БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 47 |

«Материалы 74-й межвузовской итоговой научной конференции студентов и молодых ученых: МОЛОДЕЖНАЯ НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ, посвященной Году молодежи в России 21-22 апреля 2009 года ...»

-- [ Страница 1 ] --

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Курский государственный медицинский университет

Федерального агентства по здравоохранению

и социальному развитию»

ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РАМН

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КУРСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

Материалы 74-й межвузовской итоговой научной

конференции студентов и молодых ученых:

МОЛОДЕЖНАЯ НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ, посвященной Году молодежи в России 21-22 апреля 2009 года

ЧАСТЬ III

Курск – 2009 УДК 001:371/22 Печатается по решению ББК 72 редакционно-издательского совета ГОУ ВПО КГМУ Росздрава Материалы 74-й межвузовской итоговой научной конференции студентов и молодых ученых: Молодежная наук

а и современность, посвященной Году молодежи в России. 21-22 апреля 2009 года. В 3-х частях.

Часть III. – Курск: ГОУ ВПО КГМУ, 2009. – 328 с.

Редакционная коллегия:

и.о. ректора, проректор по НИР, профессор В.А. Лазаренко (редактор) доцент В.А. Королев (куратор СНО) председатель СНО К.А. Сотников компьютерная верстка А.Н. Каплин ISBN 978-5-7487-1322-1 ББК © Коллектив авторов, © ГОУ ВПО КГМУ Росздрава,

РАЗДЕЛ 18: ПРОБЛЕМЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

И БИОМЕДИЦИНСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ НА ПРОЦЕСС КОАГУЛЯЦИИ

ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД

ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Алексеева Г.Л., Шаронов А.А., Насибуллина Ф.Р., Сухорукова Ю.И.

Курский государственный медицинский университет Кафедра биологической и химической технологии Для обеспечения высокой степени очистки сточных вод в ряде случаев одной биохимической очистки производственных сточных вод недостаточно, поэтому в последние годы отмечено возрастающее применение физико-химических методов. Широкое распространение получили коагуляция и флотация. Реагентный способ очистки достаточно эффективен и прост. Этот способ можно применять практически при неограниченных объемах сточных вод.

При осветлении сточной воды предельный диаметр частиц, который удаётся удалить только одним осветлением или отстаиванием, составляет около 10 мкм, хотя оседающий крупный материал способен увлечь за собой и много мелочи. Более мелкие частицы сами по себе отстаиваются настолько медленно, что на это может потребоваться слишком продолжительное время, и капитальные затраты на установку соответствующего размера получаются высокими.

Промышленные сточные воды, поступающие от цехов химикофармацевтических предприятий, содержат целый ряд продуктов производства: низкомолекулярные кислоты, щелочи, соли, органические соединения. Сточные воды химико-фармацевтических предприятий непостоянны по своему составу, имеют высокую концентрацию органических веществ и различных солей.

С целью ускорения процесса осаждения, повышения скорости фильтрования и вообще выделения мелкодисперсных взвешенных частиц и коллоидов в сточных водах, а также в различных технологических суспензиях их обрабатывают коагулянтами. В качестве коагулянтов преимущественно используют соли алюминия и железа, которые, гидролизуясь, образуют гидроксиды. Последние коагулируют, что приводит к взаимному слипанию взвешенных и коллоидных частиц очищенной воды с коллоидными частицами гидроксидов и увеличению скорости их осаждения. В процессе коагуляции мелкие частички слипаются, иногда захватывая при этом более крупные взвеси, и образуют крупные тяжёлые хлопья, быстро оседающие. Таким путём можно получить осветлённую воду, пригодную для ряда промышленных целей.

Однако следует отметить, что процесс коагуляции является достаточно длительным по времени, поэтому с целью снижения его продолжительности представлял интерес исследовать влияние вибрации на скорость процесса коагуляции.

Для создания колебательных движений было использовано перемешивающее устройство ПЭ-6410-М, обеспечивающее частоту колебаний в пределах 8-50 колебаний в минуту и возможность варьирования температуры от 20 до 80°С. Продолжительность коагуляции исследовали в интервале от 5 до 120 минут. Полученные результаты показали, что с увеличением времени коагуляции происходит увеличение массы осадка. Однако интенсивное увеличение массы осадка наблюдалось в первые 20 минут, дальнейшее увеличение времени коагуляции не приводило к значительному увеличению массы осадка. Эта зависимость наблюдалась для всех изучаемых коагулянтов, поэтому дальнейшие исследования проводили в течение 5-20 минут. Эффективность процесса коагуляции оценивали количественно по массе осадка. Результаты исследований представлены в таблицах 1, 2, 3.

Влияние частоты колебаний и времени проведения процесса на эффективность процесса коагуляции сточной воды в присутствии Влияние частоты колебаний и времени проведения процесса на эффективность процесса коагуляции сточной воды в присутствии Установлено, что вибрация способствует ускорению процесса коагуляции. Оптимальные условия процесса коагуляции сточной воды наблюдаются для коагулянтов соответственно: для Al2(SO4)3 – 22-24 колебаний в минуту;

Fe2(SO4)3 - 18-20 колебаний в минуту;

FeCl3 – 20-22 колебаний в минуту. Показано, что изменение температуры от 20 до 60°С при проведении исследований практически не оказывало влияния на скорость процесса коагуляции при введении изученных коагулянтов.

Влияние частоты колебаний и времени проведения процесса на эффективность процесса коагуляции сточной воды в присутствии гуляции, На втором этапе исследования было изучено влияние изменения технологического процесса осуществления вибрации. Вибрацию проводили циклами, чередуя вибрацию с остановками. Исследования проводили в присутствии коагулянта AI2(SO4)3 при скорости вибрации 100 колеб/мин.

Для сравнения предварительно определили массу осадка, полученную при проведении процесса по стандартному режиму. Она составила при продолжительности процесса 5 мин. – 0,0963 г, 10 мин. – 0,1020 г, 15 мин. – 0,0920 г.

Обработку проводили по стандартному режиму: вибрация – остановка 30 сек. – вибрация. Полученные результаты представлены в таблице 4.

Влияние режима обработки на эффективность процесса коагуляции сточной воды в присутствии сульфата алюминия тельность тельность осКак видно из результатов представленных в таблице 4, при проведении процесса коагуляции циклами: вибрация – остановка - вибрация, прослеживается положительная тенденция. Так, при обработке по режиму 0,5 минуты вибрация – остановка, в течение 10 циклов при общем времени обработки 5,5 минут масса осадка составляет 0,1670 г – по сравнению с 0,0963 при вибрации в течение практически того же времени. Полученные предварительные результаты представляют, на наш взгляд, интерес и свидетельствуют о целесообразности продолжения исследования в данном направлении.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ С КЛЕТОЧНЫМ

РЕЦЕПТОРОМ

Курский государственный медицинский университет Кафедра биологической и химической технологии Центральной проблемой нейрофизиологии является выяснение механизма передачи импульсов в нервной системе, решение которой в настоящее время тесно связано с детальным изучением пространственного строения взаимодействующих медиаторов и рецепторов. Взаимодействие гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) с нервной клеткой осуществляется когда нервный импульс достигает нервного окончания. Он вызывает освобождение медиатора в синаптическую щель. ГАМК диффундирует через синаптическую щель (шириной 20-50 нм) и взаимодействует со специальными рецепторами в постсинаптической мембране. В результате такого взаимодействия изменяется мембранная проводимость для ионов, находящихся по обе стороны мембраны. Изменение проводимости связано со структурными изменениями мембраны и открытием в ней узких каналов для прохождения катионов или анионов.

Прямое экспериментальное определение структуры ГАМК в момент ее взаимодействия с рецептором пока невозможно. С этой целью можно использовать методы компьютерного моделирования, которые позволяют визуализировать нанообъекты и изучать взаимодействие между ними.

Сейчас в мире достаточно много современных вычислительных комплексов, реализующих методы квантовой химии и молекулярной динамики.

В нашей работе был выполнен компьютерный анализ механизмов взаимодействия гамма-аминомасляной кислоты с клеточным рецептором с использованием известной квантово-химической и молекулярнодинамической программы Hyper Chem.

ГАМК имеет неплоскую структуру и является гибкой цвиттерионной молекулой, которая может существовать в разных конформациях.

Методами рентгеноструктурного анализа, изучением биодействия синтетических аналогов с жестко фиксированным строением и ряда природных агонистов и антагонистов ГАМК было надежно установлено, что наиболее предпочтительной для получения тормозящего эффекта является вытянутая конформация ГАМК (расстояние между заряженными атомами N+ и Осоставляет в этом случае 5,4 ± 0,4 А), а возбуждающий эффект является откликом от воздействия свернутой конформации ГАМК (расстояние между заряженными атомами N+ и О- составляет 3,9-4,2 А).

В кристаллах ГАМК находится полностью в вытянутой конформации. В растворах ее молекулы, вероятно, существуют в различных конформациях.

