Chemical variations of concentration fluctuations in the elemental composition of living organisms | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Chimia – Tomsk State University Journal of Chemistry. 2022. № 28. DOI: 10.17223/24135542/28/5

Chemical variations of concentration fluctuations in the elemental composition of living organisms

In this paper, concentration fluctuations in the content of chemical elements in living objects are considered. They describe the periodicity of the atoms’ properties with an increase in their atomic number, according to the Periodic Law of D.I. Mendeleev. The use of the Periodic Law in various fields of science and technology is increasingly being used. The major interest is the construction of periodic dependences of changes in certain parameters of the systems under study with an increase in the atomic number of the element that determines their structure and organization, as well as the prediction on this basis of properties and their behavior when interacting with other systems. Establishing periodic patterns of distribution of chemical elements in living organisms is the most urgent task of modern biological science. The objects of study in this work were human hair, animal hair, the ground part of plants, fish scales and bird feathers. Sampling was carried out in the regions of the Tomsk region. The studies were carried out in the laboratory of "Environmental Monitoring", which is part of the Tomsk Regional Center for Collective Use of the National Research Tomsk State University. The analyzes were carried out using a Grand spectrometer with a multichannel emission spectrum analyzer (MAES). New regularities in the distribution of chemical elements in biological systems have been established. It is shown that the periodic patterns of changes in the chemical composition of the living world as a whole are of the same type. Three main zones of chemical variations of the elements’ distribution for all studied living objects are identified, on average, limited by one or another S-element. The first zone is in the range from hydrogen to calcium; the second zone is from calcium to strontium, the third zone is from strontium to barium. In this case, the amplitude of concentration fluctuations with an increase in the atomic number of the element constantly decreases according to a close to exponential law. However, in the third zone, a characteristic dip is observed, which, apparently, is explained by ecological and climatic factors of the habitat. Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

Download file
Counter downloads: 19

Keywords

Periodic law, living matter, chemical elements, human hair, animal hair, surface layer of plants, plasma-arc spectral analysis, ash residue, habitat

Authors

NameOrganizationE-mail
Otmakhov Vladimir I.Tomsk State Universityotmahov2004@mail.ru
Sarkisov Yury S.Tomsk State University of Architecture and Civil Engineeringsarkisov@tsuab.ru
Obukhova Anastasia V.Tomsk State Universityobukhovaa20101995@gmail.com
Yanyuk Alena E.Tomsk State Universitybloom201328@mail.ru
Petrova Elena V.Tomsk State Universityelena1207@sibmail.com
Всего: 5

References

Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. Образование ионов. Екатеринбург : УрО РАН, 2006. 114 с.
МУК 4.1.1482-03. Определение химических элементов в биологических средах и пре паратах методами атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой : метод. указания. Москва : Федер. центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. 56 с.
МУ ФР. 1.31.2013.13831. Методика (метод) измерений массовой концентрации элементов в пробах волос методом атомно-эмиссионного анализа с дуговым возбуждением спектра. Свидетельство об аттестации методики (метода) измерений № 08-47/380.01.00143-2013.2016.
Лабусов В.А., Гаранин В.Г., Зарубин И.А. Новые спектральные комплексы на основе аналитических анализаторов МАЭС // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. № 83 (1). С. 15-20.
Отмахов В.И., Петрова Е.В. Оптимизация условий проведения атомно-эмиссионного спектрального анализа порошковых проб сложного состава на графитовой основе // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. № 78 (1-2). С. 82-85.
Отмахов В.И. Методологические особенности создания методик атомно-эмиссион ного анализа различных объектов // Аналитика и контроль. 2005. № 9 (3). С. 245-249.
Отмахов В.И., Петрова Е.В., Варламова Н.В. Структурно-методическая схема создания методик анализа оксидных материалов с применением метода атомно-эмиссионной спектроскопии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. № 74 (8). С. 15-17.
ГСО 8487-2003. Стандартные образцы состава графитового коллектора микроприме сей. КомплектСОГ-37. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003.
Отмахов В.И., Катаева Н.Г., Кускова И.С., Петрова Е.В. Элементный анализ волос ме тодом дуговой атомно-эмиссионной спектроскопии с целью диагностики заболеваний // Химический анализ и медицина : сб. тезисов 1-й Всерос. конф. с междунар. участием, 9-12 ноября 2015, Москва. М. : КАСКОН, 2015. С. 134.
Отмахов В.И., Петрова Е.В., Шилова И.В., Батанина А.А., Кускова И.С., Рабцевич Е.С. Дуговой атомно-эмиссионный спектральный анализ лекарственных растений // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. № 81 (1). С. 145-148.
Отмахов В.И., Кускова И.С., Петрова Е.В., Краснов Е.А., Замощина Т.А., Решетов Я.Е., Рабцевич Е.С., Бабенков Д.Е. Аналитическое сопровождение получения литийсодержащих растительных экстрактов ритмомоделирующего действия // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2016. № 2. С. 35-44.
Отмахов В.И., Обухова А.В., Ондар С.А., Петрова Е.В. Определение элементного статуса человека с целью оценки экологической безопасности регионов // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2017. № 9. С. 50-59.
Кускова И.С. Оптимизация условий проведения элементного анализа биологических объектов методами дуговой и пламенной атомно-эмиссионной спектрометрии : авто-реф. дис.. канд. хим. наук. Томск, 2017. 24 с.
Отмахов В.И., Рабцевич Е.С., Петрова Е.В., Шилова И.В., Гиндулина Т.М., Шелег Е.С., Бабенков Д.Е. Методика обнаружения и количественного определения макро- и микроэлементов в растительном сырье методом дуговой атомно-эмиссионной спектроскопии с многоканальным анализатором эмиссионных спектров // Химико-фармацевтический журнал. 2022. № 56 (2). С. 50-54.
Рабцевич Е.С. Аналитические подходы к определению элементного состава биологических объектов спектральными методами : автореф. дис. канд. хим. наук. Томск, 2021. 26 с.
 Chemical variations of concentration fluctuations in the elemental composition of living organisms | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Chimia – Tomsk State University Journal of Chemistry. 2022. № 28. DOI: 10.17223/24135542/28/5

Chemical variations of concentration fluctuations in the elemental composition of living organisms | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Chimia – Tomsk State University Journal of Chemistry. 2022. № 28. DOI: 10.17223/24135542/28/5

Download full-text version
Counter downloads: 90