Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Электронно-лучевая обработка воды с растворенным красителем полностью уничтожила его мутагенность
Ученые лаборатории электронно-лучевой конверсии энергоносителей ИФХЭ РАН совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета и Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН впервые доказали, что электронно-лучевая обработка мутагенных органических соединений с сопряженными связями приводит к полному устранению мутагенности.
На примере пищевого красителя ПОНСО 4R (E124) в водном растворе показано, что в процессе обработки электронами с дозой 1,5 кГр при концентрации красителя 0,02 граммов на кубический дециметр он полностью обесцветился. Тестирование мутагенности по методу Эймса показало устранение мутагенности до уровня спонтанного мутагенеза.
При обработке красителя электронами происходит присоединение ОН-радикалов, возникших в ходе радиолиза воды, к системе сопряженных внутримолекулярных связей молекулы Е124 с образованием ОН-аддуктов. Из-за этого от молекулы отщепляются активные группы, имеющие более низкую энергию связи, и снижается ее растворимость и ее подвижность в реакциях с ДНК. Стабильность молекулы уменьшается из-за повреждения внутримолекулярной системы сопряженных связей, включая связующий мостик N=N между нафталиновыми звеньями.
Таким образом, с красителем взаимодействуют радикалы, возникающие при электронно-лучевой обработке раствора. При дозе 1,5кГр каждая молекула Е124 в растворе может взаимодействовать с несколькими радикалами ОН и потерять все боковые группы без образования мутагенов и токсичных соединений.
Обезвреживание электронами не требует предварительной подготовки раствора и на настоящий момент является единственным практическим способом необратимого устранения мутагенности. При фотолизе, в отличие от электронно-лучевой обработки, энергия света поглощается непосредственно молекулами красителя, что в условиях малой концентрации вещества значительно менее выгодно. Длительный фотолиз солнечным светом не устраняет мутагенность Е124.
Краситель «красный кошенилевый» ПОНСО 4R – искусственное соединение, синтезируемое из ароматических углеводородов. Он разрешен к использованию в качестве пищевой добавки в России и странах Евросоюза (кроме Финляндии) и запрещен в США и Норвегии. Он является неспецифическим мутагеном. Благодаря внутримолекулярному сопряжению химических связей ароматические красители, такие как ПОНСО 4R, устойчивы в широком диапазоне температур. В пищевой промышленности их используют и при замораживании, и при стерилизации продуктов.
Искусственные красители, применяемые в пищевой промышленности, впоследствии в большом количестве оказываются в сточных водах. Это искусственные соединения, и природные организмы не умеют их разлагать. Некоторые красители под действием солнечного света и других растворенных веществ преобразуются в токсичные вещества. Все они снижают прозрачность воды и препятствуют фотосинтезу. Многие из них обладают мутагенностью.
В настоящее время внимание к вопросам генетической безопасности человека усиливается. Ионы тяжелых металлов, поступающие из автомобильных выхлопов, пищевые добавки, компоненты косметических средств и бытовой химии, выбросы предприятий, активные формы кислорода, выделяемые, в том числе, людьми в процессе метаболизма под действием перечисленных негативных факторов, — все это провоцирует развитие у людей онкологических и генетических заболеваний. Количество провоцирующих факторов растет. Метод редактирования генома, как оказалось, пока еще не является рабочим средством для лечения генетических болезней; поэтому тем более важно нейтрализовать потенциальные мутагены.
Электронно-лучевая обработка сточных и промышленных вод – преобразование имеющихся в воде примесей в извлекаемую или безопасную форму посредством облучения воды ускоренными электронами. Электроны способны разрушать токсичные радикалы, уничтожать микробы, в том числе в спорах, переводить растворимые соединения в нерастворимые. В присутствии воздуха электроны ускоряют окисление примесей, и очистка воды происходит в миллионы быстрее, чем в прудах-аэраторах. Без доступа воздуха под действием электронов происходит восстановление примесей, и они переходят в малорастворимые или нерастворимые соединения, которые легко извлечь.
При электронно-лучевой обработке не используются химикаты, следовательно, не повышается содержание солей в воде. Обезвреживание примесей происходит необратимо и практически мгновенно.
Уменьшение количество примесей и обесцвечивание воды благоприятствуют природному фотосинтезу, а увеличение биоразлагаемости примесей уменьшает расход кислорода. Таким образом, электронно-лучевая обработка способствует насыщению воды кислородом, что необходимо для жизни полезных обитателей водоема – растений, рыбы, моллюсков и так далее.
В результате электронно-лучевой обработки получается чистая прозрачная вода, в которой достаточно кислорода и могут развиваться водоросли, рыбы, моллюски и другая живность.
В отличие от других способов обеззараживания, электронно-лучевая обработка при увеличении масштаба становится более выгодной, потому что получение ускоренных электронов на крупном ускорителе обходится дешевле.
Изучение инактивирования примесей с помощью электронно-лучевых технологий — часть комплексного проекта по использованию электронно-лучевых технологий для обезвреживания отходов и аварийных техногенных выбросов. Проект первой в мире комплексной системы крупнотоннажной очистки воды с помощью электронно-лучевых технологий, дополненной системой экологического мониторинга, разработан ИФХЭ РАН и ИЯФ СО РАН совместно с другими институтами и университетами. Проект включает создание новых сверхмощных ускорителей электронов (каких нет еще ни в одной стране) и технологического оборудования для них; создание мобильного ускорительного комплекса, который в трейлере можно переместить к месту аварии; создание системы экологического мониторинга, позволяющего учитывать накопительные эффекты загрязнений и их генно-модифицирующие свойства.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из Института космических исследований РАН и МФТИ раскрыли химический механизм, объясняющий появление молекул воды на поверхностях астероидов.
Пластичность мозга — его способность перестраиваться под влиянием приходящей информации. Это свойство необходимо для обучения и адаптации. Пластичность особенно высока в детском и юношеском возрасте, она помогает быстро выучить иностранный язык и освоить сложные моторные навыки (например, фигурное катание). Ресурс пластичности есть и у пожилых людей — благодаря альтернативным нейронным сетям они восстанавливаются после травмы или инсульта. Как выясняется, высокая пластичность это не всегда хорошо. Нарушение тонкого баланса между пластичностью и стабильностью может вести к неприятным последствиям, таким как хроническая боль, тиннитус (звон в ушах) и фобии.
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета разработали эффективный способ обнаружения в крови важнейшего биомаркера иммунитета — неоптерина — с помощью нанотехнологий и лазера.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
На наземные растения, в основном деревья, приходится 80 процентов всей биомассы Земли, 450 миллиардов тонн сухого углерода и более двух триллионов тонн «живого веса». Поэтому идея сажать новые леса для связывания СО2 из атмосферы долго казалась логичной. Новые данные показали, что реальность заметно сложнее.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно