Химия и химические технологии/5. Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий

Д.х.н. Ниязи Ф.Ф., к.х.н. Кувардин Н.В., к.х.н. Фатьянова Е.А.

Юго-Западный государственный университет

Изучение закономерностей изменения физико-химических свойств сильно разбавленных растворов кофеина

В последние годы ученых привлекает, пока необъяснимые эффекты сверхмалых доз или так называемые эффекты мнимых концентраций. Такие эффекты определены для многих классов веществ проявляющих биологическую активность, среди них: ферменты, гормоны, биодобавки, лекарственные вещества. Сущность эффекта проявляется в том, что вещество в очень низких концентрациях может обладать существенным биологическим эффектом. Необходимо отметить, что такие растворы сопровождаются и изменением некоторых физико-химических свойств. Данная область исследований является актуальной.

Нашей задачей было изучить некоторые отклонения в физико-химических характеристиках растворов кофеина в широком концентрационном интервале.

Для выявления концентрационных интервалов действия кофеина использовали катетометрический метод скрининга веществ, действующих в сверхмалых концентрациях [1]. Был приготовлен ряд разведений в концентрационном интервале от 10^-1 до 10^-23 моль/л, который исследовался на изменение высоты мениска в капилляре (рис.1).

Из графика видно, что происходит изменение высоты мениска в капилляре, а именно его уменьшение в некоторых концентрационных интервалах. Так существенное уменьшение обнаруживается для раствора с концентрацией 10^-9 моль/л, на 24%, относительно мениска воды в капилляре, для концентрации кофеина 10^-13 – 10^-15 в среднем на 21%, так же интересны растворы с концентрацией кофеина 10^-5 и 10^-21, где снижение высоты мениска происходит на 18% и 19,8 % соответственно. В остальных же растворах с другими концентрациями снижение высоты мениска не значительное. Таким образом, предположительно, что в растворах дающих максимальное изменение мениска в капилляре возможно проявление эффектов сверхмалых доз по отношению к биообъекту.

Рис. 1 Высота мениска в капилляре водных растворов кофеина

Растворы кофеина в широком концентрационном интервале исследовали на электропроводность. В результате этого можно построить график (рис.2), который отражает некоторую зависимость значения электропроводности от концентрации раствора.

Рисунок 2. Электропроводность растворов кофеина.

Так, самое большое значение электропроводности имеет раствор кофеина с концентрацией 10^-1 (моль/л), которое составляет 15,98 мкСм/см. Затем происходит существенное снижение электропроводности, в связи с уменьшением концентрации кофеина. Однако интерес представляют концентрации кофеина (моль/л) 10^-7, 10^-15 и 10^-17, где наблюдается увеличение электропроводности по сравнению со средней электропроводностью растворов остальных концентраций на 20%, 41% и 39% соответственно.

Полученные данные частично совпадают с данными катетометрического исследования, в результате чего можно сделать вывод об изменении свойств раствора, по всей видимостью связанной с перестройками водородных связей.

Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (ГК П862 от 25.05.2010)

Литература:

1. Ниязи Ф.Ф., Кувардин Н.В. Способ определения способности биологически активных веществ к проявлению эффекта “сверхмалых доз”. Патент №2346260, от 10.02.2009 г.