Выполнены сравнительные исследования дефектной структуры номинально чистых конгруэнтных и стехиометрических кристаллов LiNbO3, а также серии конгруэнтных кристаллов, легированных магнием в диапазоне концентраций 0.19-5.91 мол. % MgO, захватывающем два концентрационных порога: при ~3.0 и ~5.5 мол.% MgO. Обнаружено, что в ИК спектре поглощения основные параметры полос (частота, полуширина и интенсивность), соответствующие валентным колебаниям ОН-групп, в области концентрационного порога при 5.5 мол.% MgO испытывают скачок. Установлено, что сдвиг полосы валентных колебаний ОН-групп в высокочастотную область на ~50 см-1 происходит вследствие образования комплекса (MgLi)+-(MgNb)3--(ОН)- при достижении концентрации Mg, соответствующей второму концентрационному порогу.
Исследованы спектры поглощения и определены параметры структуры кристаллов (N(C2H5)4)2CoCl2Br2 (ТЕАССВ-2). Проведена идентификация полос поглощения, соответствующих внутренним электронным переходам в ионе Co2+. Изучено влияние фазовых переходов на температурную эволюцию спектров поглощения. Показано, что низкоэнергетический “хвост” края поглощения, образованный участием электронных переходов переноса заряда лиганд-металл, имеет экспоненциальную форму и описывается эмпирическим правилом Урбаха в двух высокотемпературных фазах кристалла. На основе анализа температурного изменения основных характеристик полученных спектров уточнены температуры и род фазовых переходов при Т1 = 244 К и Т2 = 228 К (в режиме охлаждения). Впервые в объемных кристаллах ТЕАССВ-2 зарегистрирована аномалия при температуре Т3 = 200 К, которая ранее проявлялась в спектре поглощения нанокристаллов ТЕАССВ-2. Она может быть отнесена к фазовому переходу
Установлено, что кверцетин и рутин при сорбции на оксиде алюминия образуют с его поверхностными группами окрашенные хелатные комплексы, аналогичные комплексам с ионами Al(III) в растворе. Оптическая плотность дисперсии оксида алюминия в присутствии данных гидроксифлавонов максимальна в нейтральной среде и линейно зависит от их концентрации в исходном растворе. Определены условные молярные коэффициенты поглощения сорбированных кверцетина (εS434 = 4386 г/моль∙см) и рутина (εS403 = 5280 г/моль∙см). Показано, что высокодисперсный оксид алюминия может быть предложен в качестве твердофазного реагента для определения кверцетина и рутина в препаратах лекарственных растений спектрофотометрическим или визуальным тест-методом.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Методом теории функционала плотности в приближении M06-2X/6-311++G(d,p) выполнен расчет оптимальной геометрии, колебательных спектров и волновых функций 33 оксианионных комплексов HOH…A - . Проведен QTAIM-анализ топологических характеристик распределения электронной плотности в критической точке (3, -1) на линии связи O…H оксианионов с молекулой воды. Получены параметрические зависимости сдвига частоты ν(OH) для молекулы воды с Н-связью с анионом, учитывающие как локальные значения электронной плотности, так и плотности кинетической, потенциальной и полной энергий электронов.
Показана возможность использования упрощенного выражения для оператора кинетической энергии в обобщенных координатах при решении квантово-химических задач для больших молекул.
***
Предложен способ синтеза производных пиранохинолина посредством реакции в одном сосуде 4-нитробензальдегида, малононитрил/этилцианоацетата и 8-гидроксихинолина с использованием 30 мол.% DMAP в этаноле в условиях противопотока. Для этил-2-амино-4-(4-нитрофенил)-4Н-пирано[3,2-h]хинолин-3-карбоксилата получены ИК спектры с преобразованием Фурье в диапазоне 4000–400 см–1. С помощью приближения Хартри–Фока и теории функционала плотности на основе базисного набора 6-311G проведен расчет геометрии молекул, частот колебаний, атомных зарядов и термодинамических параметров. Для определения колебательных волновых чисел применена программа анализа распределения колебательной энергии на основе распределения потенциальной энергии. Изучены энергии HOMO–LUMO, температурная зависимость термодинамических свойств и полной электронной плотности, распределение молекулярного электростатического потенциала.
