Из мира животных
Если вы вдруг почувствуете запах марихуаны, оглядитесь вокруг. Возможно это не курильщик, а гуара, или гривистый волк. Дело в том, что эти волки, похожие на что-то среднее между крупной лисой и шакалом, когда ищут себе пару, то активно метят территорию, а их моча содержит летучие ароматные молекулы из класса пиразинов, которые также можно найти в марихуане.
Если вы вдруг почувствуете запах марихуаны, оглядитесь вокруг. Возможно это не курильщик, а гуара, или гривистый волк. Дело в том, что эти волки, похожие на что-то среднее между крупной лисой и шакалом, когда ищут себе пару, то активно метят территорию, а их моча содержит летучие ароматные молекулы из класса пиразинов, которые также можно найти в марихуане.
Медицинская наука: вчера, сегодня, завтра
Первый всероссийский Форум молодых учёных "Медицинская наука: вчера, сегодня, завтра", посвященный 300-летию Российской академии наук и 80-летию Отделения медицинских наук РАН прошел в Москве в апреле. Работа Форума была разделена на секции, отражающие основные отделы современной медицины, также была секция, посвященная химическим достижениям медицинской направленности. Фотографии с мероприятия можно посмотреть в буклете https://edu-sirano.ru/uploads/article/2599/RAN_Photo.pdf
Первый всероссийский Форум молодых учёных "Медицинская наука: вчера, сегодня, завтра", посвященный 300-летию Российской академии наук и 80-летию Отделения медицинских наук РАН прошел в Москве в апреле. Работа Форума была разделена на секции, отражающие основные отделы современной медицины, также была секция, посвященная химическим достижениям медицинской направленности. Фотографии с мероприятия можно посмотреть в буклете https://edu-sirano.ru/uploads/article/2599/RAN_Photo.pdf
ЭДТА или Трилон Б
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксуснойкислоты (ЭДТА), «Комплексон III»,Трилон Б - это все названия одного и того же вещества.
Трилон Б представляет собой белый кристаллический порошок хорошо растворимый в воде и малорастворимый в спирте.
Название«Трилон Б» изначально являлось торговой маркой продукта, выпускаемого немецким концерном BASF, однако очень быстро вошло в обиход и повсеместно применяется для обозначения соединения из-за простого произношения.
Являясь хорошим комплексоном, Трилон Б делает нерастворимые соли металлов растворимыми – действие основано на извлечении ионов металла из молекул нерастворимых солей металлов и замещения в них ионами натрия, почти все соли которого растворимы в воде. Трилон Б не взаимодействует с органическими веществами и безопасен для изделий из металлов, так как не является окислителем. Эти свойства обуславливает широкий спектр практического использования: в аналитической химии для качественного и количественного определения многих катионов и анионов; в производстве препаратов для бытовой химии и в синтетических моющих средствах; в промышленности для промывки теплоэнергетического оборудования, труб и котлов от накипи и ржавчины и многие другие области.
Одно из необычных, на первый взгляд, применений этого вещества – увеличения сроков хранения продуктов питания, в том числе… вина. Часто порча продуктов при хранении в основном связана с процессами окисления, которые катализируются катионами тяжелых металлов. Комплексоны связывают катионы металлов в каталитически неактивные комплексы, что продлевает сроки сохранности продуктов. При добавлении к вину, Трилон Б связывает содержащиеся в нем ионы железа в стойкие комплексы предотвращая окисление танинов, и, тем самым, стабилизируя вино против помутнения и потемнение окраски.
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксуснойкислоты (ЭДТА), «Комплексон III»,Трилон Б - это все названия одного и того же вещества.
Трилон Б представляет собой белый кристаллический порошок хорошо растворимый в воде и малорастворимый в спирте.
Название«Трилон Б» изначально являлось торговой маркой продукта, выпускаемого немецким концерном BASF, однако очень быстро вошло в обиход и повсеместно применяется для обозначения соединения из-за простого произношения.
Являясь хорошим комплексоном, Трилон Б делает нерастворимые соли металлов растворимыми – действие основано на извлечении ионов металла из молекул нерастворимых солей металлов и замещения в них ионами натрия, почти все соли которого растворимы в воде. Трилон Б не взаимодействует с органическими веществами и безопасен для изделий из металлов, так как не является окислителем. Эти свойства обуславливает широкий спектр практического использования: в аналитической химии для качественного и количественного определения многих катионов и анионов; в производстве препаратов для бытовой химии и в синтетических моющих средствах; в промышленности для промывки теплоэнергетического оборудования, труб и котлов от накипи и ржавчины и многие другие области.
Одно из необычных, на первый взгляд, применений этого вещества – увеличения сроков хранения продуктов питания, в том числе… вина. Часто порча продуктов при хранении в основном связана с процессами окисления, которые катализируются катионами тяжелых металлов. Комплексоны связывают катионы металлов в каталитически неактивные комплексы, что продлевает сроки сохранности продуктов. При добавлении к вину, Трилон Б связывает содержащиеся в нем ионы железа в стойкие комплексы предотвращая окисление танинов, и, тем самым, стабилизируя вино против помутнения и потемнение окраски.
Диоксид серы в вине
Виноделы древнего Рима не знали что такое оксиды, но уже начали использовать один из них при изготовлении вина.
В наши дни диоксид серы добавляют почти на всех стадиях производства - при дроблении ягод, при декантации вина с осадка, при каждом переливе и при розливе по бутылкам.
Если в бутылке оксида серы будет слишком много, то вино будет не только невкусное, но и опасное для здоровья, поэтому его количество строго регулируется законодательством и не должно превышать 160 мг/л для красных вин и 200 мг/л для белых.
SO2 выполняет множество важных ролей - и антиоксиданта, тем самым защищая фенольные компоненты вина, и антибактериального препарата. Кроме того он способствует более эффективному разрушению оболочки растительных клеток, что придает напитку более интенсивный цвет.
Другая важная функция SO2 заключается в том, что он помогает отобрать правильные для брожения дрожжи из всех тех, что естественным образом присутствуют на кожице ягод. Неправильные дрожжи могут замедлить ферментацию на уровне содержания 5-6 процентов алкоголя.
Вина, не содержащего SO2 не существует. Даже если его не добавляли при производстве напитка, SO2 является естественным метаболитом жизнедеятельности винных дрожжей.
( по мотивам книги «Вино» С. Савича)
Виноделы древнего Рима не знали что такое оксиды, но уже начали использовать один из них при изготовлении вина.
В наши дни диоксид серы добавляют почти на всех стадиях производства - при дроблении ягод, при декантации вина с осадка, при каждом переливе и при розливе по бутылкам.
Если в бутылке оксида серы будет слишком много, то вино будет не только невкусное, но и опасное для здоровья, поэтому его количество строго регулируется законодательством и не должно превышать 160 мг/л для красных вин и 200 мг/л для белых.
SO2 выполняет множество важных ролей - и антиоксиданта, тем самым защищая фенольные компоненты вина, и антибактериального препарата. Кроме того он способствует более эффективному разрушению оболочки растительных клеток, что придает напитку более интенсивный цвет.
Другая важная функция SO2 заключается в том, что он помогает отобрать правильные для брожения дрожжи из всех тех, что естественным образом присутствуют на кожице ягод. Неправильные дрожжи могут замедлить ферментацию на уровне содержания 5-6 процентов алкоголя.
Вина, не содержащего SO2 не существует. Даже если его не добавляли при производстве напитка, SO2 является естественным метаболитом жизнедеятельности винных дрожжей.
( по мотивам книги «Вино» С. Савича)
Волшебные капли алхимика-авантюриста
Мастер-класс от Екатерины II по употреблению бестужевского эликсира: «Я не знаю, из чего состоят эти капли. Знаю только, что я большая их поклонница и что в них входит железо. Их дают вместо хины, а я их даю во всех случаях».
Граф Алексей Петрович Бестужев-Рюмин — русский государственный деятель и дипломат, канцлер Российской империи при Елизавете Петровне. Но увлекала Бестужева не только политика – был он вдобавок ко всему еще и алхимиком-авантюристом.
