктов фенол-сернокислотной реакции. Жирнокислотный состав липида А при щелочном гидролизе не изменялся. Сравнение надмолекулярных частиц в водной среде нативной и дезацилированной формлипополисахарида методом динамического рассеяния света выявило, что в результате модификации происходило снижение размеров мицелл с 65 до 35 нм и повышение значения их отрицательного дзета-потенциала с –22 до –30 мВ. Установлено, что нестехиометрическое ацетилирование липополисахарида O. cytisi IPA7.2 не влиялона взаимодействие со специфическими антителами, но являлось важным для проявления рост-стимулирующей активности в отношении микрорастений картофеля.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):44-50
44-50
Биология
К совершенствованию неинвазивного метода оценки обилия мышевидных грызунов и землероек в городской среде
Аннотация
Предложено улучшение нового неинвазивного метода учета совокупного обилия мелких млекопитающих в городской среде. Проверяли два варианта возможного усовершенствования методики: использование бутылок уменьшенного объёма (0,25 л vs 0,5 л) для повышения эргономичности и применение непрозрачных бутылок с целью повышения их привлекательности для животных. Бутылки большого и маленького размера с диаметром горлышка 38 мм скрепляли попарно и выкладывали линиями с интервалами в 5 м. Аналогично поступали с парами чёрных и прозрачных бутылок. В каждую закладывали приманку из ржаного хлеба с нерафинированным подсолнечным маслом. В последующие дни фиксировали заходы зверьков в бутылки. Обнаружили, что значимых различий в посещаемости бутылок объёмом 0,5 и 0,25 л нет, как и в случае с чёрными и прозрачными стенками. Таким образом, этот простой метод оценки обилия мелких млекопитающих может быть ещё более оптимизирован за счёт использования бутылок меньшего размера, цвет которых не имеет значения.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):51-57
51-57
Влияние ингибиторов фенолоксидаз на эффективность деколоризации малахитового зеленого бактериями рода Azospirillum
Аннотация
Активное использование синтетических красителей неотрывно связано с увеличивающимися темпами индустриализации. Однако из-за недостаточной результативности работы очистных сооружений до 40% красителей попадают в сточные воды в неизмененном виде, загрязняя тем самым окружающую среду. Красители трифенилметанового ряда, в частности малахитовый зеленый, являются токсичными, аллергенными и канцерогенными. Способность к деколоризации и деградации синтетических красителей показана для некоторых бактерий и грибов, являющихся продуцентами фенолокисляющих ферментов, в том числе и для бактерий рода Azospirillum. Многие факторы способны индуцировать и ингибировать эффективность биодеградации, в частности ферментативные системы, вовлеченные в процессы обесцвечивания. Представлены результаты исследования влияния типичных деактивирующих агентов фенолоксидаз, таких как H2 O2 , ЭДТА, ДДС-Na, β-меркаптоэтанол, дитиотреитол, твин и азид натрия на активность фенолоксидаз азоспирилл и способность к деколоризации малахитового зеленого. Обнаружено, что твин и азид натрия не оказывают ингибирующего воздействия на ферменты азоспирилл и проявляютстабилизирующее действие на весь комплекс в целом. Ингибирующий эффект от 60 до 100% отмечен для лакказной и Mn-пероксидазной активности под действием β-меркаптоэтанола, дитиотреитола и ЭДТА, что прямо пропорционально отражается на степени деколоризации малахитового зеленого. При сравнении полученных сведений с данными литературы для ферментов фенолоксидазного комплекса азоспирилл выявлены не характерные для классических фенолокисляющих ферментов свойства.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):58-66
58-66
Активность липополисахарида типового штамма Azospirillum palustre B2 в отношении проростков пшеницы (Triticum aestivum L.)
