Специалисты Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (ЦСБС СО РАН) и Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (ИХКГ СО РАН) провели сравнительный анализ элементного состава двух сортов растения Hemerocallis hybrida, более известного как лилейник. С высокой точностью ученым впервые удалось определить содержание химических элементов в листьях и корневищах этого растения. Исследования проводились в Центре коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (ЦКП «СЦСТИ») Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения (РФА СИ). Результаты опубликованы​ в журнале «Химия растительного сырья». ​  

«В более ранних​ работах, проведенных также совместно с коллегами из ИХКГ и ИЯФ СО РАН, методом РФА СИ мы изучали элементный состав в почвах и растениях Hemerocallis hybrida hort., произрастающих в Новосибирской области в местах с разным уровнем промышленно-транспортного загрязнения, – рассказывает старший научный сотрудник ЦСБС СО РАН, доктор биологических наук Людмила Седельникова. – Мы установили, что сорта Speak to me и Regal Air, использующиеся для озеленения города, накапливают в листьях и корневищах избыточную концентрацию основных элементов-загрязнителей, таких как свинец, никель, цинк, железо, титан и хром. Таким образом, они могут являться биоиндекаторами состояния экологической среды. Следующую нашу работу мы посвятили исследованию элементного состава этих же растений, но уже в условиях с благоприятной экологической ситуацией».

Целью последующих работ группы ученых стало сравнительное изучение методом РФА СИ содержания химических элементов в листьях и корневищах Hemerocallis hybrida у сортов Regal Air и Speak to me в условиях лесостепной зоны Новосибирской области, выращиваемых на коллекционном участке Лаборатории интродукции декоративных растений ЦСБС СО РАН. Данные о концентрации микро- и макроэлементов у лилейника гибридного были получены впервые.

«При облучении образца рентгеновским излучением возникает характеристическое флуоресцентное излучение атомов, которое регистрируется энергодисперсионной системой на основе полупроводникового детектора. Получаемый при этом спектр содержит пики, характеризующие наличие определенных элементов в образце, – рассказывает научный сотрудник ИХКГ СО РАН Ольга Чанкина. – Идентификация элементов производится путем сравнения энергии пиков в спектре с табличными значениями энергии характеристического рентгеновского излучения элементов, а величины этих пиков соответствуют концентрациям этих элементов».
СИ увеличивает возможности традиционного метода РФА (с использованием стандартных рентгеновских трубок). Интенсивность СИ позволяет сократить время проведения анализа, для эксперимента требуются образцы небольшой массы (0,1-3 мг). Чувствительность метода при этом достигает 10-9 –10-7 г/г, благодаря чему значительно снижается предел обнаружения.

«Экспериментальная станция «Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ» ЦКП СЦСТИ, на которой проводились данные работы, постоянно загружена, – рассказывает младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Федор Дарьин. – Здесь проводится очень много биологических и экологических, геологических и археологических исследований, мы регулярно работаем с Ботаническим садом СО РАН. Метод РФА СИ обладает рядом преимуществ, которые и определяют повышенный на него спрос. Благодаря синхротронному излучению мы получаем панорамность и за один раз можем исследовать достаточно большое количество (до двадцати) микроэлементов. Еще одно важное преимущество – хорошая статистика. РФА с возбуждением синхротронным излучением позволяет исследовать содержание элементов с относительными концентрациями от единиц процентов до миллионных долей, то есть если даже какого-то элемента очень мало в образце, мы все равно сможем получить данные о его концентрации».

Использование метода РФА СИ позволило впервые определить количественное содержание 22 химических элементов (As, Br, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sc, Se, Sr, Ti, Zn, Zr, V, Y, Ca, Fe, K) в вегетативных (листьях и корневищах) органах Hemerocallis hybrida. Концентрация всех элементов в листьях и корневищах растений Speak to me и Regal Air имела предельно-допустимое значение для растительного сырья, применяемого в лекарственных целях. Также анализ показал, что суммарное содержание микроэлементов в 1,5–3 раза выше в органах сорта Regal Air, таким образом была установлена сортоспецифичность количественного содержания химических элементов в вегетативных органах.

«В последнее время для исследования элементного состава в биологических объектах все чаще применяются современные методы, в том числе РФА СИ, – добавляет Людмила Седельникова. – Метод позволяет достоверно определять содержание элементов независимо от их соотношения в материале без необходимости предварительно озолять пробу, что дает более точные репрезентативные сведения. Наши данные и результаты исследований на других растениях в различных регионах страны свидетельствуют о том, что органы растений накапливают в избыточной концентрации различные элементы-загрязнители. Поэтому озеленение городов играет существенную роль в поддержании здоровья населения».

