Закономерности процесса электровосстановления кислорода в присутствии антиоксидантов и их применение в аналитической практике тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

На правах, рукописи

Аврамчак Олеся Александровна

Закономерности процесса электровосстановления кислорода в присутствии антиоксидантов и их применение в аналитической практике

02.00.02 — аналитическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Томск — 2006

Работа выполнена на кафедре физической и аналитической химии Томского политехнического университета

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

док+ор химических наук, профессор К арб айнов Ю.А.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор химических наук, профессор Гунцов А.В.

кандидат химических наук, доцент Мамонтова И.П.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

НИИ безопасности жизнедеятельности республики Башкортостан

Защита диссертации состойся 20 декабря 2006 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 212.269.04 при Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30,

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета по адресу:г.Томск, улХелинского, 53

Автореферат разослан: « {£» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. хим. наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Вопросы кислородного метаболизма в организме человека являются объектами постоянного внимания медиков, химиков и биохимиков. Особенно сейчас, когда стало очевидно, что избыточное содержание кислорода и его активных радикалов вызывают радикально-цепные процессы окисления в клетках организма, приводя к значительным нарушениям в их нормальном метаболизме.

Фармакологическая коррекция оксидатнвного стресса осуществляется с помощью биологически-активных веществ (БЛВ), в частности, антиоксидантов (АО). Они прерывают быстрорастущие процессы окисления, образуя малоактивные радикалы, легко выводящиеся из организма. Терапия с включением АО находит все большее применение при лечении ряда заболеваний. Поэтому на первый план выносится проблема количественной оценки суммарной антиокендантной активности (САОА) комплексных препаратов и нх эффективных концентраций, изучение электрохимических свойств АО, исследование их влияния на жизненно важные процессы окисления, происходящие в организме.

Совершенствование способов обнаружения и исследования ангиоксидантных свойств препаратов стимулирует создание новых методов, применение которых должно помочь уточнению диагноза, лечению заболеваний н оценке эффективности антиокендантной терапии у конкретного больного. Основным препятствием на пути таких исследований является ограниченный круг применяемых методов, в большинстве своем дорогостоящих, неэффективных и зачастую трудоемких. Кроме того, результаты исследований часто несопоставимы, так как получены в разных модельных системах, не отражающих окислительные процессы организма человека и животного. Поэтому поиск других альтернативных методов определения САОА лекарственных препаратов, пищевых продуктов и растительных объектов представляет актуальную задачу.

Электрохимические методы анализа интенсивно развиваются в настоящее время. Оперативность, высокая чувствительность и использование в качестве модельной реакции процесса электровосстановления кислорода (ЭВ 02), Идущего по механизму, аналогичному восстановлению кислорода в клетках организма человека и животного, являются характеристиками, которые позволяют вольтамперометрическому анализу успешно конкурировать с традиционными методами определения САОА, предлагая им, в ряде случаев, разумную альтернативу.

Цель работы: рассмотреть закономерности процесса ЭВ 02 в присутствии АО в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема с точки зрения их использования в решении ряда аналитических проблем, в частности, для определения САОА различных объектов. В соответствии с этим в работе были поставлены следующие задачи: 1, Разработать новый, более эффективный способ определения САОА объектов. Установить количественные критерии оценки САОА.

2. Исследовать влияние индивидуальных АО на кинетические закономерности процесса ЭВ 02 в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема.

3. Провести оценку наиболее эффективной концентрации и времени активного действия индивидуальных АО по отношению к процессу ЭВ Ог с использованием методов планирования экспериментов.

4. Исследовать САОА ряда индивидуальных веществ, лекарственных препаратов, объектов растительного и природного происхождения для дальнейшего выяснения их роли в механизмах антиоксндантной защиты организма н ослабления действия окислительного стресса.

5. Рассмотреть влияние ряда факторов: исходного типа сырья, способа выделения и концентрирования, рН раствора — на САОА ряда объектов, что может позволить более грамотно подойти к комплексной антиоксидангной терапии.

6. Исследовать процессы релаксации ряда оксигенированных инфузионных растворов по отношению к процессу ЭВ Ог с целью расширения возможностей неотложной помощи при острой гипоксии.

Научная новизна. Впервые рассмотрены теоретические закономерности процесса ЭВ Oj в условиях нестационарной диффузии на стационарных электродах ограниченного объема в присутствии АО. Предложен способ определения константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Дано теоретическое обоснование результатов влияния АО на электрохимическое восстановление кислорода и его кинетические закономерности. Сделано предположение, что процесс соответствует ЕС-механизму.

Впервые для количественной оценки введены концентрационный и кинетический критерии САОА объектов.

Проведена оценка эффективной концентрации АО и времени их активного действия, используя методы планирования эксперимента.

Впервые проведено определение САОА индивидуальных веществ, ряда лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения и готовой косметической продукции методом вольтамперометрии.

Предложен способ оценки процессов релаксации оксигенированных инфузионных растворов для нх более эффективного использования в лечении острой гипоксии.

Практическая значимость.

Способ определения константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Новый метод аналитического контроля САОА различных объектов с помощью катодной вольтамперометрии, отличающийся высокой чувствительностью, простотой исполнения, экспрессностью и универсальностью.

Количественные критерии САОЛ: концентрационный, отражающий эффективную концентрацию АО, и кинетический, отражающий количество кислородных радикалов, прореагировавших с АО во времени.

Оценка САОА индивидуальных веществ, лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения, косметической продукции. Определены оптимальные условия применения исследованных объектов.

На защиту выносятся:

1. Количественные критерии определения САОА различных объектов.

2. Результаты определения САОА ряда индивидуальных веществ, лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения, косметической продукции.

3. Результаты исследований кислородной емкости ряда инфузионных растворов, применяемых для лечения пшоксических состояний,

4. Способ определения константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены в устных докладах на VI Международной конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 2002); Региональной научно-практической конференции "Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов" (Новокузнецк, 2002) и стендовых докладах на XII International Conference "EuroFoodChem" (Brugge, 2003); 3th International Conference "instrumental Methods of Analysis" (Thessaloniki, 2003); 15th Internationa] Symposium "Pharmaceutical and Biomedical Analysis" (Florence, 2004); III Всероссийской научной конференции "Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий" (Томск, 2004); VII Всероссийской научной конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока" (Новосибирск, 2004); Всероссийской научной конференции с международным участием "Электроаналитика 2005" (Екатеринбург, 2005); Международной научной конференции "Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий" (Томск, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 статей и 9 тезисов докладов.

Диссертация выполнена при поддержке гранта Минобразования РФ № 12.53.2004 "Разработка методики и создание макета вольтамперометрического комплекса определения антиоксидантно й активности объектов"; ведомственной научной программы "Развитие научного потенциала высшей школы": проект № 5.21.2005 "Создание комплекса по определению суммарной автиокснданшой активности биологических объектов" и проект №5.31.2005 "Исследование связи антиоксид антных, электрохимических и квантово-химических свойств ряда лекарственных препаратов и ферментов, их теоретическое обоснование".

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, обсуждения результатов, выводов, списка литературы из 207 наименований и приложения. Содержит 176 страниц, 15 таблиц, 27 рисунков.

Во введении раскрыта актуальность темы, определены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе приведен литературный обзор, характеризующий современное состояние теории и практики процесса ЭВ О?, его кинетических и физико-химических закономерностей. Рассмотрены общие вопросы процесса восстановления кислорода в биологических мембранах. Описаны способы определения С АО А.

Во второй главе рассмотрены теоретические закономерности процесса ЭВ Ог в присутствии АО в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема. Обоснованы количественные критерии оценки САОА объектов.

В третьей главе описаны условия эксперимента, способы приготовления растворов и электродов, представлены данные об используемом оборудовании и объектах исследования.

В четвертой главе рассмотрены особенности процесса ЭВ 0¿ в присутствии индивидуальных АО в водных средах,

В пятой главе описано применение установленных закономерностей процесса ЭВ Ох в аналитических целях.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводили на полярографе ПУ-1 с двухкоорди натным самописцем ЛКД—4 и вольтамперометрическом анализаторе ТА-2 в комплекте с ПК. В работе использовали метод катодной вольтамперометрни, в качестве модельной реакции рассматривали процесс ЭВ Ог, который идентичен восстановлению кислорода в клетках и тканях организма. Для оценки влияния исследуемых веществ рассматривали зависимости предельного тока первой волны ЭВ Ог от концентрации их в объеме раствора и от времени протекания процесса ЭВ Os в их присутствии.

Вольтамперо граммы исследуемых растворов регистрировали на стационарных электродах с линейной разверткой потенциала со скоростью 20 мВ/с. Для измерений использовали индикаторный ртутногшеночный электрод (РЛЭ). В качестве электрода сравнения применяли хлоридсеребряный электрод. Вспомогательным электродом служил стеклоуглеродный электрод.

Концентрацию кислорода в растворах электролитов контролировали при помощи потенцнометрического кислородного датчика № 5972 «МЕРА-ЭЛЬВРО», рН растворов измеряли при помощи лабораторного рН-мегра-150М с электродом ЭСКЛ-08М и автоматическим термокомпенсатором ТКА-8М.

В качестве растворителя использовали воду, очищенную двойной перегонкой. Для приготовления водных фоновых растворов с заданным значением рН использовали набор стандарт-титров. В большинстве случаев

применяли фосфатный буфер с рН 6.86 (0.025М КН2РО4. 0.025М Na2HP04). В работе использовали реактивы и индивидуальные вещества марок х.ч. и о.с.ч., органические растворители этиловый спирт и диметилформамид (ДМФА).

Объектами лекарственного растительного сырья служили сухие экстракты различных растений флоры Сибири, В качестве косметических средств исследовали крем, гель и тоник. Окснгенация инфузионных растворов осуществлялась путем насыщения кислородом под давлением 5 аггм.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Закономерности процесса электровосстановления кислорода в присутствии антиоксидантов в водных средах

Известно, что процесс ЭВ О^ на РПЭ является квазиобратимым и протекает в несколько стадий (1)-(4). Лимитирующими в протонных средах являются объединенные стадии (1) и (2):

Ог + е" «=± Оз*" (1)

02- + H* Î=± Н02* (2)

Н02' + Н+ + е" <==± Н202 (3)

H2Oî + 2Н+ + 2е" «=± 2Н20 (4)

В данной работе рассматривали первую волну ЭВ Oj (1}-(3). АО, легко и быстро вступающие во взаимодействие с активными кислородными радикалами, согласно (5), влияют на кинетику процесса ЭВ 02:

о, — О- - MOI <•- НО, +2RCO О)

-, * -е- * , : гН - : -II ; -с **

.„■ | 1 . +RCOH .. ":.'-

Для большинства АО наблюдаются уменьшение тока ЭВ Ог и сдвиг потенциала предельного тока ЭВ Ог в положительную область. По-видимому, это связано с взаимодействием АО с продуктами восстановления кислорода, что облегчает данный процесс.

ЭВ Û2 - сложный, многостадийный процесс, причем реализация каждой стадии, ее обратимость, кинетические параметры зависят от ряда факторов. Поэтому в данном случае рассматривали лишь замедленную стадию катодного восстановления кислорода и упрощенную схему электродного процесса ЭВ 02 для средних значений рН: 3<рН<10 в водных средах (б):

Ог + е" <=» 02" + R-OH + Н* ;-* Н202 + R-O (6)

Предполагаемый механизм, ЕС, включает последующую химическую реакцию взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Для оценки кинетических параметров процесса ЭВ02 в присутствии АО была решена краевая задача, с учетом последующей химической реакции имеющая вид:

эс0,(х, I) д'с^х,!) а 0) аг2

ы дх1

С^Дх.О^О

при 1=о, хао, с\{х,оу*с^: При />0, х-+со, С'о^КО^

л _ «^.>.01

& |дг=0 & [к. О

(7)

(8) (9)

(Ю) (11)

(12)

Условие (9) означает, что анион-радикал кислорода Ох'- генерируется в данном случае только в результате электрохимической реакции. Предполагается, что исходная концентрация АО должна быть таковой, что ее изменениями в зависимости от расстояния от поверхности электрода можно пренебречь.

