ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ЭКОЛОГИИ МЕСТНОСТИ НА СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТЕНИЯ ПОЛЫНА МЕТЕЛЬЧАТОГО МЕТОДОМ ИК- СПЕКТРОСКОПИИ. ПОЛЫНЬ МЕТЕЛЬЧАТАЯ –ARTEMISIA SCOPARIA WALDST. ET.KIT.

Методом ИК- спектроскопии исследовано влияние радиационных излучении и экологии местопроизрастание на спектральных характеристик корня , стебля и листьев лекарственного растения полына метельчатого(ПМ), собранного в г. Худжанде и подножий Магол-Тау возле притока родника, зараженного радиоактивным излучением равным 4,38 мкЗв/час. Рассчитана энергия межмолекулярного взаимодействия и интегральной интенсивности полос валентных колебаний OH и NHгрупп показывают , что в разных частях растений происходит изменение количества функциональных групп и смещение максимумов полос поглощения . Изменение величина длина связей свидетельствует о том, что на формирование молекулярной структуры вещество во всех частях ПМ влияют экологии местности и втом числе радиоактивный фон местности. Одним из способов изучения физико-химических свойств лекарственных растений в зависимости от места произрастания    является     метод     ИК- спектроскопии. В работах  1 − 5  было показано, что место произрастания влияет на процесс формирования молекулярной структуры, как отдельных составных частей растений, так и на общее биологическое состояние.

Образцы ПМ собирали с Худжанда в дальнейшем обозначим как полыньП М – Худжанд и с подножий Могол- Тау обозначим, полынь П М – МТ. Расстояние между собранных образцов не превышает 10км характеристик место произрастание лекарственного полына приведено на Табл.1.

Таблица 1

№	Место произрастания	Высота над уровнем море. (м)	Радиоактивный           фон (мкзв/час)
1	Полынь М-Худжанд	350	0,2
2	Полынь М-МТ.	395	4,38

 

 

Образцы для измерения спектров изготавливались методикой прессованием в КВr с соотношения 6: 600 мг.

Спектры записывались на двух лучевом спектрофотометре «SPЕCORD- 75 IR» в диапазоне 3800 до 400 см-1. 4 . На Рисунке 1 приведены ИК – спектры поглощения ПМ- МТ  1 – корень 2- стебли и 3- листья в области

валентных колебаний ОН, NН, метилных и метиленовых групп. В этой области обнаружены полосы поглощения 2860 см-1,  2880 см-1 (2) , 4-и 2925 см-1  (3), 3280 см-1, 3325 см-1 и 3400 см-1 (1) 3220 см-1,  3390 см-1  и 3440 см-1

(2) и также 3190см-1, 3320см-1 эти полосы как уже отмечалось [4] относится к валентным колебаниям СН, СН2,СН3, и также к валентным колебаниям меж и внутри молекулярным водородным связям.

Как видно из Рисунка 1. в области частот метильных, метиленовых с 2600- 3000см-1 гидроксильных групп (3000-3800см-1) для корней образцы из Худжанда появляются полосы поглощение 2870см-1 2920см-1 3325 см-1 и 3410 см-1 (кр 1), для стебли; 2880, 3220, 3370,3440 см-1  (кр) 2) и для листьев.. 2925 см-1 3190 см-1 3350 см-1 (кр 3).

Как видно из Рисунков 1 и 2 (кр. 1,2,3) интенсивности полос поглощения корней равняется величина Kmax

=1,48 то для стеблей это величина равняется Kmax= 1,48 а для листьев это величина резко падает доKmax=0,620. Кроме того для образцов корней и стеблей образца из Худжанда в области валентных колебаний гидроксильных групп появляется новая полоса поглощения при 3325см-1 (для корня)и 3370см-1 (для стеблей). Этот полоса отсутствует в спектрах поглощения для листьев. На рисунке 3,4 приведены спектры поглощены ПМ- МТ и Худжанда в области частот от 1200см-1-1800см-1, где в основном, лежат частоты поглощены –С=С-, С=О, деформационный колебаний ОН, метильныхи метиленовых групп. Как видно из рис.3 для образца ПМ-МТ характерно полосы поглощения при 1260 см-1 ;1330 см-1 ,1520 см-1 и 1600 см-1 для корней (рис 3. Кр 1); 1280 см-1 , 1370 см-1 ,1520 см-1   1590 см-1   и выступ при 1700 см-1   для листьев (Рисунок 3. Кр.3).

В образце с Худжанда в этой области появляются полосы поглощении: 1220 см-1  , 1360 см-1  1450 см-1,1510 см-1 1620 см-1 и отчѐтливый выступ при 1720 см-1 для корней (рис 4.кр.1); 1230 см-1; 1300 см-1 1370 см-1 1400 см-1 , выступ при 1520 см-1 и 1630 см-1 для стебля (рис 4, кр 2), а также 1250 см-1  1310 см-1 , 1380 см-1 и 1640 см-1 и выступ при1720 см-1 для листьев (рис 4. кр3). В данной области наблюдается смещение максимума полосы поглощения соответствующее колебаниям С=О, С=С т.е максимум полосы для корня- 1570 см-1 стебли -1630 см-1  и листьев при 1640 см-1   

Величина смешения Δ𝜈- при переходе от корней к листьям составляет около Δ𝜈=75 см-1. Такое смещение имеет место в области поглощения валентных колебаний метельных и метиленовых гидроксильных групп (см. рис 1,2) т.е. для образца-МТ при переходе от корней к листьям Δ𝜈=50 см-1 (см. Рисунок 1 кр.1,2,3) также для образцов ПМ- Худжанд Δ𝜈=90 см-1 (см. Рисунок 2 кр.1,2,3) Все эти изменения в области валентных колебаний ОН групп свидетельствует о том, что специфика формирования меж, и внутри молекулярных водородных связей отличаются между собой положением 𝜈𝑚𝑎𝑥 и зависят от экологии и радиоактивного фона место произрастание образцов. 5

Как известно в состав ПМ входят  соединения,  обладающие  кислотными свойствами, поэтому  для выяснение природы возникновения  полос поглощения  ПМ проведено обработка  образцов  2% раствором CUSO4согласнометодике. 4,5

После катионообмена (КО) в спектрах поглощений М-МТ в области валентных колебаний гидроксильных групп происходят существенные изменения. Полосы поглощения по сравнению с образцом до  КО смещен на величину от 50 см-1    до 70 см-1в сторону увеличение частот. Также  происходит  изменение интенсивности спектров поглощения как корня и так стебли и листьев (Рисунки 1,2 кр. 1а, 2а, 3а). Как видно из (Рисунок 1 кр 1а) максимум полосы поглощения в области частот валентных колебаний ОН ( NН) групп, включенных в меж -и внутримолекулярных водородных связей корней ПМ-МТ после КО смещается в сторону уменьшения частот на 50 см-1 т. е. от 3250 см-1 до 3200 см-1. В образцах стебли ПМ-МТ- после КО происходит смещение в сторону увеличения частота на 75 см-1 т. е. от 3200 см-1 до 3325 см-1. А в листьях данного образца смещение происходит в сторону увеличения частот на 50 см-1 т. е. с 3150 до 3200 см-1 . Изменение этих полос поглощения в области частот от 3800- 3000 см-1 после КО и также формы и интенсивности свидетельствуют о том, что П М-МТ имеет различное состояние структура, образующих органических веществ в своем составе а также об их энергетической неравнозначности, что свидетельствует величины рассчитанные  энергии  межмолекулярное взаимодействия. Табл.2) .

Для ПМ – Худжанд в области валентных колебаний ОН ( NН) групп ( 3800- 3000 см1) также происходит идентичные изменения полос поглощения после КО т. е. смещение полос поглощения для корней от 3280 до 3325 см-1 т. е. на 75 см-1 для стебля от 3220 до 3260 см -1 на 40 см-1 и для листьев от 3190 до 3240 см-1 т. е. на 50 см-1 в сторону увеличения частот.

Как отмечалось выше в области частот 1800- 1000 см-1 спектрах ПМ- МТ наблюдается ряд полос поглощения (см. Рисунок 3. Кр. 1, 2, 3).при 1330, 1380, 1520, 1600 см-1  для корней, 1280, 1870, 1520, 1550, 1650и выступ 1700 см-1 для стеблей и 1260, 1360, 1520, 1590, и выступ 1700 см-1 для листьев.

Выступы в спектрах поглощения листьев и стеблей ПМ- МТ при 1700 можно отнести к валентным колебаниям – С=О- групп витамина -С- содержащей в составе ПМ-МТ. Полосу 1430, 1520 см-1 в спектрах поглощения листьев, стеблей и корней можно отнести за счет поглощение деформационных колебаний NH – групп пептидов. В образцах ПМ-Худжанда в частот 1800 – 1200 см-1  также появляются полосы поглощения при 1220, 1360, 1450, 1540, 1620 и выступ при 1720 см-1 для корней; 1230, 1300, 1350, 1400 счетный и 1630 см-1 и выступ при 1720 см-1 для стеблей; 1250, 1310, 1350, 1640см-1 для листьев (см. Рисунок 4, кр 1,2,3).

