Радиохимия и радиационный контроль

Радиационно-химические изменения молекул изучаются преимущественно при облучении их в водных растворах (эмульсиях) или в чистом виде – в твердом или жидком состоянии. Сведения, полученные в раднационно-химических экспериментах, позволяют составить качественное и количественное представление о том, какие могут произойти структурные изменения в молекулах облученной клетки, прежде чем эти изменения будут искажены в результате обмена веществ,

Действие радиолиза на водные растворы сахаров, углеводов и родственных соединений вызывает разнообразные химические превращения, связанные с разрывом цепочек С—С.

Облучение простых сахаров значительными дозами приводит к их окислению и распаду, в результате чего образуются органические кислоты и формальдегид.

Исследование радиолиза моносахаридов, как простейших углеводных систем, позволяет получить данные, которые можно использовать для регулирования скорости пострадиационных процессов, получения необходимого соотношения между радикальными и молекулярными продуктами деструкции углеводов в зависимости от условий дальнейшего использования облученных материалов.

Цель: изучить радиационно-химические изменения простых сахаров.

Задачи

1. Дать характеристику понятию «простые сахара»;

2. Рассмотреть общее представление об радиолизе;

3. Изучить особенности радиолиза моносахаридов.

Углеводами, или сахаридами, называют вещества с общей формулой (CH20)n. 

Простые сахара – это углеводы с одной молекулой сахара – моносахарид. 

Моносахариды – являются твердыми элементами, легко растворимые в воде, слабо – в спирте и совершенно не растворимы в эфире. 

Водные растворы обладают нейтральным откликом на лакмус. Большая часть моносахаридов владеет сладким привкусом. 

В независимом варианте в природе попадается преимущественно глюкоза. Она же считается структурной единицей множества полисахаридов.

В неразветвленной углеродной цепочке моносахаридов все атомы углерода, за исключением одного, связаны с гидроксильными группами, а один атом- с карбонильным кислородом. Моносахариды с карбонильной группой в конце углеродной цепи (альдегиды) называются альдозами; являясь кетанами при любом другом положении этой группы, они называются кетозами. Простейшие моносахариды – это триозы (n =3): глицеральдегид (альдоза НСО · СНОН ·СН 20Н) и диоксиацетон (кетоза СН 20Н ·СО· СН 2 0Н). Углеводы с одной группой ОН, замещенной на Н, называются дезоксисахаридами. Производные триоз играют важную роль как промежуточные продукты углеводного обмена.

Моносахариды с числом атомов углевода от 4 до 8 носят названия тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и октозы. В каждом из этих классов есть свои альдозы и кетозы. Альдопентозы являются компонентами нуклеиновых кислот. Молекулы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных единиц, соединенных гликозидной связью, называются олигосахаридами; более длинные цепи, построенные из многих моносахаридных единиц, представляют молекулы полисахаридов (или гликанов).

В природе моносахариды представлены преимущественно пентозами и гексозами.

К пентозам относятся, например, рибоза – С5Н10О5 и дезоксирибоза (рибоза, у которой «отняли» атом кислорода) –  С5Н10О4. Они входят в состав РНК и ДНК и определяют первую часть названий нуклеиновых кислот.

К гексозам, имеющим общую молекулярную формулу С6Н12О6, относятся, например, глюкоза, фруктоза, галактоза. В её молекуле одновременно присутствует альдегидная группа и несколько гидроксильных групп ОН (ОН - это функциональная группа спиртов). При взаимодействии между собой альдегидной и одной из гидроксильных групп, принадлежащих одной и той же молекуле глюкозы, последняя образует цикл, кольцо.

Моносахариды могут существовать в двух формах: открытой (оксоформе) и циклической (рисунок 1.1).

1. Бекман, И.Н. Радиохимия. В 2 т. / И.Н. Бекман. – М.: Издательство Юрайт, 2015. – 473 с.

2. Верещако, Г. Г. Радиобиология: термины и понятия: энцикл. справ. / Г. Г. Верещако, А. М. Ходосовская; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т радиобиологии. – Минск: Беларуская навука, 2016. – 340 с.

3. Гродинский, Д.М. Радиобиология: учебник. / Д.М. Гродинский. – Киев: Лебедь, 2000. – 448 с.

4. Давыдов, Ю.П. Основы радиохимии: учебное пособие / Ю.П. Давыдов. – Минск: Выш.шк., 2014. – 317 с.

5. Костюк, В.А. Биорадикалы и биоантиоксиданты / В.А. Костюк, А.И. Потапович. – Минск: БГУ, 2004. – 179 с.

6. Мартинович, Г.Г. Окислительно-восстановительные процессы в клетках /Г.Г. Мартинович, С.Н. Черенкевич. – Минск: БГУ, 2008. – 159 с.

7. Радиационная медицина: учебник / А.Н. Стожаров [и др.]; под ред. А.Н. Стожарова. – Минск: ИВЦ Минфина, 2010. – 208 с.