ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ФНКЦ РР |
||
В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 1 этапу Государственного контракта № П2351 «Развитие новых подходов в исследовании поверхностных явлений с помощью атомарного трития и меченных тритием соединений» (шифр НК-434П) от 17 ноября 2009 по направлению «Радиохимия. Химия высоких энергий» в рамках мероприятия 1.3.1 Программы «Проведение научных исследований молодыми учеными – кандидатами наук». Цель работы - разработка практических рекомендации по использованию атомарного трития и меченных тритием соединений при изучении сложных природных объектов и искусственных материалов (нанокомпозиций). В ходе работы использовались следующие методы: жидкостная сцинтилляционная спектрометрия, метод термической активации трития, спектрофотометрия, эксклюзионная хроматография. В ходе работы использовалось следующее оборудование: вакуумная установка для работы с газообразным тритием, вакуумная система для лиофильной сушки, жидкостной сцинтилляционный спектрометр RackBeta 1215, спектрофотометр Shimadzu UV-1800. При составлении аналитического обзора использовались следующие литературные источники: Библиотека МГУ им. М.В. Ломоносова, "он-лайн" библиотеки ACS, ScienceDirect, Web of Science, Protein Data Base. В результате работы был составлен аналитический обзор по проблемам «Механизм реакции атомарного водорода с органическими молекулами», «Проникновение реакционных атомов трития в различные структурные объекты», «Адсорбция белков на межфазных границах раздела вода/воздух, вода/масло», «Адсорбция белков на наноматериалах, включая углеродные нанотрубки и гидроксиаппатит в различных структурных модификациях», «Механизмы взаимодействия белков с низкомолекулярными поверхностно-активными веществами при конкурентной адсорбции на различных границах раздела фаз». В аналитическом обзоре рассмотрены основные аспекты метода термической активации трития – метода введения тритиевой метки в различные типы органических молекул. Метод основан на взаимодействии атомарного трития, получающегося при диссоциации молекулярного трития на вольфрамовой проволоке, нагретой до температуры выше 1400 K с твердой мишенью органического вещества нанесенного на стенки реактора. В результате воздействия атомарного трития происходит неселективное замещение протия в исходной молекуле мишени. Рассмотрены процессы, происходящие в системе водород – вольфрам – мишень органического вещества. Анализ литературы показал, что атомарный тритий может быть использован для исследования адсорбционных слоев поверхностно-активных веществ. Рассмотрен метод тритиевой планиграфии, использующий обработку атомами трития белков и их надмолекулярных комплексов для определения доступной поверхности белков. В результате сложного комплекса работ, включающего обработку атомами трития исследуемого объекта, триптического гидролиза белков, разделения полученных пептидов, их полного гидролиза и аминокислотного анализа гидролизата с одновременным определением радиоактивности индивидуальных аминокислот, выявляется внутримолекулярное распределение трития в белках. Эти данные совместно с компьютерным моделированием укладки полипептидной цепи позволяют определить структуру белка или белковых комплексов. Показано, что по проникновению атомов трития в сложные молекулярные системы можно получить информацию об их составе и структурной организации. Таким образом, реакции атомов трития со сложными искусственными и природными системами могут послужить основой создания метода их радионуклидной диагностики. Также был проведен анализ литературы по проблемам, связанным с адсорбцией белков на различных гидрофобных поверхностях, включая границы раздела фаз вода/масло и вода/углеродные наноматериалы, а также с механизмами взаимодействия белков с низкомолекулярными поверхностно-активными веществами при конкурентной адсорбции на различных границах раздела фаз. Из проделанного обзора литературы можно заключить, что, несмотря на широкое использование в промышленности и большое значение для многих природных процессов, смеси белок-ПАВ исследованы недостаточно, нет общепринятых моделей, описывающих взаимодействия белков с ПАВ и с гидрофобной поверхностью. Мало исследований, посвященных изучению взаимного влияния белков и низкомолекулярных ПАВ при конкурентной адсорбции на границе раздела фаз вода/воздух и, особенно, на границе двух несмешивающихся жидкостей. Является малоисследованным вопрос, связанный с модификацией углеродных наноматериалов биологическими макромолекулами, что стало актуальнейшей задачей с внедрением таких материалов в практику. Рассмотрены основы метода сцинтиллирующей фазы, основанного на измерении радиоактивности меченных тритием соединений в двухфазной системе, одна из фаз которой обладает сцинтиллирующими свойствами. Проведен анализ возможностей метода в определении кинетических параметров перераспределения веществ между фазами и концентрирования на межфазной границе и для определения термодинамических характеристик системы (коэффициентов распределения и изотерм адсорбции). Важным достоинством метода сцинтиллирующей фазы является то, что у него есть возможность исследовать поведение отдельных компонентов, содержащих радиоактивную метку, на фоне других немеченых веществ в составе сложных смесей. Сделан вывод, что этот метод может быть эффективно использован для выполнения поставленных в рамках данного контракта задач. Проведены предварительные эксперименты по введению тритиевой метки в белки лизоцим, бычий сывороточный альбумин и сывороточный альбумин человека. Исследовали влияние температуры атомизатора и температуры мишени, давления молекулярного трития, продолжительности воздействия потока атомов на мишень на образование целевого меченого продукта. Разработана система очистки меченых препаратов от радиоактивных примесей с помощью диализа и эксклюзионной хроматографии. В результате найдены условия введения тритиевой метки и дальнейших процедур по очистке и выделению меченых препаратов белков. Удельная радиоактивность меченых соединений и их радиохимическая чистота вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к соединениям, необходимых для выполнения планируемой работы. На основе полученных в ходе выполнения 1-го этапа экспериментальных результатов и анализа информационных источников разработан подробный план исследовательских работ на 2010 год.