Медь свойства вещества: Медь – свойства, применение, характеристики медных сплавов

alexxlab | 12.07.1985 | 0 | Разное

Содержание

Физические свойства вещества меди – Морской флот

Металлическая медь издавна используется человечеством в самых разных областях жизни. Двадцать девятый элемент из периодической таблицы Д. И. Менделеева , находящийся между никелем и цинком, обладает интересными характеристиками и свойствами. Этот элемент обозначается символом Cu. Это один из немногих металлов с характерной окраской, отличной от серебристого и серого цветов.

История появления меди

О том, какое великое значение имел этот химический элемент в истории человечества и планеты, можно догадаться уже по названиям исторических эпох. После каменного века наступил медный, а за ним — бронзовый, также имеющий прямое отношение к этому элементу.

Медь является одним из семи металлов, которые стали известны человечеству еще в древности. Если верить историческим данным, знакомство древних людей с этим металлом произошло примерно девять тысяч лет назад.

Древнейшие изделия из этого материала были обнаружены на территории современной Турции. Археологические раскопки, проведенные на месте крупного поселения времен неолита под названием Чаталхеюк, позволили отыскать небольшие медные шарики-бусины, а также медные пластины, которыми древние люди украшали свой наряд.

Найденные вещицы были датированы стыком восьмого и седьмого тысячелетий до нашей эры. Помимо самих изделий, на месте раскопок был обнаружен шлак, что говорит о производившихся выплавках металла из руды.

Получение меди из руды было относительно доступно. Поэтому несмотря на свою высокую температуру плавления, этот металл в числе первых был быстро и широко освоен человечеством.

Способы добычи

В природных условиях этот химический элемент существует в двух формах:

Любопытным фактом является следующее: медные самородки в природе попадаются гораздо более часто, чем золотые, серебряные и железные.

Природные соединения меди — это:

  • оксиды;
  • углекислые и сернистые комплексы;
  • гидрокарбонаты;
  • сульфидные руды.

Рудами, имеющими наибольшее распространение, являются медный блеск и медный колчедан. Меди в этих рудах содержится всего один-два процента. Первичная медь добывается двумя основными способами:

Доля первого способа составляет десять процентов. Оставшиеся девяносто относятся ко второму методу.

Пирометаллический способ включает в себя комплекс процессов. Сначала медные руды обогащаются и обжигаются. Затем сырье плавится на штейн, после чего продувается в конвертере. Таким образом получается черновая медь. Превращение ее в чистую осуществляется путем рафинирования — сначала огневого, затем электролитического. Это последняя стадия. По ее окончании чистота полученного металла составляет практически сто процентов.

Процесс получения меди гидрометаллургическим способом делится на два этапа.

  1. Вначале сырье выщелачивается при помощи слабого раствора серной кислоты.
  2. На заключительном этапе металл выделяется непосредственно из упомянутого в первом пункте раствора.

Данный метод используется при переработке только бедных руд, так как, в отличие от предыдущего способа, при его проведении невозможно попутно извлечь драгоценные металлы. Именно поэтому приходящийся на этот способ процент так невелик по сравнению с другим методом.

Немного о названии

Химический элемент Cuprum, обозначаемый символом Cu, получил свое название в честь небезызвестного острова Кипр. Именно там в далеком третьем веке до нашей эры были обнаружены крупные месторождения медной руды. Местными мастерами, трудившимися на этих рудниках, производилась выплавка данного металла.

Физические свойства металла

Пожалуй, невозможно понять, что такое металлическая медь, не разобравшись в ее свойствах, основных характеристиках и особенностях.

При контакте с воздухом этот металл становится желтовато-розового цвета. Этот неповторимый золотисто-розовый оттенок обусловливается возникновением на поверхности металла оксидной пленки. Если эту пленку удалить, медь приобретет выразительный розовый цвет с характерным ярким металлическим блеском.

Удивительный факт: тончайшие медные пластинки на просвет имеют вовсе не розовый, а зеленовато-голубой или, иначе говоря, морской цвет.

В форме простого вещества медь обладает следующими характеристиками:

  • удивительной пластичностью;
  • достаточной мягкостью;
  • тягучестью.

Чистая медь без наличия каких-либо примесей превосходно поддается обработке — ее с легкостью можно прокатить в пруток или лист либо вытянуть в проволоку, толщина которой будет доведена до тысячных долей миллиметра. Добавление примесей в этот металл повышает его твердость.

Помимо упомянутых физических характеристик, этот химический элемент обладает высокой электропроводностью. Эта особенность главным образом определила применение металлической меди.

Среди основных свойств этого металла стоит отметить его высокую теплопроводность. По показателям электропроводности и теплопроводности медь является одним из лидеров среди металлов. Более высокими показателями по этим параметрам обладает только один металл — серебро.

Нельзя не принимать во внимание тот факт, что показатели электро- и теплопроводности меди относятся к разряду базовых свойств. Они сохраняются на высоком уровне лишь пока металл находится в чистом виде. Уменьшить эти показатели возможно добавлением примесей:

Каждая из этих примесей в сочетании с медью оказывает на нее определенное влияние, в результате которого значения тепло- и электропроводности заметно понижаются.

Помимо всего прочего, металлическая медь характеризуется невероятной прочностью, высокой температурой плавления, а также высокой температурой кипения. Данные действительно впечатляют. Температура плавления меди превышает одну тысячу градусов Цельсия! А температура кипения составляет 2570 градусов Цельсия.

Этот металл относится к группе металлов-диамагнетиков. Это значит, что его намагничивание, как и у ряда других металлов, происходит не по направлению внешнего магнитного поля, а против него.

Еще одной немаловажной характеристикой можно назвать отличную устойчивость этого металла к коррозии. В условиях высокой влажности окисление железа, например, происходит в несколько раз быстрее, чем окисление меди.

Химические свойства элемента

Данный элемент является малоактивным. При контакте с сухим воздухом в обычных условиях медь не начинает окисляться. Влажный воздух, напротив, запускает окислительный процесс, при котором образуется медный карбонат (II), являющийся верхним слоем патины. Практически моментально этот элемент реагирует с такими веществами, как:

Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, не способны оказывать на медь влияние. Кроме того, она никак не реагирует при контакте с такими химическими элементами, как:

Кроме уже отмеченных химических свойств, для меди характерна амфотерность. Это значит, что в земной коре она способна образовать катионы и анионы. Соединения этого металла могут проявлять как кислотные свойства, так и основные — это напрямую зависит от конкретных условий.

Области и особенности применения

В древние времена металлическая медь использовалась для изготовления самых разных вещей. Умелое применение этого материала позволило древним людям обзавестись:

  • дорогой посудой;
  • украшениями;
  • инструментами, имеющими тонкое лезвие.

