Статии

Екометрична експертиза на качеството на водите в градския сектор на река Банщица

Михаела Йерусалимова1, Павлина Симеонова1*, Васил Ловчинов1, Антон Сотиров2

1 Лаборатория по физика на околната среда, Институт по физика на твърдото тяло “Акад. Г. Наджаков”, БАН, 1784 София,  Цариградско шосе 72, България; 2 Институт по минералогия и кристалография “Акад. И. Костов”, БАН, 1113 София, Акад. Г. Бончев , блок 107, България

Резюме: Целта на настоящото изследване е да демонстрира способността на екометричната експертиза при оценка на качеството на речни води. Чрез използване на кластерен анализ и анализ на главни компоненти за интерпретация на мониторингови данни от градския сектор на течението на река Банщица е показано, че поне четири основни антропогенни източници на замърсяване са отговорни за качеството на водите през летния сезон: незаконни сметища, строителни материали, повишена киселинност и изпускане на отпадни води в реката. За всеки от източниците е намерен специфичен маркер.

pdfBulg. J. Chem. 4 (2015) in press

Ключови думи

, ,

Интерпретация на аерозолни проби чрез кластерен анализ

Павлина Симеонова1, Данаил Симеонов2, Любомир Спасов3, Васил Симеонов4,*

1 Лаборатория по физика на околната среда, Институт по физика на твърдото тяло „Акад. Г. Наджаков”, БАН, Цариградско шосе 72, 1784 София, България; 2 Институт по обща и неорганична химия, БАН, Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 3 Институт по катализ, БАН, Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 4 Лаборатория по хемометрия и екометрия, Факултет по химия и фармация, Софийски Университет „Св. Кл. Охридски”, 1164 София, Д. Баучер 1, България

РезюмеДвадесет и шест набора от данни за разделени по размер аерозолни проби, събрани с колектор на Бернер от градска пробовземателна станция в град Солун, Гърция за периода февруари – юли 2007 г. са обект на изследването.  Пробите са анализирани за водоразтворими неорганични компоненти (Cl, NO3 SO42-, NH4+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+) и общ органичен въглерод (TOC). Десетте анализирани фракции (диаметър на частиците между 0.03-16 μm) са разделени условно на четири категории: наночастици (от по-малки от 0.03 μm до 0.06 μm); ултрафини частици (0.06-0.50 μm); фини частици (1-4 μm) и груби частици (8-16 μm). Осъществен е кластерен анализ на данните с цел разкриване на специфичната структура на данните. Идентифицирани са възможни източници на атмосферно замърсяване за откриване на образци на подобие между различните аерозолни фракции. Бе проверено дали периодът на пробовземане е от значение за структурата на данните. Бе намерено, че отговорни за структурата на данните са няколко фактора, независимо от размера на аерозола – минерален (почвен) прах, морски аерозоли, вторични емисии, горивни източници и индустриално влияние. Сезонното разделяне не се оказва специфично.

pdfBulg. J. Chem. 4 (2015) in press 

Ключови думи

, ,

Изследване на тоталните отрови на представители от семейство Viperidae – Vipera ammodytes ammodytes и Vipera ammodytes meridionalis

Веселин Василев1, Силвия Стойкова2,3, Яна Горанова3,4, Васил Атанасов2,3

1 Факултет по ветеринарна медицина, Лесотехнически университет, бул. “Климент Охридски” № 10, 1756 София, България; 2 Факултет по химия и фармация, Софийски университет „Св. Климент Охридски“, бул. “Джеймс Баучер” № 1, 1164 София, България; 3 Военномедицинска академия, Катедра Медицина на бедствените ситуации и токсикология, ул. “Св. Георги Софийски” № 3, 1606 София, България; 4 Самостоятелна медико-диагностична лаборатория „Рамус“ ООД, ул. “Ангиста” № 2-4, 1527 София, България

РезюмеЗмийските отрови представляват огромен и разнообразен източник на биологично активни компоненти. Те притежават качества със значима фармакологична и физиологична стойност. Уникално свойство на отровите е да взаимодействат с прицелен обект в живия организъм, което води до определен фармакологичен и токсичен ефект. По тези причини днес компонентите на много и различни видове отровни животни са подложени на разширено проучване по отношение на техния състав и свойства. Настоящoто изследване цели охарактеризиране на тоталните отрови (респ. съответната токсичност) от подвидовете Vipera ammodytes meridionalis и Vipera ammodytes ammodytes, като се направи сравнение между тях и техните биологични активности (хемолитична и коагулантна) върху кръв на различни селскостопански животни (кози, овце, крави и магарета), което е от значение за ветеринарномедицинската токсикология.

Графично резюме

GAStoykova-online

pdf

Bulg. J. Chem. 4 (2015) in press 

Ключови думи

, ,

Комбиниран изчислителен протокол за пресмятане на ЯМР химични отмествания на аминокиселини

Гергана Гочева, Анела Иванова*

Факултет по химия и фармация, Софийски университет “Св. Кл. Охридски”, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България 

Резюме: ЯМР спектроскопията предоставя важна информация за различни химични съединения. С помощта на 1H и 13C ЯМР химични отмествания може да се определя структурата им. Тази техника е особено важна за пептидната химия – помага за идентифициране на свързването на аминокиселините в протеините, за изследване на динамиката на техни химични реакции и др. Удачен подход за подпомагане на интерпретацията на експерименталните ЯМР спектри е пресъздаването им с помощта на квантовохимични изчисления. За целта е необходимо да се разработи подходяща методика както за коректно възпроизвеждане на експерименталните спектри, така и за самостоятелното използване на изчисленията като източник на данни в дадено изследване. Конкретната цел на настоящата работа е да се изчислят 1H и 13C ЯМР химичните отмествания на набор от природни аминокиселини, като се определят факторите, от които зависят. Използвана е комбинация от квантови (DFT) и класически (молекулна механика) методи. Отчетено е влиянието на пространствената структура, наличието на разтворител, параметрите на силовото поле и разпределението на електронната плътност. Установено е, че пресметнатите стойности зависят силно от коректното моделиране на условията на експеримента (конформационно осредняване, цвитерйонна форма) и по-малко се изменят при вариране на молекулно-механичните параметри. Експерименталните ЯМР химични отмествания на всички аминокиселини са възпроизведени със задоволителна точност, сравнима и с тази на други теоретични подходи.

Графично резюме

GA1410

pdf

Bulg. J. Chem. 4 (2015) in press 

Ключови думи

, , ,

Нива на манган в урина и нокти – информативна стойност и приложимост като биомаркери за експозиция

Росица Б. Георгиева1,*, Димитър Л. Цалев2

1 Национален център по обществено здраве и анализи, бул. Акад. Ив. Евст. Гешов № 15, 1431 София, България; 2 Софийски университет „Св. Кл. Охридски”, Факултет по химия и фармация, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България

РезюмеМанганът е есенциален микроелемент, но при високи дози оказва невротоксично действие. Валидирани аналитични процедури за определяне на манган в урина (Mn-U) и нокти (Mn-N)са приложени за биологичен контрол на експозицията при 149 работници от стоманодобива и 179 деца от с. Яна, район МК Кремиковци. Установено е, че средните стойности на Mn-U се увеличават при технологичния персонал –стомановари (1.6±1.3 μg/l) и разливчици (1.4±1.3 μg/l). Концентрациите на Mn-N са най-високи при стомановарите на манганова стомана (3.8±1.3 μg/g), подложени на наднормена експозиция в работната среда. Стойностите на Mn-N при всички възрастови групи деца: 11.0±1.3 μg/g (3–6 г.), 10.7±1.0 μg/g (7–9 г.); 11.7±1.1 μg/g (10–12 г.) и 7.5±0.5 μg/g (13–15 г.) са достоверно повишени спрямо контролната група (0.5±0.2 μg/g), а индивидуалните стойности варират в широк интервал 1.0–43.8 μg/g. Mn-U и Mn-N показват възможност за приложение като биомаркери за експозиция: Mn-U за оценка на непосредствената експозиция на групово ниво, при високи концентрации на метала във въздуха на работната среда; Mn-N за нивото на индивидуалната и групова вътрешна експозиция преди 6−8 месеца, дори при умерено повишени концентрации във въздуха на работната среда – около и над 0.1 mg/m3, както и при експозиция от замърсена околна среда.