При решении краевой задачи получены следующие уравнения для тока на электрод в отсутствие и присутствии АО, соответственно:

г /- -

Ia = zFSk0.C0l■S

о, ;

Ъ)

4

[Ж)

(13)

(14)

Д/НЬ-СГми- (15)

где г - количество электронов; Г • постоянная Фарадея, Кл; площадь электрода, см; £>—коэффициенты диффузии, см^/с; С^ - концентрация Ог в отсутствие АО, моль/см1; Скон - концентрация АО. моль/см'; / — время, с; к, - константа скорости лимитирующей стадии процесса ЭВ Оз, см/с; - константа скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами, с"'.

В данном случае целесообразнее рассмотреть ряд предельных случаев:

1) При >0 функция и с ошибкой

менее 5 % ее можно принять равной 1. Тогда выражение (13) приводится к виду, полученному ранее в работах Карбаинова Ю.А. и Коротковой ЕЛ.:

К = гГО*0С°0г (16)

Это предельное состояние соответствует максимальному значению тока на электрод, которое можно использоваггь для оценки константы скорости замедленной стадии процесса ЭВ Ог в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема в прогонных средах в отсутствие АО в растворе (Ас).

2) С ростом I функция уменьшается, в пределе она стремится к нулю. При значениях ^■^'^>3.16, с ошибкой менее 5%, можно принять

и> учитывая выражение для тока на электрод в

присутствии АО будет выглядеть следующим образом:

(17)

Зная константу скорости замедленной стадии процесса ЭВ Оз в отсутствие АО (Ад), можно оценить значение константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами (&;*).

Известно, что концентрация Оз подвержена колебаниям в зависимости <уг температуры и давления окружающей среды. Поэтому в качестве аналитического сигнала целесообразнее использовать относительное изменение высоты предельного тока катодного восстановления кислорода. Тогда выражение в аналитическом виде для оценки константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикаламн(А/) будет иметь следующий вид:

„ I ...

О®

Правильность предложенного механизма будет подтверждать линейный характер зависимости у- Используя полученное уравнение, на

'а

основании опытных данных из зависимости— были определены

'а

значения констант скорости последующей химической реакции взаимодействия ряда веществ с активными кислородными радикалами (табл. 1).

Константы скорости последующей химической реакции АО

Таблица 1

Название *Л с"

Аскорбиновая кислота (1.38±0.05)*10

Аскорбэт лития (1.72±0.04)*10*s

Аскорбаг кальция (0.76+0.03)* 10*s

Сорбиновая кислота (I.61±0.06)-10*s

Бензойная кислота (0.68±0.04НО*

4-гидроксибензойная кислота (0.98±0.05> 10"5

Метиловый эфир 4-пшрокеибензойноЙ кислоты (0.85±0.09yi0"i

Этиловый эфир 4-гидроксибенэойной кислоты (0.99±0.06)-10"s

Пропиловый эфир 4-гидроксибензоЙной кислоты (1.21±0ЛЗ)-10"*

Бутиловый эфир 4-гидроксибензойной кислоты (1.43±0.14>10-®

Прямолинейный характер зависимости у- - ((77) на РПЭ в фоновом

электролите (рис. 1) подтверждает правильность исходных предположений и теоретических выводов дм процесса ЭВ Ог> осложненного присутствием АО.

Рис. I. Зависимость относительного изменения тока ЭВОз от времени протекания процесса в фоновом электролите в присутствии 0.5 иг/ыл: аскорбата кальция (1), аскорбиновой кислоты (2) и аскорбата лития (3). РПЭ. фосфатный буфер pli 6.86 (0.025М КН2РО<, 0.025М Na^HPO.»), W- 20 мВ/с

VF.l/c

Определение оптимальных условий для оценки антиоксидантной активности с использованием методов планирования эксперимента Из полученного выражения (18), позволяющего экспериментально обосновать механизм процесса ЭВ О^ в присутствии АО, очевидно, что АОА зависит как от концентрации АО, так и от времени протекания процесса. Поэтому для оценки оптимальных условий действия АО в данной работе использовали методы планирования эксперимента.

Доя получения математической модели процесса ЭВ Ог в присутствии АО, оценки ее адекватности и оценки значимости коэффициентов полученного уравнения регрессии использовали полный факторный эксперимент.

Варьируемыми факторами служили концентрация АО и время его взаимодействия с активными кислородными радикалами. В качестве функции отклика использовали относительное изменение тока ЭВ Ог- Для всех исследуемых веществ получено, что модель адекватно описывает процесс, эффект взаимодействия факторов не значим, все коэффициенты линейной модели значимы и имеют знак плюс, что означает увеличение критериев оптимизации с увеличением значений обоих факторов. Следует отметить, что наибольшее влияние оказывает второй фактор - время взаимодействия АО С активными кислородными формами.

Получены следующие уравнения математической модели для исследованных АО с учетом значимости коэффициентов:

Аскорбиновая кислота

Аскорбзг лития

Аскорбзг кальция

Сорбиновая кислота

Бензойная кислота

4-гндрокскбензойная кислота

Метиловый эфир 4-гадроксибензоЯной кислоты

Этиловый эфир 4-гндроксибензойной кислоты

Пропиловый эфир 4-шдроксибензойной кислоты

Бутиловый эфир 4-гидроксибенэойной кислоты

Г = 0.158 + 0.073 Х1 + 0.083-Х", Г = 0.140 + 0.045 X, + 0.099 X, Г - 0.083 + 0.023 Х1 + 0.038 Хг Г = 0.089 + 0.028 Хг + 0.062 X, Г = 0.054 + 0.003 Х1 + 0.033 X Г = 0.061 + 0.018 Х1 +0.025-У, У = 0.077 + 0.008 Х1 + 0.046 У = 0.074 + 0.022 Хг + 0.051 Хл Г = 0.061 + 0.017 -Г, + 0.057 Г = 0.068 + 0.017 X. + 0.057 ЛГ

(19)

(20) (21) (22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Для нахождения точки оптимума был реализован метод крутого восхождения (метод Бокса-Уилсона). Для всех исследуемых веществ получены двухфакториые поверхности отклика с типом «стационарное возвышение» — плавное возрастание функции отклика при изменении факторов. При таком типе поверхности отклика максимум не наблюдается (рис. 2).

■■■■ *2

: 8 с

Рис. 2. Двухфакторные поверхности отклика исследуемых АО: аскорбиновая кислота (1) к бензойная кислота (2).

На основании полученных результатов, согласно методике определения ЛОЛ вольтам перо метрическим методом, исходя нз практических соображений, было предложено два эмпирических критерия оценки ЛОА. Концентрационный критерий отражает степень изменения концентрации кислорода и его активных радикалов в зависимости от концентрации АО в растворе (29); кинетический критерий отражает количество активных кислородных радикалов, прореагировавших с АО (или суммарным содержанием АО) во времени (30):

= Л 1

к.

(29)

где /(-ток ЭВО1 в присутствии АО в растворе, мкА; /„-ток ЭВО1 в отсутствие АО в растворе, мкА; САо- концентрация АО, г/мл.

К,

(30)

где /(-ток ЭВ О1 в присутствии АО в растворе, мкА, /,-ток ЭВ в отсутствие АО в растворе, мкА; С5, - исходная концентрация 02 в растворе, мкмоль/л; «-время протекаиия реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами, мин.

Определение антиоксидантной активности индивидуальных веществ Исследовали АО А аскорбиновой кислоты, металло комплексов с аскорбиновой кислотой, используемых в клинической практике, и органических соединений, применяемых в качестве консервантов в пищевой и косметической промышленности.

На рис.3 и 4 (на примере аскорбата лития) представлены вольтамперограммы предельного тока ЭВ Ог в зависимости от концентрации АО в объеме раствора и от времени взаимодействия АО с активными кислородными радикалами, соответственно. Аналогичные зависимости были получены для всего ряда исследуемых веществ.

Рис. 3. Вольтамперограммы тока ЭВО1 на РПЭ в фосфатном буфере с рН 6.86 (0.025М ККаРО*. 0.025М Ыа^РО,). ГГ-20 мВ/с в отсутствие (1) и а присутствии аскорбата лития: 0.1 мг/мл (2); 0.3 мг/мл (3); 0.5 мг/мл (4); 0.7 мг/ыл (5); 0,9 мг/мл (6); 1.1 мг/мл (7).

Рис. 4. Вольтам перо граммы тока ЭВ О} на РПЭ в фосфатном буфере с рН 6.86 (0.025М КН1ГО4. 0.025М Ыа2НЮ4), №"-20 мВ/с. в отсутствие (1) и в присутствии 0.5 мг/мл аскорбата лития: При *: 10 мин (2), 20 мин (33, 30 мин (4).

Значительное уменьшение тока ЭВ О^ при увеличении концентрации исследуемых веществ и времени протекания процесса свидетельствует об их высокой АОА. На основе полуденных данных построены зависимости:

<■£.) * ЦСМ) 11(1-^)- т (рис. 5, рис. 6).

Рис. 5. Зависимость относительного

изменения тока ЭВ Ог от концентрации исследуемых образцов в фоновом электролит«: аскорбат кальция (I); аскорбат лития (2); аскорбиновая кислота (3)

изменения тока ЭВ 03 от времени протекания процесса в фоновом электролите в присутствии 0.5 мг/мл: аскорбата литая (1); аскорбиновой кислоты (2) и аскорбата кальция (3)

В табл. 2 приведены значения коэффициентов АОА исследуемых веществ: концентрационный критерий, А*,^, и кинетический критерий, К«^, рассчитывались по уравнениям (29) и (30), соответственно.

Таблица 2

Коэффициенты антиоксидантной активности исследуемых веществ (п»5, р=0.95)_

Название ^конц. мл/г Ку-итт. мкмоль/л мни

Аскорбиновая кислота 137.8*5.1 1.15±0.10

Аскорбат лития 63.4 ±3.2 1.25±0.14

Аскорбат кальция 16,7±1.0 0.58±0.04

Сорбиновая кислота 15.3±0.4 1 49±0.09

Бензойная кислота 7.5±0.2 0,73*0.06

4-гкдрокснбензойная кислота 34.2±0.9 1.09±0.08

Метиловый эфир 4-гнлроксибензойной кислоты 13.3±0.6 1.01 ±0.08

Этиловый эфир 4-падюкси бензойной кислоты 44.4*1.1 1.08*0.07

Про пило вый эфир 4-гндрокснбенэоЙной кислоты 77.9±3.9 1.31 ±0.09

Бутиловый эфир 4-гидроксибензойной кислоты 98.1 ±3.7 1.43±0.07

Наблюдается корреляция между концентрационным и кинетическим критериями. Так же хорошо согласуются результаты определения АОА исследуемых веществ со значениями констант скорости последующей химической реакции АО с активными кислородными радикалами.

Данные по АОА металлоломплексов аскорбиновой кислоты хорошо согласуются с результатами исследования токсичности данных препаратов на мышах линии ВАЬВ/с при их внутри брюшинном введении (100, 500 и

1000мг/кг). Показано, что аскорбаты металлов а изученном спектре доз не обладают побочным токсичным действием, в отличие от . фармакопейных препаратов лития и кальция. По-видимому, это связано с наличием ЛОЛ у исследованных аскорбатов металлов.