Аннотация
Липополисахарид – основной структурный компонент внешней мембраны грамотрицательных бактерий, который может также входить в состав экстраклеточных полимерных субстанций. Липополисахариды бактерий, стимулирующих рост и развитие растений, относятся к группе молекул, формирующих микроб-ассоциированный молекулярный паттерн (microbe-associated molecular pattern, MAMP). Эти гликоконъюгаты симбиотических, равно как и фитопатогенных бактерий, индуцируют активацию иммунных реакций у растений. Однако уровень ответного отклика растений при воздействии липополисахаридов симбионтов существенно отличается, в том числе благодаря их структурным особенностям, позволяющим обходить или ослаблять реакции врожденного фитоиммунитета. Мы приводим результаты анализа ответных реакций проростков пшеницы Triticum aestivum L. после воздействия липополисахарида ассоциативных бактерий Azospirillum palustre B2(Т). Инкубация проростков пшеницы в присутствии липополисахарида A. palustre B2 приводила к активации ростовых процессов растений, выражающейся в увеличении длины побегов, корней, площади первого листа, а также изменению содержания пигментов в листьях
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):67-75
67-75
Новый подвид выемчатокрылых молей рода Neofriseria (Lepidoptera, Gelechiidae) из Нижнего Поволжья (Россия)
Аннотация
Кратко проанализирован видовой состав микрочешуекрылых рода Neofriseria Sattler, 1960 (Gelechiidae) фауны России и отдельных сопредельных государств. Приводится список из шести видов данного рода, известных для территории России в настоящее время. Один вид рода, описанный только по самцам из Греции, впервые указывается для России (Саратовская область) как новый подвид с описанием и изображением генитальных структур обоих полов. Отличия в строении гениталий самцов между номинативным подвидом и N. b. volgensis Pisk unov et Anikin, ssp. n. обсуждаются.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):76-83
76-83
Экология
Анализ природных и антропогенных факторов, влияющих на способность Lepidium sativum L. адаптироваться к токсичности триазольных ксенобиотиков
Аннотация
Исследовали последствия воздействия природными факторами (температуры +34°С и +20°С) и антропогенными ксенобиотиками (1,2,4-TriH; 1-(CH3 SO2 )-1H-1,2,4-Tri; 4-(PhSO2 )-4H-1,2,4-Tri; 4-(TolSO2 )-4H-1,2,4-Tri) на кресс-салат Lepidium sativum L. Для этого были проведены 4 серии экспериментов. В первых двух сериях исследовали влияние концентраций: 0,001; 0,01; 0,1 мг/мл при проращивании в условиях разных температур в течение трех суток. Обнаружили, что с повышением концентрации растворов триазолов возрастает способность соединений ингибировать прорастание семян кресс-салата. Определяющим фактором их токсичности является величина липофильности. Не выявлены различия между влиянием исследованных температур на энергию прорастания семян. С повышением концентрации увеличивается способность синтезированных триазолов ингибировать рост корней и стеблей кресс-салата. При этом их токсичность достоверно выше при более высокой из исследованных температур. В последующих двух сериях изучали способность Lepidium sativum адаптироваться к токсичности триазолов. Для этого в течение суток семена проращивали при контрастных температурах в растворах с концентрацией 0,001 мг/мл, затем их двое суток проращивали в растворах 0,1 мг/мл. Обнаружили, что триазолы достоверно по-разному влияют на развитие адаптивного ответа у растений. Только 4-(PhSO2 )-4H-1,2,4-Tri; 4-(TolSO2 )-4H-1,2,4-Tri вызывали достоверное развитие адаптивного ответа, величина которого зависела и от температуры культивирования. Мы выявили, если при прямом действии исследуемыми триазолами важна величина их липофильности, то для развития преадаптации важны величины их молекулярной массы и молекулярного объема
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):84-95
84-95
Новые сведения по распространению цикадовых (Insecta, Homoptera, Cicadinea) в Приамурье (Хабаровский край) на особо охраняемых территориях
Аннотация
Распространение цикадовых на территории Хабаровского края изучено очень слабо, в отличие от Амурской области и Приморского края. По результатам сборов в особо охраняемых природных территориях Хабаровского края впервые для Приамурья приводятся Ledra auditura (Ledridae) (также впервые указывается с востока Забайкальского края из Приаргунья), Glossocratus foveolatus (Cicadellidae), Eoscartopsis assimilis (Cercopidae), Taihorina geisha (Machaerotidae), Cicadetta yezoensis (Cicadidae), Delphax maritima (Delphacidae), Mysidioides sapporensis, Losbanosia hibarensis, Zoraida albicans, Z. horishana (Derbidae), Cixidia ussuriensis, Kosalya fl avostrigata (Achilidae), Saigona ussuriensis (Dictyopharidae), Limois emelianovi (Fulgoridae).