Графично резюме

GA1411

pdf Bulg. J. Chem. 3 (2014) 101-109 

Ключови думи

, , , ,

Хемометрично разпознаване на биогорива чрез използване на профилите на метилови естери на мастните им киселини

Зилия Мустафа1, Румяна Милина1, Павлина Симеонова2, Васил Симеонов3

1Централна Изследователска лаборатория, Факултет по природни науки, Университет „проф. д-р А. Златаров”. Бул. Проф. Якимов 1, 8010 Бургас; 2Лаборатория по физика на околната среда, Институт по физика на твърдото тяло „Акад. Г. Наджаков”, БАН, бул. Цариградско шосе 72, 1178 София; 3Лаборатория по хемометрия и екометрия, Катедра Аналитична химия, Факултет по химия и фармация, Софийски университет „Св. Кл. Охридски, бул. Дж. Баучер 1, 1164 София 

Резюме: Настоящото изследване е начален опит за приложение на хемометрична експертиза към набор от данни от хроматографски анализ на различни източници на биогорива, при използване на профилите на метиловите естери на техните мастни киселини. Използвани са кластерен анализ и анализ на главни компоненти за създаване на специфични образци за всяко едно от растенията, използвани в изследването. Доказани са три основни профила на биогорива, след което е направен опит за коректно разпознаване на принадлежността на неизвестни по произход проби биогориво към някой от получените класове. 

Графично резюме

GA1409

pdf Bulg. J. Chem. 3 (2014) 95-100     pdf Supporting information

Ключови думи

, , , , ,

Заредена повърхност, кондензатор и Галвани потенциал в квадруполна среда

Радомир И. Славчов*, Иглика М. Димитрова

Катедра по физикохимия, Факултет по химия и фармация, Софийски университет „Св. Климент Охридски”, бул. „Дж. Баучър” №1, София 1164

Резюме: Разгледани са няколко следствия от макроскопските уравнения на Максуел в квадруполна среда при плоска симетрия. Първият изследван проблем е този за заредена повърхност в квадруполна среда. Изведени са необходимите гранични условия върху повърхността. Оказва се, че наличието на квадруполни членове в уравнението на Кулон води до регуляризация на потенциала – полето при заредена повърхност става непрекъсната функция. Аналогична регуляризация се оказва налична и при задачата за безкрайно тънък кондензатор – вместо класическия скок на потенциала, в квадруполна среда подобен диполен слой създава непрекъснат потенциал, а полето му се разпространява на няколко ангстрьома разстояние извън стените на кондензатора. Изследвана е още и задачата за потенциала при междуфазова граница между две квадруполни среди; източници на този потенциал са нормалният диполен момент PzS на междуфазовата граница и Галвани потенциалът на двете обемни фази. Полученото поле силно се различава от класическото решение на уравнението на Поасон-Болцман и показва някои съвършено нови свойства, без аналог в класическата електростатична теория. Най-забележителното от тях е, че безкрайно разреден воден електролитен развор в контакт с хидрофобна фаза има значителен отрицателен повърхностен потенциал,свързан просто с диполния момент на повърхността: φS = PzSε, където Δε е разликата в диелектричните проницаемости на двете среди.

Графично резюме:

GA-Slavchov

pdf

 Bulg. J. Chem. 3 (2014) 51-62

Ключови думи

, , , , , ,

Статистическа оценка на медицински данни с помощта на кластерен анализ Част II. Класификация на пациенти

Павлина Симеонова1, Данаил Симеонов2, Любомир Спасов3 и Васил Симеонов4

1Лаборатория по Физика на Околната среда, Институт по Физика на Твърдото тяло „Акад. Г. Наджаков”, БАН, бул. Цариградско шосе 72, 1784 София, България; 2Институт по Обща и Неорганична Химия, БАН, ул. Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 3Институт по Катализа, БАН, ул. Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 4Лаборатория по Хемометрия и Екометрия, Катедра по Аналитична химия, Факултет по Химия и Фармация, Софийски Университет „Св. Кл. Охридски”, бул. Дж. Баучер 1, 1164 София, България 

Резюме: Целта на втората част на изследването е да интерпретира медицински клинични данни за пациенти, подложени на различно третиране в болнични условия (пролактинома, захарен диабет тип 2, различен тип захранване след операции). Тук се обръща внимание на класификация на пациентите. Търсени са образци на подобие за всеки един от разглежданите клинични състояния. Всеки идентифициран образец се разглежда и по отношение на специфичните клинични индикатори (дискриминиращи индикатори). Целта се постига при прилагане на кластерен анализ.

pdf Bulg. J. Chem. 3 (2014) 45-50

Ключови думи

, , , , , , ,

Нива на хром в еритроцити, урина и нокти – информативна стойност и приложимост като биомаркери за експозиция

Росица Б. Георгиева1,*, Димитър Л. Цалев2

1 Национален център по обществено здраве и анализи, бул. Акад. Ив. Евст. Гешов № 15, 1431 София, България; 2 Софийски университет „Св. Кл. Охридски”, Факултет по химия и фармация, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България

Резюме: В работната среда хромът се среща под формата на различни хромни сплави и съединения – най-често Cr(VI) и Cr(III), които се различават значително по своята токсичност. Валидирани аналитични процедури за определяне на хром в еритроцити (Cr-E), нокти (Cr-N) и урина (Cr-U) са приложени при биологичен мониторинг за оценка на експозицията; изследвани са 151 лица, 50 контролни и 101 работници от производствата на специални стомани, минерални пигменти и хромиране на детайли. Установените средни нива при контролни групи за Cr-U са в диапазона 0.3-0.9 μg/l, за Cr-E 1.4-2.5 μg/l Er, Cr-N 0.8-1.4 μg/g. Не са констатирани промени в изследваните показатели при концентрации на хром във въздуха (Cr-А) под и около 0.02 mg/m3. При по-високи експозиции (Cr-А 0.1 mg/m3-0.48 mg/m3) средногруповите нива на Cr-U достигат до 5.7-18.2 μg/l, Cr-E 7.2-26.6 μg/l Er, Cr-N 7.2-27.1 μg/g и са статистически достоверно повишени спрямо контролните групи. Cr-E, Cr-N и Cr-U могат да се прилагат като биомаркери за оценка на експозицията на хром: Повишеният Cr-U свидетелства за увеличено постъпване и екскреция без преки указания за възможно увреждане; повишените нива на Cr-E и Cr-N могат да се тълкуват като белег за повишен здравен риск.

pdfBulg. J. Chem. 3 (2014) 21-31

Ключови думи

, , , ,

Хемометрична експертиза и оценка на риска от замърсяване на почви

Петя Папазова1, Цветомил Войславов2, Павлина Симеонова1, Васил Симеонов2

1Лаборатория по физика на околната среда, Институт по физика на твърдото тяло „Акад. Г. Наджаков” , БАН, 1784 София, бул Цариградско шосе 72, България; 2Лаборатория по хемометрия и екометрия, Катедра Аналитична химия, Факултет по химия и фармация, Софийски Университет „Св. Кл. Охридски”, 1164 София, бул Д. Баучер 1, България

Резюме: Изследването се занимава с хемометрична оценка на качеството на почви с използване на различни методи на многовариационната статистика като кластерен анализ и самоорганизиращи се карти на Кохонен. Експертизата е извършена на набор от данни от мониторинг от 36 пробовземателни места за двугодишен период и за 12 химични индикатора за качество на почвите. Изследвани са два почвени слоя (0-20 cm) и (20-40 cm). Извършената класификация и моделиране разкриват няколко специфични типа корелирани параметри и корелирани локации на пробовземане. Тяхната интерпретация дава информация за възможните източници на замърсяване в региона, като транспорт, промишленост, наторяване, киселинни и горивни процеси. Допълнително са открити два главни типа почви по географски принцип – тип „крайбрежен и индустриален” от една страна и тип „извънградски и планински” от друга.