Бестужев-Рюмин долго служил в Дании резидентом. Там же он изобрел известные капли, которые потом называли бестужевскими. В медицинских справочниках 18 века эти капельки именовались Tinctura nervina Bestuscheffi. По инструкции Бестужева, хлорное железо в определенной пропорции растворяли в спиртовой смеси с эфиром. Получившийся эликсир процеживали, разливали в прозрачную посуду и закупоривали. Склянки держали на свету до полного обесцвечивания раствора, затем ставили в темное место и время от времени приоткрывали для доступа воздуха. Жидкость постепенно приобретала волшебный золотистый оттенок. Алексей Петрович уверял, что снадобье исцеляет от любого недуга. Оно действительно восстанавливало в организме необходимую концентрацию железа после распространенных в тогдашней медицине кровопусканий. Врачи применяли эти капли вплоть до 1940-х.
Помощник Бестужева химик Иоганн Лембке в 1728 году продал рецепт французскому бригадному генералу, известному по фамилии де Ла Мотт, и этот ловкач стал тиражировать бестужевское изобретение под названием «Золотой эликсир де Ла Мотта». Таким образом во Франции бестужевские капли стали известны под названием élixir d’or, или élixir de Lamotte.
Рецепт капель от нервных и других болезней Бестужев держал в строгом секрете. Однако позднее сам Бестужев открыл свой секрет петербургскому аптекарю Моделю (впоследствии академику), от которого секрет перешёл к аптекарю Дуропу; вдова Дуропа продала его за 3000 рублей императрице Екатерине II, по повелению которой рецепт был опубликован в «С.-Петербургском вестнике» за 1780 год и стал доступен всем аптекарям бесплатно.
Мастер-класс от Екатерины II по употреблению бестужевского эликсира: «Я не знаю, из чего состоят эти капли. Знаю только, что я большая их поклонница и что в них входит железо. Их дают вместо хины, а я их даю во всех случаях».
Граф Алексей Петрович Бестужев-Рюмин — русский государственный деятель и дипломат, канцлер Российской империи при Елизавете Петровне. Но увлекала Бестужева не только политика – был он вдобавок ко всему еще и алхимиком-авантюристом.
Бестужев-Рюмин долго служил в Дании резидентом. Там же он изобрел известные капли, которые потом называли бестужевскими. В медицинских справочниках 18 века эти капельки именовались Tinctura nervina Bestuscheffi. По инструкции Бестужева, хлорное железо в определенной пропорции растворяли в спиртовой смеси с эфиром. Получившийся эликсир процеживали, разливали в прозрачную посуду и закупоривали. Склянки держали на свету до полного обесцвечивания раствора, затем ставили в темное место и время от времени приоткрывали для доступа воздуха. Жидкость постепенно приобретала волшебный золотистый оттенок. Алексей Петрович уверял, что снадобье исцеляет от любого недуга. Оно действительно восстанавливало в организме необходимую концентрацию железа после распространенных в тогдашней медицине кровопусканий. Врачи применяли эти капли вплоть до 1940-х.
Помощник Бестужева химик Иоганн Лембке в 1728 году продал рецепт французскому бригадному генералу, известному по фамилии де Ла Мотт, и этот ловкач стал тиражировать бестужевское изобретение под названием «Золотой эликсир де Ла Мотта». Таким образом во Франции бестужевские капли стали известны под названием élixir d’or, или élixir de Lamotte.
Рецепт капель от нервных и других болезней Бестужев держал в строгом секрете. Однако позднее сам Бестужев открыл свой секрет петербургскому аптекарю Моделю (впоследствии академику), от которого секрет перешёл к аптекарю Дуропу; вдова Дуропа продала его за 3000 рублей императрице Екатерине II, по повелению которой рецепт был опубликован в «С.-Петербургском вестнике» за 1780 год и стал доступен всем аптекарям бесплатно.
CAS составил список научных проблем, по которым намечается значительный прогресс в 2024 году.
Одной из таких проблем является «химия альтернативных аккумуляторов». Усилия ученых направлены на поиски замены таких опасных и дорогих компонентов как литий, кобальт и никель. Значительно расширились инвестиции в литий-железо- фосфатные батареи, которые не используют никель и кобальт. По прогнозам их доля на рынке электрокаров будет занимать 45 процентов в 2029 году. Также пытаются создать батареи на основе натрия и марганца, более дешевых и доступных металлов.
