Радиация молекулярные эффекты

Молекулярные эффекты радиации [1660]. В классической радиационной генетике мутагенные эффекты выявлялись на фенотипическом уровне. Однако уже на ранней стадии ее развития были предприняты морфо- [c.227]

Большого внимания заслуживают результаты экспериментов Брегвадзе и др. [194, 195] ио -облучению (мош,ностью 800 рад сек и дозой 3—5 Мрад) растворов сернокислого алюминия. Авторы указывают, что после такого облучения раствор коагулянта активируется и скорость хлопьеобразования возрастает в 2—3 раза. Эффект, вероятно, состоит в воздействии радиации на структуру ионных и молекулярных ассоциатов [196]. [c.281]

С увеличением дозы радиации наряду со снижением молекулярного веса исходной целлюлозы повышается количество привитого полимера и молекулярный вес привитой цепи - . Так, например, при увеличении дозы радиации с 0,5 до 2,0 Мрад молекулярный вес привитой цепи полистирола увеличивается с 380 000 до 1 000 000, а количество привитого полистирола с 42 до 350%. Высокий молекулярный вес привитых цепей объясняется, по-видимому, наличием гель-эффекта (затруднение обрыва цепи в вязкой среде). Молекулярный вес гомополимера, полученного в тех же условиях облучения, значительно ниже и не превышает 40 000—50 ООО. [c.472]

Эффект воздействия радиации на прочностные характеристики полиэтилена зависит от молекулярного веса облучаемого полимера, и тем сильнее, чем выше его молекулярный вес. [c.26]

Для получения практического эффекта использования заряженных частиц для процессов сушки требуется максимально ослабить связи полярных молекул с молекулами вещества. И если вблизи полярной молекулы будет двигаться заряженная частица, она сравнительно легко вырвет молекулу из вещества. Следовательно, в таких условиях молекула с большим дипольным моментом легко адсорбируется на отрицательно активной молекуле или на ионе. Таким образом, если только в окрестности дипольной молекулы имеется соответствующая заряженная частица, то в результате их взаимодействия образуется новое соединение — комплексная молекула. Эта комплексная молекула может быть унесена потоком движущегося воздуха (в который могут входить активные молекулы) из объема сушилки либо может распадаться на отдельные более мелкие частицы и затем выбрасываться из объема потоком газа. Все это говорит о том, что в присутствии заряженных частиц процесс обезвоживания может протекать более интенсивно, что и подтверждается рядом проведенных экспериментов. Что касается использования этих положений в конкретных условиях, то эта задача решается в каждом отдельном случае в зависимости от природы высушиваемого вещества и природы растворителя. Рассмотренные явления справедливы не только для процесса сушки, а имеют общее значение. Изменения в макромолекулах под действием ионизированного излучения наблюдаются и в полимерах [44], где обнаруживается заметное изменение физико-химических свойств при слабо выраженном химическом превращении. При действии ионизированного излучения, под которым понимают рентгеновские лучи, -излучение, поток электронов, протонов, дейтронов, а-частиц и нейтронов, наблюдаются такие процессы в полимерах, как сшивание молекулярных цепей, деструкция и распад макромолекул с образованием летучих продуктов и молекул меньшей длины (вплоть до превращения полимеров в вязкие жидкости) и ряд других изменений. Все эти процессы, как правило, могут протекать одновременно, но скорости соответствующих изменений обусловливаются химической природой полимеров и определяют суммарный эффект изменения свойств полимеров в результате излучения. Как показывают исследования, радиационно-химические эффекты в полимерах, по-видимому, не зависят от типа радиации, а определяются главным образом химическим строением полимера и количеством поглощенной энергии. [c.176]

Биологический эффект ионизирующего излучения является результатом влияния радиации на многих уровнях — от молекулярного до организменного и популяционного. Первичные механизмы действия всех типов излучения на живой организм сходны. Их общая особенность состоит в том, что значительный биологический эффект вызывается слабой энергией и небольшим числом первичных радиационно-химических реакций. Например, при гамма-облучении дозой около 10 Гр (1000 р) летальной для млекопитающих, поглощается энергия, равная 8,4 кДж/г, достаточная лишь для повышения температуры на 0,001 °С. [c.435]