На первом этапе моделирования механизма рецепции был проведен анализ конформации ГАМК в водной среде с помощью программы Hyper Chem v.6.0. Программа Hyper Chem может выполнять расчеты энергии систем и их равновесной геометрии методом молекулярной механики, полуэмпирическими квантово-химическими методами. Анализ наиболее предпочтительной конформации ГАМК проводился полуэмпирическим методом РМ 3. Результаты проведенной компьютерной оптимизации молекулы ГАМК соответствуют экспериментальным данным о расстоянии между заряженными атомами N+ и О-, полученными рентгеноструктурным анализом.

Стехиометрическое изучение реакции ГАМК с рецептором, а также определение кинетических и термодинамических параметров их взаимодействия показало, что взаимодействие рецептора (т. е. его активация) с медиатором требует 3 молекулы ГАМК. В программе Hyper Chem была проведена геометрическая оптимизация расположения трех молекул ГАМК в водной среде, как вытянутой, так и свернутой конформации ГАМК.

Возможно, ГАМК-медиатор действует следующим образом. Рецептор «узнает» исходную молекулу ГАМК и притягивает ее. «Узнавание»

нужной молекулы определяется ее геометрическими размерами, наличием определенной величины зарядов N+ и О- и расстоянием между ними. Затем следует собственно взаимодействие молекулы ГАМК с макромолекулой рецептора благодаря электростатическим и другим силам. При этом может изменяться конформация как ГАМК, так и ее рецептора с образованием комплекса ГАМК — рецептор определенной пространственной структуры.

Возникновение этого комплекса изменяет ориентацию двойного слоя липидных и фосфолипидных молекул, что приводит к изменению мембранной проводимости за счет образования пор в белковой мембране.

Для подтверждения этой гипотезы необходимо построение молекул субъединиц ГАМК-рецептора по известной аминокислотной последовательности. Данные о строении рецептора ГАМК были получены из базы данных по трехмерной структуре биологических макромолекул RCSB.PDB (Protein Data Bank).

Полученные данные были загружены в программу DeepView - The Swiss-PdbViewer v.3.7, разработанной одной из ведущих в мире фармацевтических компаний GlaxoSmithKline, для молекулярного моделирования и визуализации веществ белковой структуры и нуклеиновых кислот. Построенная модель ГАМК-рецептора приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. ГАМК-рецептор. Вид со стороны клетки.

Как видно со стороны клетки имеется канал, размеры которого составляют 6,65 А. Размеры комплекса из трех молекул вытянутой конформации составляют 6,012 А, что позволяет предположить докинг ГАМК в это место, основываясь на экспериментальных данных о геометрическом размере узнавания ГАМК-медиатора.

Размер комплекса из трех свернутых конформаций ГАМК не позволяет столь однозначно полагаться на геометрическую комплементарность экспериментального предположения. Вероятно, связывание ГАМК свернутого комплекса происходит в другом месте, определить которое возможно при использовании более производительной мощности вычислительной техники и более специализированных программ.

В молекуле рецептора с помощью программы Hyper Chem был выделен сайт связывания медиатора с рецептором. Пространственное строение сайта связывания оптимизировалось при помощи молекулярной механики.

Была определена карта плотности электростатических потенциалов сайта.

На следующем этапе моделирования был произведен докинг характерного лиганда сайта в полученную модель канала. Метод комплементарности (докинг) заключается в подборе низкомолекулярного объекта, наилучшим образом соответствующего "посадочному месту" высокомолекулярного объекта. При этом считается, что низкомолекулярный объект конформационно подвижен, а высокомолекулярный - нет, так как характерные времена конформационных движений высокомолекулярного объекта много больше таковых низкомолекулярного. Малая молекула одновременно приближается к большой по вектору, соединяющему центр масс малой молекулы и "посадочное место" большой. Докинг лигандов ГАМК к белку проводился вручную с последующей полной оптимизацией геометрии лиганд-белкового комплекса. Комплекс вытянутой конформации ГАМК после взаимодействия с сайтом рецептора начинает изменять свое геометрическое строение, изменяя при этом строение рецептора и ориентацию двойного слоя липидных и фосфолипидных молекул (рис. 2).

Рисунок 2. Результат докинга: образование ионного канала.

Таким образом, согласно смоделированному механизму взаимодействия ГАМК с рецептором, процессы торможения и возбуждения прямо связаны с пространственным строением молекул ГАМК и макромолекулы ее рецептора. Нормальный процесс передачи нервного импульса зависит от гибкости взаимодействующих структур и от скорости, с которой они могут изменять свою конформацию.

Результаты проведенного компьютерного моделирования механизма взаимодействия ГАМК с рецептором согласуются с теоретическими и экспериментальными данными по изучению конформации и биологической активности ГАМК и ее аналогов. Более глубокое понимание этих взаимодействий требует дальнейшего накопления и обобщения данных по изучению фармакологических свойств лекарств, подобных ГАМК, и строения клеточного рецептора.

В настоящее время методы компьютерного моделирования аккумулируют все последние достижения, основанные на применении передовых математико-статистических алгоритмов, достоверность которых достигает более 80% и в значительной мере определяют прогресс современной индустрии разработки лекарственных соединений.

ФОРМИРОВАНИЕ У СТУДЕНТОВ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

О НАНОТЕХНОЛОГИИ

Курский государственный медицинский университет Кафедра химической технологии биологически активных веществ На пороге нового века вопросы по нанотехнологии задают даже школьники. Ответы на них раньше можно было искать только в научнофантастических романах, однако в последние годы наука и техника подошла к некоторому важному рубежу, преодоление которого может значительно изменить все условия человеческого существования. Нанотехнология - это название звучит пока непривычно, но именно нанотехнология в перспективе обещает сделать реальностью мечты человечества.

Нанотехнологию довольно трудно определить точно, поскольку она возникла постепенно, в течение десятков лет, в результате развития и слияния целого ряда научных направлений в физике и химии ХХ века. Несмотря на проблемы, нанотехнология уже реально существует, и в этой области ученые многих стран сейчас упорно соревнуются друг с другом, постоянно получая новые важные и интересные результаты. Можно сказать, что нанотехнология возникла в результате «освоения» и практического применения многих фундаментальных достижений науки, полученных за многие годы и только сейчас ставших основой новых технологий. Благодаря достижениям нанотехнологии, многие фантазии и мечты человечества могут стать реальностью в близком будущем [1].



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 47 |
 


Похожие материалы:

«ПЛАНИРОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ КАДРОВ ДЛЯ ОТРАСЛЕЙ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И МЕДИЦИНЫ Сборник материалов научно-практической конференции-выставки Москва МГУПП 2013 1 УДК 378/664 ББК 36/5 Ответственный редактор Лаврова А.В., Стахи Т.А. Редакционная комиссия Орг. комитет Научно-практическая конференция-выставка Планирование и обеспечение подготовки и переподготовки кадров для отраслей пищевой промышленности и медицины. сборник материалов / Отв. ред. к.т.н. А.В. Лаврова, ...»

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНЫ Сборник научных трудов по итогам межвузовской ежегодной заочной научно- практической конференции с международным участием г. Екатеринбург 2014г. 1 УДК 61(06) ББК 5Я43 Актуальные вопросы современной медицины / Сборник научных трудов по итогам межвузовской ежегодной заочной научно-практической конференции с международным участием. - Екатеринбург, 2014.-311 с. Редакционная коллегия: д.м.н., профессор Анищенко В.В., д.м.н., профессор Балязин В.А., д.м.н., ...»

«РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Никольский В.И.– профессор кафедры хирургии ПГУ, д.м.н., профессор; Олейников В.Э. – зав. кафедрой терапии ПГУ, д.м.н., профессор; Калмин О.В. – зав. кафедрой АЧ ПГУ, д.м.н., профессор; Рахматуллов Ф.К. – зав. кафедрой ВБ ПГУ, д.м.н., профессор; Олейников В.Э. – зав. кафедрой терапии ПГУ, д.м.н., профессор; Геращенко С.И .– зав. кафедрой МИСиТ ПГУ, д.т.н., профессор; Моисеева И.Я. – зав. кафедрой ОиКФ ПГУ, д.м.н., профессор; Купрюшин А.С. – зав. кафедрой КМ и СМ с КО ПГУ, ...»

«IV Общероссийская конференция с международным участием О28 Медицинское образование — 2013 / Сборник тезисов конфе- ренции (4–5 апреля 2013 года, г. Москва). — М. : Издательство Первого Московского государственного медицинского универси- тета имени И. М. Сеченова, 2013. — 607 с. : ил. ISBN 978-5-9963-1666-3 УДК 616:611.018 ББК 57 Научное издание СБОРНИК ТЕЗИСОВ КОНФЕРЕНЦИИ МЕДИЦИНСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ — 2013 Директор издательства Г. В. Кондрашов Дизайн обложки Е. В. Комаровой Подписано в печать ...»






 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»