Данные по ЛОА исследуемых консервантов хорошо согласуются с результатами исследования липофильности и объясняются их структурными особенностями, влиянием электронных эффектов на кислотно-основные свойства. Так, для сложных эфиров 4-гцдроксибензойной кислоты коэффициенты ЛОА возрастают с увеличением длины алифатического радикала сложноэфирной группы. Предполагается, что это происходит благодаря протонизацни кислородного атома карбонильной группы и депротонкзации фенольного гидроксила. Объясняя этот факт, мы предполагаем, что чем длиннее алифатическая цепь сложного эфира, тем сильнее ее положительный индуктивный эффект. Электронная плотность кислорода карбонильной группы увеличивается, и в этом случае происходит более прочная координация протона. С другой стороны, связь протона с атомом кислорода в гндроксильной группе ослабевает, что приводит к депротонизации.

Влияния различных факторов на суммарную антиоксидаытную активность исследуемых объектов

Установленные закономерности процесса ЭВ О2 в присутствии АО, в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема позволяют более оптимально использовать данный процесс в аналитических целях.

Первое. Влияние рН раствора на АОА лекарственного препарата токоферола моноглюкозцда (ТМГ) - водорастворимой формы а-токоферола.'

В Японии был синтезирован аналог а-токоферола, токоферол моноглкжозид (рис.7). Известно, что он имеет высокую растворимость в воде, и его антирадикальная активность не уступает а-токоферолу. Однако информация о влиянии рН на антиоксидантные свойства препарата оказалась весьма противоречивой.

Ч ■ ■-Vfr СИ, :" ■ ; i ОН "Т '

Ч | СН, ОН£,

ll-^i-CHa-WCH!),« ;

V ■■ ■ ■':' ;'.'■ .; ■ С1« ■ ^

Рис. 7. Структурная формула а-токоферола (1) и токоферола моиоглкжознда (2).

В связи с этим рассматривалась АОА препарата ТМГ в зависимости от рН раствора. Наблюдается неоднозначное влияние ТМГ на процесс ЭВОг ® растворах с различным значением рН (рис. 8). При добавлении исследуемого

препарата в растворы с рН<5.5 наблюдалось увеличение, а в растворы с рН >5.5 уменьшение величины катодного тока ЭВ О^. Наибольшая АОЛ препарата ТМГ наблюдалась в растворах с рН 6+8.

Рис.З.Зависимость относительного изменения тока ЭВ Ог от концентрации ТМГ в растворах с различными значениями рН: 2.2 (1), 3.2 (2), 4.2 (3), 5.5 (4), 6.8 (5), 7.3 (б), 8.5 (7), 9.1 (8)

; Шо

0!

2 ■

4 У":

: ;:■ О-2

1.5 30 -.5 С.10»«ь,л * 1.$ 3.0 4.5 СД01»»'«

Предполагается, что это обусловлено стабильностью ТМГ фенол ьного гидроксила в нейтральной среде. В кислой среде диссоциация гцдроксильной группы молекулы ТМГ затруднена. В щелочной среде наблюдается уменьшение АОЛ вследствие полной диссоциации пщроксильной группы молекулы ТМГ. Исследования АОА ТМГ хорошо согласуются с результатами испытаний на животных. Отмечено, что при введении препарата с пищей перорально предполагаемой защиты от радиационного воздействия не наблюдалось, животные погибали. А при внутривенном введении защитные действия препарата были максимальны, и животные выживали после смертельной дозы радиации.

Второе, Влияние экстр агента на САОА лекарственного растительного сырья.

Объектами исследований служили сухие экстракты из различных лекарственных растений флоры Сибири. Все изученные образцы в большей или меньшей степени проявили САОА (рис. 9). Сравнительный анализ 30 % и 70 % растворов водно-спиртовых экстрактов не выявил определенных закономерностей. По-видимому, это обусловлено сложным составом исследуемых образцов и извлечением разных БАВ спиртовыми экстр агентами.

зоо^»*1

200 -150100 Я. 0

I

□ Жииси р-р

3 -15 6 7

Р 10 11N

Рис. 9. Сравнительная диаграмма САОА исследуемых растительных объектов: 1-лнст брусники, 2-злакк овса посевного, 3-корни полыни обыкновенной, 4-трава репешка обыкновенного, 5-злакн ячменя обыкновенного, 6-трава княжика сибирского, 7-трава чертополоха» 8-хвоя сосны обыкновенной, 9-цветы тысячелистника обыкновенного, 10-плоды рябины сибирской, 11-сошгодь* ольхи

Установлено, что ряд экстрактов обладают САОА превышающей известные АО: аскорбиновую кислоту (К= 137.8 мл/г) и дигидрокверцетнн (К=257.8 мл/г). Среди изученных образцов можно выделить лист брусники, корни полыни обыкновенной, злаки ячменя обыкновенного, трава княжика сибирского, трава чертополоха, которые имеют высокую САОА, поэтому их можно рекомендовать в качестве фитопрепаратов ангноксидангного действия.

Проведено определение САОА суммарных экстрактов, полученных из побегов багульника болотного, цветов клевера лугового, коры калины обыкновенной и пырея ползучего (табл. 3). Следует отметить, что 40 % н 70% растворы водно-спиртовых экстрактов проявляют большую САОА по сравнению с водными извлечениями. Очевидно, это обусловлено тем, что спиртовые экстрагенты извлекают БАВ наиболее полно из растительного сырья.

Поскольку суммарные экстракты представляют - собой сложную многокомпонентную смесь веществ, часть из которых может не проявлять антиоксндантных свойств, была проведена последовательная экстракция из одной сухой навески сырья с переходом от неполярного к более полярному растворителю (хлороформ, этил ацетат, бутанол). Разделение проводилось с цепью получения фракции, проявляющей максимальную антиоксидантную активность (табл. 4).

Таблица 3

Коэффициенты суммарной аетгиоксидангной активности _ экстрактов растительного сырья (п=5, рНЭ.95)_

Название 70% эт. р-р 40% эг. р-р Вода, р-р

К, мл/г К, мл/г К, мл/г

побеги багульника болотного 341.9*29.8 347.2*25,9 186.5*7.0

цветы клевера лугового 58.5*3.6 57.8*3.6 54.6*2,7

кора калины обыкновенной 281.5*24.5 151,7*15.1 93,2±3,5

корни пырея ползучего 192.4*7.2 123.6*6.1 62.1*2.3

Таблица4

Коэффициенты суммарной антиоксидантной активности отдельных фракций экстрактов растительного сырья(гг»5. р»0,95)_

Название хлороф, фр. этялацет. фр. бутан, фр. водн. ост.

К, мл/г К, мл/г К, мл/г К, мл/г

побега багульника болотного 144.5±19.8 542.4*40.5 332.6*12.4 151.3*7.5

цветы клевера лугового 78.9*2.9 524,2*45.6 254.6*9,5 206.7*10.3

кора калины обыкновенной 99.3*3.7 529.1*46.0 297.8*11.1 142.1*8.8

корни пырея ползучего 125.4±б-2 229.1*14.2 187.4*93 131.3*4.9

Известно, что агликоны флавонондов наиболее полно экстрагируются этил ацетатом, этим и обусловлено проявление наиболее высокой САОА этил ацетатной фракции. Бутанол, как более полярный растворитель по сравнению с этнлацетатом, избирательно экстрагирует глнкозиды флавонондов, обладающие меньшей АОА по сравнению с агликонами. Высокие значения

коэффициентов САОА хлороформной фракции обусловлены наличием кумаркнов, которые также облапают хорошими антиоксидантными свойствами.

Третье. Влияние различных композиций БАВ на качество косметической продукции.

В косметике, основным предназначением которой является защита кожного покрова, широко используются природные и синтетические антиоксидантные системы — от индивидуальных веществ, до сложных природных композиций. Однако для более эффективной работы косметических средств необходимо соблюдать определенный баланс используемых веществ.

В исследуемую косметическую продукцию были введены экстракты лекарственных растений - люцерны, солодки, клевера и хмеля. Была определена САОА смесей, содержащих экстракты различного состава (табл. 5). Были выбраны наиболее эффективные композиции для повышения качества косметических средств, увеличения их срока годности, а также сохранения противовоспалительных и бахгериостаггкческих свойств. Проведена оценка антиоксидангной эффективности готовой косметической продукции (табл. 6).

Коэффициенты суммарной антиокскоантной активности

Таблица5

Название 1 II III

К, мл/г К, мл/г К, мл/г

солодка гладкая 58.94*2,2 48.13*1.8 13.60*0.7

люцерна 42,60*1.6 15.24*0.6 11.66*0.6

клевер луговой 72.02*2,7 76.92*2.9 31,75*1.6

хмель дикорастущий 36.94*1.4 119.30*5.9 86.6*3.2

Примечание. Состав растительных экстрактов: I - 2.3 % солодки, 1,2 % люцерны н клевера, 0.6 % хмеля; II - 1.2 % солодки, 0.6 % люцерны и клевера, 0.3 % хмеля; III -0.6 % солодки, 0.3 % люцерны и клевера, 0.1 % хмеля.

Коэффициенты суммарной антиоксидангной активности

Название I и III

К, мл/г К, мл/г К, мл/г

тоник 89.88*4.5 79.66*3.0 75.44*4.7

крем: без экстрактов с экстрактами 15.56*1.0 90.69*4.5 12.11*0.6 92.70*5.8 12.11*0.6 88.43*3.3

гель: без экстрактов с экстрактами 2,7б±0.2 49.80*2.5 2.0б±0.1 50.64*3.1 1,87*0.1 44.06*2.2

Таблица6

1-исходный продукт, Н-разбавление в два раза; Ш-разбавпеняе в три раза

Разбавление тоника показало небольшое ухудшение результатов, т.е. наиболее эффективные сочетания компонентов наблюдаются в исходном препарате. Гель и крем с экстрактами оказались более эффективными в

разбавленном в два раза состоянии. Это подтверждают исследования экстрактов клевера и хмеля. Уменьшение их концентрации в два раза в продукции, очевидно, приведет к наилучшим результатам. Крем и гель без экстрактов также показали небольшую САОА. По-видимому, это связано с антиоксидантной активностью основных компонентов продукции.

Четвертое. Сравнительная характеристика окснгенированных инфуэионных растворов.

Все большее распространение в практическом здравоохранении получаст внутривенная гемоксигенация при затруднении внутр«легочного газообмена. Перед инфузией оксигенированного раствора необходима декомпрессия с целью профилактики газовой эмболии. Была изучена кислородная емкость нескольких инфузионных растворов, применяемых для лечения гипоксических состояний (рис. 10).

Показано, что процесс острой декомпрессии длится в течение 5-7 минут. Наибольшей кислородной емкостью обладает физиологический раствор. Раствор полиглюкнна длительно задерживается в сосудистой русле, но значительно уступает противошоковому эффекту растворов стабизола и реамберина. Пшерокснгеннрованный раствор реамберина обладает несколько большей емкостью по сравнению со стабнзолом, но в процессе декомпрессии быстро отдает весь растворенный кислород, что имеет большое значение для купирования острой гипоксии при проведении реанимационных мероприятий. Дня раствора стабизола процессы релаксации замедлены, что может быть использовано для лечения хронической гипоксии. Самую малую кислородную емкость и время релаксации имеют растворы Рингера-Локка и глюкозы.

Так как инфузионный раствор после приготовления в асептических условиях пригоден для внутривенного введения в течение 30 дней, исследовали кислородную емкость в указанных растворах, подвергнутых гипероксигенации, на протяжении данного периода времени. Показано, что физиологический раствор удерживает кислород в гипероксигенированном состоянии в максимальной концентрации до 30 дней. Характер отдачи кислорода остальными растворами остается прежним, что свидетельствует о стабильности физико-химических свойств гипероксигенированных растворов в течение исследуемого времени.

