Автореферат (1105548), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Поэтомусоставляющую токсического эффекта, обусловленную только воздействием свободнорастворенного ПАУ на фоне собственного воздействия ГФК (TГФК+ПАУ) рассчитывали,используя в качестве контроля тест-отклик в присутствии ГФК (RГФК):R− R ГФК+ПАУTГФК+ПАУ = ГФК(9)R ГФК22Детоксицирующую способность (D) препаратов ГФК оценивали как относительноеуменьшение токсического эффекта ПАУ в присутствии ГФК по сравнению с исходнымтоксическим эффектом ПАУ:R 0 − R ПАУR− R ГФК + ПАУ− ГФК− TГФК + ПАУTR0R ГФКD = ПАУ=(10)R 0 − R ПАУTПАУR0При условии, что (1) токсический эффект ПАУ как в присутствии, так и в отсутствиеГФК линейно зависит от концентрации его свободно растворенной формы, то естьсоблюдается уравнение (8); (2) собственное действие ГФК на тест-объект не изменяется придобавлении ПАУ, то выражение (10) можно преобразовать к следующему виду:( k C ПАУ − k [ ПАУ ](11)D== 1− ak C ПАУгде СПАУ и [ПАУ] - общая и равновесная концентрация ПАУ, α - доля свободнорастворенногоПАУ в присутствии ГФК.Как видно из вышеприведенного уравнения, при справедливости принятыхпредпосылок коэффициент D численно равен доле ПАУ, связанного в нетоксичные аддукты сГФК.
В этом случае экспериментальные зависимости коэффициента D от концентрации ГФКможно использовать для расчета константы связывания ПАУ гумусовыми кислотами,аппроксимируя их с помощью преобразованного уравнения (3):D=toxKoc× C ГФКtox1 + Koc× C ГФК(12)где К toxос - константа связывания ПАУ гумусовыми кислотами, рассчитанная из данныхтоксикологического эксперимента.При справедливости исходного предположения о том, что механизмом детоксикацииПАУ гумусовыми кислотами является образование нетоксичных аддуктов ПАУ-ГФК, можноожидать равенства значений констант связывания, определенных по методу тушенияфлуоресценции и рассчитанных из токсикологических данных, т.е. К toxос =Koc. В связи с этимнами были рассчитаны значения К toxос и проведено сравнение полученных значений с Koc.Предложенный способ обработки токсикологических данных применяли дляколичественной оценки детоксицирующих свойств всех использованных в работе препаратовГФК по отношению к трем модельным ПАУ - Py, Flt и An.
Для этой цели измеряли R дафнийв контроле, в присутствии ПАУ, ГФК и при совместном присутствии ПАУ и ГФК. Изполученных данных согласно (10) рассчитывали коэффициент D и строили соответствующиекривые детоксикации - зависимость коэффициента D от концентрации ГФК. Типичныекривые детоксикации модельных ПАУ гумусовыми кислотами различного происхожденияприведены на Рис. 6.23DDПирен1.21ГФКторфа (T5)ГФК вод(FMX)0.80.60.40.2CГФК, мг С/л0-0.2 05101520ФК почв(FBG)25-0.41.2DАнтраценГК почв(HST)ГФК торфа(T5)10.8ГФК вод(FMX)ФК почв(FBG)0.60.40.2Флуорантен1.41.2ГК почв(HST)ГК почв(HST)ГФК торфа(T5)10.80.60.40.20-0.2 0-0.4-0.6ГФК вод(FMX)CГФК, мг С/л5101520ФК почв(FBG)25Рис. 6.
Кривые детоксикации модельныхПАУ при 5×10-7 Py, 7×10-7 Flt и 1.7×10-7 MAn гумусовыми кислотами различногопроисхождения.CГФК, мгС/л0-0.20510152025Как видно из приведенных зависимостей, для всех трех ПАУ увеличение концентрацииГФК в тест-системе сопровождалось повышением детоксицирующего эффекта. При этоммаксимальный эффект наблюдался для ГК почв, тогда как ФК почв не проявлялидетоксирующего действия. Наибольшая детоксикация была характерна для Py, несколькониже - для Flt.
В случае An детоксицирующий эффект ГФК был минимален.Полученные кривые детоксикации аппроксимировали уравнением (12) с целью расчетаК toxос . Типичные аппроксимационные кривые показаны на Рис. 7.1DПиренФлуорантенАнтрацен0.80.6r2=0.92r2=0.86r2 =0.950.40.2CГФК, мг С/л0051015202530Рис.
7.Аппроксимационныекривыеэкспериментальныхдетоксицирующихзависимостей на примере ГК почв (HBW). Точками обозначены экспериментальные данные,сплошными линиями - аппроксимирующие расчетные кривые.Рассчитанные значения К toxос и соответствующие стандартные отклонения приведены вТабл.
8. Как следует из полученных данных, препараты ГФК по величине детоксицирующейспособности по отношению к ПАУ располагаются в ряд, полностью аналогичный ихсвязывающей способности, а именно: ГК угля, ГК чернозема >> ГК ПД и СЛ почв > ГФКторфа > ГФК вод ≅ ФК чернозема >> ФК ПД и СЛ почв.24Константы связывания (л/кг С)токсикологических данныхПрепаратГФКПирен-5К toxос ×10*HBWHBWNHBPHBGHGWHGPHSHST4±1.44±1.23±0.82.1±0.54±1.34±0.86±3.15±1.6FBWFBPFBGFGWFST<0.3<0.3<0.3<0.33.0±0.8SEL3.6±0.6T1T4T5T6T7HTLTTLHTW4±1.13.7±0.62±0.83.6±0.64±2.64±1.74±2.70.8±0.2FMXWM3X3±1.11.1±0.3FMCSWA1.9±0.51.9±0.76±3.46±0.6*±стандартное отклонение при n=5AHAAGKr2ПАУгумусовымиФлуорантенr2К tox ×10-5осГК почв0.955±1.3*0.827±3.40.924±1.50.902.1±0.20.914±2.20.965±0.80.968±4.80.866±3.5ФК почв<0.3<0.3<0.3<0.30.892.2±0.6ГФК почв0.913.4±0.4ГФК торфа0.863±1.20.815±10.914.4±2.50.963±0.80.966.0±0.30.984±0.80.974±10.950.3±0.1ГФК природных вод0.912±0.50.930.4±0.10.912.5±0.50.982±0.6Коммерческие ГК угля0.846±2.80.975±0.8кислотами,Таблица 8рассчитанные изАнтрацен-5К toxос ×100.950.970.860.930.880.900.950.916±2.4*6±1.94±1.32±0.64±1.14±1.26±2.46±2.50.94<0.3<0.3<0.3<0.3<0.30.932±0.50.890.880.980.910.960.920.960.97n.d.1±0.51.2±0.22±0.6n.d.1.8±0.50.3±0.1<0.30.960.88<0.3<0.30.960.91<0.3<0.30.940.875±1.3n.d.r20.910.880.950.860.880.930.880.880.980.880.910.860.870.960.910.91Обращает на себя внимание тот факт, что все константы связывания, рассчитанные изтоксикологических данных, превосходят соответствующие Kос, определенные по методутушения флуоресценции.
Принимая во внимание, что К toxосбыли рассчитаны изпредположения, что коэффициент D определяется только химическим связыванием ГФК сПАУ, нами было проведено сравнение значений К toxос и Kос с использованием t-критерия25Стьюдента. Возможность применения данного критерия для сравнения двух среднихобеспечивалась существенным различием стандартных отклонений К toxос и Kос.
