Основные методы идентификации биологически активных веществ

1)Определение вещества по его физическим константам.

Каждое биологически активное вещество характеризуется постоянными физическими свойствами в определенных условиях (температура и давление).

Основные физические свойства:

1) Температура плавления

2) Температура кипения

3) Показатель преломления

4) Удельное вращение

5) Плотность

6) Вязкость

7) Ультрафиолетовый спектр

8) Инфракрасный спектр

9) Протонно магнитный резонанс

Но этот способ не особо точен так как далеко не для всех соединений описаны константы , два разных вещества могут иметь одинаковую константу и к тому же вероятность совпадения констант приблизительно равна 2%.

2)Определение вещества по спектрам, цветным реакциям и некоторым особенностям химического поведения.

Этот метод также не особо широко используется так как не все вещества имеют отличные химические свойства или специфические реакции.

3)Хромотаграфия

Это способ анализа веществ, основанных на их физическом разделения. Например, при хроматографии на бумаге вещества двигаются по хроматограмме с током растворителя с различными скоростями, индивидуальными и характерными для данного вещества в данных условиях. Последняя оговорка весьма существенна: в разных лабораториях и в разных руках точно воспроизвести абсолютные скорости – их называют хроматографическими подвижностями – весьма и весьма трудно. Поэтому здесь не обойтись литературными данными – нужно прямое сравнение двух образцов.

Огромное достоинство хроматографических методов в том, что они позволяют работать с очень малыми количествами вещества(например, порядка микрограмма) и, что еще важнее, позволяют идентифицировать не только мало очищенные вещества, но даже вещества, присутствующие в качестве компонентов сложных смесей. Последнее особенно существенно для разбираемой нами задачи, так как, например гидролизат полисахарида  может содержать несколько разных моносахаридов. И хроматография  позволяет идентифицировать их без предварительного разделения.

Конечно, и хроматографические методы могут дать осечку: подвижности разных веществ могут и случайно совпасть. Однако хроматография – это очень гибкий метод. Можно использовать набор разных условий для анализа одной и той же пары веществ ,а совпадение подвижностей в нескольких различных условиях – это уже событие, вероятность которого ничтожно мала.

4) Применение ферментов

Можно воспользоваться ферментом катализирующим ту или иную реакцию для определения вещества. Например можно определить D- или L-галактозу мы имеем.

5)Спектроскопия - разделы физики и аналитической химии, посвящённые изучению спектров взаимодействия излучения (в том числе, электромагнитного излучения, акустических волн и др.) с веществом. В физике спектроскопические методы используются для изучения всевозможных свойств этих взаимодействий. В аналитической химии — для обнаружения и определения веществ при помощи измерения их характеристических спектров, то есть методами спектрометрии. К существенным преимуществам спектроскопии можно отнести возможность диагностики in situ, то есть непосредственно в «среде обитания» объекта, бесконтактно, дистанционно, без какой-либо специальной подготовки объекта. Виды спектроскопии:

Область спектра		Длина волны l, см	Изменения в энергетическом состоянии
Радиоволновая		> 10	электронов
Микроволновая		10 ÷ 10-1	вращательных состояний в атоме
ИК	дальняя	10-1 ÷ 5·10-3	колебательных уровней атомов в молекулах
	средняя	5·10-3 ÷ 2·10-4
	ближняя	2·10-4 ÷ 0,76·10-4
Видимая		0,76·10-4 ÷ 0,4·10-4	валентных электронов
УФ	ближняя	0,4·10-4 ÷ 0,2·10-4
	дальняя	0,2·10-4 ÷ 10-6
Рентгеновая		10-6 ÷ 10-8	электронов внутренней оболочки
γ-излучения		< 10-8	ядер

А) Микроволновая спектроскопия - методика определения геометрического строения молекул по микроволновым спектрам, обусловленным переходами между вращательными энергетическими уровнями. Определение таких параметров молекул, как дипольный момент и момент инерции относительно главных осей методом микроволновой спектроскопии производится в подавляющем большинстве случаев путем анализа спектров поглощения электромагнитного излучения в диапазоне 10–40 ГГц, обусловленных переходами молекулы с одного вращательного энергетического уровня на другой.

Метод микроволновой спектроскопии является очень точным для сравнительно простых молекул, но с ростом молекулярной массы на точность метода начинает влиять колебательно-вращательное взаимодействие. С помощью этого метода были определены с высокой точностью геометрические параметры многих двух-, трех- и четырехатомных молекул, а также был исследован такой интересный эффект, как инверсия. Метод плохо применим для неполярных молекул и используется для исследования веществ только в газовой фазе.

Б) Инфракрасная спектроскопия (ИКС) — раздел спектроскопии, охватывающий длинноволновую область спектра (>730 нм за красной границей видимого света). Инфракрасные спектры возникают в результате колебательного (отчасти вращательного) движения молекул, а именно — в результате переходов между колебательными уровнями основного электронного состояния молекул. ИК излучение поглощают многие газы, за исключением таких как О₂, N₂, H₂, Cl₂ и одноатомных газов. Поглощение происходит на длине волны, характерной для каждого определенного газа, для СО, например, таковой является длина волны 4,7 мкм.

По инфракрасным спектрам поглощения можно установить строение молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно короткими молекулами : антибиотиков, ферментов, алкалоидов, полимеров, комплексных соединений и др. Колебательные спектры молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно длинными молекулами (белки, жиры, углеводы, ДНК, РНК и др.) находятся в терагерцовом диапазоне, поэтому строение этих молекул можно установить с помощью радиочастотных спектрометров терагерцового диапазона. По числу и положению пиков в ИК спектрах поглощения можно судить о природе вещества (качественный анализ), а по интенсивности полос поглощения — о количестве вещества (количественный анализ). Основные приборы — различного типа инфракрасные спектрометры.

В) Ультрафиолетовая (электронная) спектроскопия — раздел оптической спектроскопии, который включает получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в ультрафиолетовой области.

Энергия фотонов ультрафиолетового и видимого диапазонов спектра достаточно высока (1,7—100 эВ или примерно от 10 до 730 нм) , чтобы перевести электроны органических молекул из основного состояния в возбужденное — со связывающей на разрыхляющие орбитали. Разность энергий между этими состояниями квантована, поэтому молекулы поглощают фотоны только строго определенной энергии.

В УФ-области поглощают все органические вещества. Как правило, «рабочая» область составляет интервал 190—730 нм, главным образом от 200 до 380 нм. В этих областях прозрачны оптические материалы для изготовления призм и кювет. Длины волн менее 190 нм (вакуумный ультрафиолет) менее удобен для работы, так как в этой поглощают компоненты воздуха — кислород и азот. Поэтому для работы в этой области используются специальные вакуумные камеры, что усложняет лабораторную практику, однако часто бывает незаменимым, например, при исследовании диэлектриков с большой величиной запрещенной зоны.

Необходимые для исследования количества вещества невелики — около 0,1 мг. В связи с этим УФ-спектроскопия является одним из наиболее распространенных физико-химических методов исследования органических и неорганических соединений.

Г) РЕНТГЕНОВСКАЯ спектроскопия, раздел спектроскопии, изучающий спектры испускания (эмиссионные) и поглощения (абсорбционные) рентгеновского излучения, т.е. электромагн. излучения в области длин волн 10^-2-10² нм. Рентгеновскую спектроскопию используют для изучения природы хим. связей и количественного анализа в-в (рентгеновский спектральный анализ). С помощью рентгеновской спектроскопии можно исследовать все элементы (начиная с Li) с соединений, находящихся в любом агрегатном состоянии.

Рентгеновские спектры обусловлены переходами электронов внутренних оболочек атомов. Различают тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Первое возникает при торможении заряженных частиц (электронов), бомбардирующих мишень в рентгеновских трубках, и имеет сплошной спектр. Характеристическое излучение испускают атомы мишени при столкновении с электронами (первичное излучение) или с рентгеновскими фотонами (вторичное, или флуоресцентное, излучение). В результате этих столкновений с одной из внутр. (К-, L- или М-) оболочек атома вылетает электрон и образуется вакансия, к-рую заполняет электрон с другой (внутр. или внеш.) оболочки. При этом атом испускает квант рентгеновского излучения.

Список литературы

http://ms.znate.ru/docs/1375/index-33900.html#128559

http://fromserge.narod.ru/lecture/L9.htm

http://wikifarm.ru/ekstragirovanie-s-pomoshhyu-elektricheskih-razryadov/

http://do.gendocs.ru/docs/index-206401.html#5434678

http://wikifarm.ru/ekstragirovanie-s-ispolzovaniem-elektroplazmoliza-i-elektrodializa/

http://viness.narod.ru/extra_ess_oils_dist.htm

http://www.ioteh.ru/obratnyj_osmos_nanofiltracija/

http://www.xumuk.ru/

http://ru.wikipedia.org/