Рис. 10. Зависимость концентрации кислорода в окснгенированных растворах после декомпрессии от времени: (1) физиологический раствор; (2) распор полиглюкина; (3) раствор реамберина; (4) раствор стабизола; (5) раствор Рингера-Локка; (6) 10 % раствор глюкозы.

выводы

1. Проведен теоретический анализ закономерностей процесса ЭВ Ог в присутствии АО в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема, и получено уравнение для тока 02 на электрод в условиях смешанной кинетики в присутствии АО в растворе. Даны количественные критерии экспериментальной проверки теоретических выводов. Определены константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО С активными кислородными радикалами.

2. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан новый метод аналитического контроля САОА объектов с помощью катодной вольтампеормегрни, отличающийся высокой чувствительностью, простатой исполнения, экспрессностью и универсальностью. Предложено два количественных критерия САОА: концентрационный, и кинетический,

3. Разработанный метод аналитического контроля зарекомендовал себя достаточно эффективным:

- в процессе определения АОА новых комплексов лития и кальция, содержащих в качестве биоактивного лиганда аскорбиновую кислоту. Исследования АОА аскорбатов металлов хорошо согласуется с результатами токсичности данных препаратов на животных.

-в процессе определение АОА широко используемых консервантов (сорбиновой кислоты, бензойной кислоты, 4-гнлроксибензойноЙ кислоты и ее производных). Исследования АОА хорошо согласуется с результатами липофилъности исследуемых веществ, и объясняются их структурными особенностями.

- в оценке влияния рН раствора на АОА препарата токоферола моноглюкозида — водорастворимого аналога а-токоферола. Установлен оптимальный диапазон рН раствора, при котором наблюдалась наибольшая АОА исследуемого препарата. Данные по АОА ТМГ хорошо согласуется с результатами испытаний на животных.

-в оценке САОА различных растений флоры Сибири. Показано, что спиртовые экстракты проявляют наиболее высокую САОА, по сравнению с водными извлечениями. Исследование отдельных фракций растительных экстрактов показало, что этил ацетат является оптимальным экстрагентом, способным наиболее полно извлечь природные АО из растительного сырья.

-при анализе САОА водно-спиртовых экстрактов растительных объектов, входящих в состав косметических средств. Выбраны наиболее эффективные композиции для повышения качества косметических средств. Проведена оценка САОА готовой косметической продукции. Большая разница в САОА продукции без экстрактов и с экстрактами растений говорит об эффективной работе добавляемых экстрактов.

4. Исследованы процессы релаксации ряда окснгенированных инфузионных растворов по отношению к процессу ЭВ Oj с целью расширения возможностей неотложной помощи при острой гипоксии.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Корсакова Б.И., Карбаннов ЮЛ., Аврамчик OA. Новый вольтамперометрический способ определения активности антиоксидантов // Тез. докл. VI Международной конференции "Биоантиоксцдант". Москва. 2002. С.298-299.

2. Аврамчик О.А„ Короткова Е.ИЧ Карбаинов ЮА, Шелковников В.В. Вольтамперомегрическое определение антаоксидантной активности растительного лекарственного сырья // Тез. докл. Региональной научно-практической конференции "Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов". Новокузнецк. 2002. C147-I49, ^

3. Korotkova E.I., Karbainov YA, Avramchik O.A., t Bakibaev AA New electrochemical sensor for antioxidant activity determination // Book of abstr. 3th International Conference "Instrumental Methods of Analysis". Thessaloniki. 2003. P.707-710.

4. Avramchik O.A., Korotkova E.I., Karbainov Y.A, Kostyrev ICM. Investigation of antioxidant properties of some foodstuff by voltammetry // Book of abstr. XII Int. Conf. "EuroFoodCbem". Brugge. 2003. P.199-202.

5. Korotkova E.I., Avramchik О .A., Karbainov Y.A„ Bashkatova N.V. Investigation of antioxidant properties of some complex compounds of lithium // Book of abstr. 15th International Symposium "Pharmaceutical and Biomedical Analysis". Florence. 2004. P.36.

6. Белоусов ЕВ., Аврамчик O.A., Короткова Е.И., Белоусова Н.И., Дубоделов ЕЛ. Сравнительная характеристика кислородной емкости типероксигенированных инфузионных растворов II Тез. докл. Ш Всероссийской научной конференции "Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий" Томск. 2004. С. 142.

7. Аврамчик О-А., Короткова Е.И., Плотников ЕЛ., Карбаннов Ю.А, Изучение антиоксидантной активности и токсичности аскорбатов лития // Тез. докл. VII Всероссийской научной конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока". Новосибирск. 2004. С.177.

8. Короткова Е.И., Аврамчик OA. Определение антиоксидантной активности ряда консервантов методом вольтамперометрии И Тез. докл. Всероссийской научной конференции с международным участием "Электроаналитика 2005". Екатеринбург. 2005. С.97,

9. Белоусов Е.В„ Аврамчик О.Ач Белоусова Н.И., Короткова ЕЛ., Огинский Д.В. Продолжительность удерживания кислорода в гипероксигенированных инфузионных растворах // Тез. докл. Международной научной конференции "Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий". Томск. 2006. С24-26.

10. Короткова ЕЛ., Карбаинов Ю.А., Аврамчик OA. Вольтамперомегрическое определение антиоксидантной активности растительного сырья и некоторых продуктов питания И Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2002, Т.45. Кг 3. С.110-112.

11.Korotkova Е.Ц Karbainov УЛ, Avramchik O.A. Investigation of antioxidant and catalytic properties of some biologically active substances by voltammetiy // Anal. Bioanal. Chem. 2003. V375. №3. P.465-468.

12. Белоусов E.B., Дам баев Г.Ц., Аврамчик OA., Короткова Е.И., Белоусова Н.И., Куценко A3. Применение оксигеиированных инфузионных растворов в лечении борльных бронхиальной астмой// Бюллетень Сибирской медицины. 2003. Т2. №1. С.78-83.

13. Короткова Е.И., Аврамчик OA., Юсубов М.С., Белоусов М.В., Андреева Г.И. Определение антиоксидантной активности экстрактов растительного сырья методом катодной вольтам перометрин // Хнм-фарм. журнал, 2003. Т.37. №9. С.63-65.

14. Korotkova Е.1Ч Avramchik OA., Kagiya Т., Karbainov YA., Tcherdyntseva N.V. Study of antioxidant properties of a water-soluble vitamin E derivative - Tocopherol monoglucoside (IMG) by differential pulse voltammetry // Talanta. 2004. V.63. №3. P.729-734.

15. Короткова Е.И., Аврамчик OA., Каморзина И.Г., Карбаинов ЮА., Лукина АЛ. Новый вольтам перометрический метод определения антиоксидантной активности косметической продукции // Заводская лаборатория. 2004. Т.70. Ш. С.13-17.

16. Avramchik OA., Korotkova E.I., Plotnikov E.V., Lukina AJM., Karbainov Y A. Investigation of antioxidant properties of some complex compounds of lithium// J. Pharm. Biomed. Anal. 2005. V37. № P.l 14^-1154.

17.Korotkova E.I., Avramchik OA., AngelovT.M., KarbainovYA. Investigation of antioxidant activity and lipophilicity parameters of some preservatives // Electrochim. Acta. 2005. V.51. Jft P324-332.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность научному консультанту - к.х.н., доценту Коротковой Елене Ивановне за помощь при подготовке и написании диссертационной работы; а также д.хл., зав кафедрой химии СибГМУ, профессору Юсубову Мехману Сулеймановичу; к.ф.н., ст, преподавателю кафедры фармацевтической химии с курсом токсикологической химии СибГМУ Шиловой Инессе Владимировне; к.ф.н„ доценту ТВМИ Андреевой Тамаре Ивановне; д.б.н., доценту кафедры госпитальной хирургии с курсом онкологии СибГМУ Белоусову Евгению Валерьевичу, к.х.н., доценту кафедры химии СибГМУ Белоусовой Надежде Ивановне; д.б.н., зам. директора по науке НИИ Онкологии ТМЦ СО РАН д.б.н., профессору ЧердыпцевоЙ Надежде Викторовне; сотруднику НИИ Фармакологии ТНЦ СО РАН Плотникову Владимиру Михайловичу; kjc.h., зам. директора по науке ЗАО «Компания Кора» Каморзиной Ирине Глебовну научному сотруднику Department of Quality Control, Unipharm-JSCo Ангелову Трифону (Sofia, Bulgaria) за проявленный интерес к работе и плодотворное сотрудничество.

Подписано к печати 15.11.06 Бумага офсетная. Печать RISO. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Заказ №47-1106 Центр риэографии и копирования. Ч/П Тиспеико О.В, Се-во №14 263 от 21.01.2002 г., пр. Ленина, 41, оф. № 7а.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Физико-химические закономерности процесса электровосстановления кислорода.

1.1.1. Влияние природы материала электрода на процесс ЭВ 02.

1.1.2. Влияние природы растворителя на процесс ЭВ 02.

1.1.3. Влияние рНраствора на процесс ЭВ О2.

1.1.4. Влияние состава электролита на процесс ЭВ О2.

1.1.5. Влияние поверхносто-активных веществ на процесс ЭВ 02.

1.2. Процесс восстановления кислорода в биологических мембранах.

1.3. Классификация и механизмы действия биоантиоксидантов.

1.4. Методы определения антиоксидантной активности.

1.5. Методы определения антиоксидантной активности, основанные на восстановлении кислорода.

ГЛАВА 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В УСЛОВИЯХ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДИФФУЗИИ НА ЭЛЕКТРОДАХ ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕМА.

2.1. Закономерности процесса электровосстановления кислорода в присутствии антиоксидантов в водных средах.

2.2. Определение оптимальных условий для оценки антиоксидантной активности с использованием методов планирования эксперимента.

ГЛАВА 3. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1. Приборы, ячейки, электроды, растворы и реактивы.

3.2. Объекты исследования.

3.3. Методика эксперимента.

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В ПРИСУТСТВИИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ АНТИОКСИДАНТОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ.

4.1. Влияние аскорбатов металлов на кинетику катодного восстановления кислорода в условиях квазиобратимого электродного процесса.

4.2. Влияние консервантов на кинетику катодного восстановления кислорода в условиях квазиобратимого электродного процесса.

ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ.

5.1. Исследование свойств препарата моноглюкозида токоферола -водорастворимой формы а-токоферола.

5.2. Определение антиоксидантной активности лекарственного растительного сырья.

5.3. Определение антиоксидантной активности косметических средств.

5.4. Сравнительная характеристика гипероксигенированных инфузионных растворов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Вопросы кислородного метаболизма в организме человека являются объектами постоянного внимания медиков, химиков и биохимиков. Особенно сейчас, когда стало очевидно, что избыточное содержание кислорода и его активных радикалов вызывают радикально-цепные процессы окисления в клетках организма, приводя к значительным нарушениям в их нормальном метаболизме. Нарушения в регуляции свободнорадикальных процессов являются одной из причин таких тяжелых патологий как атеросклероз, инфаркт миокарда, диабет, онкологические и другие заболевания.

Фармакологическая коррекция оксидативного стресса осуществляется с помощью биологически-активных веществ (БАВ), в частности, антиоксидантов (АО). Они прерывают быстрорастущие процессы окисления, образуя малоактивные радикалы, легко выводящиеся из организма. Терапия с включением АО находит все большее применение при лечении ряда заболеваний. Вот почему сейчас в мире широкое распространение получили АО, производимые либо в виде пищевых добавок, косметических средств, либо в виде фармацевтической продукции. Поэтому на первый план выносится проблема количественной оценки суммарной антиоксидантной активности (САОА) комплексных препаратов и их эффективных концентраций, изучение электрохимических свойств АО, исследование их влияния на жизненно важные процессы окисления, происходящие в организме.

