Изучение структуры воды на супрамолекулярном уровне для разработки новых методов стандартизации и контроля качества минеральных вод и жидких лекарственных форм

• Автор: Успенская, Елена Валерьевна
• Шифр специальности: 15.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Структура воды на атомном и молекулярном уровнях

1.1.1. Модели жидкого состояния воды.

1.1.2. Аномалии свойств воды

1.2. Фрактальные структуры воды.

1.2.1. Структура воды на супрамолекулярном уровне

1.2.2. Диссипативные структуры

1.3. Активация воды. Физикохимические и биологические аспекты.

1.3.1. Проблема метастабильного состояния воды

1.3.2. Влияние изотопного состава на

биологическую активность воды
1.3.3. Активность воды с пониженным содержанием дейтерия.
1.3.4. Свойства и активность тяжелой воды
1.3.5. Методы биотестирования вод с различным
изотопным составом.
1.3.6. Влияние электромагнитных процессов на активацию воды.
1.3.7. Понятие о спинмодифицированной воде
1.4. Минеральные воды
1.4.1. Питьевые воды как сложные водные растворы.
1.4.2. Общие сведения о минеральных водах
1.4.3. Химический состав подземных вод.
1.4.4. Микрофлора подземных вод.
1.4.5. Газы подземных вод.
1.4.6. Классификация минеральных вод
1.4.7. Оценка качества вод методами биогестирования.
1.5. Методы стандартизации и контроля качества
минеральных вод и жидких лекарственных форм
1.5.1. Общие методы анализа минеральных вод
1.5.2. Метод лазерной дифракции
ГЛАВА II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследования.
2.2. Лазерные методы исследования частиц дисперсной фазы
2.2.1. Метод лазерной дифракции
2.2.2. Метод визуализации динамики движения дисперсной фазы
2.2.3. Метод лазерной интерферометрии
2.2.4. Компьютерная обработка цифровых кадров видеозаписи
2.2.5. Исследование кинетики релаксации гигантских
гетерофазных водных кластеров
2.3. Метод ядерного магнитного резонанса
2.4. Метод рассеяния моноэнергетических нейтронов
2.5. Исследования с использованием клеточного биосенсора.
2.6. Определение содержания микроэлементов методом атомноабсорбционной спектрометрии
с электротермической атомизацией.
ГЛАВА II РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Влияние химического состава водных растворов на структуру
и свойства гигантских гетерофазных кластеров воды.
3.1.1. Гетерогенная природа воды.
3.1.2. Роль дейтерия в стабилизации
гигантских гетерофазных кластеров воды.
3.1.3. Влияние р на гигантские гетерофазные кластеры воды
3.1.4. Влияние ионной силы раствора
на гигантские гетерофазные кластеры воды.
3.1.5. Влияние растворенных газов на размерные спектры
гигантских гетерофазных кластеров воды
3.2. Атлас размерных спектров гигантских гетерофазных кластеров воды гомогенных водных образцов
различного происхождения. 3
3.3. Элементы валидации метода анализа
3.4. Разработка лазерных экспрессметодов определения подлинности минеральных вод и гомогенных водных
жидких лекарственных форм.
ГЛАВА IV ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
4.1. Строение гигантских гетерофазных кластеров воды
и возможные механизмы их формирования.
5.1. Двуструктурная модель воды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 9
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Сильные межмолекулярные взаимодействия в воде оказывают глубокий эффект на все свойства воды, включая ее вибрационный спектр 8, 0, 1, 5, 4, 8, 0,2, 3. Несмотря на то, что ИК спектр воды часто рассматривался как фон в спектрах биологических молекул, сами по себе полосы поглощения могут содержать информацию о воде. Можно выделить три подхода в развитии представлений о структуре жидкой воды. В первом, в результате систематического исследования физикохимических свойств жидкостей, были установлены аномальные проявления воды среди других жидких систем. Второй этап характеризовался развитием исследований воды на молекулярном уровне с использованием доступных физических методов анализа. В настоящее время внимание исследователей сосредотачивается на изучении низкочастотных спектров, связанных с элементарными молекулярнокинетическими движениями молекул воды и компьютерном моделировании. Термин структура жидкости определяет статистическую закономерность межмолекулярных расстояний и ориентаций, характерных для любой плотно упакованной системы. Благодаря конечному размеру молекул и силам молекулярного взаимодействия, любой жидкости свойственны ближний порядок в расположении частиц и отсутствие дальнег о порядка . До XVIII в. Свойства жидкости исследовались методами гидродинамики и теории упругости. Французский ученый Пьер Симон Лаплас предположил, что все свойства жидкости определяются короткодействующими силами между молекулами, которые практически исчезают, когда расстояние между молекулами превышает некоторое значение , обосновав тем самым молекулярный подход к проблеме жидкости. Удобным методом описания структуры простой жидкости является функция радиального распределения, которая может быть рассчитана на основании данных по рассеянию рентгеновских лучей и нейгронов. Исследовать при помощи дифракции
рентгеновских лучей жидкости стали позднее, и вода была одной из первых, исследованных Питером Дебаем в году. Данные рентгеноструктурного анализа показали, что вода довольно упорядоченная жидкость, молекулы которой связаны водородными связями и указывали на наличие высокой степени ближнего порядка в воде, в которой каждый атом может быть окружен двенадцатью соседями. Этот довольно неожиданный результат был не сразу принят учеными, так как то время господствовала привлекательная изза своей простоты теория непрерывности газового и жидкого состояния ВандерВаальса, которая не находила качественного различия между газами и жидкостями. Однако наличие ближнего порядка неопровержимо подтверждалось все новыми и новыми экспериментальными данными и встал вопрос о нахождении подходящей модели для их описания. Одну из первых таких моделей предложили Дж. Бернал и Р. Фаулер. Они предположили, что чегыре ближайших соседа, характерные для льда, сохраняются и в жидком состоянии, причем эти соседи связаны направленными к углам тетраэдра водородными связями. С ростом температуры некоторые молекулы отрываются от тетраэдрического каркаса, образуя структуру с более плотной упаковкой. Это представление о двух структурах, имеющихся в жидкой воде, было основополагающим вкладом, сохранившимся во всех последующих теориях. Жидкость рассматривалась как однородное нерегулярное построение молекул, связанное силами сцепления, не содержащее никаких кристаллических участков или дырок, достаточно больших для внедрения в них других молекул. Из множества построенных моделей жидкости как плоских, так и трехмерных, при размещении молекул в пространстве Бернал руководствовался законом 1Я6, где Я расстояние между молекулами. Допускалась возможность варьирования трех параметров число ближайших соседей в координационной сфере, среднее расстояние между координационными сферами и расстояние между соседями в координационной сфере. Таким образом, модель из нерегулярно упакованных, а затем равномерно сжатых шаров показала, что в системе, близкой по плотности к плотности простой жидкости, преимущественно имеет место пятиугольная симметрия. Так, допуская ощутимое преобладание процессов изгиба водородных связей над их разрывом при изменении внешних условий, предполагают континуальную модель строения жидкой воды ,.