Графично резюме

GA-Simeonovpdf Bulg. J. Chem. 3 (2014) 1-8

Ключови думи

, ,

Нива на олово в кръв, нокти и зъби – информативна стойност и приложимост като биомаркери за експозиция

Росица Б. Георгиева,1,* Димитър Л. Цалев2

1Национален център по обществено здраве и анализи, бул. Акад. Ив. Евст. Гешов № 15, 1431 София, България; 2Софийски университет „Св. Кл. Охридски”, Факултет по химия и фармация, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България

Резюме: Оловото е силнотоксичен  кумулиращ метал, с изразено невротоксично действие при деца. Оценката на степента на абсорбция в организма и свързаните с това ефекти върху здравето се извършва чрез подходящи биомаркери. Валидирани са аналитични процедури за определяне на Pb в кръв (Pb-B), в нокти (Pb-N) и в зъби (Pb-T), които са приложени при изследване на 44 експонирани работници и на 595 деца от селища в района на КЦМ-Пловдив в периода 1986-2000 г. Установените нива на Pb-B и Pb-N при работниците са в съответствие с експозицията и корелират помежду си. При децата индивидуалните резултати варират в широк диапазон: Pb-B от 77 до 631μg/l; Pb-N от 2.1 до 54.5 µg/g; Pb-T от 2.4 до 34.2 µg/g; установена е корелация между Pb-В и Pb-T. Получената информация е за различна по време експозиция, не е идентична, а взаимно допълваща се. При епидемиологичните проучвания от първостепенно значение е използването на валидирани биомаркери за предоставяне на надеждни данни за оценка на риска, които могат да бъдат използвани по-късно за разработването на политики за управление на риска.

Графично резюме

GA-RGeorgievapdf Bulg. J. Chem. 2 (2013) 133-142

Ключови думи

, , , ,

Статистическа оценка на медицински данни с помощта на кластерен анализ. Част I. Класификация на клинични параметри

Павлина Симеонова*1, Данаил Симеонов2, Любомир Спасов3 и Васил Симеонов4

1 Лаборатория по Физика на Околната Среда, Институт по Физика на Твърдото Тяло, БАН, Цариградско шосе 72, 1784 София, България; 2 Институт по обща и неорганична Химия, БАН,  Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 3 Институт по катализ, БАН,  Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 4 Лаборатория по Хемометрия и Екометрия, Катедра по Аналитична Химия, Факултет по Химия и Фармация, Софийски Университет “Св. Кл. Охридски”, 1164 София, Дж. Баучер 1, България

Резюме: Целта на изследването е да интерпретира няколко набора от данни от медицински резултати за пациенти, обект на различни лечебни интервенции – пациенти с пролактинома, с захарен диабет тип 2 и пациенти, подложени на смесено и парентерално захранване след хирургически операции. Разкриват се някои специфични връзки между клиничните параметри, измервани при пациенти с пролактинома, което позволява оптимизиране на процедурата по мониторинг на такива пациенти чрез избор на редуциран брой индикатори за здравния статус. Образци на подобие са потърсени и в набора от клинични данни за пациенти с диабет тип 2 по същите причини. Намерени са и образци на подобие между клиничните параметри за две групи от пациенти, подложени на два режима на захранване (смесен и само парентерален) след стомашно-чревни операции.  Резултатите са постигнати след многовариационна статистическа интерпретация на стойностите на клиничните параметри с помощта на кластерен анализ.

Графично резюме

GA-VSpdf Bulg. J. Chem. 2 (2013) 143-151

Ключови думи

, , , , ,

Определяне и статистическа интерпретация на съдържанието на тежки метали в миди и охлюви от Черно море

Павлина Симеонова*1, Данаил Симеонов2, Любомир Спасов3 и Васил Симеонов4

1Лаборатория по Физика на Околната Среда, Институт по Физика на Твърдото Тяло, БАН, Цариградско шосе 72, 1784 София, България; 2Институт по обща и неорганична Химия, БАН,  Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 3Институт по катализ, БАН,  Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 4Лаборатория по Хемометрия и Екометрия, Катедра по Аналитична Химия, Факултет по Химия и Фармация, Софийски Университет “Св. Кл. Охридски”, 1164 София, Дж. Баучер 1 България

Резюме: Определени са концентрациите на кадмий и цинк в тъкани от миди (Mytilus galloprovincialis) от района на Варненския залив, Черно море чрез атомноабсорбционна спектроскопия. Пробовземането е месечно за период от 12 месеца за три пробоземателни станции във Варненския залив. Не са забелязани повишени концентрационни нива и за двата метала в сравнение с критичните стойности на Националната Агенция по околна среда. Резултатите от мониторинга дават възможност за оценка на качеството на морската среда по отношение на мястото и сезона на пробовземане. Предложената аналитична процедура бе приложена за анализ на няколко тежки метала в меки тъкани и черупки на охлюви и бентосни организми от същия регион. Приложеният допълнително кластерен анализ показа, че акумулирането на тежки метали, демонстрирано чрез формирането на кластери, е различно при черупките в сравнение с това при меки тъкани. Резултатите от кластерния анализ бяха допълнени с корелационен и регресионен анализ, които показаха, че акумулирането от различни тъкани е зависимо от типа тъкан. Общият статистически анализ показа и способността на охлювите и мидите да служат като биомонитори за тежки метали.

Графично резюме

VSimeonov GApdfBulg. J. Chem. 2 (2013) 105-114

Ключови думи

, , , , ,

Химично отлагане на мед и никел върху анодиран алуминий

Боряна Р. Цанева

Факултет по електронна техника и технологии, Технически университет – София, Бул. “Климент Охридски” №8, София 1000, България

Резюме: В работата са описани и използвани основните технологични схеми за безтоково химично отлагане на мед и никел върху диелектрична основа от анодно получен алуминиев оксид. Покритията получени по тези схеми обаче са със силно дендритна структура, а целостта на диелектричния оксиден слой е нарушена. Като основни причини за неприложимостта на най-широко използваните в практиката  технологии за химично метализиране са посочени високата концентрация на хлоридни йони, съчетана с ниско рН, които водят до силно изразена питингова и галванична корозия на алуминиевата подложка още в първите етапи на подготовка на повърхността за метализиране. Предложен е алтернативен подход за избягване на установените проблеми, чрез използване на сулфатни разтвори с кисело и неутрално рН. Получените от тези разтвори покрития са равномерни и блестящи.

Графично резюме

GA-TzanevapdfBulg. J. Chem. 2 (2013) 61-68

Ключови думи

, , , ,

Синтез на нови аминозаместени [1,2,3]триазоло[4,5-d]- и пиразоло[3,4-d]пиримидини с фитохимична активност

Елена Станоеваa, Кристина Жечеваа, Росица Колеваа, Мария Владимироваа, Искрен Сергиевб, Вера Алексиеваб

a Софийски университет „Св. Климент Охридски“, Факултет по химия и фармация, Бул. „Джеймс Баучер“ № 1, 1164 София, България 

б Българска академия на науките, Институт по физиология на растенията и генетика, ул. „Акад. Г. Бончев“, Бл. 21, 1113 София, България

Резюме: В предишна публикация на колектива е показано, че трет-бутил 2-(3-бензил-3H-[1,2,3]триазоло[4,5-d]пиримидин-7-иламино)ацетат (11a) и 2-(3-бензил-3H-[1,2,3]триазоло[4,5-d]пиримидин-7-иламино)ацетохидразид (12a) проявяват антагонизъм спрямо цитокинините по отношение на активността на цитокинин оксидаза/дехидрогеназа в млади грахови растения. В тази статия ние описваме синтеза и препаративните аналитични данни на 11a и 12a, както и на серия от нови 7-(заместени амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-d]пиримидини и 4-(аминозаместени)-пиразоло[3,4-d]пиримидини 214 (общо 21 съединения) с растеж-регулираща активност в растения.

Графично резюме

GA-EStanpdf Bulg. J. Chem. 2 (2013) 69-75

Ключови думи

, , ,