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):96-102
96-102
Адвентивный компонент банка семян некоторых лесных сообществ островов реки Волги
Аннотация
Представлены результаты изучения адвентивного компонента банка семян острова Дубовая грива долины реки Волги в окрестностях города Саратова. В составе банка семян исследованных лесных сообществ зарегистрированы семена 12 видов адвентивных растений. Все выявленные семена принадлежат видам растений, относящихся к одному отделу Magnoliophyta, 8 семействам и 12 родам. Ведущую роль в таксономическом спектре адвентивных видов банка семян играет семейство Asteraceae (42 %). По отношению к экологическим режимам господствует мезофитная мезотрофная (63,6%) гелиофитная группировка растений. В основном встречаются виды северо-американского происхождения (60%). Существенную роль играют травянистые однолетники (33% видов) и деревья (34%). Значительное влияние на состав семенных банков оказал непреднамеренный занос на данную территорию семян растений, являющихся «беженцами из культуры». Большинство адвентивных растений, представленных как вегетирующими особями, так и семенами, внедрились в естественные ценозы, а в некоторых случаях даже частично преобразовали ихструктуру, что связано с их репродуктивным потенциалом и способностью конкурировать с представителями аборигенной флоры естественных местообитаний. На исследованной территории выявлены очаги концентрации семян заносных растений в разных сообществах, сплошное размещение (Acer negundo, Bidens frondosa и Populus alba), дизъюнктивное (Fraxinus pennsylvanica, Parthenocissus quinquefolia, Echinocýstis lobáta, Impatiens glandulifera), спорадическое – Ambrosia trifida , Artemisia sieversiana, Crataegus sanguinea, Inula caspica и Ulmus pumila. С увеличением поемности увеличивается число адвентивных видов, представленных в банке семян, но уменьшается количество семян.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):103-110
103-110
Влияние рекреации на радиальный прирост сосны обыкновенной
Аннотация
Рассматриваются стадии рекреационной дигрессии различных биогеоценозов в Широковском участковом лесничестве Национального парка «Бузулукский бор» и особенности радиального прироста сосны обыкновенной как доминантного древостоя. Целью работы был сравнительный анализ реакции деревьев сосны обыкновенной в зоне активной рекреации и на ненарушенных участках. Отмечалось наличие или отсутствие подроста, подлеска, определялось проективное покрытие и преобладание растений индикаторов. На временных пробных площадях проводился подеревный перечет с выведением усредненных данных. С помощью тепловизора Flir i7 определялось наличие или отсутствие, а также локализация стволовых и корневых гнилей сосны от губки. Отмечено уменьшение общего проективного покрытия живого напочвенного покрова и количества лесных видов, увеличение количества злаковых видов по мере увеличения рекреационной дигрессии. С усилением рекреации исчезает подрост и подлесок. Отмечено, что с увеличением стадий дигрессии появляется однообразность видового состава подлеска, снижается плотность и высота лесной подстилки, увеличивается количество деревьев, зараженных гнилями и заселенных стволовыми вредителями (черный сосновый усач, сосновые лубоеды, шестизубый короед, вершинный короед). Изменения всех компонентов биогеоценоза приводят к потере устойчивости лесного фитоценоза в целом. Даже простое пребывание большого количества людей в лесу приводит к деградации растительных сообществ.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(1):111-117
111-117