Альфатрон представляет собой ионизационный манометр, в котором в результате бомбардировки молекул остаточного газа -частицами образуются ионы [45]. В молекулярном вакуумметре (абсолютном манометре Кнудсена) для измерения вакуума исполь-зуют эффект радиации. Широкое применение находят молекулярные вакуумметры Геде 48] и вакуумметры Лангмюра с кварцевой нитью [49]. Работа мембранного микроманометра, так же как и молекулярного вакуумметра, не зависит от химической природы исследуемого газа. Этот прибор позволяет измерять давление в интервале от 10" до 1,5-10" мм рт. ст. Методика измерения остаточных давлений с помощью диффузионных ртутных насосов описана Мюллером [50]. [c.447]

Многие свойства смазок зависят от свойств дисперсионной среды. Природа, химический, групповой и фракционный составы дисперсионной среды существенно влияют на структурообразование и загущающий эффект дисперсной фазы, а, следовательно, на реологические и эксплуатационные свойства смазок. Ог свойств дисперсионной среды зависят работоспособность смазок в определенных интервалах температур, силовых и скоростных нагрузок, их окисляемость, коллоидная стабильность, защитные свойства, устойчивость к агрессивным средам, радиации, а также набухаемость контактирующих со смазками изделий из резины и полимеров. Низкотемпературные свойства смазок (вязкость при отрицдтельных температурах, пусковой и установившийся щзутящие моменты) зависят от вязкости дисперсионной среды при низких температурах, а испаряемость — от молекулярной массы, фракционного состава, температуры вспышки дисперсионной среды и продолжительности температурного воздействия. [c.309]

Надо отметить, что клеточный эффект есть и тогда, когда можно пренебречь взаимодействием партнеров пары между собой. Но в принципе может быть и связанное состояние пары, обусловленное притяжением между ними. И тогда уже образование пары, клеточный эффект, обусловлены не только столкновениями с молекулами растворителя, повторными сближениями партнеров в процессе их диффузии, но и притяжением. Для иллюстрации рассмотрим квантовый выход ионизации молекул, вызванной радиацией. В результате ионизации образуется молекулярный катион и электрон. Между ними имеется кулоновское притяжение. Расстояние Гд между катионом и электроном, на котором кулоновское притяжение равно тепловой энергии кТ, называется онзагеровским радиусом и оно находится из условия [c.16]

Если бы уравнение (45) было вполне точным, спектр поглощения состоял бы из единственной линии. Однако на опыте даже в простейших случаях спектр состоит из узкой полосы, что указывает на некоторое отклонение от идеальной модели. Частично это вызвано магнитным эффектом, возникающим за счет молекулярных колебаний в решетке, а частично зависит от способа проведения эксперимента, который состоит в использовании постоянного магнитного поля, приложенного к системе в одном направлении, и испускания радиации под прямым углом к этому направлению. Излучение, связанное с магнитным полем внешнего излучения, слегка искажает равновесное распределение, выражаемое уравнением (46) и изменяет Мр—до величины Му—Ш г. При снятии радиочастотного поля равновесие вновь устанавли-ьается по механизму обратимого процесса первого порядка (см. гл. XXIII) с константами скоростей и к,.. Фотографируя облик полосы поглощения, можно измерить скорости, с которыми они суживаются, и определить к + к ). Обратная величина этой суммы называется временем спин-решеточной р.елак-сации т . Для воды при 293° К эта величина равна 2,33 сек, а для хлористого аммония при 90° К составляет около 100 сек. Если эти значения подставить в уравнение неопределенности Гейзенберга [уравнение (191) гл. IV], то получится пренебрежимо малая неопределенность энергии АЕ, которой нельзя объяснить ширину полос поглощения. Однако необходимо учесть, что каждый ядерный магнит взаимодействует не только с приложенным статическим [c.231]

Радиационная стойкость сополимеров ТФХЭ — ВДФ сравнительно низка. Фторопласт-ЗМ выдерживает облучение дозой 0,24 МДж/кг (24 Мрад). Так как в молекулярных цепях одновременно присутствуют пергалогенированные звенья и метиленовые группы, воздействие ионизирующего излучения вызывает как деструкцию, так и сшивание цепей сополимера [45, с, 105— 109], Сшивание происходит вследствие рекомбинации полимерных радикалов, образующихся за счет разрыва связей —СН, — F и — I [54]. С увеличением содержания ВДФ эффектив-, ность сшивания п стойкость сополимера к радиации возрастают. Сополимер с содержанием 70% (мол.) ВДФ выдерживает облучение дозой 0,60 МДж/кг (60 Мрад), при этом разрушающее напряжение прн растяжении, относительное удлинение при разрыве и твердость снижаются на 36,4 14,8 и 10,87о соответственно [55, с. 303]. [c.162]

Изучение продуктов деструкции цепей полимера методом хроматографии показало наличие глюкозы, мальтозы, мальто-триозы и неидентифицированного продукта, очевидно с меньшим молекулярным весом, чем иентоза. Потенциометрическое титрование показало присутствие карбоксильных групп, концентрация которых зависит от дозы. Радиационно-химический выход 6 карбоксильных групп составляет 1,5 при облучении в кислороде и 1,4 в вакууме, что выше данных Филлипса [2] (0 = 0,4) по окислению гексоз в уроновые кислоты. Большой выход карбоксильных групп, очевидно, обусловлен окислением полимерных цепей и частично окислением высвобождающейся глюкозы и редуцирующих олигосахаридов. Действие излучения, таким образом, не ограничивается гидролитическим разрывом глю-козидных связей, но включает также окисление. Имеющиеся данные не позволяют подсчитать, сколько энергии требуется на разрыв цепи. Но в любом случае полученные результаты не могут сравниваться с данными для целлюлозы и декстрана (см. ниже), так как облучение проводилось в разбавленном растворе, в связи с чем эффекты были обусловлены, видимо, косвенным действием радиации. [c.212]

Были проделаны анализы летучих продуктов, полученных при облучении полиэтилена [335]. Главным продуктом является водород ( 80%), остальное составляют углеводороды, главным образом Са, Сз и С4. Полагают, что боковые ветви в полиэтилене содержат примерно по 5 атомов углерода [338]. После облучения углеводорода gg получаются сходные результаты ( 80% Нг, но несколько меньшее количество углеводородов Сг, Сз и С4), тогда как полиметилен дает 99% водорода 339]. Это указывает на совершенно произвольное действие радиации на полимеры и на разрыв связей как С—Н, так и С—С приведенные данные свидетельствуют о малой вероятности такого разрыва в местах разветвлений (в случае полиэтилена). Стехиометрически выделение водорода означает образование непредельных связей или сшивание, причем в действительности наблюдаются структурные изменения обоих типов. Вероятно, в какой-то степени происходит и расщепление цепи, что доказывается образованием значительного количества летучих углеводородов в случае полиэтилена и углеводорода gg. Вследствие высокого молекулярного веса линейного полимера должно быть исключено (при расщеплении по закону случая) образование значительных количеств летучих углеводородов в процессе облучения. Сравнение летучих продуктов при пиролизе [293] и облучении [335] не показывает сколько-нибудь значительных различий в отношении образующихся углеводородов. Главное различие — образование большого количества водорода во втором случае. Трудно представить себе какую-либо селективность в отношении образования конечных продуктов в результате первичного воздействия радиации, и отсюда любой такой эффект, вероятно, должен быть отнесен к вторичным процессам. В самом деле, приблизительно равные выходы углеводородов Са, Сз и С4 (в случае облучения полиэтилена, имеющего, вероятно, многочисленные ветви С5) вполне совместимы с механизмом расщепления по закону случая. Следующая упрощенная [c.296]

Таким образом, можно прийти к заключению, что малые дозы радиации — весьма эффективный агент, приводящий к нарушению участков нуклеопротеидных молекул, отвечающих за меж-молекулярное взаимодействие. Эти эффекты могут быть вызваны как изменениями в участках, ответственных за эти связи, так и удалением из ДНП-комплекса белковых молекул, в которых локализованы эти связи — сшивки . [c.20]

Все известные в настоящее время препараты ДНК, за исключением ДНК, выделенных из фагов, обладают полидисперсностью. Рассмотрим явление полидисперсности только по молекулярному весу. Большинство методов ( ракционирования, в том числе и применяемый автором, в определенной степени представляет фракционирование ДНК именно по этому параметру. Конечно, если при данном методе фракционирования после действия ионизирующей радиации появляется нли исчезает некая фракция ДНК, то это, несомненно, отражает сдвиги, происшедшие после лучевого воздействия. Наиболее полную информацию, вероятно, можно было бы получить, исследуя изменение полидисперсности ДНК (после того или иного воздействия) в аналитической ультрацентрифуге. Все-таки мне кажется, что нельзя связывать изменения в ДНК с непосредственным воздействием радиации in vivo. В последнем случае изменения в ДНК могут быть обусловлены вторичными эффектами, как, например, активация ферментов, изменение проницаемости оболочек, сдвиг в связи с этим ионного баланса и т. п. [c.84]

В настоящей книге затрагиваются вопросы физики, химии и биологии как взаимосвязанные и подчиненные общей идее более широкого и глубокого раскрытия основных закономерностей действия ионизирующей радиации на различных уровнях молекулярном, клеточном и организма в целом. Книга насыщена фактами, имеющими важное значение в расшифровке механизмов радиационных эффектов. Это дает нам основание рекомендовать ее всем, кто изучает действие радиации и интересуется различными вопросами радиобиологии и патоло- [c.3]

Исследование действия излучения на молекулы полимеров имеет большое значение не только для специалистов в области полимеров, но и для ученых, работающих в других областях радиационных исследований. Радиохимик, имеющий дело с веществами с малым молекулярным весом, заинтересуется тем влиянием, которое могут иметь физическое состояние и молекулярный вес. Радиобиоло захочет отделить чисто физические и химические эффек ты, наблюдаемые в простых макромолекулах, от тех эф фектов, которые специфичны для более сложных биоло гических структур. Физик заинтересуется проблемами пе реноса энергии и защиты от излучения, а также таким эффектами, как вызванная радиацией проводимость и термолюминесценция. [c.89]

Возникновение стойких молекулярных повреждений выявлено в облученных клетках еще в середине 50-х гг. работами Хатчинсона, Полларда, Раевского др. Радиочувствительность ряда молекул в изолированных сухих препаратах и высушенных клетках совпадала. Вероятно, эти молекулы инактивируются в клетке за счет прямого действ ия радиации. В опытах с коферментом А (было показано, что в высушенных клетках он в 2,7 раза чувствительнее к облучению, чем в изолированном состоянии. Такой результат позволяет предположить наличие в летке факторов, модифицирующих радиочувствительность молекул (высокая степень агрегации, адсорбция на поверхности субклеточных структур, образование комплексов и др.). В большом числе экспериментов сопоставляли радиочувствительность молекул во влажных и обезвоженных клетках. Во многих случаях обезвоживание приводило к повышению радиоустойчивосги молекул. Этот эффект указывает на роль непря мого действия активных продуктов радиолиза воды в инактивации молекул в клетке. [c.132]

Исследование биологической реакции клеток на облучение, количествеиная характеристика лучевого поражения, изучение физико-химических процессов в облученной клетке — все эти исследования служат основой для построения общей теории, раскрывающей механизм действия иониз ирующих излучений на живую клетку. Такая теория должна учитывать вероятаостный характер проявления радиобиологических эффектов, возможность модификации лучевого поражения, основные этапы развития немногочисленных начальных молекулярных повреждений до видимых конечных биологических эффектов. Для объяснения перечисленных радиобиологических феноменов могут быть сформулированы следующие априорные предположения о механизмах поражающего действия радиации на клетку. [c.133]

Высказанные выше соображения касались механизмов развития начального радиационного поражения. Последнее десятилетие ознаменовалось крупнейшим открытием не только для радиационной биологии, но и для молекулярной биологии в целом. Доказано существование ферментативных систем, способных репарировать начальные радиационные повреждения генетического аппарата клетки. Изучение биохимических механизмов репаративных процессов показало, что облученные клетки способны выщеплять поврежденные азотистые основания, воссоединять разрывы полинуклеотидных цепей ДНК. Постепенно перед исследователями начинает развертываться сложная картина борьбы облученной клетки за выживание и сохранение нативных свойств путем активации репарирующих систем. Эти идеи привели к существенной трансформации представлений о характере действия ионизирующей радиации на клетку. Если на заре развития радиобиологии предпочтение отдавалось статичным моделям, которые рассматривали гибель клетки как результат простого поражения гипотетических субклеточных мишеней, то для современного периода характерен динамический подход, который в целом соответствует представлениям динамической биохимии и биофизики. Становится общепринятым рассмотрение радиобиологического эффекта как результата интерференции двух противоположно направленных процессов — развития начального радиационного поражения и его элиминации за счет функционирования репарирующих систем. Основываясь на этом, Хуг и Келлерер предложили в качестве общей теории действия ионизирующих излучений на клетку стохастическую гипотезу . Она базируется на представлениях о том, что случайные и диффузно расположенные акты ионизации и возбуждения только в редких и маловероятных случаях однозначно приводят клетку к гибели. На эту стохастику первого порядка должна накладываться стохастика более высоких порядков , которая определяется динамической нестабильностью жизненных процессов, способных элиминировать или усиливать начальное радиационное повреждение. Разработанный авторами математический аппарат позволяет формально оценить вероятность перехода повреждения с одного уровня на следующий (развитие повреждения) или обратного перехода, связанного с восстановлением радиационного повреждения. Предложенные математические модели позволили Хугу и Келлереру получить семейство дозных кривых, хорошо согласующихся с наблюдаемыми в реальных экспериментах на клетках. Это послужило важным критерием приложимости динамических моделей для объяснения радиобиологических феноменов. [c.135]

Рассмотренные гипотезы физико-химических механизмов взаимодействия протекторов и макромолекул могут быть дополнены представлением, выдвинутым Д. М. Спитковским и др. (1969), В. Т. Андриановым и др. (1976), о механизмах структурной защиты . Отмечая, что наиболее уязвимыми повреждениями с позиции самого существования надмолекулярных систем являются нарушения межмолекулярных взаимодействий, авторы обратили внимание на способность некоторых протекторов замещать поврежденные части макромолекул, восстанавливать функции межмолекулярных связей, компенсируя тем самым вклад поврежденных радиацией участков в поддержании целостности молекулярных структур. Этим объясняется не только радиопрофилактический эффект, но и пострадиационная защита препаратами, т. е. пострадиационное восстановление незначительных повреждений структур в молекулярных растворах. Были изучены радиопротекторы разных классов на радиационно-химической модели (растворы ДНП, на основании которых получают ДНП-структуры). В качестве критерия поражаемости молекул был принят ФУД — фак- [c.258]

Существование универсального кислородного эффекта на организменном, клеточном и молекулярном уровнях привело многих авторов к представлению о вмешательстве кислорода в первичные физико-химические процессы лучевого поражения (Грэй, 1958, 1959 Альпер, 1958 Бак, Александер, 1963 и др.). Первоначально предполагали, что кислород способен усиливать непрямое дейст-j3He ионизирующей радиации, реагируя с восстанавливающими радикалами Н —продуктами радиолиза воды с образованием активных окислительных радикалов (Александер и др., 1955). Однако уже к концу 50-х гг. возникли серьезные сомнения по поводу особого значения окислительных радикалов воды в развитии первичных механизмов лучевого поражения (Вейс, 1958 и др.). [c.261]

Отрицательный термический режим предопределил также условия дегидратации для реакций поликонденсации (процессы захвата свободных радикалов и их рекомбинации в периоды потепления). Наличие вокруг Земли среды с пониженной температурой повлекло за собой следующие события. Во-первых, уменьшение величины атмосферного давления благодаря частичной конденсации воды и аммиака, что определило практически свободное проникновение коротковолновой солнечной радиации через атмосферу, богатую метаном (хронологический приоритет возникновения структур липидного типа). Во-вторых, концентрацию органической материи, поскольку кристаллическая структура и возможные чередующиеся процессы замораживания — размораживания способствовали исключению примесей во время кристаллизации и направленного соединения молекулярных фрагментов (стерический и матричный эффект). Кроме того, захват льдом протобиологических соединений обеспечивал резкое локальное увеличение их концентраций в периоды потепления. [c.37]

Дейк и Харлеман [98], напротив, учитывают радиационный член, но исключают из рассмотрения процесс турбулентного перемешивания. Лабораторными исследованиями и математическим моделированием им удалось показать, что при поглощении коротковолновой солнечной радиации и отсутствии ветрового перемешивания (но с учетом молекулярной диффузии) в водоеме формируется стратификация. Использование простых моделей временных вариаций поверхностных радиационных эффектов (рис. 3.5) позволило им, тем не менее, выполнить вполне удовлетворительные имитационные расчеты для оз. Тэихоу (см. п. 7.1 и особенно рис. 7.1). [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология