Эколого-биологические эффекты нанокристаллических металлов

• Автор: Чурилов, Геннадий Иванович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Балашиха
• Количество страниц: 332 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ;

Г. 1 Нанокристаллические металлы и < их влияние: на эколого-биохимические процессы растений и животных

1.1.1 Влияние кобальта, железа и меди на физиологическое состояние растений

1.1.2 Влияние кобальта, железа, и меди на физиологическое состояние животных

1.2 Теоретическое обоснование использования ультрадисперсных порошков* металлов; (УДПМ) ” как. экологически/ безопасных форм микроэлементов

Г2Л. Применение нанорамерных частиц в биологических объектах

1.3.' Характеристика и биоэкологическая роль растений, семена которых обрабатывались нанопорошками

1.3.1 Горец птичий

Р.3;2 Лапчатка; гусиная.
1.3 ;3 : Бобовые культуры
1 .З А'Биологические особенности кукурузы
1.4 Биологически-акгивные полимеры растений, их свойства и основные функции
1.4.1.Физиологические:функции лектино'в
1.4.2 Классификация и-.строение пектиновых веществ
К4.2Л;0сновные методы; исследования строения полисахаридов
1.5. Сохранение эколого-биологическои безопасности полисахаридных комплексов при действии УДПМ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2:1 Объекты и методы исследования:
2.2 Обработка семян растений ультрадисперсными порошками
2.3 Определение продуктивности фотосинтеза
2.4 Определение содержания микро- и макроэлементов в почве и зеленой массе растений
2.5 Определение содержания аскорбиновой кислоты и каротина в растениях
2.6 Выделение полисахаридов
2.7 Выделение белка, лектинов и полисахаридов из семян вики
2.8 Условия проведения опытов на животных
2.9 Изучение морфо-биохимических показателей крови опытных животных
2.10 Объекты и эффекты изучения морфо-биохимической активности водорастворимых полисахаридов лекарственных растений
2.11 Органолептическая оценка мясной продукции
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. Действие УДПМ на экологическое состояние почвы, урожайность, качество зеленой массы и накопление биологически активных соединений в растениях
3.1 Влияние УДПМ на содержание микроэлементов в почве и вегетативных органах растений
3.2 Влияние УДПМ на рост, развитие и формирование зелёной массы изучаемых растений.
3.3 Действие УДПМ на урожайность, качество зеленой массы и содержание биологически активных соединений
3.4 Влияние УДП железа на рост и развитие, урожайность кукурузы
3.4.1 Динамика макро- и микроэлементов в онтогенезе кукурузы:
3.5 Влияние УДПМ на содержание микроэлементов в почве и зеленой массе
растений
ГЛАВА 4. Влияние нанокристаллических металлов на состав и свойства полисахаридов растений
4.1 Выделение и изучение состава и свойств водорастворимых полисахаридов горца птичьего
4.1.1 Выделение полисахарида из горца птичьего
4.1.2 Физико-химические характеристики полисахаридов
4.1.3 Условия гидролиза полисахарида
4.1.4 Полисахаридный состав горца птичьего
4.2 Влияние УДП кобальта на полисахаридный состав горца птичьего
4.2.1 Структура полисахаридов горца птичьего и действие на нее УДП
кобальта
4.2.2 Периодатное окисление полисахаридов А горца птичьего
4.2.3 Периодатное. окисление полисахаридов В горца птичьего и горца птичьего, семена которого перед посадкой были обработаны УДП кобальта
4.3 Состава, свойства, строение полисахарида лапчатки гусиной
4.3.1 Выделение полисахаридов
4.3.2 Физико-химические характеристики полисахаридов
4.3.3 Условия гидролиза полисахарида
4.4 Действие УДПМ на накопление, свойства и строение водорастворимых
полисахаридов лапчатки гусиной
4.4.1 Моносахаридный состав полисахарида лапчатки гусиной
4.5 Состав, свойства, структура полисахаридов семян вики, выращенной с использованием УДП меди и кобальта
4.6 Влияние УДП меди и кобальта на содержание белка и лектина в семенах вики и улучшение её кормовых характеристик
ГЛАВА 5. Экологические последствия действия нанокристалли-ческих металлов на биологическую активность кормовых и лекарственных растений

Наночастицы металлов покрыты оксидной оболочкой толщиной от 2 до 10 нм, а их стабильность по отношению к окислению- определяется устойчивостью двойного электрического слоя, обладающего псевдоёмкостью. Электрохимические потенциалы наночастиц металлов отличаются от стандартных величин: смещены на 0,2 - 0,6 В в область отрицательных значений. Таким образом, нанопорошок железа может проявлять восстановительные свойства, сравнимые с компактным алюминием. Действие нанопорошков на организм проявляется, прежде всего, в присутствии наночастиц как инородных тел (для индифферентных частиц) на клеточном и макромолекулярном уровне, а также в токсическом действии продуктов взаимодействия наночастиц с биологическими жидкостями (ионы металлов, комплексные соединения) (B.C. Полякова, С.А. Мирошников и др., 2009). По мнению авторов (В.Г. Каплуненко, Н.В. Косинов, 2007) наиболее перспективными для применения в биосистемах являются анионоподобные высококоординационные аквахелаты нанометаллов. В силу своей нетоксичности и хорошей биосовместимости с живой клеткой наночастицы, хелатированные молекулами воды, легко проникают через мембраны клеток, а наночастицы легко «раскрываются», что создает условие для их высокой активности. Авторы (В.Г. Каплуненко, Н.В. Косинов, 2007) считают, что некоторые из полученных наноматериалов могут быть использованы в качестве экологически безопасных дезинфицирующих средств. К таким наноматериалам они относят аквакомплексы меди и серебра. При этом наиболее эффективным является использование наночастиц указанных металлов в виде структурированых агломератов наночастиц, представляющих собой совокупность короткозамкнутых гальванических пар из наночастиц двух металлов.
В работе (O.A. Богословская, Е.А. Сизова и др., 2009) исследовано общее токсическое действие нанопорошков в виде суспензий на организм (лабораторные мыши), их действие на клеточном уровне (цитотоксическая активность) и на молекулярном уровне.