После проведение КО в спектрах поглощения образцов ПМ-МТ происходит сильное изменение спектра, т.е. смещение максимума полос поглощения, изменения интенсивности полос поглощения исчезновение полосы (1330) в  образцах  стеблей и  листьев  (Рисунок 3 кр. 2, 2а, 3,3а) также отсутствие выступа при  1700  см-1 (Рисунок 3 кр.3,3а). При чем смещение полосы поглощения происходит в строну уменьшение частот. Аналогическое изменения наблюдается для спектров поглощения образцов ПМ-Худжанда происходит полос поглощение после КО С=О, С=С групп, на величину 50 см-1 для листьев. Здесь также необходимо отметить, что данные полосы до и после КО очень широки и отличаются друг от друга величиной интенсивностью полушириной полос поглощения.

 

Изменение интенсивности и смещение частот полос поглощение образцов как для ОН групп и так для –

С=С- и СО групп, свидетельствуют о том, что механизм накопление белка и низкомолекулярных веществ 2 ( в частности скопление 10 – 15 %, смол – 13 – 16 мг 1%, каротина 19 – 20 мг в % - витамин С 6.8 мг в %         составе эфирных масел и др.) являются следствием различных механизмов накопления этих веществ.

- Необходимо отметить то что в спектрах поглощения корней и стеблей ПМ – Худжанда в области поглощение гидроксильных групп появляются новые полосы поглощения при 3254 , 3370 см-1. После КО и их интенсивность больше чем до КО. Эти полосы поглощения относятся к свободному колебаниюNН- групп. В области частот колебаний 1800 – 1000 см-1 в обоих образцах после КО исчезает выступ при 1700 см- 1соответствующему колебанию С=О групп. Изменение форм поглощение в спектрах листьев ПМ- МТ и с ПМ- Худжанда, после КО и изменение положения полос поглощение гидроксильных групп указывают на различие механизмов накопления органических веществ составных частей ПМ в процессе биосинтеза. Величина интенсивности и полуширина полос поглощения в спектрах листьев ПМ – МТ и ПМ- Худжанд дает возможность судит об адаптации ПМ- МТ к местной экологии окружающей среде. Хотя интенсивности полосы поглощение ПМ- МТ превышает в 1,5 в сравнению с интенсивностью полосы поглощенную Худжанда, однако по величине полуширины полос – ОН – группа совпадают т. е. до КО 590см-1ПМ – МТ, 570см-1ПМ – Худжанда в переделе ошибки опыта. Таким образцом, вышеприведенных можно заключить, что изменение положения 𝜈𝑚𝑎𝑥 полоси поглощение в области частот 3800 - 3000 см-1    после КО и до КО указывают на различие физических состояний структура образующих органических веществ составных частей ПМ- МТ и ПМ- Худжанда.

- Лекарственные растения могут адаптироваться экологии окружающей среды о чем свидетельствуют сравнение спектров поглощение составных частей ПМ- МТ и ПМ – Худжанд в области частот 3800 – 3000 см-1 и 1800 – 1200 см-1.

 

Список литературы

1.     Ильяшенко Н.В., Дементьева С.М., С.Д. Хижняк, П. М. Пахомов, В.Д. Ильяшенко. Использование метода Фурье – ИК спектроскопии для изучения изменений химического состава Potentillaerecta (L.)  Raeusch. под действием антропогенных факторов. Вестник ТвГУ. Серия Биология и экология, 2009. Вып. 13, с. 211– 220.

2.     Умаров Н., Давлатмамадова С.Ш., Шукуров Т., Усмонов А. Марупов Р. Влияние экологических факторов на молекулярное структурообразование корней донника лекарственного (Мelelotusofficinalis (L.) Pall.) - ДАН РТ,2014,т.57,№3,с. 215-219.

3.     Умаров Н., Давлатмамадова С.Ш., Шукуров Т., Усмонов А., Марупов Р. Исследование молекулярных свойств листьев донника лекарственного(Мelelotusofficinalis (L.) Pall.), методом ИК спектроскопи. – ДАН РТ, 2014, т.57, №1, с. 32-36.

4.     Шукуров Т, Хаитов З.М., Джураев Ан. А., Марупов Р. Формирование водородных связей в одуванчике лекарственном (TaraxcumofficinaleWigg.) в зависимости от места произрастания.- ДАН РТ, т. 50, № 4, 2007, с. 334 – 339.

5.     Шукуров Т., Джураев А.А., Хаитова З.М., Джураев Ан.А., Марупов Р. Спектроскопические свойства одуванчика лекарственного (TaraxcumofficinaleWigg.) средней ИК – области частот. - ДАН РТ, 2007, т. 50,№7,с. 607 – 612.

6.     Shukurov T, Juraev A.A. et al. – Health Phys. 2008. V. 95, № 1, рр. S18 (Suppllement to the Health Physics Journal), USA.