Совершенствование способов обнаружения и исследования антиоксидантных свойств препаратов стимулирует создание новых методов, применение которых должно помочь уточнению диагноза, лечению заболеваний и оценке эффективности антиоксидантной терапии у конкретного больного. Основным препятствием на пути таких исследований является ограниченный круг применяемых методов, в большинстве своем дорогостоящих, неэффективных и зачастую трудоемких. Кроме того, результаты исследований часто несопоставимы, так как получены в разных модельных системах, не отражающих окислительные процессы организма человека и животного. Поэтому поиск других альтернативных методов определения САОА лекарственных препаратов, пищевых продуктов и растительных объектов представляет актуальную задачу.

Электрохимические методы анализа интенсивно развиваются в настоящее время и отличаются принципиально новым подходом к определению БАВ. Оперативность, высокая чувствительность и использование в качестве модельной реакции процесс электровосстановления кислорода (ЭВ 02), идущий по механизму, аналогичному восстановлению кислорода в клетках организма человека и животного, являются характеристиками, которые позволяют вольтамперометрическому анализу успешно конкурировать с традиционными методами определения САОА, предлагая им, в ряде случаев, разумную альтернативу.

Цель работы: рассмотреть закономерности процесса ЭВ 02 в присутствии АО в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема с точки зрения их использования в решении ряда аналитических проблем, в частности, для определения САОА различных объектов.

В соответствии с этим в работе были поставлены следующие задачи:

1. Разработать новый, более эффективный способ определения САОА объектов. Установить количественные критерии оценки САОА.

2. Исследовать влияние индивидуальных АО на кинетические закономерности процесса ЭВ 02 в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема.

3. Провести оценку наиболее эффективной концентрации и времени активного действия индивидуальных АО по отношению к процессу ЭВ 02 с использованием методов планирования экспериментов.

4. Исследовать САОА ряда индивидуальных веществ, лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения для дальнейшего выяснения их роли в механизмах антиоксидантной защиты организма и ослабления действия окислительного стресса.

5. Рассмотреть влияние ряда факторов: исходного типа сырья, способа выделения и концентрирования, рН раствора - на САОА ряда объектов, что позволило бы более грамотно подойти к комплексной антиоксидантной терапии.

6. Исследовать процессы релаксации ряда оксигенированных инфузионных растворов по отношению к процессу ЭВ 02 с целью расширения возможностей неотложной помощи при острой гипоксии.

Научная новизна. Впервые рассмотрены теоретические закономерности процесса ЭВ Ог в условиях нестационарной диффузии на стационарных электродах ограниченного объема в присутствии АО. Предложен способ определения константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Дано теоретическое обоснование результатов влияния АО на электрохимическое восстановление кислорода и его кинетические закономерности. Сделано предположение, что процесс соответствует ЕС-механизму.

Впервые для количественной оценки введены концентрационный и кинетический критерии САОА объектов.

Проведена оценка эффективной концентрации АО и времени их активного действия, используя методы планирования эксперимента.

Впервые проведено определение САОА индивидуальных веществ, ряда лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения и готовой косметической продукции методом катодной вольтамперометрии (КВА).

Предложен способ оценки процессов релаксации оксигенированных инфузионных растворов для их более эффективного использования в лечении острой гипоксии.

Практическая значимость. Способ определения константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Новый метод аналитического контроля САОА БАВ с помощью КВА, отличающийся высокой чувствительностью, простотой исполнения, экспрессностью и универсальностью.

Количественные критерии САОА: концентрационный, отражающий эффективную концентрацию АО, и кинетический, отражающий количество кислородных радикалов, прореагировавших с АО во времени.

Оценка САОА индивидуальных веществ, лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения, косметической продукции. Определены оптимальные условия применения исследованных объектов.

На защиту выносятся:

1. Количественные критерии определения САОА различных объектов.

2. Результаты определения САОА ряда индивидуальных веществ, лекарственных препаратов, объектов растительного происхождения, косметической продукции.

3. Результаты исследований кислородной емкости ряда инфузионных растворов, применяемых для лечения гипоксических состояний.

4. Способ определения константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены в устных докладах на VI Международной конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 2002); Региональной научно-практической конференции "Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов" (Новокузнецк, 2002) и стендовых докладах на XII International Conference "EuroFoodChem" (Brugge, 2003); 3th International Conference "Instrumental Methods of Analysis"

Thessaloniki, 2003); 15th International Symposium "Pharmaceutical and Biomedical Analysis" (Florence, 2004); III Всероссийской научной конференции "Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий" (Томск, 2004); VII Всероссийской научной конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока" (Новосибирск, 2004); Всероссийской научной конференции с международным участием "Электроаналитика 2005" (Екатеринбург, 2005); Международной научной конференции "Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий" (Томск, 2006).

По материалам диссертации опубликовано 8 статей и 9 тезисов докладов.

Диссертация выполнена при поддержке гранта Минобразования РФ № 12.58.2004 "Разработка методики и создание макета вольтамперометрического комплекса определения антиоксидантной активности объектов"; ведомственной научной программы "Развитие научного потенциала высшей школы" (проект 5.21.2005 "Создание комплекса по определению суммарной антиоксидантной активности биологических объектов" и проект 5.31.2005 "Исследование связи антиоксидантных, электрохимических и квантово-химических свойств ряда лекарственных препаратов и ферментов, их теоретическое обоснование").

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 176 страницах, содержит 15 таблиц, 27 рисунков и библиографию из 2,07 наименований. Работа состоит из введения, пяти глав, обсуждения результатов, выводов, списка литературы и приложения.

144 ВЫВОДЫ

1. Проведен теоретический анализ закономерностей процесса ЭВ 02 в присутствии АО в условиях нестационарной диффузии на электродах ограниченного объема, и получено уравнение для тока 02 на электрод в условиях смешанной кинетики в присутствии АО в растворе. Даны количественные критерии экспериментальной проверки теоретических выводов. Определены константы скорости последующей химической реакции взаимодействия АО с активными кислородными радикалами.

2. Предложен способ оценки эффективной концентрации АО и времени их активного действия с использованием методов планирования эксперимента. Построены трехмерные поверхности отклика АОА в зависимости от концентрации исследуемых веществ и времени взаимодействия с активными кислородными радикалами, по которым определены оптимальные условия их использования.

3. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан новый метод аналитического контроля САОА объектов с помощью КВА, отличающийся высокой чувствительностью, простотой исполнения, экспрессностью и универсальностью. Предложено два количественных критерия САОА: концентрационный, отражающий эффективную концентрацию АО, и кинетический, показывающий количество кислородных радикалов провзаимодействовавших с АО во времени.

5. Проведено определение АОА новых комплексов лития и кальция, содержащих в качестве биоактивного лиганда аскорбиновую кислоту.

6. Проведено определение АОА широко используемых консервантов (сорбиновой кислоты, бензойной кислоты, 4-гидроксибензойной кислоты и ее производных). Найдена корреляция в зависимости антиоксидантной активности веществ от структуры соединения.

7. Рассмотрено влияние рН раствора на АОА препарата токоферола моноглюкозида - водорастворимого аналога а-токоферола. Установлен оптимальный диапазон рН, в пределах которого наблюдалась наибольшая АОА исследуемого препарата.

8. Проведена оценка САОА различных растений флоры Сибири.

9. Проведена оценка САОА водно-спиртовых экстрактов растительных объектов, входящих в состав косметических средств, и готовой косметической продукции.

10. Исследованы процессы релаксации ряда оксигенированных инфузионных растворов по отношению к процессу ЭВ 02 с целью расширения возможностей неотложной помощи при острой гипоксии.

1. Кольтгоф И.М., Лингейн Дж.Дж., Полярография. - Л.: Госхимиздат, 1948. - 508 с.

2. Багоцкий B.C. Основы электрохимии. М.: Химия, 1998. - 399 с.

3. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. -М.: ВШ, 1969. 510 с.

4. Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М.: Мир, 1977. -472 с.

5. Гейровский Я., Кута И. Основы полярографии. М.: Мир, 1965. -559с.

6. Kuta J., Koryta J. Reduction of oxygen at the mercury electrode // Collect, of Czechoslovak Communications. 1965. - V.30, №12. -P. 4095 - 4110.

7. Фрумкин A.H., Некрасов Л.Н. Вращающийся дисковый электрод // Доклады АН СССР. 1959. - Т. 126, №1. - С. 115-118.

8. Фрумкин А.Н., Хрущева Е.И., Шумилова Н.А., Тарасевич М.Р. Вращающийся дисковый электрод // Электрохимия. 1965. - Т.11, №1. - С. 17-19.

9. Вилинская B.C., Лензнер Б.И., Кноц Л.А., Тарасевич М.Р. Вращающийся дисковый электрод // Электрохимия. 1971. - Т.7, № 12.-С. 1763-1769.

10. Багоцкий B.C., Тарасевич М.Р., Филиновский В.Ю. Расчет кинетических параметров сопряженный реакций 02 и Н202 на вращающемся дисковом электроде // Электрохимия. 1969. - Т.5, №10. -С. 1218-1220.

11. Тарасевич М.Р., Хрущева С.И., Филиновский В.Ю. Вращающийся дисковый электрод с кольцом. М.: Наука, 1987. - 247 с.

12. Тарасевич М.Р., Бурштейн Р.Х., Радюшкина К.А. Исследование параллельно-последовательных стадий реакций кислорода и перекиси водорода. Восстановление кислорода на платиновом электроде // Электрохимия. 1970. - Т.6, №3. - С. 372-375.

13. Дамьянович А.А. Современные проблемы электрохимии. М.: Мир, 1971.-450 с.

14. Bockris J.O'M., Abdu R. A theoretical study of the electrochemical reduction of oxygen // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1998. -V.448,№2-P. 189-204.

15. Мельников В.И. Влияние поверхносто-активных веществ на кинетику катодного восстановления кислорода и коррозию железа в 1н. растворе серной кислоты.: Дисс.к-та хим. наук. Киев. 1970. - 210с.

16. Тарасевич М.Р. Обобщенное кинетическое уравнение электровосстановления молекулярного кислорода // Электрохимия. -1981.-Т.17, №8.-С. 1208-1212.

17. Zinola С. F., Castro Luna А. М., Triaca W. Е., Arvia A. J. The influence of surface faceting upon molecular-oxygen electroreduction on platinum in aqueous-solutions // Electrochimica Acta. 1994. - V.39, №11-12. -p. 1627-1632.

18. Takasu Y., Ohashi N., Zhang X. -G., Murakami Y., Minagawa H., Sato S., Yahikozawa K. Effect of platinum particles on the electroreduction of oxygen // Electrochimica Acta. 1996. - V.41, №16. - P. 2595-2600.

19. Tammeveski K., Tenno Т., Claret J., Ferrater C. Electrochemical reduction of oxygen on thin-film Pt electrodes in 0.1 M KOH // Electrochimica acta. 1997.-V.42,№5.-P. 893-897.

20. Тарасевич М.Р. Исследование параллельно-последовательных стадий реакций кислорода и перекиси водорода. Механизм электровосстановления кислорода на платиновых металлах // Электрохимия. 1973. - Т.9, №4. - С. 599-603.

21. Vracar L.M., Sepa D.B., Damjanovic A. Palladium electrod in oxygen-saturited aqueous solutions // Journal of the Electrochemical Society. -1989.- V.136, №7. P. 1973-1977.

