Разработка кинетической модели тестирования липидрастворимых биоантиоксидантов. Критерии оценки эффективности и действия липидрастворимых биоантиоксидантов. Сравнение водно-липидной и безводной кинетических моделей по информативности и области применения.
Аннотация к работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КИНЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕСТИРОВАНИЯ БИОАНТИОКСИДАНТОВ Работа выполнена в Сургутском государственном университете на кафедре химии Защита состоится «23 » ноября 2006 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета К212.274.04 при Тюменском государственном университете по адресу: 625003, г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного университета.Некинетические методы отличаются тем, что используются нестандартизированные субстраты, исследование ведут в некинетической области процессов окисления, а в качестве показателей используют концентрацию нестабильных пероксидов или вторичных продуктов. Кинетические методы позволяют количественно оценить антирадикальную активность соединений по величине константы скорости обрыва цепей или суммарную антиоксидантную активность по величине периода индукции. Разработаны две кинетические модели, которые позволяют производить поиск эффективных биоантиоксидантов не только среди традиционно исследуемых водонерастворимых соединений, но и среди природных и синтетических водорастворимых соединений, оценивать интегральную антиоксидантную активность всей совокупности компонентов биологического материала и биологических сред. Разработана совокупность критериев оценки эффективности, механизма действия биоантиоксидантов с помощью метода внешнего стандарта, а также по величинам параметров аппроксимирующих функций и их производных. Это позволяет оценить периоды полного торможения и выхода на стационарный режим, участие ингибитора в обрыве, продолжении, разветвлении цепей, величины начальной и максимальной скоростей, минимальную критическую концентрацию, при которой биоантиоксидант не влияет на кинетику процесса и максимальную критическую концентрацию, при которой биоантиоксидант проявляет высокую антиоксидантную активность.Рассмотрены механизмы антиоксидантного действия различных классов соединений, критически оценены методы и результаты тестирования антиоксидантов, рассмотрен состав и биологические функции липидов, особенности их свободнорадикального окисления, представлена теория мицеллообразования, основы и особенности межфазного и мицеллярного катализа. Во второй главе изложены методики получения этилолеата, метиллинолеата, методики инициированного и каталитического их окисления, очистки растворителей и ингибиторов, физико-химические характеристики исследованных соединений, методики исследования процессов мицеллообразования. В третьей главе приведены результаты всесторонней кинетической оценки эффективности модельной реакции тестирования липидрастворимых биоантиоксидантов в гомогенной среде. Приведено обсуждение результатов тестирования эффективности и механизма действия двух биоантиоксидантов с учетом литературных данных. В четвертой главе приведены результаты разработки водно-липидной кинетической модели и исследование ее эффективности для тестирования водорастворимых биоантиоксидантов.При известных К2 и К6 для метиллинолеата и экспериментальных значениях и [RH] вычислены Wi для добавок инициатора 6·10-2, 6·10-3, 2·10-3 моль/л, равные 3·10-8; 3·10-9 и 1,7·10-9моль л-1·с-1 соответственно. При известных скоростях инициирования, экспериментально определенных скоростях окисления метиллинолеата в присутствии различных концентраций добавок 2, 6-дитрет.бутил-4-метилфенола (ионола), известного в качестве сильного ингибитора вычислен параметр FK7, а в предположении f = 2, вычислены значения константы скорости обрыва цепей K7. Далее этим методом исследована кинетика окисления метиллинолеата в зависимости от концентрации ?-токоферола при разных скоростях инициирования. В нашем эксперименте искажение линейной зависимости наблюдалось при концентрациях ?-токоферола близких к его содержанию в животных тканях (1·10-4 моль/л). На рисунке 4 приведены типичные результаты математической обработки кинетических кривых окисления метиллинолеата при Wi = = 1,7·10-9 моль·л-1·с-1 в присутствии добавок ионола и ?-токоферола в концентрации 4·10-4 моль/л.Предложена кинетическая модель тестирования водонерастворимых биоантиоксидантов путем исследования кинетики инициированного окисления растворов эфиров ненасыщенных жирных кислот в хлорбензоле при 60,0±0,2OC в зависимости от концентрации и природы биоантиоксиданта. Пробу эфира (этилолеата, метиллинолеата) в хлорбензоле в соотношении 1 : 1 (по объему) и добавкой инициатора 2, 2"-азобисизобутиронитрила 1-4 мг/мл насыщают кислородом. Волюмометрически при непрерывном перемешивании определяют поглощение кислорода во времени в контрольной пробе и пробах с добавками биоантиоксиданта; Предложены критерии оценки эффективности и механизма действия биоантиоксидантов методом внешнего стандарта и с помощью математической модели. Пробу эфира (этилолеата или метиллинолеата) и воды в соотношении 1 : 4 (по объему), добавками хлорида меди и цетилтриметиламмония бромида с конечными концентрациями (1-5)·10-3 моль/л насыщают кислор