Март 2016, № 3 (191)

УДК: 577.33;577.345;544.147Щепин А.С., Пешков С.А., Пешкова Т.В. ВРЕМЯ ЖИЗНИ СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА В СТОЛКНОВИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСАХ O₂-CO₂ Один из перспективно развивающихся в наше время метод устранения злокачественных опухолей — фотодинамическая терапия. Изучается механизм, который объясняет увеличение времени жизни синглетного кислорода в живых организмах при ведении фотодинамической терапии с помощью компьютерного моделирования. Методами самосогласованного поля (SCF/ROHF) и функционала плотности (DFT/B3LYP) проведен конформационный анализ для определения геометрических характеристик комплексов кислорода с углекислым газом и выявления среди них наиболее устойчивой структуры, обладающей минимумом энергии. Мультиконфигурационным методом CASSCF (14, 11) рассчитаны электронные термы комплекса ^1,3[O₂-CO₂]. Методом спинорбитального взаимодействия (СОВ) рассчитаны моменты запрещенных переходов a¹Δ_g — X³∑_g^–, b¹∑_g⁺ — a¹Δ_g, коэффициенты Эйнштейна (вероятности переходов), а также время жизни синглетного кислорода (a¹Δ_g, b¹∑_g⁺) при комплексообразовании молекулы кислорода с молекулой углекислого газа. Определена наиболее устойчивая структура комплекса [O₂-CO₂] — II, обладающая точеной группой симметрии C_2v. Выявлено, что основное и возбужденные состояния кислорода в комплексе ^1,3[O₂-CO₂] O₂(X³∑_g^–) + CO₂(A¹∑_g⁺), O₂(a¹Δ_g; a'¹Δ'_g) + CO₂(A¹∑_g⁺), O₂(b¹∑_g⁺) + CO₂(A¹∑_g⁺) являются малоустойчивыми, так как обладают низкими энергиями диссоциации. Показана возможность проявления запрещенных индуцированных переходов a¹Δ_g — X³∑_g^–, b¹∑_g⁺ — a¹Δ_g в молекуле O₂ под действием молекулы столкновения углекислого газа, которые практически не проявляются в отдельной молекуле О₂. Рассчитанные значения времени жизни синглетного кислорода в столкновительных комплексах ^1,3[O₂-CO₂] характеризуют возможность образования комплексов кислорода с углекислым газом и другими низкомолекулярными соединениями, обладающими мембранным транспортом, в тканях живого организма при облучении низкоинтенсивным лазером, за счет чего увеличивается время жизни синглетного кислорода O₂(a¹Δ_g, b¹∑_g⁺).Ключевые слова: синглетный кислород, возбужденные состояния, столкновительные комплексы, углекислый газ.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Кобзев Г.И. Зависимость люминесценции молекулярного кислорода от сорта и числа атомов, входящих в состав комплекса, и числа молекул окружения кислорода // Вестник Оренбургского государственного университета. — 2005. — №1. — С. 150 — 156.

2. Briviba K., Klorz I.-O., Sics H. Toxic and signaling effects of photochemically or chemically generated singlet oxygen in biological systems.// Biol. Chem., 1997, № 378, P. 1259–1265.

3. Landry M.P. Characterization of photoactivated singlet oxygen damage in single-molecule optical trap experiments.// Biophys. J., 2009, № 97, V. 8, P. 2128–2136.

4. Trabanco A.A. A seco-porphyrazine: Superb sensitizer for singlet oxygen generation and endoperoxide synthesis.// Synlett., 2000, № 7, P. 1010–1012.

5. Гельфонд М.Л. Фотодинамическая терапия в онкологии // Практическая онкология, Т. 8, № 4. — 2007, C. 204–210.

6. Henderson B.W., Dougherty T.J. How does photodynamic therapy work? // Photochem Photobiol., 1992, V. 55, P.145–157.

7. Jori G., Reddi E. The role of lipoproteins in the delivery of tumour-targeting photo-sensitizers // Int. J. Biochem., 1993, V. 25, P.1369–1375.

8. Шинкаренко Н. В., Алесковский В. Б. Синглетныи кислород, методы получения и обнаружения// Успехи химии, 1981, Том L, Вып. 3, С. 406–428.

9. Minaev B.F., Kobzev G.I. Response calculations of electronic and vibrational transitions in molecular oxygen induced by interaction with noble gases // Spectrochim. Acta Part A, 2003, V. 59, P. 3387–3410.

10. Кобзев Г.И., Казаева А.Н., Футтеркнехт З. Влияние 5-метилрезорцина на спиновую конверсию в молекулярном кислороде // Журнал структурной химии 2014, Т. 55, №1, С. 14–19.

11. Урваев Д.Г., Кобзев Г.И. Интермедиаты газофазной реакции Sc + O2: Квантовохимическое исследование // Вестник ОГУ №10 (159) — 2013 — С. 359–361.

12. Minaev B.F., Lunell S., Kobzev G.I. Collision-Induced Intensity of the b1Σg+ –a1Δg Transition in Molecular Oxygen: Model Calculations for the Collision Complex O2 + H2 // Intern. J. of Quant. Chem., 1994, V. 50, P. 279–292.

13. Minaev B. F., Kukueva V. V. Configuration Interaction Study of the O2–C2H4 Exciplex : Collision-induced Probabilities of Spin-forbidden Radiative and Non-radiative Transitions // J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1994, № 11, V. 90, P. 1479–1486.

14. Schweitzer C., Schmidt R. Physical mechanisms of generation and deactivation of singlet oxygen. // J. Chem. Rev., 2003, V. 103, P. 1685–1757.

15. Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., Elbert S.T., Gordon M.S., Jensen J.H., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K.A., Su S.J., Windus T.L., Dupuis M., Montgomery J.A. General Atomic and Molecular Electronic Structure System / J. Comput. Chem., 1993, V. 14, № 11, P. 1347–1363.

О статье

Авторы: Щепин А.С., Пешков С.А., Пешкова Т.В.

Год: 2016

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru