Анализ активных продуктов излучения плазмы искрового разряда, определяющих биологические эффекты в клетках
Цель исследования — анализ активных продуктов излучения плазмы искрового разряда, определяющих биологические эффекты в клетках, оценка интенсивности излучения, идентификация образующихся продуктов и определение их концентраций.
Материалы и методы. Оценку интенсивности излучения разряда проводили детектирующим 1,5% раствором йодистого калия. Возможность образования радикалов OH• и HO2• анализировали с помощью растворов щавелевой кислоты и соли Мора. Концентрацию перекиси водорода оценивали по реакции с ионами титана (λ=410 нм). С помощью ионоселективных электродов исследовали образование ионов NO3–.
Для идентификации продуктов, образующихся и накапливающихся в жидкой фазе разряда, выполнялся химико-аналитический и спектрофотометрический анализ поглощения продуктов в диапазоне λ=200–400 нм. Активные продукты, образующиеся в газовой фазе разряда, анализировали по ИК-спектрам поглощения Фурье. Величину pH измеряли прибором «Эксперт 001». Обработка всех растворов проводилась при оптимальных условиях разряда: емкость импульсного конденсатора C=3,3 нФ, балластное сопротивление R=10 МОм, напряжение источника питания Uип=11 кВ, частота повторения импульсов — 10 Гц.
Результаты. Излучение плазмы искрового разряда создает поток УФ-фотонов (2,5±0,3)·1015 (см2·с)−1 с плотностью энергии (2,0±0,3)·10−3 Дж(см2·с)−1, максимум спектра излучения — 220 нм. Под действием разряда в пробах воды снижается pH, накапливаются окислители и восстановители. Идентифицированы радикалы HO2•, начальный выход — (1,2±0,3)·10−6 моль(л·с)−1. Начальный выход кислотных остатков (увеличение [H+]) — (5,8±1,6)·10−7 моль/(л·с)−1, окислителей (3,3±1,0)·10−6 моль-экв./(л·с)−1, восстановителей (4,2±1,0)·10−7 моль-экв./(л·с)−1. Доказано образование нитросоединений, содержащих группы CN, NH, и органических соединений, содержащих группы CH, CC. Основной вклад в снижение рН раствора дают окислы азота и органические соединения.