Людмила Седельникова добавила, что лилейники обладают спектром биологически активных (пектиновых, фенольных) и запасных веществ. «Их подземные и надземные органы используются в официальной и народной медицине. Полученные нами данные по предельно-допустимым концентрациям жизненно важных химических элементов у лилейников, произрастающих в чистой среде, возможно, заинтересуют специалистов в других областях науки (например, фамакологии)», – отметила Людмила Седельникова.

Источники

Сибирские ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Seldon.News (news.myseldon.com), 10/06/2020
Ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Наука в Сибири (sbras.info), 10/06/2020
Ученые «сделали рентген» лилейнику с помощью синхротрона
Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН, 10/06/2020
Сибирские ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Infopro54.ru, 10/06/2020
Сибирские ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
News-Life (news-life.pro), 10/06/2020
Ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 10/06/2020
Ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 10/06/2020
Ученые "сделали рентген" лилейнику
Академгородок (academcity.org), 11/06/2020
Ученые "сделали рентген" лилейнику
Seldon.News (news.myseldon.com), 11/06/2020
Новосибирские ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 13/06/2020
Это интересно. Ученые "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 12/06/2020
Сибирские ученые разобрали лилейник на химические элементы
SM News (sm-news.ru), 11/06/2020
Сибирские ученые разобрали лилейник на химические элементы
Seldon.News (news.myseldon.com), 11/06/2020
Ученые СО РАН "сделали рентген" лилейнику с помощью синхротрона
Научная Россия (scientificrussia.ru), 23/06/2020

Похожие новости

  • 29/04/2020

    Ученые сравнили химический состав курильского чая из Приморского края и Республики Бурятия

    ​Специалисты Амурского филиала Ботанического сада-института ДВО РАН (АФ БСИ ДВО РАН) и Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (ЦСБС СО РАН) совместно с коллегами из Института химической кинетики и горения СО РАН (ИХКГ СО РАН) и Института ядерной физики им.
    638
  • 17/10/2016

    Новосибирские учёные исследуют искусственные наночастицы

    ​Группа специалистов из лаборатории радиоуглеродных методов анализа Новосибирского государственного университета и ряда институтов СО РАН провела исследование с помощью ускорительной масс-спектрометрии, результаты которого убедительно показали — искусственные наночастицы, которых в окружающей атмосфере становится всё больше, очень плохо выводятся из организмов млекопитающих.
    2924
  • 03/10/2019

    В Новосибирске будет развернута масштабная системная работа по охране и развитию городских лесов

    ​​Мэр Новосибирска Анатолий Локоть рассказал о планах работ по охране и развитию городских лесов на ближайшие пять лет. Их обсуждали на заседании круглого стола, посвященного вопросам использования, защиты и воспроизводства лесных массивов, расположенных в городской черте.
    704
  • 04/04/2018

    Подведены итоги оценки результативности научных организаций

    454 организации разделили по трем категориям. Чем отличились сельскохозяйственные институты, чему Минздраву стоит поучиться у ФАНО и в каком регионе больше всего институтов из третьей категории, читайте в материале Indicator.
    5138
  • 13/05/2020

    Безопасный способ борьбы с тромбозами при коронавирусе предложили сибирские ученые

    ​Как известно, одна из главных причин высокой летальности от коронавирусной инфекции — ассоциированная пневмония. Принципиально важно, что это не обычная бактериальная патология, а острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС).
    380
  • 24/09/2019

    Новосибирские физики обсудили с коллегами со всего мира новое в работе с ускорителями частиц

    ​Новосибирские физики делятся опытом с учеными из разных стран. В Институте Ядерной физики - международное совещание: эксперты обсуждают новое в работе с ускорителями частиц. В чем новосибирские исследователи сегодня мировые лидеры? Прототип секции охлаждения электронного кулера для российского коллайдера «Ника», который сейчас строят в Подмосковье, представили в Институте ядерной физики СО РАН новосибирские ученые.
    564
  • 09/06/2018

    ИЯФ СО РАН предоставит площадку для лечения

    ​Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН готов предоставить на своей территории площадку для лечения методом бор-нейтронозахватной терапии онкобольных, которым не помогают другие методы. Это должно быть временным решением до появления специализированной клиники, проект которой разрабатывается в Новосибирском государственном университете.
    1833
  • 23/09/2019

    Мэрия и Ботсад СО РАН обозначат направления совместной работы по озеленению города

    ​21 сентября мэр Новосибирска Анатолий Локоть провел выездное совещание в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН. Участники встречи обсудили направления совместной работы в рамках подписанного соглашения о сотрудничестве по вопросу создания и содержания зелёных насаждений на территории Новосибирска.
    566
  • 20/08/2019

    ЦСБС СО РАН будет сотрудничать с Новосибирской мэрией

    20 августа, мэр Новосибирска Анатолий Локоть и директор Центрального сибирского ботанического сада СО РАН Евгений Банаев подписали договор о сотрудничестве. Теперь ботсад будет выступать консультантом по зеленым зонам Новосибирска.
    585
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    4262