22. Захаров. M.C., Баканов В.И., Пнев B.B. Хронопотенциометрия. М.: Химия. 1978.-200 с.

23. Багоцкий B.C., Яблокова И.Е. Механизм электрохимического восстановления перекиси водорода и кислорода на ртутном электроде // Журнал физической химии. 1953. - Т.27, №12. - С. 1663-1667.

24. Sarapuu A., Tammeveski К., Tenno Т.Т., Sammelselg V., Konttuti К., Schiffrin D.J. Electrochemical reduction of oxygen on thin-film Au electrodes in acid solution // Electrochemistry Communications. 2001. -V.3, №8.-P. 446-450.

25. Тараеевич M.P., Сабиров Ф.З., Бурштейн P.X. Механизм электрохимического восстановления кислорода на пирографите // Электрохимия. 1971. Т.7, №4. - С. 405-407.

26. Андрусева С.И., Тараеевич М.Р., Радюшкина К.А. к вопросу об электровосстановлении кислорода на углеродистых материалах // Электрохимия. 1977. Т. 13, №2. - С. 253-256.

27. Lai М.Е., Bergel A. Electrochemical reduction of oxygen on glassy carbon: catalysis by catalase // Journal of Electroanalytical Chemistry. -2000. V.494, №1. - P. 30-40.

28. Vaik K., Schiffrin D.J., Tammeveski K. Electrochemical reduction of oxygen on anodically pre-treated and chemically grafted glassy carbon electrodes in alkaline solutions // Electrochemistry Communications. -2004. V.6, №1. - P. 1-5.

29. Тараеевич M.P., Захаркин Г.И., Смирнова P.M. Изучение реакций1Якислорода и перекиси водорода с помощью О . Механизм образования Н202 на палладии, золоте и пирографите // Электрохимия. 1971. Т.7, №8. - С. 1298-1301.

30. Heyrovsky М., Vavrieka S. Heterogeneous electron transfer to molecular oxygen in aqueous solutions // Journal of Electroanalytical Chemistry.1992. V.332, №1-2. - P. 309-313.

31. Heyrovsky M., Vavrieka S. Electroreduction of molecular-oxygen in one 4-electron step on mercury// Journal of Electroanalytical Chemistry.1993. V.353, №1-2. - P. 335-340.

32. Штейнберг Г.В., Кукушкина И.А., Дрибинская А.В., Тарасевич М.Р. Электрокаталитическая активность углей различной структуры в реакции восстановления кислорода // Электрохимия. 1984. - Т.20, №7. - С. 940-944.

33. Vago E.R., Weldige К., Rohwerder ML, Stratmann M. Electroreduction of oxygen on octadecylmercaptan self-assembled monolayers // Fresenius Journal of Analytical Chemistry. 1995. - V.353, №3-4 - P. 316-319.

34. Raj C.R., Abdelrahman A.I., Ohsaka T. Gold nanoparticle-assisted electroreduction of oxygen // Electrochemistry Communications. 2005. -V.7, № 9. - P. 888-893.

35. Chithra R., Renuka R. Electroreduction of oxygen on mercury in the presence of titanium silicalite, TS-1 // Journal of Applied Electrochemistry. 2003. - V.33, № 5. - P. 443-446.

36. Tammeveski K., Kontturi K., Nichols R.J., Potter R.J., Schiffrin D.J. Surface redox catalysis for 02 reduction on quinone-modified glassy carbon electrodes // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2001. -V.515, №1-2. -P. 101-112.

37. Sarapuu A., Vaik K., Schiffrin D.J., Tammeveski K. Electrochemical reduction of oxygen on anthraquinone-modified glassy carbon electrodes in alkaline solution // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2003. -V.541, №1. - P. 23-29.

38. Manisankar P., Gomathi A., Velayutham D. Oxygen reduction at the surface of glassy carbon electrodes modified with anthraquinone derivatives and dyes // Journal of Solid State Electrochemistry. 2005. -V.9, №9. - P. 601-608.

39. Брейзер M., Лунд X., Органическая электрохимия. M.: Химия, 1988. -469 с.

40. Брык Д.В., макитра Р.Г., Пириг Я.Н., Стефанык Ю.В. Влияние свойств растворителей на растворимость кислорода // Журнал прикладной химии. 1988. -Т.61, №1. - С. 91-97.

41. Hitchman M.L., Mesurement of dissolved oxygen. Geneva.: John Wiley&Sons Inc., 1978. - 255 p.

42. Chu D., Gilman S. The influence of methanol on electroreduction at a rotating Pt disk electrode in acid electrolyte // Journal Electrochemical Society. 1994. - V.141, №7. - P. 1770-1773.

43. Короткова Е.И. Закономерности процесса электровосстановления кислорода, осложненного адсорбцией ПАОВ, и их использование в аналитической практике.: Дисс.к-та хим. наук. Томск, 1995. -242 с.

44. Электрохимия металлов в неводных растворах. М.: Мир, 1974. -440с.

45. Манн Ч., Барнес К. Электрохимические реакции в неводных системах. М.: Химия, 1974. - 478 с.

46. Maricle J.M., Hodson W.G. Super-anion of oxygen in aprotonic solvents. // Analytical Chemistry. 1965. - V.37, №12. - P. 1562-1565.

47. Peover M.E., White B.S. Electrolytic reduction of oxygen in aprotic solvents: The superoxide ion // Electrochimica Acta. 1966. - V.l 1, №8. -P. 1061-1066.

48. Sawyer D.T., Roberts J.L. Electrochemistry of oxygen and superoxide ion in dimethylsulfoxide at platinum, gold and mercury electrodes // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1966. - V.l2, №2-P. 90-101.

49. Johnson E.L., Pool K.H., Hamm R.E. Effect of several metal ions upon polarographic reduction of oxygen indimethyl sulfoxide// Analytical Chemistry. 1967. - V.39, №8-P. 888-891.

50. Афанасьев И.Б. Анион-радикал кислорода в химических и биохимических процессах // Успехи химии 1979. - Т.48, №6. -С. 977-1014.

51. Luehrs D.C., Leddy L.G. Polarography of metal ions in hexamethylphosphoramide // Journal of Electroanalytical Chemistry. -1973. V.41, №1. - P. 113-115.

52. Sawyer D.T., Gidian M.J. The chemistry of superoxide ion // Tetrahedron. 1979. -V.35,№12.-P. 1471-1481.

53. Sawyer D.T., Valentine J.S. How super is superoxide? // Accounts of Chemical Research. 1981. - V. 14, №12. - P. 393-400.

54. Будников Г.К., Каргин О.Ю., Абдуллин И.Ф. Переносчики электронов в электрохимических методах анализа // Журнал Аналитической Химии. 1989. -Т.44, №10. - С. 183-190.

55. Sawyer D.T., Seo Е.Т. One-electron mechanism for the electrochemical reduction of molecular oxygen // Inorganic Chemistry. 1977. - V.16, №2.-P. 499-501.

56. Divisek J., Kastening B. Electrochemical generation and reactivity of the superoxide ion in aqueous solutions // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1975. - V.65, №2. - P. 603-621.

57. Gootsby A.D., Sawyer D.T. Electrochemical reduction of superoxide ion and oxidation of hydroxide ion in dimethyl sulfoxide// Analytical Chemistry. 1968. - V.40, №1. - P. 83-86.

58. Некрасов Jl.H., Духанова JI.A., Дубровина Н.И., Выходцева JI.H. Исследование реакции катодного восстановления кислорода в растворах диметилформамида методом вращающегося дискового электрода с кольцом // Электрохимия. 1970. - Т.6, №3. - С. 388-390.

59. Vasudevan D., Wendt Н. Electroreduction of oxygen in aprotonic media // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1995. - V.392, №1-2. - P. 69-74.

60. Радюшкина K.A., Зонина E.O., Тарасевич M.P. Электровосстановление кислорода на пирографите в ацетонитрильных растворах // Электрохимия. 1984. - Т.20, №7. -С. 977-980.

61. Афанасьев И.Б., Пригода С.В., Самохвалов Г.И. Время жизни анион-радикала кислорода в диметилформамиде // Журнал общей химии. -1977. Т.47, №11,- С. 2507-2510.

62. Cofre P., Sawyer D.T. Electrochemical reduction of dioxigen to perhidroxil (HO'2) in aprotonic solvents that contain Bronsted acids // Analytical Chemistry. 1986. - V.58, №6. - P. 1057-1062.

63. Артемова B.M., Деркулова B.C., Макарова Jl.E. О влиянии некоторых добавок на электровосстановление кислорода в среде ДМФА на твердых электродах // Вопросы химии и химической технологии. -1984.-Т.74, №1.-С. 13-17.

64. Кузьминский Е.В., Машкин О.А., Васильев С.А. Электровосстановление воды и кислорода из апротонных органических электролитов // Украинский химический журнал. -1989. -Т.55, №4. -С. 380-382.

65. Bregoli L.I., The influence of platinum crystallite size on the electrochemical reduction of oxygen in phosphoric acid. // Electrochimica Acta. 1978. V.23, №6. -P.489-492.

66. Hsuch K.-L., Gonzalez E. R., Srinivason S. Effect of phosphoric acid concentration on oxygen reduction kinetics at platinum. // Journal of the Electrochemical Society. 1984. - V. 131, №4. - P.823-828.

67. Clouser S.J., Huang J.C., Yeager E. Temperature-dependence of the tafel slope for oxygen reduction on platinum in concentrated phosphoric-acid // Journal of Applied Electrochemistry. 1993. - V.23, №6. - P. 597-605.

68. Grady W.E., Zagal J. Mechanism of oxygen reduction in super acids // Journal of the Electrochemical Society. 1982. - V.129, №8. -P.336-337.

69. Srinivason S., Gonzalez E.R., Hsuch K.L. Electrolyte effects on oxygen reduction kinetics on platinum's a rotating ring-disk electrode analysis // Journal of Electrochemical Society. 1982. - V.129, №8. - P. 338-339.

70. Wroblowa H., Gupta N. Electroreduction of oxygen in molten NaOH // Journal of Electro analytical Chemistry. 1984. - V.161, №2 - P. 295-304.

71. Chevalet J., Rouelle F., Gierst L., Lambert J.P. Electrogeneration and some properties of the superoxide ion in aqueous solutions // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1972. - V.39, №1. - P. 201-216.

72. Brezina M., Hofmanova-Matejkova A. Electrochemical generation of superoxide ion on carbon paste electrodes // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1973. - V.44, №3. - P. 460-462.

73. Adanrov P.K., White R.E., Oxygen reduction on silve in 6.5 M caustic soda solution // Journal of the Electrochemical Society. 1988. - V.135, №10-P. 2509-2517.

74. Vago E.R, Calvo E.J. Electrocatalysis of oxygen reduction at Fe304 oxide electrodes in alkaline-solutions // Journal of Electroanalytical Chemistry. -1992.-V.339, №1-2-P. 41-67.

75. Gyenge E.L, Oloman C.W. Influence of surfactants on the electroreduction of oxygen to hydrogen peroxide in acid and alkaline electrolytes // Journal of Applied Electrochemistry. 2001. - V.31, №2. - P. 233-243.

76. Opperman G.H., Standen G.F.Van., Bohmer R.G. Effects of certain surfactants on the voltammetric determination on copper, lead, cadmium. // South African Journal of Chemistry. v.41, № 1. - P.26-34.

77. Каплин A.A., Поскребышева Jl.M., Иванов Ю.А., Белоусов Ю.П., Толстых Б.П. Разработка анализатора и метода контроля для определения суммарных органических микропримесей в деионизированной воде // Электронная техника. 1971. - сер. 12, №1. - с.46.

