Исследование пероральной токсичности одностенных углеродных нанотрубок

Качество и безопасность пищи. Методы контроля

мационных технологий в практику промышленных предприятий становится одной из важнейших задач. Кроме того, разработки, направленные на создание и применение отечественных информационных технологий, в полной мере согласуются со стратегией развития информационного общества, утвержденной Указом Президента РФ от 9 мая 2017 г. № 203 «О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы», где в рамках приоритетных направлений исследований и разработок в области информационных технологий предусматривается создание новых способов хранения, обработки и передачи данных.

Таким образом, разработка программного комплекса для контроля качества и безопасности спиртовой и ликеро-водочной продукции на основе нового поколения вычислительной техники и современных операционных систем является неотъемлемой частью важной задачи автоматизации производства.

Цель исследований - создание нового высокоэффективного механизма для автоматизации обработки результатов газохроматографических измерений показателей качества и безопасности алкогольной продукции с построением контрольных карт Шухарта.

Материал и методы. Исследования проводили с использованием современного аналитического оборудования -газовых хроматографов отечественного и зарубежного производства: Кристалл 5000.2 (Россия), Маэстро 7820 (Россия), Agilent 7890 (США). Среда разработки программного обеспечения Embarcadero Delphi. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью разработанного программного комплекса ПК «С2Н5ОН-Аналитик». Объекты исследования: зерновая бражка, спирт этиловый ректификованный, водки, водки особые, вода.

Результаты и обсуждение. На основании анализа научной литературы сформулирована совокупность требований, предъявляемых к программному обеспечению для обработки результатов измерений показателей качества и безопасности алкогольной продукции: функциональные возможности (обеспечение выполнения обработки результатов измерений), практичность (легкое обучение, понятное использование), эффективность (сокращение времени на обработку, большое количество выполняемых операций), потребительские качества (эргономичность, эстетические свойства, простота эксплуатации). По разработанным требованиям спроектирована модульная структура программного обеспечения.

В ходе исследований разработаны элементы исходного кода, архитектура программного обеспечения, пользовательский интерфейс. Важно отметить, что все модули программного комплекса используют единый интерфейс, так как каждый модуль участвует в едином процессе обработки результатов измерений. Вместе с тем все модули комплекса являются самостоятельной программной единицей и могут использоваться отдельно.

Заключение. Таким образом, в результате проведенных исследований создан специализированный комплекс ПК «С2Н5ОН-Аналитик», представляющий совокупность компьютерных программ, реализующих решения функциональных задач исследовательской лаборатории, к которым относятся обработка результатов измерений, выполнение расчетов, оценка погрешностей при построении градуировочной зависимости по методу наименьших квадратов, предоставление документации по проведенным измерениям, создание банка данных и интеграция их в единое информационное пространство предприятия.

Предложен новый подход к механизму внутрилабораторного контроля результатов измерений показателей качества полупродуктов спиртового производства, основанный на применении информационных технологий и обеспечивающий быструю и достоверную обработку результатов измерений. Принципы, положенные в основу проектирования программного комплекса и концепция разработки модулей в его рамках, могут быть использованы для дальнейших исследований и создания аналогичного программного обеспечения.

Применение программного комплекса при обработке результатов измерений показателей качества и безопасности алкогольной продукции обеспечивает функции управления и обработки данных в удобной и эффективной форме.

Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг. (№ 0529-2014-0107).

Шипелин В.А., Шумакова А.А., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРОРАЛЬНОЙ ТОКСИЧНОСТИ ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Актуальность. Одностенные углеродные нанотрубки (ОСУНТ) становятся в настоящее время массовым продуктом индустрии нанотехнологий и используются в самых разных областях промышленности. Имеющиеся экспериментальные данные о трансформирующем действии ОСУНТ на клетки различных линий in vitro, а также результаты отдельных экспериментов на животных свидетельствуют о возможном наличии у ОСУНТ канцерогенных свойств. Согласно классификации IARC, ОСУНТ относятся к группе веществ 2В по канцерогенности («возможно канцерогенны для людей»). Основным сценарием экспозиции человека ОСУНТ является ингаляция в условиях производства, однако возможно и их пероральное поступление в организм с водой и пищевой продукцией. Биологические эффекты ОСУНТ при их введении в желудочно-кишечный тракт изучены недостаточно как из-за недооценки соответствующих сценариев экспозиции, так и по причине методических трудностей при дозировании этих водонерастворимых материалов.

Материалы XVII Всероссийского конгресса с международным участием «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Лечебное, профилактическое и спортивное питание»

Целью данной работы было изучение в подостром эксперименте на крысах самцах линии Вистар интегральных и биохимических показателей под влиянием ОСУНТ при пероральном пути поступления.