Одной из таких проблем является «химия альтернативных аккумуляторов». Усилия ученых направлены на поиски замены таких опасных и дорогих компонентов как литий, кобальт и никель. Значительно расширились инвестиции в литий-железо- фосфатные батареи, которые не используют никель и кобальт. По прогнозам их доля на рынке электрокаров будет занимать 45 процентов в 2029 году. Также пытаются создать батареи на основе натрия и марганца, более дешевых и доступных металлов.
Forwarded from Химия в России и за рубежом (канал ИОНХ РАН)
Новые перспективы для метформина
В 1922 году по реакции между диметиламином и цианогуанидином был получен метформин. Несколько лет спустя было обнаружено что он отлично понижает уровень сахара в крови у кроликов. Как лекарство от диабета метформин стал применяться еще спустя 30 лет и применяется до сих пор. А в последние десятилетия интерес к метформину в научном мире возрос многократно, поскольку выяснилось, что он обладает еще и противораковыми свойствами. При этом лекарство дешевое и практически безопасное для человека.
Исследования показали, что метформин ингибирует рост раковых клеток и распространение в организме не только в клеточных культурах но и на животных моделях. Он оказался эффективным против различных типов рака, а также помогал при лечении за счет увеличения чувствительности к радиотерапии, химиотерапии и иммунотерапии.
Считается, что противораковые свойства метформина связаны с его способностью влиять на энергетический метаболизм клетки, где он ингибирует комплекс I в дыхательной цепи митохондрий, однако истинный механизм действия до сих пор не ясен, с чем связан высокий научный ажиотаж.
Метформин прекрасно показал себя в доклинических исследованиях, однако провалился в некоторых клинических исследованиях, так что ученым еще придется поломать голову над тем, как его уникальные свойства транслировать в мир людей.
В 1922 году по реакции между диметиламином и цианогуанидином был получен метформин. Несколько лет спустя было обнаружено что он отлично понижает уровень сахара в крови у кроликов. Как лекарство от диабета метформин стал применяться еще спустя 30 лет и применяется до сих пор. А в последние десятилетия интерес к метформину в научном мире возрос многократно, поскольку выяснилось, что он обладает еще и противораковыми свойствами. При этом лекарство дешевое и практически безопасное для человека.
Исследования показали, что метформин ингибирует рост раковых клеток и распространение в организме не только в клеточных культурах но и на животных моделях. Он оказался эффективным против различных типов рака, а также помогал при лечении за счет увеличения чувствительности к радиотерапии, химиотерапии и иммунотерапии.
Считается, что противораковые свойства метформина связаны с его способностью влиять на энергетический метаболизм клетки, где он ингибирует комплекс I в дыхательной цепи митохондрий, однако истинный механизм действия до сих пор не ясен, с чем связан высокий научный ажиотаж.
Метформин прекрасно показал себя в доклинических исследованиях, однако провалился в некоторых клинических исследованиях, так что ученым еще придется поломать голову над тем, как его уникальные свойства транслировать в мир людей.
Крапивное настроение
У крапивы и муравьев есть что-то общее - и это муравьиная кислота. Когда крапива жжет - ломается множество тоненьких силикатных иголочек и их содержимое попадает нам под кожу. Такой вот природный микронидлинг.
Но одной кислотой, которой там очень мало, неприятные ощущения не объяснить. Содержимое иголочек, раствор бледно-зеленого цвета, включает целый набор нейротрансмиттеров - гистамин, ацетилхолин и ! серотонин. Так что иногда для хорошего настроения можно попариться крапивным веником (если вы не боитесь сопутствующего контактного дерматита, конечно) или просто заварить крапивный чай. Горячая вода серотонину никак не навредит.
В исследовании 2022 года описывается новый способ экстракции крапивного яда из иголочек c помощью пористых материалов, в процессе которого ни одна крапива не пострадала. За 5 минут собрали 5 миллилитров. Авторы предполагают, что такой способ позволит лучше сохранить составляющие ингридиенты для исследований и использования в медицине.
А согласно последнему крапивному обзору 2024 года, в листьях и корнях растения содержится целый ряд полезных жирных кислот, витамины С, B1, B2, B3, B6, 18 различных металлов и полезные флавоноиды, в том числе кверцетин, аэскулин и нарингин, которые обладают антиоксидантными, противораковыми и противовоспалительными свойствами, считай омолаживают.
И главное - сейчас лето - значит крапивы везде полным полно. Так что не упустите свой шанс оздоровиться.
Статьи:
10.1038/s41598-022-09916-0, 10.3390/ijms25063430
У крапивы и муравьев есть что-то общее - и это муравьиная кислота. Когда крапива жжет - ломается множество тоненьких силикатных иголочек и их содержимое попадает нам под кожу. Такой вот природный микронидлинг.
Но одной кислотой, которой там очень мало, неприятные ощущения не объяснить. Содержимое иголочек, раствор бледно-зеленого цвета, включает целый набор нейротрансмиттеров - гистамин, ацетилхолин и ! серотонин. Так что иногда для хорошего настроения можно попариться крапивным веником (если вы не боитесь сопутствующего контактного дерматита, конечно) или просто заварить крапивный чай. Горячая вода серотонину никак не навредит.
В исследовании 2022 года описывается новый способ экстракции крапивного яда из иголочек c помощью пористых материалов, в процессе которого ни одна крапива не пострадала. За 5 минут собрали 5 миллилитров. Авторы предполагают, что такой способ позволит лучше сохранить составляющие ингридиенты для исследований и использования в медицине.
А согласно последнему крапивному обзору 2024 года, в листьях и корнях растения содержится целый ряд полезных жирных кислот, витамины С, B1, B2, B3, B6, 18 различных металлов и полезные флавоноиды, в том числе кверцетин, аэскулин и нарингин, которые обладают антиоксидантными, противораковыми и противовоспалительными свойствами, считай омолаживают.
И главное - сейчас лето - значит крапивы везде полным полно. Так что не упустите свой шанс оздоровиться.
Статьи:
10.1038/s41598-022-09916-0, 10.3390/ijms25063430
Карбонатная химия кораллов
Карбонат кальция (CaCO3), основная составляющая коралловых рифов, производится преимущественно коралловыми полипами (их так же называют кораллами) - морскими беспозвоночными животными, которые любят собираться в колонии. Да так, что у них появляется общая кожа и общий пищеварительный орган, коэлентерон, в буквальном смысле связывающие различных особей между собой.
Именно под этими тканями и происходит образование кораллового скелета, скрытое от взгляда наблюдателя, поэтому, несмотря на многочисленные исследования, в их карбонатной химии до сих пор остаются загадки.
Вкратце процесс образования карбонатного скелета (кальцификации) происходит так:
Внутрь коралла из морской воды поступают гидрокарбонатные ионы (HCO3(-))и углекислый газ, которые превращаются в карбонаты (CO3(2-)) за счет повышенного pH в месте кальцификации и действия фермента карбонат-дегидратазы. Кроме того с помощью другого фермента, Са2+ АТФ-азы, который действует как молекулярный насос, изнутри выкачиваются ионы водорода, а закачиваются ионы кальция. Ионы кальция и карбонат-ионы связываются и оседают аморфными частицами. Позднее они дозреют и кристаллизуются в полноценный арагонит - основу кораллового скелета.
До сих пор выясняют, какой путь доставки неорганических форм углерода преобладает - пассивный транспорт углекислого газа или активный транспорт гидрокарбонатов? Какую роль в процессе кальцификации играют зооксантеллы, симбиотические фотосинтетические водоросли, живущие в «коже» кораллов? И какой же там все-таки pH в прискелетном пространстве?
Коралловые рифы потихоньку исчезают, видимо, в связи с изменением климата. Но ученые не отчаиваются. Если в 2016 году писали, что «кораллы исчезают, надо их спасать, для этого их нужно лучше изучать», то в 2023 уже появились такие мысли «не только коралловые полипы производят карбонат кальция, но и некоторые водоросли, и другие организмы, так что, если что, будем производить океанскую известь и возводить рифы с их помощью.»
