ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2007, том 62, № 3, с. 292-294
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 543.258:543.8
ПРЯМОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИПОКСЕНА И ЕГО АНАЛОГОВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНОСТАТИЧЕСКОЙ КУЛОНОМЕТРИИ
© 2007 г. Г. К. Зиятдинова*, Г. К. Будников*, А. А. Лапин**
*Химический институт имени А.М. Бутлерова Казанского государственного университета
420008 Казань, ул. Кремлевская, 18 **Институт органической и физической химии имени А.Е. Арбузова Казанского научного центра
Российской академии наук 420088 Казань, ул. Арбузова, 8 Поступила в редакцию 19.10.2005 г., после доработки 27.12.2005 г.
Разработан способ определения микрограммовых количеств антиоксидантов гипоксена и его аналогов в модельных растворах методом кулонометрического титрования электрогенерированными галогенами с биамперометрической индикацией конечной точки с величиной относительного стандартного отклонения 0.01-0.05.
Интерес к исследованию соединений, способных предотвращать процессы свободнорадикаль-ного окисления в клетках, впервые возник у биофизиков и физиологов. Позже к решению таких задач пришли химики. Результатом их плодотворного сотрудничества является огромный массив информации об антиоксидантах, их функциях в живом организме, а благодаря химикам-синтетикам круг соединений этого типа значительно расширен.
Антиоксиданты - вещества различной химической природы, способные тормозить или устранять свободнорадикальное окисление органических соединений различными формами кислорода. Подавляя свободнорадикальное окисление, они регулируют степень влияния окисления на большинство метаболических процессов. Конечным итогом действия антиоксидантов является создание оптимальных условий для метаболизма и обеспечение нормального роста клеток и тканей [1, 2].
Большая группа препаратов с антиоксидант-ным действием - это антигипоксанты, улучшающие утилизацию организмом циркулирующего в нем кислорода, уменьшающие потребность в кислороде органов и тканей.
Гипоксен, олифен и митофен (зарегистрированные коммерческие препараты) представляют собой натриевую соль (поли-(2,5-дигидрокси-фе-нилен))-4-тиосульфокислоты:
H
O
S-S-ONa. м
O
Гипоксен, содержащий полимеризованный фе-нольный фрагмент с включенной тиосульфатной группой, обладает высокой антирадикальной активностью. Являясь антигипоксантом, он стимулирует разрушение продуктов перекисного окисления липидов и защищает мембраны клеток и митохондрий от разрушительного воздействия свободных радикалов, образующихся в процессе перекисного окисления липидов [3].
Полигидрофениленовая структура основного ядра гипоксена объясняет антиоксидантные свойства: гидроксильные группы легко отдают атом водорода, способный взаимодействовать с активным радикалом с образованием пероксидов. В молекуле гипоксена одновременно может присутствовать до 12 гидроксильных групп, способных практически в одну стадию или последовательно связывать свободные радикалы. При этом гидрохиноидные звенья олигомера превращаются в хиноны, которые под влиянием ДТ-диафора-зы регенерируются в исходную структуру [4].
Следует подчеркнуть, что олигомерная структура обладает низкой энергией связи Н-О, что облегчает прохождение реакции связывания свободных радикалов.
В присутствии гипоксена снижается потребность клеток в кислороде, а также угнетается процесс генерации активных форм кислорода, лавинообразное накопление которых неизбежно при гипоксии [5].
Таким образом, исследование лекарственных препаратов с антиоксидантным действием, широко применяемых в клинической медицине, актуально. Кроме того, из-за появления новых препаратов разработка простых и экспрессных способов
ПРЯМОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИПОКСЕНА И ЕГО АНАЛОГОВ
293
прямого определения гипоксена и его аналогов актуальна.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Электрогенерацию галогенов осуществляли на потенциостате П-5827 М при постоянной силе тока 5.0 мА из водных 0.2 М растворов KCl и KBr в 0.1 М H2SO4 и из 0.1 М раствора KI в тартратном буферном растворе с рН 3.56. Конец титрования определяли амперометрически с двумя поляризованными платиновыми электродами (AE = 300 мВ). Рабочим электродом служила гладкая платиновая пластинка площадью 1 см2, вспомогательным электродом - платиновая спираль, отделенная полупроницаемой перегородкой от анодного пространства ячейки.
Кулонометрическое титрование. В кулономет-рическую ячейку на 50.0 мл вносили 20.0 мл фонового раствора и (0.1-5.0 мл) исследуемого раствора антиоксиданта, помещали рабочий, вспомогательный и индикаторные электроды. Для титрования брали аликвоты с таким расчетом, чтобы время титрования не превышало 5 мин.
Фиксируя изменение тока во времени, по перегибу на кривой титрования находили конечную точку и рассчитывали массу вещества по формуле:
m = ItM/nF,
где I - сила тока, А; t - время титрования, с; M -молярная масса вещества, г/моль; n - число электронов, участвующих в реакции; F - постоянная Фарадея 96500 Кл/моль.
Стандартные растворы гипоксена, олифена и митофена готовили, растворяя точную навеску (0.1 г) в 50.0 мл дистиллированной воды.
Молярные массы гипоксена и его аналогов устанавливали масс-спектрометрически, регистрируя масс-спектры матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации на времяпролет-ном масс-спектрометре DYNAMO MALDI TOF (Thermo Bioanalysis Finnigan, США). Для лазерной десорбции использовали импульсный УФ-лазер с длиной волны 337 нм. Матрицей служила дигид-роксибензойная кислота. Образцы готовили методом "высушенной капли": смесь раствора матрицы в этаноле (1 мас. %) и раствора анализируемого вещества в ацетоне (0.1 мас. %) наносили на подложку и высушивали при 40°C.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Гипоксен, олифен и митофен быстро и количественно взаимодействуют с электрогенериро-ванными хлором и бромом. С иодом реакция протекает во времени, что указывает на кинетическую инертность тиосульфатной группировки в этом олигомере.
Таблица 1. Количество электронов, участвующих в реакциях гипоксена и его аналогов с электрогенериро-ванными галогенами (п = 5, р = 0.95)
Соединение Молярная масса, г/моль Число электронов по реакции с Cl2 Число электронов по реакции с Br2
Гипоксен 362 3 2
Олифен 395 4 2
Митофен 7.1 255 3 1
73-77 521 6 4
111 312 3 2
Таблица 2. Результаты кулонометрического определения антиоксидантов - гипоксена и его аналогов в модельных растворах (п = 5, р = 0.95)
Соединение Титрант Введено, мкг Найдено, мкг Sr
Гипоксен Cl2 181 178 ± 7 0.03
362 346 ± 8 0.02
1086 1089 ± 21 0.02
ВГ2 181 182 ± 9 0.04
362 363 ± 10 0.02
1086 1048 ± 36 0.04
Олифен Cl2 395 397 ± 12 0.02
790 782 ± 28 0.03
1580 1568 ± 15 0.01
ВГ2 395 389 ± 15 0.03
790 804 ± 29 0.03
1580 1591 ± 10 0.01
Митофен 7.1 Cl2 255 254 ± 10 0.03
510 503 ± 18 0.03
1020 1042 ± 29 0.02
ВГ2 255 254 ± 15 0.05
510 506 ± 8 0.01
1020 994 ± 46 0.03
73-77 Cl2 52.1 51.4 ± 0.8 0.02
130 128.9 ± 0.7 0.01
260 257 ± 2 0.01
ВГ2 260.5 257 ± 7 0.02
521 515 ± 19 0.03
1042 1037 ± 10 0.01
111 Cl2 312 307 ± 5 0.02
624 615 ± 19 0.02
1248 1250 ± 36 0.02
ВГ2 312 309 ± 6 0.01
624 615 ± 25 0.03
1248 1243 ± 33 0.02
294
ЗИЯТДИНОВА и др.
Для установления стехиометрии реакций титровали стандартные водные растворы соединений (табл. 1).
Поскольку гипоксен представляет собой оли-гомер, то сложно предложить схемы его взаимодействия с галогенами. Вероятно, происходит окисление фенольных фрагментов с образованием хиноидных структур.
Правильность определения гипоксена, олифе-на и митофена в модельных растворах оценена по методу "введено - найдено" (табл. 2).
На основе полученных данных предложена методика быстрого кулонометрического определения антиоксидантов - антигипоксантов.
Работа выполнена при поддержке гранта АН РТ № 07-7.3-176 и программы "Университеты России", проект 06.01.085.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Янковский О.Я. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты). С.-П.: "Игра", 2000. 294 с.
2. Diplock A.T. Antioxidants and free radical scavengers // Free Radical Damage and its Control. Ed. By C.A. Rise-Evans, R.H. Burdon. Amsterdam: Elsevier, 1994. P. 113.
3. Смирнов B.C., Кузьмич М.К., Маевский Е.И., Глухарев Ю.А. // 4-ый Конгресс Российской ассоциации аллергологов и клинических иммунологов (РААКИ). Москва, 2001. Сб. трудов. Т. 2. С. 395.
4. Смирнов В С, Кузьмич М.К. Гипоксен. СПб., М.: Фарминдекс, 2001. 104 с.
5. Абрамченко В В. Антиоксиданты и антигипоксан-ты в акушерстве (оксидативный стресс в акушерстве и его терапия антиоксидантами и антигипо-ксантами). СПб: ДЕАН, 2001. 400 с.
Direct Determination of Hypoxen and Its Analogs by Galvanostatic Coulometry
G. K. Ziyatdinova", G. K. Budnikov", and A. A. Lapin*
a Butlerov Chemical Institute, Kazan State University, ul. Kremlevskaya 18, Kazan, 420008 Tatarstan, Russia b Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Research Center, Russian Academy of Sciences,
ul. Arbuzova 8, Kazan, 420088 Tatarstan, Russia
Abstract—A method is developed for determining microgram amounts of antioxidants, i.e., hypoxen and its analogs in model solutions by coulometric titration with electrogenerated halogens using the biamperometric indication of the titration end-point. The relative standard deviation of the determination varies from 1 to 5%.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.