Гостра токсичність нанокристалів цинку карбонату на моделі білих ми-шей

Zinc-based nanoparticles (NPs) are successfully used to meet the mineral needs of animals and poultry, capable of increasing the growth rate and the efficiency of their use of feed. Nanoparticles of zinc oxide are widely used, which are superior to conventional sources of zinc in terms of pharmacological activity and bioavailability, have a positive effect on productivity and antioxidant protection, and increase reproductive potential. However, a detailed investigation of their toxicological parameters showed the risks of their introduction into the body, as a result of which a large number of zinc oxide NPs were synthesized by the methods of “green chemistry”, the main drawback of which is a complex methodology and a high level of costs. We investigated the acute toxicity of a colloidal solution of zinc carbonate nanocrystals in a model of white mice. The experiment was conducted on 42 female non-linear white mice, 3–4 months old, with a live weight of 21–23 g, kept under optimal vivarium conditions. According to the principle of analogues, 6 experimental groups were formed: mice were injected with a colloidal solution of zinc carbonate nanoparticles in doses (by absolute weight of the drug) of 15,000.0; 20000.0; 25000.0; 30000; 35000.0 and 40000.0 mg/kg of body weight based on the absolute weight of the drug, which according to the active substance (zinc carbonate nanoparticles) was (37.5; 50.0; 62.5; 75.0; 87.5 and 100, 0 mg/kg of body weight), orally using an esophageal-gastric tube. Mice of the control group were injected with distilled water in a volume of 0.2 cm3 according to the same protocol. The clinical condition of the experimental animals was observed for 14 days, noting the appearance and development of clinical signs of poisoning, the time of death or recovery to the physiological norm. After the death (diagnostic slaughter) of the animals, a pathological autopsy was performed. Clinical observations showed that a single intragastric administration of the drug to mice of experimental groups 1-6 did not cause acute poisoning. The deaths of mice in all experimental groups were not observed during the 14-day observation period, as a result of which the LD50 indicator could not be calculated. At the same time, the maximum possible injected dose of the colloidal solution of zinc carbonate nanoparticles (by absolute weight) was 40,000.0 mg/kg of body weight (100.0 mg/kg by active substance), which allows the drug to be assigned to the VI class of toxicity – substances are relatively harmless (LD50 > 15000.0 mg/kg of body weight), and according to the degree of danger up to IV class – low-hazardous substances (LD50 > 5000.0 mg/kg of body weight).Наночастинки (НЧ) на основі Цинку успішно використовуються для задоволення потреб тварин і птиці у мінеральних речовинах, здатні підвищувати швидкість росту та ефективність використання ними корму. Широко застосованими є наночастинки цинку оксиду, які переважають звичайні джерела цинку за фармакологічною активністю й біодоступністю, позитивно впливають на продуктивність і антиоксидантний захист, підвищують репродуктивний потенціал. Проте детальне з’ясування їх токсикологічних параметрів показало ризики їх введення в організм, внаслідок чого було синтезовано велику кількість НЧ оксиду цинку методами “зеленої хімії”, основним недоліком яких є складна методика та високий рівень витрат. Нами було досліджено гостру токсичність колоїдного розчину нанокристалів цинку карбонату на моделі білих мишей. Експеримент було проведено на 42 самках нелінійних білих мишей 3–4-місячного віку, живою масою 21–23 г, що утримувались за оптимальних умов віварію. За принципом аналогів було сформовано 6 дослідних груп: мишам вводили колоїдний розчин наночастинок карбонату цинку в дозах (за абсолютною масою препарату) 15000,0; 20000,0; 25000,0; 30000; 35000,0 і 40000,0 мг/кг маси тіла за абсолютною масою препарату, що за діючою речовиною (наночастинками карбонату цинку) становило (37,5; 50,0; 62,5; 75,0; 87,5 і 100,0 мг/кг маси тіла), перорально за допомогою стравохідно-шлункового зонду. Мишам контрольної групи за аналогічним регламентом вводили дистильовану воду в об’ємі 0,2 см3. За клінічним станом дослідних тварин спостерігали упродовж 14 діб, відмічаючи появу та розвиток клінічних ознак отруєння, строки загибелі або відновлення до фізіологічної норми. Після загибелі (діагностичного забою) тварин проводили патологоанатомічний розтин. Клінічні спостереження показали, що одноразове внутрішньошлункове введення препарату мишам дослідних груп 1–6 не викликало картини гострого отруєння. Загибелі мишей у всіх дослідних групах не спостерігали протягом 14-добового терміну спостереження, внаслідок чого показник LD50 розрахувати не вдалося. При цьому максимально можлива введена доза колоїдного розчину наночастинок карбонату цинку (за абсолютною масою) становила 40000,0 мг/кг маси тіла (100,0 мг/кг за діючою речовиною), що дозволяє віднести препарат до VI класу токсичності – речовини відносно нешкідливі (LD50 > 15000,0 мг/кг маси тіла), а за ступенем небезпечності до ІV класу – малонебезпечних речовин (LD50 > 5000,0 мг/кг маси тіла)