Разрешающая способность математических методов обработки спектрофотометрических данных продемонстрирована на примере одновременного определения сложной тройной смеси парацетамола (PAR), орфенадрина цитрата (Or.cit) и кофеина (CAF), в которой PAR, имеющий самую высокую абсорбционную способность, содержится в очень высокой концентрации по сравнению с Or.cit и CAF. Для разрешения указанных трех препаратов использованы метод одновременного вычитания отношения площадей (SARS), производная спектрофотометрия (D), метод умножения на константу (CM) и метод разрешения с двумя длинами волн (DW). В SARS методе концентрация PAR определялась непосредственно на длине волны 304 нм в спектрах деления с использованием нормированного спектра PAR в качестве делителя. После вычитания константы и умножения на нормализованный спектр PAR содержание CAF и Or.cit можно определить из спектров деления методами первой и четвертой производных. Кроме того, Or.cit и CAF могут быть найдены методами DW и CM после деления спектров отношения на спектр CAF. Предложенные методы обладают хорошей точностью и достоверностью в диапазонах концентраций 20–90, 3–40 и 1–20 мкг/мл для PAR, Or.cit и CAF соответственно. Специфичность предлагаемых методов оценена путем анализа лабораторно приготовленных смесей, содержащих различные соотношения препаратов. Методы успешно применены для определения PAR, Or.cit и CAF в лекарственных формах. Взаимовлияния субстанций не выявлено.
Для анализа лекарственного препарата дексмедетомидина гидрохлорида в чистых и фармацевтических лекарственных формах разработаны четыре простых, точных, недорогих, чувствительных и применимых для различных целей УФ-вид-спектрофотометрических метода. Методы основаны на окислении лекарственного средства избытком N-бромсукцинимида (NBS) при комнатной температуре и оценке количества неиспользованного NBS с помощью амарантного красителя при λmax = 530 нм (метод A), сафранинового красителя при λmax = 530 нм (метод B), анилинового синего при λmax = 610 нм (метод C), родамина B при λmax = 560 нм (метод D). Регрессионный анализ зависимостей Ламберта-Бера подтвердил отличную корреляцию в диапазонах концентраций 2-9, 4-11, 670-2 2-10 и 1.2-3.5 мкг/мл для методов A, B, C и D соответственно. Рассчитаны кажущаяся молярная абсорбционная способность, чувствительность по Сэнделлу, пределы обнаружения и количественного определения.
Взаимодействие никотиновой и пиколиновой кислот с сывороточным альбумином человека (САЧ) — основным транспортным белком крови — исследовано с использованием методов УФ и видимой спектроскопии, флуориметрии, кругового дихроизма и молекулярного докинга. Два термодинамических параметра САЧ – точка плавления (Tm) и ΔG0(298K) – получены из данных по термическому разложению САЧ в присутствии и в отсутствие никотиновой и пиколиновой кислот. Для САЧ без кислот и после инкубации САЧ с никотиновой или пиколиновой кислотой получены Tm = 332.5, 336.4 и 333.9 К и ΔG0298K = 97.4, 99.9 и 118.9 кДж/моль соответственно. В экспериментах по химической денатурации с использованием гидрохлорида гуанидина ΔG0H2O = 12.5, 16 и 15.3 кДж/моль, [лиганд]1/2 = 2.2, 2.4 и 2.3 М, m = 5.6, 6.6 и 6.6 кДж/(моль · M). Результаты, полученные методами кругового дихроизма, УФ-видимой спектроскопии и молекулярной динамики, показывают, что связывание никотиновой и пиколиновой кислот с САЧ вызывает конформационные изменения в САЧ. Исследование методами молекулярного докинга показывает, что сродство связывания никотиновой и пиколиновой кислот с сайтом І (поддомен ІІA) больше, чем с сайтом ІI (поддомен ІІIA) САЧ.
Спектроскопия применена для мониторинга концентрации питательных веществ в почве. В качестве объектов исследования выбраны два типа образцов почвы: супеси и илистый суглинок. Данные спектроскопии отражения в УФ-видимой и ближней ИК областях сопоставлены с результатами измерений концентраций общего углерода, общего азота, общего фосфора, общего калия, доступного азота, доступного фосфора, доступного калия и медленно доступного калия. Проведено сравнение результатов прогнозирования концентраций питательных веществ в почве внутри и между двумя типами почвы с использованием четырех методов моделирования: регрессии основного компонента (PCR), регрессии частичных наименьших квадратов (PLSR), метод опорных векторов с использованием наименьших квадратов (LS-SVM), а также модели нейронной сети обратного распространения (BPNN). Методы LS-SVM и PLSR имели лучшую стабильность результатов прогнозирования для данных типов почвы, методы BPNN и LS-SVM — высокую точность определения концентраций большинства питательных веществ в почве. Cравнение методов моделирования обеспечивает основу для последующего выбора подходящих методов моделирования на основе спектральной технологии и создания различных моделей оценки питательных веществ в почве.