78. Некрасов Л.Н., Дубровина Н.И. Влияние различных факторов на процессы адсорбции ряда органических веществ // Электрохимия. -1968. Т.4, №3. - С.362-365.

79. Некрасов Л.Н., Дубровина Н.И. Полярографических анализ некоторых поверхносто-активных органических веществ // Электрохимия. 1973. -Т.9, №12. - С. 1868-1870.

80. Крюкова Т. Полярографический анализ. М.: Госхимиздат. 1959. -600с.

81. Milberg С., Kratobvil J.P., Zuman P. Surface orientation of cholanoic acids from suppression of polarographic maxima // Journal of Colloid and Interface Science. 1988. - V. 126, №1. -P.63-68.

82. Evans D.H., Lingane J.J. The chronopotentiometric reduction of oxygen at gold electrode // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1963. - V.6, №4. -P.283-299.

83. Rajendran Т., Jeyaraman R., Rajasekaran B. Effect of 2,4-diaryl-3-azaicyclo-3,3,l-nonan-9-ones on polarographic maxima of oxygen. Lead and Ni // Indian Journal of Chemistry. 1983. - V.22, №6. - P.485-489.

84. Tebbutt P., Hahn C.E.W. The effect of halothane on the reduction of oxygen on gold A method for simultaneous determination of oxygen and halothane on a single working electrode // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1989. - V.261, №1. - P.205-216.

85. Novotny L., Navratil T. Effect of surfactants and related biological active substances on the 02/H202 voltammetry and its utilization for determination of the total surfactant content // Electroanalysis. 1998. -V. 10, №8. - P.557-561.

86. Navratil Т., Novotny L. Detection of bioactive surfactants in aqueous solutions on the basis of H202-voltammetry // Fresenius J Anal Chem. -2000. V.366, №2. - P.249-253.

87. Зенков H.K., Ланкин B.3., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимический и патофизиологический аспекты. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. - 343 с.

88. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. - 252 с.

89. Нонхибел Д., Уолтон Дж. Химия свободных радикалов. М.: Мир, 1977.-567 с.

90. Ингольд К. Теоретические основы органической химии. М.: Мир, 1973.-520 с.

91. Розанцев Э.Г., Шолле В.Д. Органическая химия свободных радикалов. М.: Химия, 1979. - 334 с.

92. Сайке П. Механизмы реакций в органической химии. М.: Химия, 1991.-558 с.

93. Денисов У.Т. Циклические механизмы обрыва цепей в реакциях окисления органических соединений // Успехи химии. 1996. - Т.65, №6.-С. 547-563.

94. Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И., Козлов А.В., Осипов А.Н., Рощупкин Д.И. Свободные радикалы в живых системах. // Итоги науки и техники. Сер. биофизика / ВИНИТИ 1991. - Т.29, №1. - С. 1-252.

95. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. Л.: Наука, 1985. - 230 с.

96. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Беленков Ю.Н. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях. Пособие для врачей. М.: Медицина, 2001. - 78 с.

97. Ланкин В.З., Вихерт A.M., Тихазе А.К. и др. Роль перекисного окисления липидов в этиологии и патогенезе атеросклероза. // Вопросы медицинской химии. 1989. - №3. - С. 18-24.

98. Панасенко О.М., Сергиенко В.И. Свободнорадикальная модификация липопротеинов крови и атеросклероз // Биологические мембраны. -1993.-Т.10, №4.-С. 341-382.

99. Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К., Сафина А.Ф. Окислительный стресс при ишемическом и реперфузионном повреждении миокарда. // Успехи современной биологии. 1997. - №3. - С. 362-373.

100. Александровский Ю.А., Поюровский М.В., Незнамов Г.Г. Неврозы и перекисное окисление липидов. -М.: Наука, 1991. 144 с.

101. Ю1.Барабой В.А., Брехман И.И., Голотин В.А., Кудряшов Ю.Б. Перекисное окисление и стресс. СПб.: Наука, 1992. - 148 с.

102. Witz G. Active oxygen species as factors in multistage carcinogenesis. 11 Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine 1991. - V.198, № 7. - P. 675-682.

103. Sahu S.C. Role of oxygen free radicals in the molecular mechanisms of carcinogenesis: a review. // Environmental carcinogenesis and ecotoxicology reviews. 1991. -V.9, № 1. - P. 83-112.

104. Практическая онкология: избранные лекции. СПб.: Центр ТОММ, 2004. - 784 с.

105. Ю5.Абдуллин И.Ф., Турова Е.Н., Будников Г.К. Органические антиоксиданты как объекты анализа. // Заводская лаборатория. 2001. -Т.67,№6.-С. 3-13.

106. Halliwell В. Antioxidant characterization. Methodology and mechanism. // Biochemical Pharmacology. 1995. - V.49, №10. - P. 1341-1348.

107. Halliwell В., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. -Oxford.: Clarendon Press, 1989. 793 p.

108. Antolovich M., Prenzler P.D., Patsalides E., McDonald S., Robards K. Methods for testing antioxidant activity // Analyst. 2002. - V.127, №. -P. 183-198.

109. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты. Реакционная способность и эффективность. М.: Наука, 1988. - 247 с.

110. Биохемилюминесценция / Под ред. А.И. Журавлева. М.: Наука, 1983.-345 с.

111. Исследование синтетических и природных антиоксидантов in vitro и in vivo / Сборник науч. статей М.: Наука, 1992. - 110 с.

112. Беляков В.А., Васильев Р.Ф., Федорова Г.Ф. Кинетика жидкофазного окисления дифенилметана при умеренных температурах // Кинетика и катализ. 1996. - Т.37, №4. - С. 542-552.

113. Васильев Р.Ф., Вичутинский А.А., Черкасов А.С. Хемилюминесценция, активированная производными антрацена // Доклады АН СССР. 1963. - Т.149, №1. - С. 124-127.

114. Беляков В.А., Васильев Р.Ф., Федорова Г.Ф. О переносе энергии с химически возбуждаемых карбонильных соединений на производные антрацена и кислород // Известия АН СССР. Сер. физическая. 1973. - Т.37, №4. - С. 747-752.

115. Теселкин Ю.О., Бабенкова И.В., Любицкий О.Б., Клебанов Г.И., Владимиров Ю.А. Ингибирование сывороточными антиоксидантами окисления люминола в присутствии гемоглобина и пероксида водорода // Вопросы медицинской химии. 1997. - Т.43, №2. - С. 8792.

116. Пб.Навас М.Х., Хименец A.M., Асуэро А.Г. Определение восстановительной способности настоек семени канарского канареечника методом хемилюминесценции // Журнал аналитической химии. 2004. - Т.59, №1. - С. 84-86.

117. Клебанов Г.И., Теселкин Ю.О., Бабенкова И.В., Любицкий О.Б., Владимиров Ю.А. Антиоксидантная активность сыворотки крови // Вестник РАМН. 1999. - №2. - С. 15-22.

118. Беляков В.А., Васильев Р.Ф., Федорова Г.Ф. Кинетика окси-хемилюминесценции и ее использование для анализа антиоксидантов // Кинетика и катализ. 2004. - Т.45, №3. - С. 355-362.

119. Большакова И.В., Лозовская Е.Л., Сапежинский И.И. Антиоксидантные свойства ряда экстрактов лекарственных растений // Биофизика. 1997. -Т.42, №2. - С. 480-483.

120. Наумов В.В., Храпова Н.Г. Определение активности слабых антиоксидантов хемилюминесцентным методом // Кинетика и катализ. 1984. -Т.25, №3. - С. 563-570.

121. Шарипов Г.Л., Казаков В.П., Толстиков Г.А. Химия и хемилюминесценция 1,2-диоксикетанов. -М.: Наука, 1990.-288 с.

122. Беляков В.А., Васильев Р.Ф., Федорова Г.Ф. Хемилюминесценция при окислении непредельных органических соединений в растворах // Известия АН СССР. Сер. химическая. 1983. - №12. - С. 2709-2717.

123. Письменский А.В., Психа Б.Л., Харитонов В.В. Кинетическая модель окисляемости метиллинолеата // Нефтехимия. 2000. - Т.40, №2. -С. 123-129.

124. Письменский А.В., Психа Б.Л., Харитонов В.В. Механизм и эффективность ингибирующего действия 1,3-ди(4-фениламинофенокси)-2-пропанола и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола при окислении метиллинолеата // Нефтехимия. 2001. -Т.41, №5. - С. 377-383.

125. Ермилова Е.В., Кадырова Т.В., Краснов Е.А., Писарева С.И., Пынченков В.И. Антиокислительная активность экстрактов водяники черной. // Химико-фармацевтический журнал. 2000. - Т.34, №11. -С. 28-30.

126. Хасанов В.В., ДычкоК.А., Рыжова Г.Л. Кинетический метод свободно-радикального окисления сульфит-иона для определения антиоксидантов в биообъектах // Химико-фармацевтический журнал. 2001. - Т.35, №12. - С. 36-37.

127. Наумов В.В., Васильев Р.Ф. Анти- и прооксидантное действие токоферола // Кинетика и катализ. 2003. - Т.44, №1. - С. 111-115.

128. Сизова Н.В., Веретникова О.Ю., Ефремов А.А. Оценка антиоксидантной активности эфирных масел методоммикрокалориметрии // Химия растительного сырья. 2002. - №3. -С. 57-60.

129. Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Физические методы в химии. М.: Наука, 1984.- 174 с

130. Fogliano V., Verde V., Randazzo G., Ritieni A. Method for measuring antioxidant activity and its application to monitoring the antioxidant capacity of wines // Journal Agricultural and Food Chemistry. 1999. -V.47, №3. - P. 1035-1040.

131. Tubaro F., Micossi E., Ursini F. The antioxidant capacity of complex mixtures by kinetic analysis of crocin bleaching inhibition // Journal of the American Oil Chemists's Society. 1996. - V.73, №3. - P. 173-176.

132. Singleton V.L., Rossi J.A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents // American Journal of Enology and Viticulture. 1965. - V. 16, №3. - P. 144-158.

133. Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения / Сборник докладов. М.: Изд-во РУДН, 2005. - 221 с.

134. Benzie I.F., Strain J.J. The ferric reducing ability of plasma (FRAP)as a measure of bantioxidant powerQ: the FRAP assay // Analytical Biochemistry. 1996. - V.239, №1. - P. 70-76.

135. Moyer R.A., Hummer K.E., Finn C.E, Frei В., Wrolstad R.E. Anthocyanins, phenolics, and antioxidant capacity in diverse small fruits: vaccinium, rubus, and ribes // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2002. - V.50, №3. - P. 519-525.

136. Luximon-Ramma A., Bahorun Т., Soobrattee M.A., Aruoma O.I. Antioxidant activities of phenolic, proanthocyanidin, and flavonoid components in extracts of Cassia fistula // Journal Agricultural and Food Chemistry. 2002. - V.50, №18. - P. 5042-5047.

137. Chevion S., Berry E.M., Kitrossky N., Kohen R. Evaluation of plasma low molecular weight antioxidant capacity by cyclic voltammetry // Free Radical Biology And Medicine 1997. - V.22, №6. - P. 411-421.

138. Chevion S., Roberts M.A., Chevion M. The use of cyclic voltammetry for the evaluation of antioxidant capacity // Free Radical Biology And Medicine. 2000. - V.28, №6. - P. 860-870

139. Kohen R., Vellaichamy E., Hrbac J., Gati I., Nirosh O., Quantification of the overall reactive oxygen species scavenging capacity of biological fluids and tissues // Free Radical Biology And Medicine 2000. - Y.28, №6. -P. 871-879.