Статьи:
10.1038/ncomms15686
10.1038/ncomms11144
Карбонат кальция (CaCO3), основная составляющая коралловых рифов, производится преимущественно коралловыми полипами (их так же называют кораллами) - морскими беспозвоночными животными, которые любят собираться в колонии. Да так, что у них появляется общая кожа и общий пищеварительный орган, коэлентерон, в буквальном смысле связывающие различных особей между собой.
Именно под этими тканями и происходит образование кораллового скелета, скрытое от взгляда наблюдателя, поэтому, несмотря на многочисленные исследования, в их карбонатной химии до сих пор остаются загадки.
Вкратце процесс образования карбонатного скелета (кальцификации) происходит так:
Внутрь коралла из морской воды поступают гидрокарбонатные ионы (HCO3(-))и углекислый газ, которые превращаются в карбонаты (CO3(2-)) за счет повышенного pH в месте кальцификации и действия фермента карбонат-дегидратазы. Кроме того с помощью другого фермента, Са2+ АТФ-азы, который действует как молекулярный насос, изнутри выкачиваются ионы водорода, а закачиваются ионы кальция. Ионы кальция и карбонат-ионы связываются и оседают аморфными частицами. Позднее они дозреют и кристаллизуются в полноценный арагонит - основу кораллового скелета.
До сих пор выясняют, какой путь доставки неорганических форм углерода преобладает - пассивный транспорт углекислого газа или активный транспорт гидрокарбонатов? Какую роль в процессе кальцификации играют зооксантеллы, симбиотические фотосинтетические водоросли, живущие в «коже» кораллов? И какой же там все-таки pH в прискелетном пространстве?
Коралловые рифы потихоньку исчезают, видимо, в связи с изменением климата. Но ученые не отчаиваются. Если в 2016 году писали, что «кораллы исчезают, надо их спасать, для этого их нужно лучше изучать», то в 2023 уже появились такие мысли «не только коралловые полипы производят карбонат кальция, но и некоторые водоросли, и другие организмы, так что, если что, будем производить океанскую известь и возводить рифы с их помощью.»
Статьи:
10.1038/ncomms15686
10.1038/ncomms11144
Усадьба Мордвиновых в Ленинградской области привлекла наше «молекулярное» внимание не случайно, и связано это не только с тем, что по соседству находится Петродворцовый учебно-научный комплекс Санкт-Петербургского университета, включая Институт химии. Возможно, именно здесь находилось то самое поместье, где Екатерина Романовна Дашкова, урожденная Воронцова, впервые познакомилась с философией и увлеклась наукой, что в дальнейшем привело её к должности директора Российской академии наук.
Екатерина Романовна родилась в семье, принадлежащей к высшим слоям Российской империи. Однако, в XVIII веке воспитание дворянок ограничивалось изучением французского языка, светскими манерами, пением романсов и танцами. Поэтому, ничего бы не произошло, если бы в 14 лет юная Екатерина не заболела корью и не была отправлена в загородное имение. Именно там, после выздоровления, она погрузилась в мир книг и стала одной из самых образованных женщин своего времени.
«Путь в науке» Екатерины Дашковой прекрасно описан в статье «К 300-летию РАН», и мы не будем его пересказывать. Усадьба Воронцовых-Дашковых впоследствии оказалась в руках графского рода Мордвиновых. В настоящее время на месте усадьбы остался лишь засохший дуб — один из дубов, изображённых на картине Ивана Шишкина «Мордвиновские дубы».
Екатерина Романовна родилась в семье, принадлежащей к высшим слоям Российской империи. Однако, в XVIII веке воспитание дворянок ограничивалось изучением французского языка, светскими манерами, пением романсов и танцами. Поэтому, ничего бы не произошло, если бы в 14 лет юная Екатерина не заболела корью и не была отправлена в загородное имение. Именно там, после выздоровления, она погрузилась в мир книг и стала одной из самых образованных женщин своего времени.
«Путь в науке» Екатерины Дашковой прекрасно описан в статье «К 300-летию РАН», и мы не будем его пересказывать. Усадьба Воронцовых-Дашковых впоследствии оказалась в руках графского рода Мордвиновых. В настоящее время на месте усадьбы остался лишь засохший дуб — один из дубов, изображённых на картине Ивана Шишкина «Мордвиновские дубы».