Материал и методы. В наших исследованиях был разработан метод длительного введения ОСУНТ и многостенных углеродных нанотрубок в биологические объекты с питьевой водой в виде дисперсий в растворе нетоксичного биосовместимого поверхностно-активного вещества «Твин-20» (пищевая добавка Е433). 4 группы животных ежедневно перорально в течение 92 сут получали ОСУНТ производства фирмы ООО «Углерод-ЧГ» (Россия, Московская обл., г. Черноголовка) в дозах 0.01, 0.1, 1,0 и 10 мг/кг массы тела (м.т.) в дисперсии (носитель твин-20) на воде. Контрольная группа получала раствор носителя. В течение эксперимента у животных еженедельно оценивали массу тела; по окончании эксперимента оценивали относительную массу внутренних органов. Биохимические показатели сыворотки определяли на биохимическом анализаторе по стандартным методикам; активность глутатионперокси-дазы - спектрофотометрическим методом; содержание небелковых тиолов в печени - спектрофотометическим методом с реактивом Эллмана. Степень окислительного повреждения ДНК оценивали по экскреции с мочой 8-гидрокси-2'-дезоксигуанозина (8-oxo-G), который определяли методом обращеннофазовой ВЭЖХ. Содержание креатинина в моче определяли спектрофотометрическим методом с пикриновой кислотой.

Результаты и обсуждение. Как показали проведенные исследования, потребление ОСУНТ приводит к неоднозначным изменениям в изученных показателях и имеет такую направленность, которая не позволяет интерпретировать их как токсические. Это относится к влиянию ОСУНТ на уровень триглицеридов, общего холестерина, активность АСТ и экскрецию креатинина. С другой стороны, для ОСУНТ оказались характерны отдельные эффекты, среди которых увеличение относительной массы печени и задержка скорости роста крыс (доза 1 мг/кг м.т.). Помимо этого, наблюдались изменения в содержании глутатиона печени, активности глутатионпероксидазы и экскреции 8-oxo-G, что свидетельствует о возможном неблагоприятном воздействии ОСУНТ на систему антиоксидантной защиты. Причем максимум прооксидантного действия ОСУНТ наблюдался не при их максимальной, а, напротив, при наименьшей (0,01 мг/кг м.т.) или промежуточной (0,1 мг/кг м.т.) дозе.

Заключение. Таким образом, в результате 92-суточной пероральной экспозиции крыс водными дисперсиями ОСУНТ наблюдался ряд биологических эффектов в отношении интегральных, биохимических показателей и состояния системы антиоксидантной защиты, не имеющих однозначной направленности и не демонстрирующих определенной зависимости от дозы наноматериала. Можно предположить, что эффекты агрегации ОСУНТ при их высоких дозах являются фактором, препятствующим проявлению их биологического действия, что нужно учитывать при комплексной оценке риска действия ОСУНТ на организм человека.

Работа проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований (тема ФАНО России № 0529-2014-0045).

Шумакова А.А.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ НАНОЧАСТИЦ SiO2, TiO2 И Al2O3 ПО ОТНОШЕНИЮ К ИОНАМ СВИНЦА И КАДМИЯ

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Актуальность. В ходе проведения токсикологических экспериментов на лабораторных животных по изучению влияния свинца (Pb) и кадмия (Cd) при сочетанном поступлении с некоторыми видами наночастиц (НЧ) были получены данные, требующие дополнительных подтверждений. В частности это относится к бионакоплению различных элементов в органах лабораторных животных. Одним из возможных объяснений различий в уровнях накопления Pb2+ и Cd2+ при сочетанном поступлении с НЧ могут быть различия в адсорбционной способности этих НЧ по отношению к ионам Pb2+ и Cd2+. Для проверки данной гипотезы был проведен эксперимент in vitvo, характеризующий возможность адсорбции ионов Pb2+ и Cd2+ на НЧ в модельной системе.

Цель работы - определить степень адсорбции НЧ SiO2 (300 м2/г), НЧ TiO2 и НЧ Al2O3 по отношению к ионам свинца и кадмия.

Материал и методы. В качестве буфера был использован 0,05 М раствор NaHCO3 с рН 8,0, воспроизводящий среду, характерную для тонкой кишки. Растворы ионов Pb концентрацией 500, 250, 125, 62,5, 31,25, 15,63, 7,81 и 3,91 мкмоль/л готовили последовательным разведением основного стандартного раствора (1000 мкмоль/мл). Растворы ионов Cd концентрацией 200, 160, 120, 80, 40 и 20 мкмоль/л готовили последовательным разведением основного стандартного раствора (1000 мкмоль/мл). После растворения НЧ SiO2 (300 м2/г), НЧ TiO2 и НЧ Al2O3 в буферном растворе полученные суспензии обрабатывали на ультразвуковом погружном диспергаторе при мощности 2 Вт/см3 в течение 5 мин. Далее делали серию разведений, инкубировали при температуре +37°С в течение 3 ч, центрифугировали при 4500 об/мин, 1=22°С в течение 30 мин и в надосадочной жидкости определяли содержание Pb и Cd методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе ICP-MS (7700x) (Agilent Technologies, Япония).

Результаты. В таблице приведены расчетные величины параметров адсорбции [Amax- максимальная предельная адсорбция, соответствующая насыщению адсорбционного слоя, мкмоль/мг; b - константа нестойкости связывания (концентрация 50%-связывания), мкмоль/мг].