140. Абдуллин И.Ф., Турова E.H., Будников Т.К., Зиятдинова Г.К., Гайсина Г.Х. Электрогенерированный бром реагент для определения антиоксидантной способности соков и экстрактов // Заводская лаборатория. - 2002. - Т.68, №9. - С. 12-15.

141. Абдуллин И.Ф., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Интегральная антиоксидантная емкость крови по данными метода гальваностатической кулонометрии // Вестник Татского отделения Российской экологической академии. 2003. - №3. - С. 35-39.

142. Яшин А.Я., Яшин Я.И., Новый прибор для определения антиоксидантной активности пищевых продуктов, биологическиактивных добавок, растительных лекарственныхэкстрактов и напитков // Приборы и автоматизация. 2004. - №11. -С. 45-48.

143. Яшин А.Я., Яшин Я.И., Черноусова Н.И., Пахомов В.П., Экспрессный электрохимический метод определения антиоксидантной ативности пищевых продуктов // Пиво и напитки. 2004. - №6. - С. 44-46.

144. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Вяселев М.Р. Основы современного электрохимического анализа -М.: Мир, 2003, 592 с.

145. Осина М.А., Богдановская В.А., Тарасевич М.Р. Биоамперометрическое определение производных фенола с использованием композита лакказа-нафион // Электрохимия. 2003. -Т.39, №4. - С. 450-456.

146. Ge В., Lisdat F. Superoxide sensor based on cytochrome С immobilized on mixed-thiol SAM with a new calibration method // Analytica Chimica Acta. -2002. V.454, №1. - P. 53-64.

147. Ignatov S., Shishniashvili D., Ge В., Scheller F.W., Lisdat F. Amperometric biosensor based on a functionalized gold electrode for detection of antioxidants // Biosensors and Bioelectronics. 2002. - V.17, № 3. - P. 191-199.

148. Campanella L., Bonanni A., Favero G., Tomassetti M. Determination of antioxidant properties of aromatic herbs, olives and fresh fruit using an enzymatic sensor // Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2003. -V.375, № 8. - P. 1011-1016.

149. Бумбер А.А., Корниенко И.В., Профатилова И.А., Внуков В.В., Корниенко И.Е., Гарновский А.Д. Полярографический метод в изучении антиоксидантной активности аминокислот и белков. // Журнал общей химии. 2001. - Т.71, №8. - С. 1387-1390.

150. Громовая В.Ф., Шаповал Г.С., Луйк А.И. Применение импульсной вольтамперометрии для изучения антиокислительной активности физиологическиактивных веществ // Химико-фармацевтический журнал. 1994. - Т.28, №11. - С. 11-14.

151. Громовая В.Ф., Шаповал Г.С., Мионюк И.Е., Луйк А.И. Электрохимическое исследование антиоксидантной активности крови // Журнал обшей химии. 1997. - т.67, № 3. - С. 510-513.

152. Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Реакции супероксид анион-радикала с антиоксидантами и их применение в вольтамперометрии // Журнал аналитической химии. 2005. - Т.60, № 5. - С. 56-59.

153. Ziyatdinova G.K., Budnikov Н.С., Pogorel'tzev V.I. Electrochemical determination of the total antioxidant capacity of human plasma // Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2005. - V.381, №8. - P. 15461551.

154. Korotkova E.I., Karbainov Yu.A., Shevchuk A.V. Study of antioxidant properties by voltammetry // Journal of Electroanalytical Chemistry. -2002.-V.508,№l.-P. 56-60.

155. Короткова Е.И. Вольтамперометрический способ определения активности антиоксидантов // Журнал физической химии. 2000. -Т.74, №9. - С. 1704—1706.

156. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: ВШ, 1967. - 599 с.

157. Федоров В.П., Королев В.И. Аппарат для гипероксигенации растворов // Хирургия. 1986. - № 6. - С. 118-119.

158. Машковский М.Д. Лекарственные средства: 14-ое изд. в 2 томах. Т1. -М.: Медицина, 2000. 540 с.

159. Rasmussen L., Husted S.E., Johnsen S.P. Severe intoxication after an intentional overdose of amlodipine // Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 2003. - V.47, № 8.- P. 1038-1040.

160. Johnson L., El-Khoury A., Wistedt A., Malmgren R., Mathe A.A. Tryptophan depletion in lithium-stabilized patients with affective disorder // The International Journal of Neuropsychopharmacology. 2001. - V.4, № 4. - P. 329-336.

161. Coryell W., Winokur G., Solomon D., Shea Т., Leon A., Keller M. Lithium and recurrence in a long-term follow-up of bipolar affective disorder// Psychological Medicine. 1997. - V.27, № 2. - P. 281-289.

162. Canal M., Legangneux E., Lier J., Vliet A., Coulouvrat C. Lack of effect of amisulpride on the pharmacokinetics and safety of lithium // The International Journal of Neuropsychopharmacology. 2003. - V.6, № 2. -P. 103-109.

163. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV групп /Под. ред. В.А. Филова и др. Л.: Химия, 1988. -512 с.

164. Ивановская Е.А., Краснов Р.С. Определение аскорбиновой кислоты в биологических средах методом инверсионной вольтамперометрии // Журнал аналитической химии. 1997. - Т.52, № - С. 773-774.

165. Yamazaki Н., Yoneda Т, Yamaguchi Т. Safety assessment of food preservatives at daily intake level by platelet function // Japanese Journal of Food Chemistry. 1998. - V.5, №2. - P. 130-140.

166. Lord H., Pawliszyn J. Microextraction of drugs // Journal of Chromatography A. -2000. V.902, №1. - P. 17-63.

167. Fennema O.R. Food Chemistry New York: Marcel Dekker Inc, 1996. -543 p.

168. Soni M.G., Burdock G.A., Taylor S.L., Greenberg N.A. Safety assessment of propyl paraben: a review of the published literature // Food and Chemical toxicology. 2001. - V.39, № - P. 513-532.

169. Polonen I. Preservation efficiency of sorbic acid and benzoic acid in the ensiling of slaughterhouse by-products and their subsequent metabolism in farmed fur animals, Ph.D. thesis. -Helzinki, 2000. -54 p.

170. Soni M., Taylor S., Greenberg N., Burdock G. Evaluation of the health aspects of methyl paraben: a review of published literature // Food and Chemical Toxicology. 2002. - V.40, № 10. - P. 1335-1373.

171. Hansch C., Fujita T. p-o-n Analysis. A method for the correlation of biological activity and chemical structure // Journal of the American chemical society. 1964. - V.86, № 8. - P. 1616-1626.

172. Topliss J., Some observation of classical QSAR // Perspectives in Drug Discovery and Drug Design. 1993.-V.l, № 2. - P. 253-268.

173. Ramos-Nino M.E., Clifford M.N., Adams M.R. Quantitative structure activity relationship for the effect of benzoic acids, cinamic acids and benzaldehides on Listeria monocitogenes II Journal of Applied Bacteriology. 1996. - V.80, № 4. - P. 303-310.

174. Van de Waterbeemd H., Testa B. The parametrization of lipophilicity and other structural properties in drug design // Advanced in Drug Research. -1987. V.16, № - P. 85-225.

175. Murase H., Yamaochi R., Kato K., Kunieda Т., Terao J. Synthesis of a novel vitamin derivative, 2-(a-D-Glucopyranosyl)Methyl-2,5,7,8-TetramethylChroman-6-Ol by a-glucosidase-catalysed transglucosyglation // Lipids. 1997. - V.32, № 1. - P. 73-78.

176. Nair C.K.K., Rajagopalan R., Wani K., Huilgol N.G., Kagiya V.T., Kapoor S. Mechanism of radioprotection by TMG, a water soluble vitamin E // Journal of Radiation Research. 1999. - V.40, № 4. - P. 451.

177. Cheong N., Perrault A.R., Iliakis G. In vitro rejoining of DNA double strand breaks: a comparison of genomic-DNA with plasmid-DNA-based assays // International Journal of Radiation Biology. 1998. - V.73, № 5. -P. 481-491.

178. Rajagopalan R., Wani K, Nuilgol N.G., Kagiya T.V., Nair C.K.K. Inhibition of y-radiation indused DNA damage in plasmid pBR322 by TMG, water-soluble derivative of vitamin E // Journal of Radiation Research. 2002. - V.43, № 2. - P. 153-159.

179. Kapoor S., Mucherjee Т., Kagiya T.V., Nair C.K.K. Redox reactions of tocopherol monoglucoside aqua of solutions: a plus radiolysis studies // Journal of Radiation Research. 2002. - V.43, № 1. - P. 99-106.

180. Pietta P.-G. Flavonoids as Antioxidants // Journal of Natural Products. -2000. -V.63, № 7. P. 1035-1042.

181. Fukumoto L.R., Mazza G. Assessing Antioxidant and Prooxidant Activities of Phenolic Compounds // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2000. - V.48, № 8. - P. 3597-3604.

182. Burda S., Oleszek W. Antioxidant and Antiradical Activities of Flavonoids // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2001. - V.49, № 7. -P. 2774-2779.

183. Михайленко E.T., Радзинский B.E., Захаров К.А. Лекарственные растения в акушерстве и гинекологии. Киев.:Здоровье 1987. - 192с.

184. Турова А.Д. Лекарственные растения СССР и их применение. М.: Медицина, 1974,-424с.

185. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. Новосибирск.: Наука, 1990.-327с.

186. Иванов В.Д., Комиссаренко Н.Ф., Ладыгина Е.Я. // Фармация. 1983. -Т.32, № 4. - С. 11-13.

187. Minica-Dukic N.M., Budincevic М.М., Mihajlovic В.A. Gasic О. Antioxidant activity of plant phenolic. Flavonoids and phenolic acids // Journal of Serbian Chemical Society. 1994. - V.59, № 11. - P. 823-828.

188. Takahama U., Youngman R.G. Elstner E.F. Transformation of quercetin by singlet oxygen generated by a photosensitized reaction // Photobiochemistry and photobiophysics. 1984. - V.7, № 3. - P. 175-181.

189. Базыкина Н.И., Николаевский A.H., Филиппенко T.A., Калоерова В.Г. Оптимизация условий экстрагирования природных антиоксидантов из растительного сырья // Химико-фармацевтический журнал. 2002. -Т.36, №2. - С.46-49.

190. Глущенко Н.Н. Антиоксиданты в косметике: Тез. докл. VI Междунар. конф. Биоантиоксидант. 16-19 апреля 2002. Москва - 20.02. - С. 117119.

191. Крылов Г.В. Травы жизни и их искатели. Томск: Изд-во Красное знамя, 1992.-356 с.

192. Ефуни С.Н., Шальнев Б.И., Эйгелес A.M. Кислородные параметры крови и тканей при внутрисосудистой оксигенации организма // Экспериментальная хирургия и анестезиология. 1974. - № 5. - С. 7174.

193. Журавлев В.А., Сухоруков В.П. О методе оксигенации трансфузионных сред // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 1974. -Т.113, №12.-С. 90-91.

194. Тарабрин С.А. Реакция лимфатической системы при острой дыхательной недостаточности и использование оксигинированных растворов у хирургических больных. Автореф. дис. канд. мед. наук. -Томск, 1990.-21 с.

195. Белоусов Е.В. Хирургическое лечение и КВЧ-реабилитация больных бронхиальной астмой (клинико-морфологические аспекты). Дисс. . докт. мед. наук. Томск, 2003. - 260 с.

196. Белоусов Е.В., Белоусова Н.И., Короткова Е.И., Куценко А.Э. Кислородная емкость оксигенированных инфузионных растворов. Мат-лы науч.практич. конф. Химия и химические технологии на рубеже тысячелетий. Т.2. Томск, 2000. - С. 165-167.