Вивчення можливості застосування кіральних властивостей проліну як експрес-методу оцінки рівня забруднення річкових екосистем

х=1 - (Фд/Дд)/(Фк/Дк) (Гандзюра, 2002).

Вимірювання проводилися на лабораторній поляриметричній установці, яка забезпечувала фокусування мінімального кута повороту площини поляризації ±б = 3`. Функціональна оптична схема наведена на рис 1.

Необхідна довжина хвилі виділялася світлосильним монохроматором МУМ; досліджуваний зразок поміщався між поляризатором і аналізатором (призми Глана); в якості приймача випромінювання слугував фотопомножувач, величина електричного сигналу від якого реєструвалася за допомогою цифрового вольтметра. Вимірювання величини кута повороту площини поляризації досліджуваним зразком проводилося методом нульового відліку: спочатку в хід променів поміщається кювета товщиною l = 5 см з дистильованою водою і шляхом схрещення площини поляризації аналізатора та поляризатора фіксувався мінімальний відлік на цифровому вольтметрі, а за шкалою лімба, на якому закріплений аналізатор, значення відповідного йому кута б0; потім у хід променів поміщалася така ж кювета з досліджуваним розчином і шляхом обертання аналізатора знову знаходився мінімальний відлік на цифровому вольтметрі і відповідне йому значення кута бп за шкалою лімба. Величина кута повороту площини поляризації визначається як ±б = бп − б0. З метою підвищення точності визначення б його величина знаходилася як середнє значення із десяти вимірів для даної концентрації та фіксованої довжини хвилі л.

Результати досліджень та їх обговорення

Розробка концепції та методики дослідження кіральних властивостей проліну для діагностики природних вод. У цьому розділі виділені специфічні хімічні та фізичні властивості проліну, які доводять перспективність його застосування в гідроекологічних дослідженнях.

Законом Біо доведено, що кут обертання змінюється залежно від довжини хвилі (Лансберг, 1976). Він установив, що обертальна здатність приблизно обернено пропорційна квадрату довжини хвилі. При наближенні до смуги поглинання речовини кут обертання збільшується. Відомо, що амінокислоти поглинають в ультрафіолетовій частині спектра, між тим їх обертальні властивості вивчають при так званій лінії натрію (589,3 нм). І тому вимірювання при цій довжині хвилі у більшості випадків неточні. Для компенсації низьких обертальних властивостей при зазначеній довжині хвилі прийнято використовувати надто високу концентрацію розчинів досліджуваних речовин - в 1 мл/1 г оптично активної речовини при товщині шару 1 дм (10 см). Зрозуміло, що така висока концентрація речовин не зустрічається в природних водах, і тому цей метод не набув широкого використання у діагностиці їх стану. З цієї ситуації існує тільки один вихід: перенести дослідження в ультрафіолетову частину спектра.

Різними авторами (Сиренко, Козицкая, 1988) доведена здатність водоростей виділяти пролін у водне середовище поряд з іншими амінокислотами. При цьому дана амінокислота володіє найбільшою розчинністю та найбільшою оптичною активністю серед 20 основних амінокислот. Як зазначається в розділі 1 дисертації, розчинність L-проліну становить 162,3 г/100 г води, що на 2 - 3 порядки вище, ніж решти амінокислот, а кут обертання площини поляризованого світла проліном при лінії натрію досягає - 86,2°, що майже в 3 рази більший, ніж кут у наступної за активністю амінокислоти - фенілаланіну. При цьому слід звернути увагу на від’ємний знак кута, який, крім L-проліну, притаманний L-лейцину та ароматичним амінокислотам (L-фенілаланіну, L-тирозину, L-триптофану), проте всі вони володіють низькою розчинністю (у 80-160 разів нижчою за пролін), а три останніх ще й найнижчою концентрацією в білках водоростей та вищих рослин. Усе вищевикладене дозволило нам висунути гіпотезу про можливість застосування кіральних властивостей проліну для оцінки рівня забруднення природних вод.

Однією з важливих передумов використання поляризаційної активності водного розчину проліну для діагностування стану річок є визначення оптимальної довжини хвилі. При цьому ми виходили з того, що оптимальна довжина хвилі повинна відповідати двом вимогам: по-перше, при ній кут обертання повинен бути доволі великим; по-друге, точки, які відповідають кутам обертання при відомих заданих дослідником концентраціях, повинні максимально наближатися до калібрувальної кривої, побудованої для даної довжини хвилі.

Цікаві статті з розділу

Літосфера
Літосфера - кам'яна оболонка Землі, яка включає земну кору завтовшки від 6 (під океанами) до 80 км (гірські системи). Земна кора складена гірськими породами. Частка різних гірських порід у ...

Екологічний стан міста Біла Церква і Білоцерківського району Київської області
У третє тисячоліття людина має увійти з новою філософією життя, згідно з якою вона є часткою єдиної людської сім’ї, планетарного братства з високою екологічною культурою, в основі якої лежат ...

Вплив двоокису сірки, двоокису азоту та неорганічного пилу на організм людини
Україна є однією з найбільших за територією, чисельністю населення та економічним потенціалом держав Європи. Станом на 2005 рік населення України становило 48 мільйонів осіб. На території У ...