Так, согласноТабл. 8 стандартное отклонение К toxос в среднем в 20 раз превышает таковое для Kос. Данныйфакт позволил нам применить формулы параметрической статистики для расчета угловыхот Kос. Графики соответствующих корреляционныхкоэффициентов зависимости К toxосзависимостей приведены на Рис. 8.Антраценtox–5Koc ×10 , л/кг С10Флуорантен2r =0.6082r =0.726Пирен42r =0.742000.51–51.5Koc×10 , л/кг С22.53Рис.
8. Корреляционные зависимости между константами связывания, определеннымиметодом тушения флуоресценции, и рассчитанными из токсикологических данных.Рассчитанные угловые коэффициенты (± доверительный интервал, P = 0.95, n = 26) дляPy, Flt и An составили: 2.6 ± 0.3, 4.6 ± 0.6 и 6 ± 1.4, соответственно. Это указывает на то, чтоК toxос и Kос статистически значимо различаются по абсолютной величине. Принимая вовнимание, что Kос и К toxос являются условными константами, величины которых зависят отусловий среды (рН, ионная сила, и т.д.), полученные различия в их абсолютных значенияхмогут быть обусловлены тем, что для измерения Kос использовали бидистиллированную воду,тогда как токсикологические эксперименты проводили в отстоянной водопроводной воде.Высокие значения r2 соответствующих зависимостей (Рис.
8) позволяют судить охорошей сопоставимости данных констант. Так, 74, 72 и 60 % дисперсии К toxос Py, Flt и Anобъясняются изменением соответствующих величин Kос. Это обстоятельство позволяетиспользовать линейную модель взаимосвязи между данными константами:К toxос =а×Kос(13)где а - угловой коэффициент графиков соответствующих зависимостей.Полученные данные подтверждают предположение о том, что образованиенетоксичных аддуктов ПАУ-ГФК является основным механизмом детоксикации ПАУгумусовыми кислотами.26Установление взаимосвязи между структурой и детоксицирующими свойствамиГФКДля установления взаимосвязи между детоксицирующей способностью ГФК и ихструктурой использовали метод количественных соотношений.
Корреляционный анализпроводили для величин К toxос и молекулярными дескрипторами состава ГФК, аналогичноописанным для Кос.Как и в случае Кос, максимальные значения коэффициентов корреляции были получены13для С ЯМР-дескрипторов, характеризующих ароматичность ГФК. Для ∑CAr/∑CAlk (Рис. 9)соответствующие r2 составили 0.63, 0.74 и 0.45 для Py, Flt и An. Практически такими жезначениями r2 характеризовались зависимости между К toxос и ∑CAr.и CAr-H,C: 0.74, 0.61, 0.38 и0.76, 0.64, 0.41 для Py, Flt и An, соответственно.toxПирен-5Кoc x10 , л/кг Сr2 = 0.6310Антрацен8r2 = 0.456Флуорантен4r2 = 0.742Σ CAr/Σ CAlk000.511.522.5Рис. 9.
Корреляционная взаимосвязь К toxос пирена, флуорантена и антрацена и соотношенияароматических и алифатических фрагментов в молекулах ГФК.Наличие тесной взаимосвязи между дескрипторами ароматичности ГФК и К toxоспозволяет судить о важной роли ароматических фрагментов в процессах детоксикации ПАУ.Это также свидетельствует о том, что связывание ПАУ гумусовыми кислотами собразованием нетоксичных аддуктов является как основного механизма детоксикации ПАУгумусовыми кислотами.27ВЫВОДЫ1. Количественно охарактеризована связывающая способность обширной выборкигумусовых кислот различного происхождения (28 препаратов) по отношению к трем ПАУ.Значения констант связывания уменьшались по мере пирена, флуорантена и антраценасоставили (0.13-2.4)×105, (0.3-1.8)×105 и (0.5-1.0)×105 л/кг С, соответственно. Константысвязывания ПАУ убывали в ряду: ГК угля > ГК почв > ГФК торфов >> ГФК природныхвод > ФК почв.2. Установлены корреляционные зависимости между структурой ГФК и константамисвязывания ПАУ и проверена их устойчивость на выборках препаратов различногопроисхождения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