Дослідження впливу сухих екстрактів з листя брусниці і чорниці з додаванням L-аргініну на розвиток метаболічних порушень за умов експериментального цукрового діабету ІІ типу

Investigated the pharmacological properties of dry extractof cranberries and blueberries with the addition of L-arginine in experimental metabolic syndrome in rats induced vsokoprotocnah diet. Revealed more pronounced antiatherogenic properties of extracts of bilberry, compared with an extract of bilberry. Conclusions prospects for the use of extracts of the investigated plants as potential substrates for the treatment and prevention of metabolic syndrome.Исследованы фармакологические свойства сухих екстрактов брусники и черники с добавлением L-аргинина в условиях экспериментального метаболического синдрома у крыс, индуцированного високофруктозной диетой. Выявлено более выраженные антиатерогенные свойства экстрактов черники по сравнению с экстрактом брусники. Сделаны выводы перспективы применения экстрактов исследованных растений в качестве потенциальных субстратов для лечения и профилактики метаболического синдрома.  Досліджено фармакологічні властивості сухих екстрактів брусниці та чорниці з додаванням з L-аргініну за умов експериментального  метаболічного синдрому у щурів, індукованому високофруктозною дієтою. Виявлено більш виразні антиатерогенні властивості екстрактів чорниці порівняно з екстрактом брусниці.  Зроблено висновки щодо перспективи застосування екстрактів досліджених рослин в якості потенційних субстратів для лікування та профілактики метаболічного синдрому. 

МЕТОД ПОБУДОВИ ПЛАНІВ БАГАТОФАКТОРНИХ ЕКСПЕРИМЕНТІВ З МІНІМАЛЬНОЮ КІЛЬКІСТЮ ЗМІН РІВНІВ ФАКТОРІВ ТА ОПТИМАЛЬНИХ ЗА ВАРТІСНИМИ (ЧАСОВИМИ) ВИТРАТАМИ

Context. Relevant task of developing the method of plans building for multifactorial experiments was solved with minimal number of factor levels measurements and optimal by cost (time) expenses. Objective. To develop method and means of synthesis the plans of multifactorial experiment with minimal number of factor levels measurements and optimal by cost (time) expenses.Methods. Methods of experiment planning gives possibility to reduce cost (time) expenses when researching different technological processes, devices and systems.   Quantity of factor levels measurements minimization during the process of building the plans of multifactorial experiments also leads to cost (time) reduction on their implementation. Suggested earlier method of building the plans of multifactorial experiments, based on Grey code application, provides a possibility to minimize number of factor levels measurements. But such plans are not always optimal in relation to cost (time) expenses. That’s why the task appears to develop a method and means of synthesis the plans of multifactorial experiment with minimal number of factor levels measurements and optimal by cost (time) expenses.Essence of a suggested method consists of: generation of permutations with minimal number of transpositions for neighbor elements; number of factor level variations is determined for each obtained plan by calculating the distance after Hamming for neighbor pairs of binary words; recording the plan with minimal number of factor levels measurements into set D; analysis of binary codes that enter set D, among which codes, received form Grey code by E, H and (E, H) transformations are present; searching among modified Grey codes G(E, H) such codes, that are optimal by cost (time) expenses.Results. Software which performs the suggested method of building the plans with minimal number of factor levels measurements and optimal by cost (time) expenses was developed. Software allows to synthesize optimal plans of experiment with k = 3,…, 4 number of factors.Conclusions. Computer experiments, that were carried out to build optimal plans to research such an objects as production of pieces by hot press forming technological process and a tracking system proved workability and effectiveness both of the developed method and software for its performance.   Scientific novelty is represented by method, that allows to synthesize plans of multifactorial experiments with minimal number of factor levels measurements and optimal by cost (time) expenses.Practical importance of the results is that developed software can find wide application for technological processes, devices and systems researching, if it is possible to implement active experiment.   Актуальность. Решена актуальная задача разработки метода построения планов многофакторных экспериментов (МФЭ) с минимальным количеством измерений  уровней факторов и оптимальных по стоимостным (временным) затратам.Цель работы: разработка метода и средств синтеза планов многофакторных экспериментов с минимальным количеством изменений уровней факторов и оптимальных по стоимостным (временным) затратам.Методы: применение методов планирования экспериментов дает возможность уменьшить стоимостные (временные) затраты при исследовании разнообразных технологических процессов, устройств и систем.Минимизация количества изменений уровней факторов при построении планов многофакторных экспериментов также приводит к уменьшению стоимости (времени) на их реализацию.Предложенный ранее метод построения планов многофакторных экспериментов, основанный на применении кода Грея, дает возможность минимизировать в них количество изменений уровней факторов. Но эти планы не всегда являются оптимальными по стоимостным (временным) затратам. В связи с этим возникает задача разработки метода и средств построения планов многофакторных экспериментов с минимальным количеством изменений уровней факторов и оптимальных по стоимостным (временным)  затратам.Сущность предложенного метода заключается в следующем: генерирование перестановок с минимальным числом транспозиций соседних элементов; для каждого полученного плана определяется количество изменений уровня факторов путем вычисления расстояния по Хеммингу для соседних пар двоичных слов; запись плана с минимальным количеством изменений уровней факторов в множество D; анализ двоичных кодов, что входят в множество D, среди которых присутствуют коды, полученные с кода Грея путем Е, Н и (Е,Н) преобразований; поиск среди множества модифицированных кодов Грея  G(Е,Н) таких, что представляют собой оптимальные по стоимостным (временным) затратам планы эксперимента.Результаты.  Разработано программное обеспечение, которое реализует предложенный метод построения планов с минимальным количеством изменений уровней факторов и оптимальных по стоимостным (временным) затратам. Программное обеспечение может синтезировать оптимальные планы экспериментов для исследования объектов с количеством факторов k ≤ 4.Выводы. Проведенные компьютерные эксперименты, направленные на построение оптимальных планов для исследования таких объектов как технологический процесс изготовления деталей горячей штамповкой и следящая система подтвердили работоспособность и эффективность разработанного метода и программного обеспечения, что его реализует. Научную новизну работы представляет метод, который позволяет синтезировать планы многофакторных экспериментов с минимальным количеством изменений уровней факторов и оптимальных по стоимостным (временным) затратам. Практическая значимость результатов работы заключается в том, что разработанное программное  обеспечение может найти широкое применение при исследовании технологических процессов, устройств и систем, на которых возможна реализация активного эксперимента. Актуальність. Вирішено актуальну задачу розробки методу побудови планів багатофакторних експериментів (БФЕ) з мінімальною кількістю змін рівнів факторів та оптимальних за вартісними (часовими) витратами.Мета роботи: розробка методу та засобів синтезу планів багатофакторних експериментів з мінімальною кількістю змін рівнів факторів та оптимальних за вартісними (часовими) витратами.Методи. Застосування методів планування експериментів дає можливість зменшити вартісні (часові) витрати при дослідженні різноманітних технологічних процесів, пристроїв та систем.Мінімізація кількості змін рівнів факторів при побудові планів багатофакторних експериментів також призводить до зменшення вартості (часу)  на їх реалізацію.Запропонований раніше метод побудови планів багатофакторних експериментів, оснований на застосуванні коду Грея, дає можливість мінімізувати в них кількість змін рівнів факторів. Але ці плани не завжди являються мінімальними за вартісними (часовими) витратами.В зв’язку з цим виникає задача розробки методу та засобів побудови планів багатофакторних експериментів з мінімальною кількістю змін рівнів факторів  та оптимальних за вартісними (часовими) витратами. Суть запропонованого методу полягає  в наступному: генерування перестановок з мінімальним числом транспозицій сусідніх елементів; для кожного отриманого плану визначається кількість змін рівнів факторів шляхом розрахунку відстані по Хеммінгу для сусідніх пар двійкових слів; запис плану з мінімальною кількістю змін рівнів факторів в множину D; аналіз двійкових кодів, що входять у множину D, серед яких присутні коди, отримані з коду Грея шляхом Е, Н та (Е, Н) перетворень; пошук серед множини модифікованих кодів Грея G (Е, Н) таких, що відповідають оптимальним за вартісними (часовими) витратами планам експерименту.Результати. Розроблено програмне забезпечення, що реалізує запропонований метод побудови планів з мінімальною кількістю змін рівнів факторів та оптимальних за вартісними (часовими) витратами. Програмне забезпечення може синтезувати  оптимальні плани експериментів для дослідження об’єктів з кількістю факторів  k ≤ 4.Висновки. Проведені комп’ютерні експерименти направлені на побудову оптимальних планів для дослідження таких об’єктів як технологічний процес виготовлення деталей гарячим штампуванням та слідкуюча система підтвердили працездатність та ефективність розробленого методу та програмного забезпечення, що його реалізує. Наукову новизну роботи становить метод, що дозволяє синтезувати плани багатофакторних експериментів з мінімальною кількістю змін рівнів факторів та оптимальних за вартісними (часовими) витратами. Практична значимість результатів роботи в тому, що розроблене програмне забезпечення може знайти широке застосування при дослідженні технологічних процесів, пристроїв та систем, на яких можлива реалізація  активного експерименту

Chiral hexarhodium clusters containing heterobidentate phosphine ligands, a structural and reactivity study

Some intrinsically chiral [Rh6(CO)14(µ,2-PX)] clusters have been synthesized, beginning with reactions of [Rh6(CO)16–x(NCMe)x](x= 1, 2) with PX, where PX represents the bidentate bridging ligands diphenyl(benzothienyl)phosphine (1), diphenyl(2-thienyl)phosphine (2), di(2-thienyl)phenylphosphine (3), tris(2-thienyl)phosphine (4), diphenyl(2-pyridyl)phosphine (5) and diphenylvinylphosphine (6). The ligand tris(2-furyl)phosphine (7) shows no bridging capability. When x= 1 the initial products are the clusters [Rh6(CO)15(1-PX)] which undergo spontaneous CO loss to form [Rh6(CO)14(µ,2-PX)]. The structures of the [Rh6(CO)15(1-PX)] clusters have been elucidated by IR, NMR spectroscopy and FAB-MS spectrometry, and have been found to involve phosphorus atom coordination to a rhodium atom. In addition, the solid state structures of the [Rh6(CO)14(µ,2-Ph2P(2-benzothienyl))](8), [Rh6(CO)14(µ,2-Ph2P(2-thienyl))](9), [Rh6(CO)14(µ,2-PhP(2-thienyl)2)](10) and [Rh6(CO)14(µ,2-Ph2P(pyridyl))](12) clusters have been determined by X-ray crystallography. The various types of chirality exhibited by these clusters are discussed. A simple model is proposed to account for the ratios of stereochemical isomers found in the Rh6(CO)14(µ,2-PhP(2-thienyl)2 cluster. The kinetics of formation of the bridged clusters from the monosubstituted [Rh6(CO)15(1-PX)] clusters have been studied