Хуторянский В.А.

Иркутский государственный университет

Смирнов А.И.

Иркутский государственный университет

Матвеев Д.А.

Главный клинический госпиталь МВД России, Москва, Россия

Шпейзер Г.М.

Иркутский государственный университет

Гамбужапова Л.Б.

Иркутский государственный университет

Маркова К.О.

Иркутский государственный университет

Выделение органических компонентов минеральной воды "Мунок"

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013;90(2): 47-50

Просмотров : 90

Загрузок :

Как цитировать

Хуторянский В. А., Смирнов А. И., Матвеев Д. А., Шпейзер Г. М., Гамбужапова Л. Б., Маркова К. О. Выделение органических компонентов минеральной воды "Мунок". Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013;90(2):47-50.
Khutorianskiĭ V A, Smirnov A I, Matveev D A, Shpeĭzer G M, Gambuzhapova L B, Markova K O. Isolation of the organic components from Munok mineral water. Voprosy kurortologii, fizioterapii, i lechebnoi fizicheskoi kultury. 2013;90(2):47-50.

Авторы:

Хуторянский В.А.

Иркутский государственный университет

Все авторы (6)

Широко известны минеральные воды (МВ), лечебным началом которых являются биологически активные вещества (БАВ). К ним, прежде всего, относится всемирно известная МВ «Нафтуся» (Трускавецкое месторождение), терапевтическое воздействие которой обусловлено органическими веществами (ОВ). По мнению авторов, бальнеологическая активность вод типа «Нафтуся» определяется наличием в них гидрофильных БАВ [1—3], хотя эти месторождения отличаются химическим составом ОВ. Так, МВ «Нафтуся» имеет нефтяное происхождение, а БАВ Сатановского и Гусятинского месторождений (Украина) отличаются тем, что их органические составляющие угольного происхождения. Месторождения Сходницы (Украина) являются производными менилитовых сланцев, а Ундоровское месторождение (Ульяновская обл., Россия) характеризуется веществами гумусного происхождения.

Существуют различные гипотезы и предположения о химической природе и генезисе лечебного фактора воды «Нафтуся». Большинство исследователей считают, что действующее начало содержится не только в ее исходных ОВ, но также в продуктах их микробной трансформации [4]. Такое заключение основано главным образом на косвенных данных, так как до последнего времени еще не удалось выделить и идентифицировать какие-либо конкретные органические компоненты воды «Нафтуся», обладающие определенным физиологическим действием и объясняющие механизм лечебного эффекта.

В настоящей статье обсуждаются результаты хромато-масс-спектрометрического анализа органических компонентов МВ месторождения «Мунок», источника №17, расположенного в Казачинско-Ленском районе Иркутской области, и препарата, приготовленного из этой МВ.

Ранее авторами [5] запатентован одностадийный способ извлечения БАВ как целевого продукта. Препарат является водно-спиртовым раствором с содержанием БАВ в количествах не более 50—70 мг/дм3 с различной концентрацией по спирту. Подобный подход ранее не применялся в практической бальнеологии ни в России, ни за рубежом.

В настоящее время получены аналогичные бальнеологически активные препараты из известных в Иркутской области МВ «Нукутская» (аналог Мацесты), Ордайского, Мунокского месторождений, а также из термальных азотных, углекислых и метановых вод месторождений района Алма-Аты, Восточного Саяна, Фунвэйского грабена (КНР) и МВ Монголии.

Получаемые препараты в отличие от обычных бальнеологических препаратов характеризуются отсутствием соляной матрицы. Используемая методика приготовления препарата позволяет стабилизировать исходные органические компоненты и повысить срок хранения.

Материал и методы

Анализ компонентного состава исходной МВ и препарата осложнялся низкой концентрацией ОВ в исследуемой МВ. Также существовала возможность понижения их содержания за счет деятельности бактерий. Поэтому для предотвращения расщепления ОВ бактериями 0,90 дм3 МВ, отобранной из источника, консервировали добавлением 0,10 дм3 этилового спирта в течение 0,5—1,0 ч после отбора. В водно-спиртовую смесь добавляли хлорид натрия (10—15%) и оксид кальция (5—10%), взбалтывали в течение суток. Добавляли 0,20 дм3 этилового спирта и отгоняли при нормальном давлении ртутного столба водно-спиртовой экстракт с содержанием спирта 18—20%.

Извлечение органических компонентов из исследуемых образцов проводили согласно [6], прокачивая анализируемый раствор через патрон фирмы «Supelco», заполненный обращенно-фазным сорбентом C18 со скоростью 1 капля/с. Объем вводимой пробы составлял от 500 до 1000 мл. Проба МВ после отделения взвесей фильтрованием вводится в концентрирующий патрон с содержанием 5 об.% этанола для улучшения сорбционной способности обращенной фазы. Высушенный пропусканием газообразного гелия после проведения твердофазной экстракции патрон последовательно промывали 1,5 мл ацетонитрила, а затем 1,5 мл н-гексана, которые затем упаривали в токе газообразного гелия при комнатной температуре до объема 600—700 мкл. Для качественного сопоставления количеств ОВ в различных образцах в исследуемые пробы перед проведением твердофазной экстракции добавляли внутренний стандарт фенантрен 2·10-5 г. Предварительно было показано его отсутствие в исходной МВ. Время проведения процесса от отбора пробы до получения масс-спектров 96 ч.

Качественное определение компонентного состава исходной МВ и препарата выполняли на хромато-масс-спектрометре Agilent 5973N-6890 фирмы «Agilent» (США). Колонка Ultra-2, 50 м, внутренний диаметр 0,32 мм, толщина фазы 0,52 мкм. Градиент температуры 50—300 °С, 10 °С/мин, далее изотерма при 300 °С 25 мин. Газ-носитель гелий, расход 1 мл/мин. Температура инжектора 290 °С, разветвление потока 1:1, объем пробы 2 мкл. Температура ионного источника 230 °С, температура квадруполя 150 °С. Диапазон сканирования 42—500 m/z, частота сканирования 10 с-1. Хроматограмму записывали по полному ионному току. Идентификацию компонентов по масс-спектрам осуществляли с помощью программы поиска NIST V1.7 с прилагаемыми базами данных NIST/EPA/NIH на 150 000 соединений, распространяемыми Национальным институтом стандартов и технологий, США. Гомогенные пики на хроматограмме определяли программой Automated MassSpectral Deconvolution Identification System V.2. Вероятность идентификации соединений не менее 80%.

Результаты и обсуждение

Мунокские источники представляют естественные очаги разгрузки подземных вод на правом берегу р. Киренги в 15 км выше деревни Тарасово. В геологическом отношении выходы МВ приурочены к крупному тектоническому нарушению в известняках нижнего кембрия.

Вода источников бесцветная, прозрачная, без вкуса и запаха, холодная. Источник №17 имеет температуру 3,1—3,2 °С, не подверженную сезонным колебаниям. Относительно низкие температуры свидетельствуют, что воды поднимаются с глубин, на которые сезонные изменения температур воздуха не влияют, кроме этого следует учитывать распространение на данной площади зоны многолетних мерзлых пород.

Величина окислительно-восстановительного потенциала по единичным измерениям 210—390 мВ, что свидетельствует о слабоокислительных условиях формирования вод.

В составе растворенных газов присутствует кислород и диоксид углерода. Концентрация кислорода практически постоянна и обусловлена контактом с воздухом. Содержание диоксида углерода существенно изменяется в течение года.

Сероводород в водах не обнаружен, что отличает их от МВ Трускавецкого месторождения, в которых сероводород содержится в количестве от 0,5 до 2,8 мг/л.

В анионном составе вод источника №17 второе место занимает хлор-ион, затем сульфат-ион. Среди катионов подчиненное значение имеет натрий, в единичных пробах он является преобладающим, на третьем месте магний.

Для большинства проб на фоне преобладающего катиона кальция количество натрия и магния практически одинаково. Количество калия в водах постоянно и не превышает десятых долей миллиграммов на литр. Сумма ионов в течение двух лет (источники №17, 19) находится в одних и тех же пределах.

Ранее нами был предложен ряд способов извлечения бальнеологически активных компонентов при контакте МВ с хлоридом натрия и оксидом кальция и магния. В качестве стабилизатора использовали этиловый спирт, а полученный раствор после окислительного гидролиза разделяли перегонкой на водно-спиртовой экстракт как целевой продукт и солевой раствор, который отбрасывали [5, 7, 8].

Разработанный ранее способ твердофазной экстракции бальнеологически активных компонентов [6] применен для выделения БАВ из МВ месторождения «Мунок», воды которого используются для лечения больных мочекаменной болезнью, и экстрактов МВ, полученных в результате перегонки спиртово-минеральноводных смесей.

Были изучены масс-спектры твердофазных экстрактов исходной воды и выделенного из нее препарата и идентифицированы компоненты смесей, определены их величины относительного удерживания и количество.

Необходимо отметить, что во всех пробах в заметных количествах присутствуют эфиры фталевой кислоты и алкилдитрет-бутилфенол, что свидетельствует о загрязнения проб на величину «химического шума» из-за использованной тары (пластиковые бутылки из полиэтилентерефталата) [9]. Для отделения загрязнителей концентрирующий патрон предварительно промывали 1,5 мл ацетонитрила.

Во всех гексановых смывах проб наблюдается присутствие «тяжелых» алифатических углеводородов от декана (С10H22) с температурой кипения 174,1 °C до докозана (C22H46) с температурой плавления 44 °C и температурой кипения 370 °C. Содержание БАВ в зависимости от времени отбора проб исходной МВ и в продуктах перегонки с паром варьируется от 27 до 40 мкг/дм3. Согласно полученным данным, до 30% во всех пробах составляют непредельные алифатические углеводороды. Во всех пробах также присутствует пик, соответствующий S8.

Присутствие непредельных алифатических углеводородов оказалось неожиданным для обычных компонентов нефтей. Ранее считалось, что алкены либо не содержатся в нефтях, либо содержатся в незначительных количествах, не более 2%. Однако в конце 1980-х годов было показано, что в ряде нефтей Восточной Сибири, Татарии и других районов России [10] содержание алкенов может доходить до 15—20% от массы нефти. В небольших количествах они найдены и в канадской нефти. Из нее выделены относительно низкокипящие углеводороды от С6Н12 до С13Н26.

Полученные результаты позволяют предположить, что активность исходной МВ и продуктов, полученных в результате перегонки с паром, вероятно, определяются алифатическими углеводородами. Такие неполярные свойства алифатических углеводородов в отсутствие стабилизаторов эмульсий или растворителей, повышающих их растворимость, вероятно, объясняют потерю во времени бальнеологической активности МВ в результате их сорбции на поверхностях источника или используемой посуды. Доказательством этого служат полученные нами данные, когда МВ фиксировали 5% метилового спирта. В пробе присутствуют только около 10% более легких алифатических углеводородов от додекана до тетрадеканов в концентрации менее 3 мкг/дм3, вероятно, частично растворимые в более полярной среде.

Полученные данные хорошо согласуются с рекомендациями по применению в качестве бальнеологического препарата водно-битумной эмульсии на основе прикарпатской нефти [11]. Авторами показано, что рекомендуемые концентрации водно-углеводородных эмульсий имитата лечебной воды типа «Нафтуся», полученного на основе прикарпатской нефти с содержанием углеводородов 15 и 30 мг/л, не оказывают токсического действия на организм крыс.

Достоинством препарата является относительная простота изготовления и высокая активность при хранении в течение года. Кроме того, хранение и транспортировка препарата МВ в места потребления не требует строгого соблюдения каких-либо условий хранения.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail