Электромагнитные поля в биосфере - Красногорская Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
мента, или последовательно (радикальный механизм). В последнем случае
образуются 2 пары парамагнитных частил (РП) согласно схеме
2Н202-*-2Н20 + 02 РП-1, РПГ2
( ¦ I ^ "
[>е3+(ЭДТА)] + Н02 --Fe2+ (? Fe3+ ->"[Fe2+ (ЭДТА)]2+02.
\ /
(ЭДТАЬ
В обоих случаях в реакции имеется сливовый запрет, т.е. не все
электронные конфигурации Ре3*- - - Ре3* или Ре3* + OTj являются
реак-
ционноепособными /б/. Следовательно, можно предположить, что МП, вызывая
интеркомбннашюшше переходы между различными конфигурациями, изменяет долю
реакционноспособного состояния. Изучение зависимооти магнитных аффектов
от напряженности МП показало, что процессом, связывающим электронные
состояния является л? -механизм (см. рыо. 38). Действительно, в РП
Ре3* - <>2 значение а? достигает 2, что по крайней мере на
три порядка больше аналогичных величин в обычных радикальных химических
реакциях. Отсюда следует, что аффекты влияния поля в биохимических
реакциях о участием парамагнитных ионов типа Ре3* можно наблюдать ухе в
МП В ^ 0,01-0,1 Тл.
В литературе /7/ есть такие пример реализации СТВ-механизма влияния МП на
одну из отадий бактериального фотосинтеза. Наложение МП В = I Тл
уменьшает на 40# выход триплетно-возбужденных молекул бактернохлорофил-
ла, возникающих по следующей схеме:
---------,д ---------Т
A,hV 11 МП +- Т -
Р-870 ^ Р-870 A Р-870 А - Р-870 А
?
где Р-870 - пигмент; А - акцептор электрона.
После импульсного облучения фотохимического реакционного центра,
содержащего пигмент Р-870 /7/, измеряется спектр поглощения тршиетно-
возбуиденного Р-870, который образуется в результате оинглет-тршлет-ной
конверсии первичной синглетной пари. Характер полевой зависимооти выхода
триплетных молекул (рис. 39) соответствует СТВ-мехагагему влияния МП.
Выход триплетов уменьшается о ростом напряженности МП в соответствии о
уменьшением числа каналов ? -Т-конвероии цри переходе от слабого поля (S
~Т0, т+. Т.) к сильному (только Т0-конверсшя).
Сушируя, можно сделать вывод, что в настоящее время имеются надежные
экспериментальные доказательства влияния HI на реакции с участием
свободных радикалов, а такие теория, описывающая зто явление. Аналиэ
теории и экспериментальных данных показывает, что заметные аффекты могут
быть обнаружены в системах, обладающих одной особенностью - суще-
221
Рис. 39. Зависимость от МП выхода триплетных молекул в реакции бакте-
риохлорофияла с акцептором электрона
ственно большими, пс сравнению с обычными реакциями, временами жизни Z
радикальных пар (Т-1СГ10-1СГ9 с). Отличаются эти систеш только типом
специфических взаимодействий (алектростатическое взаимодействие
заряженных частиц или комплексообразование), приводящих к увеличению X •
В других случаях увеличение времени жизни достигается существенном
понижением температуры или увеличением вязкости растворителя.
Можно утверждать, что в системах со сравнительно небольшими константами
СТВ и небольшими , как и предсказывает теория, существенных величин
аффектов следует ожидать в тех случаях, когда времена жизни радикальных
пар значительно увеличены за счет какого-либо типа специфических
взаимодействий.
Однако можно попытаться предсказать существование ряда систем, в которых
даже при временах жизни HI ? -ИГ** с возможны значительные эффекты. Это
реакции о участием радикалов, имеющих очень большие константы СТВ,
например в реакциях с участием оловосодержащих радикалов, где величины
констант СТВ на магнитных изотопах слова составляют величину порядка
полутора сотен мТл. Существенное различие -факторов в HI также может
позволить наблюдать аффекты МП в системах с обычными Z . Такая ситуация
может реализоваться в ферментативных окислительно-восстановительных
реакциях, где встречаются значительные величины , позволяющие ожидать
проявления магнитных эффектов уже в очень слабых полях (десятков долей
миллитесла). Эффекты можно обнаружить и при сравнительно небольшом л Q ,
но при высоких значениях магнитного поля.
Экспериментальные исследования и развитие теоретических представлений по
влиянию МП на радикальные реакции представляют интерес для развития
магнитобисяогии (на уровне биохимических реакций). Они стимулируют
рассмотрение экспериментов о точки зрения обсуждавшихся в обзоре
механизмов, проверку ряда предсказаний, следующие иг этих механизмов и
постановку новых экспериментов на молекулярном уровне.
Важным аспектом является использование эффектов действия МП для
обнаружения радикальных стадий в химических и биохимических реакциях,
этот подход может быть эффективным в тех случаях, когда методы
электронного парамагнитного резонанса и химической поляризации ядер по
тем или иным причинам неприменимы или не обнаруживают радикальных частиц.
Наиболее полезным он может оказаться для реакций с так называемыми
скрытыми радикальными стадиями, которые могут иметь место, например,в
биохимических процессах.
222
Литература
1. Сарваров Ф.С., Салихов К.М. Влияние магнитного ноля на процессы с