Сплавы меди

Говоря о применении меди, нельзя не упомянуть о ее значении в получении различных сплавов, в основу которых ложится именно этот металл. К таким сплавам относятся:

Две эти разновидности явяются основными видами медных сплавов. Первый бронзовый сплав был создан на Востоке еще за три тысячелетия до нашей эры. Бронза по праву может считаться одним из величайших достижений металлургов древности. По сути, бронза — это соединение меди с прочими элементами. В большинстве случаев в роли второго компонента выступает олово. Но вне зависимости от того, какие элементы входят в сплав, основным компонентом всегда является медь. Формула латуни содержит главным образом медь и цинк, но возможны и дополнения к ним в виде других химических элементов.

Помимо бронзы и латуни, этот химический элемент участвует в создании сплавов с другими металлами, среди которых алюминий, золото, никель, олово, серебро, титан, цинк. Медные сплавы с неметаллами, такими как кислород, сера и фосфор, используются гораздо реже.

Отрасли промышленности

Ценные свойства медных сплавов и чистого вещества способствовали их использованию в таких отраслях, как:

  • электротехника;
  • электромашиностроение;
  • приборостроение;
  • радиоэлектроника.

Но, разумеется, это еще не все области применения этого металла. Он является высокоэкологичным материалом. Именно поэтому он используется при строительстве домов. Например, кровельное покрытие, выполненное из металлической меди, благодаря своей высочайшей коррозийной устойчивости обладает сроком службы более сотни лет, не требуя при этом особого ухода и покраски.

Еще одна область использования этого металла — ювелирная отрасль. В основном он применяется в форме сплавов с золотом. Изделия из медно-золотого сплава характеризуются повышенной прочностью, высокой стойкостью. Такие изделия на протяжении долгого времени не деформируются и не истираются.

Соединения металлической меди выделяются высокой биологической активностью. В мире флоры этот металл имеет важное значение, так как он участвует в синтезе хлорофилла. Участие данного элемента в этом процессе позволяет обнаружить его в числе компонентов минеральных удобрений для растений.

Роль в организме человека

Нехватка этого элемента в человеческом организме может оказать негативное влияние на состав крови, а именно ухудшить его. Восполнить дефицит этого вещества можно при помощи специально подобранного питания. Медь содержится во многих продуктах питания, поэтому составить полезный рацион по душе не составит труда. Для примера, одним из продуктов, в составе которых имеется этот элемент, является обычное молоко.

Но составляя насыщенное этим элементом меню, не следует забывать о том, что переизбыток его соединений может привести к отравлению организма. Поэтому, насыщая организм этим полезным веществом, очень важно не переусердствовать. И касается это не только количества потребляемых продуктов.

К примеру, пищевое отравление может вызвать использование медной посуды. Приготовление пищи в такой посуде крайне не рекомендуется и даже воспрещается. Связано это с тем, что в процессе кипячения в пищу поступает значительное количество этого элемента, что может привести к отравлению.

В запрете на медную посуду есть одна оговорка. Использование такой посуды не представляет опасности в том случае, если ее внутренняя поверхность имеет оловянное покрытие. Только при выполнении этого условия использование медных кастрюлек не несет угрозы пищевого отравления.

Помимо всех перечисленных отраслей применения, распространение этого элемента не обошло стороной и медицину. В сфере лечения и поддержания здоровья он применяется в качестве вяжущего вещества и антисептика. Этот химический элемент входит в состав капель для глаз, которые используются при лечении такого заболевания, как конъюнктивит. Кроме того, медь является немаловажным компонентом различных растворов от ожогов.

Медь – это пластичный золотисто-розовый металл с характерным металлическим блеском. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Сu (Cuprum) и находится под порядковым номером 29 в I группе (побочной подгруппе), в 4 периоде.

Латинское название Cuprum произошло от имени острова Кипр. Известны факты, что на Кипре ещё в III веке до нашей эры находились медные рудники и местные умельцы выплавляли медь. Купить медь можно в комании «КУПРУМ».

По данным историков, знакомству общества с медью около девяти тысячелетий. Самые древние медные изделия найдены во время археологических раскопок на местности современной Турции. Археологи обнаружили маленькие медные бусинки и пластинки для украшения одежды. Находки датируются рубежом VIII-VII тыс. до нашей эры. Из меди в древности изготавливали украшения, дорогую посуду и различные инструменты с тонким лезвием.

Великим достижением древних металлургов можно назвать получение сплава с медной основой – бронзы.

Основные свойства меди

1. Физические свойства.

На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.

Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.

Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость по отношению к коррозии. К примеру, при высокой влажности железо окисляется значительно быстрее.

Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.

2. Химические свойства.

Медь является сравнительно малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не оказывают воздействия на медь. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет. На влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) – верхнего слоя платины.
Медь обладает амфотерностью, то есть в земной коре образует катионы и анионы. В зависимости от условий, соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды – это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование.
Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Применение меди

Благодаря ценным качествам медь и медные сплавы используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении. Существуют сплавы меди с такими металлами, как цинк, олово, алюминий, никель, титан, серебро, золото. Реже применяются сплавы с неметаллами: фосфором, серой, кислородом. Выделяют две группы медных сплавов: латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с другими элементами).

Медь обладает высокой экологичностью, что допускает её использование в строительстве жилых домов. К примеру, медная кровля за счёт антикоррозионных свойств, может прослужить больше ста лет без специального ухода и покраски.

Медь в сплавах с золотом используется в ювелирном деле. Такой сплав увеличивает прочность изделия, повышает стойкость к деформированию и истиранию.

Для соединений меди характерна высокая биологическая активность. В растениях медь принимает участие в синтезе хлорофилла. Поэтому её можно увидеть в составе минеральных удобрений. Недостаток меди в организме человека может вызвать ухудшение состава крови. Она есть в составе многих продуктов питания. К примеру, этот металл содержится в молоке. Однако важно помнить, что избыток соединений меди может вызвать отравление. Именно поэтому нельзя готовить пищу в медной посуде. Во время кипячения в пищу может попасть большое количество меди. Если же посуда внутри покрыта слоем олова, то опасности отравления нет.

В медицине медь используют, как антисептическое и вяжущее средство. Она является компонентом глазных капель от конъюнктивита и растворов от ожогов.

Плотность. По международному стандарту по отожженной меди ( International Annealed Copper Standard – IACS ) плотность меди принята равной 8890 кг/м 3 при температуре 20°С. Однако в зависимости от вида обработки и химического состава плотность меди может иметь небольшие отличия. Например, литая медь имеет плотность 8920 кг/м 3 . При холодной деформации отожженной меди уменьшается ее плотность.

При нагреве плотность меди заметно уменьшается, что видно на примере марки M 1 :

t ,°С 20 600 700 800 900 1000

γ , кг/м 3 8890 8680 8610 8550 8470 8400

Электрические свойства. Высокая электропроводность меди является основным свойством, обусловливающим ее широкое применение. Электропроводность меди в твердом состоянии зависит в первую очередь от чистоты металла. Примеси и легирующие элементы умень­шают электропроводность меди (рис. 1 и 2 ) и повышают ее удельное электросопротивление (рис. 3).

Рис. 1. Влияние примесей на электропроводность бескислородной меди

Рис. 2. Влияние легирующих на электропроводность меди

Рис. 3. Влияние примесей малых концентраций легирующих элементов на электросопротивление меди

Медь электротехнического назначения является эталоном для сравне­ия электропроводности электрических проводников из разных металлов. При этом электропроводность указывается в процентах от стандартного значения, принятого в IACS для отожженной меди. Стандартное (100%-е) значение удельной элект­ропроводности в IACS соответствует 58 МСм/м (1/58 Ом на каждый метр провода поперечным сечением в 1 мм 2 ).

Наименьшее удельное электросопротивление ρ имеет медь, очищенная зонной плавкой, с минимальным количеством примесей (99,999% Cu ) – 0 , 0 I 6610 -6 Ом * м, что соответствует электропроводности σ , составляющей 60,2 МСм/м. С повышением температуры удельное электросопротивление меди увеличивается. Например, удельное электросопротивление меди марки M 1 в твердом состоянии при температуре, близкой к температуре плавления, составляет 0,113х10 -6 Ом*м, а в жидком – 0,203х10 -6 Ом м.

Электрические свойства меди различных марок приведены в табл. 1.

Таблица 1. Электрические свойства меди различных марок при температуре 20°С

Марка меди

ρх10 6 , Ом*м

σ, МСм/м

М00 б

0,01700

0,01706

0,01708

0,01724

0,01754

0,02080

Тепловые свойства. Удельная теплоемкость с меди заметно увеличивается с повышением температуры. В жидком состоянии в интервале температур перегрева при литье слитков удельная теплоемкость меди практически не зависит от температуры и может быть принята равной 545 Дж/(кгК).

Температурный коэффициент линейного расширения α меди незначительно зависит от химического состава. Ориентировочные значения α в диапазоне температур 200. 1250К приведены в табл. 2.

Табл. 2. Значения температурного коэффициента линейного расширения меди при различных температурах
t, Кα х 10 6 , К -1t, Кα х 10 6 , К -1t, Кα х 10 6 , К -1
20015,245017,690020,9
22015,650017,995021,4
24015,955018,3100021,8
26016,260018,7105022,3
28016,570019,4110022,8
30016,775019,7115023,3
35017,080020,1120023,8
40017,385020,5125024,4

Теплопроводность меди λ существенно снижают примеси и легирующие элементы (рис. 4).

Рис. 4. Влияние содержания элементов на теплопроводность меди

Теплопроводность меди разных марок при 20°С составляет:

Марка λ , Вт(м * К)

П овышение температуры меди приводит к уменьшению ее теплопроводности (табл. 3. ).

Табл. 3. Значения теплопроводности λ меди при различных температурах
t, Кλ, Вт/(м*К)t, Кλ, Вт/(м*К)t, Кλ, Вт/(м*К)t, Кλ, Вт/(м*К)t, Кλ, Вт/(м*К)
1005003503936003828503761100349
1504354003916503799003641150345
2004144503837003769503601200342
25040350038775037210003561250338
30039855038580037010503531300334

Влияние температу ры на физические свойства меди на примере М0 показано в табл. 4.

это тело или вещество? свойства меди||year|IMAGESNAMESmed—eto-telo-ili-veshestvo-svojstva-medi/IMAGESNAMES

Приблизительно III тысячелетие до нашей эры считается переходным от камня как основного промышленного вещества к бронзе. Период перестройки принято считать медным веком. Ведь именно это соединение на тот период времени было самым главным в строительстве, в изготовлении предметов быта, посуды и прочих процессах.

На сегодняшний день медь своей актуальности не потеряла и по-прежнему считается очень важным металлом, часто используемым в разных нуждах. Медь – это тело или вещество? Какими свойствами она обладает и для чего нужна? Попробуем разобраться далее.

Общая характеристика элемента медь

Как химический элемент, медь имеет свое местоположение в периодической системе. Оно следующее.

  1. Четвертый большой период, первый ряд.
  2. Первая группа, побочная подгруппа.
  3. Порядковый номер 29.
  4. Атомный вес – 63,546.
  5. Электронная конфигурация внешнего слоя выражается формулой 3d104s1.

Элемент имеет два стабильных природных изотопа с массовыми числами 63 и 65. Латинское название элемента cuprum, что объясняет его химический символ Cu. В формулах читается как “купрум”, русское наименование – медь.

Медь – это тело или вещество?

Чтобы ответить на данный вопрос, следует для начала определиться с понятиями “вещество” и “тело”. Они изучаются еще на школьных ступенях, так как являются основополагающими. С точки зрения науки химии и физики, веществом считаются все материалы, из которых изготавливаются те или иные предметы. То есть примерами веществ могут служить все химические соединения как органической, так и неорганической природы.

Тело – это сам предмет, который состоит как раз из какого-то вещества. Они могут быть искусственно сконструированы человеком, либо же иметь природное происхождение. Примеры тел: гвозди, окна, пластинки, стол, шкаф, цветочный горшок и прочее.

Чтобы различить эти два понятия, приведем несколько сравнительных примеров.

  1. Сахар – вещество, леденец на палочке – тело.
  2. Железо – вещество, гвоздь – тело.
  3. Окно – тело, стекло – вещество.

Очевидно из этих рассуждений, что на вопрос: “Медь – это тело или вещество?” – ответ однозначен. Это вещество. Вот если речь пойдет о медной пластинке или медном колечке, тогда, безусловно, следует говорить о них как о теле.

С точки зрения химии, медь – это вещество, относящееся к категории металлов. Оно обладает рядом очень ценных свойств, которые лежат в основе широкого использования данного соединения.

Простое вещество медь – это цветной металл

Как мы уже обозначили, медь – металл. Однако не все представители этой группы веществ одинаковы по своим характеристикам. Существуют мягкие и твердые, белые и желтые, красные металлы и прочее. Медь же относится к цветным мягким металлам.

Электронное строение ее атома позволяет точно определить, медь – это металл или неметалл. Ведь на внешнем уровне у нее всего один электрон, это значит, что его она способна легко отдавать, проявляя типичные металлические восстановительные свойства. Следовательно, в том, что она должна относиться к категории именно металлов, сомнений быть не может. Об этом же говорят и физические свойства ее простого вещества.

Физические свойства

Медь – это вещество или тело? Полностью убедиться в правильности ответа можно лишь рассмотрев ее физические свойства. Если мы говорим о данном элементе как о простом веществе, то для него характерен следующий набор свойств.

  1. Металл красного цвета.
  2. Мягкий и очень ковкий.
  3. Отличный теплопроводник и электропроводник.
  4. Не тугоплавкий, температура плавления составляет 1084,5 0С.
  5. Плотность составляет 8,9 г/см3.
  6. В природе встречается в основном в самородном виде.

Таким образом, получается, что медь – это вещество, причем известное с самой древности. На основе нее издревле создаются многие архитектурные сооружения, изготовляется посуда и предметы быта.

Химические свойства

С точки зрения химической активности, медь – это тело или вещество, обладающее низкой способностью к взаимодействию. Существует две основные степени окисления этого элемента, которые он проявляет в соединениях. Это:

Очень редко можно встретить вещества, в которых данные значения заменяются на +3.

Итак, медь может взаимодействовать с:

  • воздухом;
  • углекислым газом;
  • соляной кислотой и некоторыми другими соединениями только при очень высоких температурах.

Все это объясняется тем, что на поверхности металла формируется защитная оксидная пленка. Именно она предохраняет его от дальнейшего окисления и придает стабильность и малоактивность.

Из простых веществ медь способна взаимодействовать с:

  • галогенами;
  • селеном;
  • цианидами;
  • серой.

Часто формирует комплексные соединения либо двойные соли. Практически все сложные соединения данного элемента, кроме оксидов – ядовитые вещества. Те молекулы, которые образует одновалентная медь, легко окисляются до двувалентных представителей.

Области применения

Медь – это смесь или чистое вещество, которое в любом из этих состояний находит широкое применение в промышленности и быту. Можно обозначить несколько основных отраслей использования соединений меди и чистого металла.

  1. Кожевенная промышленность, в которой используются некоторые соли.
  2. Производство меха и шелка.
  3. Изготовление удобрений, средств защиты растений от вредителей (медный купорос).
  4. Сплавы меди находят широкое применение в автомобилестроении.
  5. Судостроение, авиаконструкции.
  6. Электротехника, в которой медь используется, благодаря хорошей антикоррозионной устойчивости и высокой электро- и теплопроводности.
  7. Различное приборостроение.
  8. Изготовление посуды и бытовых предметов хозяйственного значения.

Очевидно, что несмотря на долгие сотни лет, рассматриваемый металл только укрепил свои позиции и доказал состоятельность и незаменимость в применении.

Сплавы меди и их свойства

Существует много сплавов на основе меди. Она сама отличается высокими техническими характеристиками, так как легко поддается ковке и прокатке, является легкой и достаточно прочной. Однако при добавлении определенных компонентов свойства значительно улучшаются.

В данном случае следует задать вопрос: “Медь – это вещество или физическое тело, когда речь идет о ее сплавах?” Ответ будет такой: это вещество. Все равно она является именно им до тех пор, пока из сплава не будет изготовлено какое-либо физическое тело, то есть определенный продукт.

Какие сплавы меди бывают?

  1. Практически равное сочетание меди и цинка в одном составе принято называть латунью. Этот сплав отличается высокой прочностью и устойчивостью к химическим воздействиям.
  2. Оловянистая бронза – сочетание меди и олова.
  3. Мельхиор – никель и медь в соотношении 20/80 из 100. Используется для изготовления украшений.
  4. Константан – сочетание никеля, меди и добавка марганца.

Биологическое значение

Не столь важно, медь – это вещество или тело. Значимо другое. Какую роль играет медь в жизни живых организмов? Оказывается, весьма немаловажную. Так, ионы рассматриваемого металла выполняют следующие функции.

  1. Участвуют в преобразовании ионов железа в гемоглобин.
  2. Являются активными участниками процессов роста и размножения.
  3. Позволяют усваиваться аминокислоте тирозину, следовательно влияют на проявление цвета волос, кожи.

Если организм недополучает данный элемент в нужном количестве, то могут возникать неприятные заболевания. Например, анемия, облысение, болезненная худоба и прочее.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan

определите свойства вещества:Медь – Железо -Резина -Пластмасса – Золото – помогите,

На воздухе медь приобретает ярко желтоватый красный оттенок за счёт образования оксидной пленки тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато голубого цвета. В чистом виде имеет достаточно мягкое тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством определяющими и преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Медь обладает высоким значением плотности температура . Медь хорошо поддается обработке.
2на воздухе железо легко окисляется. Накаленная железная проволока горит в кислороде образуя окалину оксид железа
3резина можно рассматривать как сшитую коллоидную систему в которой каучук составляет дисперсионную среду наполнители дисперсную фазу. Важнейшие свойства резины высокая эластичность то есть способность к большим обратимым деформациям в широком интервале температур
4пластмасса не подвергаются коррозии они стойкие против действия растворов слабых кислот и щелочей А некоторые пластмассы например из полиэтилена полистирола стойки к воздействию даже концентрированных растворов кислот солей и щелочей Их используют при строительстве предприятий химической промышленности и канализационных сетей для изоляции емкости пластмассовые Как правильно являются плохими проводниками тепла . пластмасса хорошо окрашивается в любые цвета и долго сохраняет цвет. ценным свойством пластмасс является легкость их обработки возможность придания им разнообразной даже Самой сложной формы и различными способами

5золото плавится при температуре 1063, 43 •С расплавленном состоянии цвет металла сменяется из жёлтого на бледно зеленоватый . металл отличается низким сопротивлением хорошими показателями теплопроводности устойчивостью к окислительным процессом способность драгметалла отражает инфракрасный цвет используют при остеклении высоток при изготовление стекол для морских судов самолётов и вертолётов везиров шлемов Космонавтов. Благодаря своим физическим свойствам жёлтый металл легко поддается самым разным видам обработки включая полировку и пайку.Золото можно расстворить в жидком броме и в водном растворе цианидов Обязательно При наличии кислорода. химические свойства золота исключает растворение металлов в кислотах и щелочах. Сделать это можно только в царской водке представляющий смесь азотной и соляной кислот, причём обязательно в концентрированном виде

В НИТУ «МИСиС» синтезировали препарат на основе наночастиц меди для длительной противовирусной обработки

Ученые кафедры физической химии НИТУ «МИСиС», основываясь на собственных многолетних исследованиях свойств наночастиц металлов, а также разработках американских и британских коллег, опубликованных в открытых источниках, синтезировали первую партию противовирусного препарата для обработки индивидуальных средств защиты и различных поверхностей на основе меди.

Препарат представляет собой спиртозоль — суспензию наночастиц меди размером от 1 до 3 нанометров в растворе антисептика цетилпиридиния хлорида в этиловом спирте. При дезинфекционной обработке при влажном воздухе медь на поверхности материала превращается в положительно заряженный ион гидроксида меди, что обеспечивает необходимую защиту обработанных предметов от вирусов и других патогенов.

О противовирусных и противомикробных свойствах меди человечеству известно несколько тысяч лет. Медь за счет перехода в водной среде в ионную форму значительно превосходит другие металлы по своим антибактериальным и противовирусным свойствам, в том числе серебро, которое широко известно этими характеристиками.

Современные исследования ученых доказывают — медь, действительно, активно уничтожает микробы и вирусы. В частности, ученые Саутгемптонского университета (Великобритания), проводившие изучение антивирусных свойств меди, констатируют, что частицы вируса — вирионы — буквально взрываются, попадая на медную поверхность.

По заказу Американской ассоциации производителей меди они провели серию исследований, которые продемонстрировали дезинфицирующие свойства меди и медных сплавов. Ученые экспериментировали и с родственником COVID-19 — коронавирусом 229E, открытым в 2015 году. В своих экспериментах профессор Билл Кивилл брал полированные медные пластины, обрабатывал их спиртом и ацетоном, затем наносил на поверхность патогены.

Пластины экспонировались в течение определенного времени — от нескольких минут до нескольких дней. После этого их исследовали двумя способами: одни помещали в емкость с водой и стеклянными бусинами, которые омывали их и соскребали с них образцы, другие изучали под микроскопом. Ни в одном из случаев следы вирусов и других патогенов обнаружены не были. Медь, действительно, самоочищалась.

«Это свойство объясняется тем, что медь очень легко переходит из атомарного состояния в ионное, — поясняет доцент кафедры физической химии НИТУ „МИСиС“ Георгий Фролов. — Положительно заряженные ионы гидроксида меди являются „мягким“ электрофильным реагентом, который вступает в химическое взаимодействие с серосодержащими структурами вируса, а также меняет рН-среды в кислую сторону. Таким образом разрушается оболочка любого микроорганизма, в том числе и вириона. Ионы гидроксида металла как бы „расстреливают“ вирус. Однако в высокой концентрации они опасны так же и для клеток организма, могут вызывать раздражение кожных покровов. Поэтому наиболее целесообразно использовать препараты на основе ионов меди и ее соединений в качестве сильного внешнего дезинфектора совместно с антисептиком цетилпиридиния хлоридом».

Основываясь на этих данных и многолетнем опыте работы с коллоидными растворами наночастиц металлов, Георгий Фролов совместно с коллегами синтезировал первую экспериментальную партию дезинфицирующего спиртозоля на основе нанодисперсных частиц меди и антисептика цетилпиридиния хлорида.

«Молекулы цетилпиридиния хлорида, четвертичные аммониевые ПАВ (поверхностно активные вещества) в составе спиртозоля, являясь сильнейшим электрофильным агентом, разрушают оболочку вируса и других патогенных микроорганизмов. Высокая поверхностная энергия частиц меди, приводит к высокой адгезии (слипанию) вирусов и их агрегации, —
добавляет Фролов.
— Наноформуляция, в которой находится медь, обеспечивает длительное воздействие на обработанных поверхностях даже после высыхания спиртовой основы».

Проведенные на базе лаборатории НИТУ «МИСиС» исследования продемонстрировали, что обработанные медным спиртозолем поверхности сохраняются защищенными более длительное время, чем обработанные обычными спиртами за счет действия наночастиц меди. Биоцидный эффект па поверхности материала зависит от концентрации наночастиц меди и попадающих вирусных частиц и патогенов, однако принципиальное отличие от обычных антисептиков очевидно.

В настоящее время препарат уже применяется в качестве дезинфектора в одной из московских стоматологических клиник.

Медный купорос – применение в садоводстве, хозяйстве и других областях

Растения, выращиваемые на дачном участке, всегда нуждаются в хорошем уходе. Их нужно не только поливать, рыхлить и подкармливать, но и защищать от разнообразных болезней и вредителей. Особенно это актуально в дождливые сезоны, когда повышенная влажность создает хорошую среду для бактерий и грибков. Средств, которые могут защитить растения, много, но сегодня мы остановимся только на одном из них – медном купоросе.

Медным купоросом называют востребованное в садоводстве и огородничестве вещество, главной составляющей которого выступает сульфат меди. Выглядит средство как мелкие кристаллы. Цвет препарата поначалу ярко-голубой, но со временем, если средство не использовать, оно теряет насыщенный оттенок, становясь белым. Использование белых кристаллов бессмысленно.

Перечислим основные характеристики средства:

  • имеет металлический привкус;
  • отлично впитывается в почву, листья;
  • хорошо растворяется в нескольких типах жидкостей;
  • быстро выветривается и ничем не пахнет;
  • может храниться не более двух лет при условии полной сухости.

Медный купорос обладает отличными бактерицидными свойствами, поэтому его применяют в следующих случаях:

  • профилактика появления грибковых болезней;
  • улучшение качеств грунта;
  • повышение усвояемости растениями других питательных веществ;
  • облегчение зимовки культур.

Тем не менее, медный купорос относится к классу опасных препаратов, и если им злоупотреблять, это может привести к определенным неприятным последствиям:

  • накопление меди в почве;
  • плохая проницаемость грунта;
  • влияние на верхний слой земли: полезные микроорганизмы начинают действовать слабо, благодаря чему замедляются нужные процессы гниения;
  • влияние на фосфор и железо: медь вытесняет их, и такие полезные вещества не могут проникнуть к растениям.

В первую очередь, данные виды купороса отличаются основной составляющей. В железном это железо, в медном, соответственно, медь.

Эти элементы оказывают разное влияние на растения и применяются в разных ситуациях.

Например, железный купорос применяют в том случае, когда у растений наблюдается недостаток железа, провоцирующий заболевание хлорозом.

Для предотвращения такого недуга листья и стебли культур опрыскивают раствором железного купороса. В его составе находится примерно 50% железа.

Кроме того, подобным средством обрабатывают стойла крупного рогатого скота, дезинфицируют выгребные ямы. Цвет кристаллов – зелено-синий.

Медный же купорос содержит 24% меди, представлен голубыми кристаллами и используется для обработки почв с недостатком данного элемента. Чаще всего это торфяные, песчаные грунты.

Что касается обрабатываемых культур, то они в основном представляют собой плодовые деревья, кустарники, ягодные культуры, декоративные растения.

Медный купорос помогает бороться с грибком, а также его возбудителями.

Кроме того, он противодействует раку и бактериальным болезням, уничтожает мох на древесных стволах.

Поскольку медный купорос может применяться для самых разных целей, нужно заранее выяснить, как готовить раствор для той или иной задачи. Всего есть три типа растворов, и каждый из них имеет определенную концентрацию.

  • Выжигающий. Это самая агрессивная смесь, которая в рекордные сроки убивает расплодившихся микробов, а также плесень. Такой раствор называется пятипроцентным, то есть в его составе имеется 500 граммов вещества, а также ведро воды на 10 литров. Следует помнить, что после применения выжигающего раствора обработанную землю нельзя засевать целый год.
  • Лечебный. Данный раствор имеет концентрацию в 1-3%. Разводится также в 10 литрах жидкости. Нужен в саду для обработки растений с целью лечения грибковых болезней, а также их профилактики. Еще он борется с вредителями, позволяет ранам на стволах деревьев заживать быстрее.
  • Подкормочный. Самый слабый по концентрации раствор, содержит всего 0,2-1% вещества. Используют его для профилактики болезней, а также в случаях, если в почве не хватает меди.

Вне зависимости от того, для какой цели готовится средство, есть несколько важных правил его приготовления:

  • посуда должна быть эмалированной или стеклянной;
  • воду следует брать слегка теплую;
  • прежде чем приступать к опрыскиванию, смесь нужно будет процедить.

Теперь рассмотрим, как правильно разводить средство, чтобы получить необходимую для разных задач концентрацию.

Чтобы приготовить состав, который позволит удобрить дачные культуры, необходимо выбрать концентрацию не более 1%. Такая концентрация поможет растениям получить необходимую подкормку, а также раствор может использоваться для увеличения количества меди в грунте.

Сто граммов вещества разводят в литре воды. В отдельной емкости в таком же количестве воды размешивают 150 граммов извести. После этого в обе емкости нужно залить воду, по 4 литра в каждую, все перемешать.

Настаивать в течение 15 минут, потом скомбинировать и использовать.

Кроме того, можно использовать для подкормок и более слабые растворы. Это актуально в случае, если в почве уже достаточно меди. Тогда рекомендуется брать 20-30 граммов купороса и разводить сразу в воде, без извести.

Влажная и жаркая погода летом провоцирует появление грибковых возбудителей. Отсюда и сопутствующие болезни: мучнистая роса, фузариоз, гниль. Кроме того, нередко на заболевших растениях начинают паразитировать еще и вредители. Разумеется, лучше предотвратить болезнь, чем лечить ее, но это не всегда возможно. При начальных стадиях заболеваний поможет 3% раствор медного купороса.

Для приготовления раствора понадобятся 2 больших емкости из стекла, пластика или эмалированные. В одну засыпают кристаллы купороса (300 граммов) и заливают двумя литрами воды.

В другую кладут известь (350 граммов) и разбавляют ее водой в количестве 1,5 литра. После этого в каждую тару заливают еще по 5 литров чистой жидкости.

Емкость с известью процеживают, а потом начинают медленно вливать в нее воду с купоросом. При этом нужно не забывать мешать смесь.

Подобная смесь применяется для обеззараживания и дезинфекции больших площадей. Пятьсот граммов извести разводят в полулитре воды, потом дополняют смесь еще 4 литрами жидкости. В другой емкости в тех же пропорциях разводят купорос, но дополнительно залить его нужно уже 5 литрами. Настаивать смеси необходимо 30 минут, затем их соединяют, не спеша заливая купорос в известь.

Использовать полученную смесь надо в течение 5 часов, потом состав испортится.

Побелка древесины с применением медного купороса – отличное решение, и вот почему:

  • деревья не получают солнечных ожогов;
  • снижается риск появления трещин из-за перепадов температуры;
  • вредители и возбудители болезней больше не могут проникнуть в кору.

Есть два хороших способа того, как приготовить смесь для побелки деревьев. При этом нужно помнить, что раствор, сделанный правильно, будет густым.

  • Рецепт №1. Два килограмма извести соединяют с четвертью килограмма купороса. Еще нужна глина (1 кг) и навоз коровы (500 г). Все это комбинируется и дополняется ведром воды на 10 литров.
  • Рецепт №2. Берется такое же количество извести и купороса, как и в предыдущем составе. Развести их нужно в 8 литрах жидкости. Также туда добавляют столярный клей (250 г).

Важно помнить, что известь обязательно должна быть гашеной. Такой тип препарата можно купить готовым, но он не всегда имеет лучшие характеристики. Чаще всего специалисты рекомендуют гасить известь дома.

Нужно взять килограмм извести, а также 2 литра воды. Препарат медленно засыпают в воду, сразу же размешивая. После того как известь погашена, ее можно комбинировать с купоросом и другими компонентами.

На дачных участках могут появляться не только болезни, но и сезонные вредители. Они ослабляют растения, питаются ими, могут уничтожить или повредить корневую систему.

Для профилактики и лечения также можно применять медный купорос, хотя это и не всегда целесообразно по причине накопления меди. Концентрация раствора будет зависеть от степени распространения паразитов.

В начальной стадии хватит 1% раствора, при средней – 3%.

Если вредители слишком расплодились, лучше обратиться к сильнодействующим инсектицидам.

Медный купорос применяют в разных сезонах и с разной целью. Посмотрим, как и когда лучше воспользоваться данным средством.

  • Весна. В этот период применяют однопроцентный раствор купороса. Им обрабатывают деревья, но только тогда, когда воздух прогрелся минимум до +5 градусов, а почки еще не распустились. Еще таким раствором дезинфицируют саженцы: их кончики опускают в смесь, ждут 60 секунд, а потом промывают водой. Кроме того, весной купоросом можно обеззараживать грунт: это следует проводить за месяц до засевания семян и 1 раз в 5 лет. Лучше всего для такой цели подходит трехпроцентный раствор. На 1 квадратный метр нужно 10 литров.
  • Лето. В летнее время обработки чаще всего проводят с целью избавления от болезней и вредителей. Делают это в тот период, когда формируются плоды. Деревья опрыскивают 1% раствором, если же атакует майский жук, нужно увеличить концентрацию до 2%. Двухпроцентный раствор используют и на ягодных. Проводить обработку купоросом нужно за 3 недели до сбора урожая.
  • Осень. Осенняя обработка позволит уничтожить споры грибков, которые могли остаться в почве, и предотвратить их зимовку. Концентрация раствора будет зависеть от культуры. Виноград, к примеру, нуждается в трехпроцентном растворе. Осенние обработки проводят с восходом солнца или вечером, когда стемнеет. Растения опрыскивают из распылителя, а почву просто проливают водой.

Подобные обработки обязательно проводятся зимостойким культурам перед укрытием на зиму, поскольку создают защитный слой, не пропускающий бактерии.

Обрабатывая культуры, нужно помнить следующее:

  • использовать полученную смесь надо сразу же;
  • запрещается применять железную посуду;
  • средства личной защиты должны быть на первом месте;
  • нельзя использовать средство во влажную погоду, при шквальных порывах ветра, прямых солнечных лучах и при сильной жаре.

Теперь рассмотрим, обработку каких областей дачного участка можно провести.

Парники на участке, как правило, обрабатывают осенью. Инструкция по очистке выглядит следующим образом.

  • Теплицу убирают: выкапывают остатки растений, выносят ненужные колышки, палки, веточки. Все это предстоит сжечь. После этого осматривают саму конструкцию, и если в ней есть пробелы, их надо заполнить герметиком.
  • В литре воды растворяют 20 граммов хозяйственного мыла, а затем чистят этим раствором внешние и внутренние поверхности. Следите, чтобы грязная вода не стекала в землю.
  • В 10 литрах воды размешивают 400 граммов хлорной извести. Этим раствором проливают почву: на 1 квадратный метр требуется литр.
  • После этого нужно воспользоваться медным купоросом. Для этого 60 граммов кристаллов разводят в десятилитровом ведре воды. На квадратный метр понадобится половина литра смеси. После обработки теплицу снова моют.
  • Когда обработанный грунт высохнет, его понадобится перекопать. При наличии большого количества возбудителей болезней рекомендуется использовать формалин. Сто миллилитров 40% средства растворяют в ведре воды на 10 литров. В запущенных случаях на 1 квадратный метр может уйти 20 литров средства.

Чтобы обработать почву на огороде, раствор готовят следующим образом:

  • подогревают до теплого состояния воду – 5 литров;
  • разводят в ней 100 граммов кристаллов;
  • доливают еще 5 литров, чтобы общий объем составил 10.

После приготовления следует обработка участка:

  • однолетние растения выкапывают, равно как и остатки листьев, веток, палок;
  • измельчают крупные куски грунта, тщательно перекапывают огород;
  • набирают раствор медного купороса в лейку, на метр квадратный нужно использовать 2 литра;
  • после обработки удобряют землю перегноем.

Подобные обработки являются профилактическими, проводятся они один раз в 5 лет. Если же земля бедна на медь, тогда следует приготовить слабый раствор с концентрацией в 0,1%. Это значит, что на 100 литров воды понадобится 100 граммов вещества.

Медный купорос очень часто применяют для обработки деревьев. Это позволяет провести эффективную профилактику, а также лечение, если это требуется. Опрыскивать деревья нужно в сухую погоду. При этом следует помнить, что необходимо обработать не только грунт, но и листву.

В 10 литрах воды разводят 100 граммов купороса, а сама обработка проводится не чаще, чем раз в 3 года. Медный купорос хорошо воздействует на такие плодовые деревья, как абрикос, яблоня, груша, черешня, айва и другие. Кроме того, нужно соблюдать пропорции на квадратный метр.

Например, молодым культурам надо 2 литра, четырехлетним – 3, растениям 5-6 лет требуется 4 литра, а более старшим – 6.

Очень хорошо медный купорос зарекомендовал себя при обработке винограда.

Это можно делать на любом этапе развития: ранней весной, во время формирования завязей, для лечения, перед зимовкой и так далее. Особенно популярной стала такая процедура, как обработка черенков.

Сорок граммов купороса растворяют в литре воды, набирают в пульверизатор и опрыскивают черенки. Это позволит избежать появления плесени.

Если на винограде образовались ранки, необходим 3% раствор. Ранней весной используют раствор такой же концентрации, обработку нужно проводить прямо перед пробуждением лозы. Делают ее и в середине октября, перед тем как укрывать виноград на зиму.

Лечебные опрыскивания проводят с помощью бордоской жидкости (купорос с известью). Перед этим виноград важно осмотреть, и если найдены пораженные части, их удаляют и сжигают. Кроме того, следует перекопать и почву рядом с кустом. Во время созревания плодов чистый купорос тоже не используют.

Только бордоскую жидкость, и только за месяц до сбора ягод.

Медным купоросом можно обрабатывать и садовые цветы, в том числе розы. Опрыскивают их весной, в марте или апреле, 1% раствором медного купороса. Жидкость должна быть комнатной температуры. Перед тем как обрабатывать кусты, им нужно сделать обрезку.

Помимо этого, розы нужно обработать после снятия укрытия. Раствор берется той же концентрации, как и в середине весны.

Медный купорос является довольно агрессивным веществом, которое может нанести здоровью сильный вред. Поэтому очень важно правильно подготовиться: надеть защитную маску, респиратор, перчатки, костюм. Нельзя допустить, чтобы раствор попал на кожу или в дыхательную систему. Это чревато такими последствиями, как сыпь, зуд, покраснения, слабость.

Обрабатывая культуры, помните о следующих правилах:

  • рядом с вами не должно быть людей или животных;
  • опрыскивание проводят в день, когда нет ветра, чтобы раствор не разнесло по всему участку;
  • после окончания работы необходимо принять душ, прополоскать рот, постирать использованную одежду;
  • если было применено не все средство, его нельзя лить в реки, озера, другие водные области;
  • цветущие и плодоносящие растения обрабатывать запрещено.

Если же средство все же случайным образом попало на кожу, необходимо сразу же прекратить обработку и промыть дерму водой с мылом. То же делают и в том случае, когда средство попало в глаза.

Гораздо опаснее выглядит случайное проглатывание. В этом случае нужно вызвать рвоту (внимание: использовать в данном случае марганцовку строго запрещено, так как она вступит в реакцию с купоросом) и выпить уголь активированный. Затем желательно обратиться к врачу.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация о применении медного купороса в садоводстве.

Медный купорос: инструкция применения в садоводстве в зависимости от вида растений и болезней

Среди садоводов большой популярностью пользуется медный купорос, применяется в садоводстве как химическое вещество для лечения и профилактики растений от заболеваний, вызванных вирусом или принесенных насекомыми-вредителями.

Медный купорос – это голубовато-синее порошкообразное вещество в виде кристаллов. Длительный контакт с кислородом приводит к изменению цвета вещества до светло-серого, при этом порошок не теряет свои положительные качества. Вернуть ему прежний, голубой оттенок, можно при замачивании в воде. Средство является представителем фунгицидов, имеющих широкий спектр действия.

Справка! На упаковке содержится инструкция и обозначение — «CuSO4».

Медный купорос – средство контактного действия, которое не накапливается в тканях растения, при точном соблюдении дозировки. Попадая в почву, данное вещество, по мнению некоторых садоводов, связывает соединения фосфора.

Культурные разновидности растений, выращиваемые на насыщенном медью субстрате, после обработки купоросом проявляют признаки, связанные с недостатком фосфора.

Для устранения недостатка фосфора растениям требуется дополнительная подкормка минеральными удобрениями.

Для чего нужен медный купорос в садоводстве?

Владельцу земельного участка постоянно приходится сталкиваться с трудностями, которые появляются из-за плохой экологии, заморозков, засухи или слишком влажной погоды летом.

Климатические изменения, происходящие очень быстро, негативно сказываются на общем состоянии деревьев. Иммунитет растений снижается, и они становятся подвержены заражениям патогенными грибками или вредными насекомыми.

Опытные садоводы знают, что для поддержания сада в плодоносящем и здоровом состоянии нужно постоянно следить за деревьями и вовремя производить химическую обработку растений.

Самое известное и доступное средство для обработки сада – медный купорос.

Использование данного средства может принести растениям на садовом участке огромную пользу. Если медь содержится в достаточном количестве в грунте и в самом растении, то его устойчивость к заражению вирусами значительно увеличивается.

Растения, выращиваемые на торфяной, песчаной почве, не содержащей чернозем, сильнее всего страдают от недостатка меди.

Совет! Обрабатывать садовые деревья и кустарники раствором медного купороса рекомендуется 2 раза в год: весной и осенью. Проводить процедуру лучше всего в теплый период, когда на ветках нет листвы.

Большое количество данного химического элемента содержащегося в земле и тканях растений может стать причиной нарушения биологического равновесия, что впоследствии может навредить зрелым плодам и отразиться на здоровье человека.

Важно! На 10 кв.м земли, максимальное значение содержания меди 2-3 гр.

Медный купорос является составной частью известных смесей для обработки, например:

  • «Бургундской жидкости»;
  • «Купронафта»;
  • «Бордоской смеси».

Необходимо тщательно контролировать внесение данных удобрений.

Виды растворов в зависимости от концентрации

  1. Выжигающие растворы. Содержание медного купороса в составе такого раствора около 3-5%. Для его приготовления необходимо 300-500 грамм кристаллического порошка растворить в 10 л воды. Использовать полученную смесь можно в крайних случаях для устранения плесени в строительстве или обеззараживании земельного участка. Почву, обработанную данным раствором, не рекомендуется использовать для выращивания минимум год;
  2. Лечебно-профилактические растворы. Объем медного купороса, используемого для приготовления лечебно-профилактического раствора, составляет 0,5-1% от общей массы. Состоит смесь из 50-100 гр сульфата меди, растворенных в 10 л воды. Применяется раствор при борьбе с заболеваниями, вызванными грибком или перенесенными насекомыми-вредителями, а также с целью защиты ран и срезов, через которые дерево может заразиться микробами.
  3. Растворы для удобрения и подкормки. В растворах для удобрения, которое используется для подкормки деревьев и кустарников, содержание меди около 0,02-0,03%. Для изготовления такой смеси потребуется растворить 2-3 гр. медного купороса в 10 л воды.

Как разводить состав?

Изготовление смеси с медным купоросом для обработки садовых растений происходит в два этапа:

  1. Изготовление маточного раствора с использованием сульфата меди. Для приготовления маточного раствора из медного купороса, необходимо взять емкость, которая впоследствии не будет использоваться в качестве посуды для еды. В 1 л воды необходимо растворить 100 гр сульфата меди. Воду для приготовления смеси используют теплую, около 50-60 градусов, для лучшего растворения порошка. Смесь нужно помешивать для получения однородного состава. Полученный 10% раствор не подходит для использования в садоводстве. Маточную смесь перед применением необходимо разбавить водой до концентрации сульфата меди – 1 или 1,5%.
  2. Разбавление маточного раствора до получения необходимой концентрации. Разбавлять маточный раствор лучше всего в одной емкости, в которую кроме смеси доливается вода в размере 7-9 литров. Садовые растения рекомендуется обрабатывать полученным раствором из пульверизатора или опрыскивать вручную.

Посмотрите видео! Как развести медный купорос



Применение весной

Деревья и кустарники лучше всего обрабатывать составом в весенний период. Поскольку растения нуждаются в максимальном содержании меди в период цветения, именно в это время обменные процессы в тканях растения находятся на пике активности.

Обработка медным купоросом весной намного эффективнее, чем осенью, поскольку деревья и кустарники могут впитать большое количество микроэлементов до начала плодоношения.

Не стоит опрыскивать цветы, листья и плоды растений, поскольку на них могут появиться ожоги, которые вызывает раствор медного купороса.

Для людей и животных состав может представлять опасность, поскольку имеет в своем составе небольшой процент серной кислоты.

Рекомендация! Обработку сада лучше всего чередовать, применяя раствор медного купороса и другие химические препараты, в составе которых содержится железный купорос.

Реже раствор медного купороса используют для удобрения грунта и вытравливания грибков перед высадкой овощей. Рекомендуется проводить такую обработку перед посадкой лука, моркови, чеснока, редиса и других овощных культур.

Дачники используют раствор медного купороса с концентрацией 0,2% для опрыскивания клубней картофеля перед посадкой. Данная процедура позволяет существенно снизить риск появления фитофтороза.

После опрыскивания раствором медного купороса картофельных клубней, качество урожая значительно улучшается — увеличивается содержание сахара и крахмала.

Томаты и картофель – две наиболее подверженные заражению грибком культуры, поэтому опрыскивание смесью с сульфатом меди, для этих овощей, просто необходимо.

Участки, где высаживаются данные овощные культуры, необходимо менять, чтобы предотвратить накопление меди в почве.

Опытные огородники перед посадкой замачивают семена в растворе медного купороса, чтобы защитить их от заболеваний и ускорить появление первых ростков. Среди специалистов существует мнение, что такие процедуры могут быть опасны для здоровья человека, так как медь не успевает выводиться из растения и рассасываться в земле.

Как использовать медный купорос в зависимости от вида растений и болезней

  • Опрыскивание косточковых деревьев (сливы, абрикоса, вишни, алычи, черешни, персика), а также груши, яблони, айвы производится лечебно-профилактическим раствором с 1% концентрацией медного купороса. На одно дерево требуется от 2 до 5 литров воды. Обработку необходимо проводить с целью профилактики и предотвращения появления таких заболеваний: пятнистость, коккомикоз, плодовая гниль, фидлостикоз, клястероспороз, усыхание;
  • Кустарники с ягодами: крыжовник, смородина, барбарис – подвержены возникновению антракноза и септориоза. Растения обрабатывают лечебно-профилактическим раствором с концентрацией 0,5%. На один куст требуется 1,5 литра смеси;
  • Розы и барбарис – декоративные растения. Данные разновидности подвержены появлению мучнистой росы, ржавчины и черной пятнистости. Для опрыскивания этих видов используется лечебно-профилактический раствор с концентрацией 0,5%. На 1 куст потребуется около 1,5 литра раствора;
  • Для дезинфекции корней саженцев плодово-ягодных культур, подверженных появлению мучнистой росы, антракноза и корневой гнили, применяется лечебно-профилактический раствор с 1% концентрацией. Корни рекомендуется замачивать в емкости с раствором на 3-5 минут, а затем промывать водой;
  • Усы земляники, подверженные распространению мучнистой росы, опускают в раствор с концентрацией 0,02-0,03%, через три минуты их необходимо промыть обычной водой;
  • Семена овощей, которые могут стать жертвой грибков, зимующих в грунте, замачивают в теплом растворе с концентрацией 0,02-0,03% на 10 часов. После процедуры семена требуется промыть простой водой;
  • Для обработки лука и чеснока от фузариоза, также используется раствор с концентрацией 0,03-0,05%, в котором луковицы замачиваются на 2 часа.

Полезно! Основными признаками недостатка меди у молодых растений являются скручивание листвы, хлороз, большое количество кустов без побегов. Деревья и кустарники  обрабатываются раствором с концентрацией 0,02-0,03%.На одно растение требуется 2-3 литра раствора.

Расход в зависимости от возраста дерева

  1. Для обработки дерева, возраст которого не более 3 лет, лучше всего применять не более 2-х литров раствора;
  2. Если дерево высажено 3-4 года назад, то расход раствора на 1 единицу составляет 3 литра;
  3. Для деревьев, которые растут в саду около 4-6 лет, необходимо 4 литра состава;
  4. Для обработки деревьев старше 6 лет применяется 5 литров раствора медного купороса.

Меры предосторожности

  • Нельзя проводить обработку раствором медного купороса в ветреную погоду;
  • Процедуру обработки лучше всего осуществлять в утренние или в вечерние часы, когда прямые солнечные лучи не попадают на деревья;
  • После дождя проводить опрыскивание не рекомендуется, необходимо дождаться высыхания ствола растения или использовать специальные добавки, которые позволят легко прилипать веществу к коре;
  • Концентрация раствора не должна превышать 5%. Смеси, которые содержат сульфат меди в большем количестве, могут убить не только все нежелательные микроорганизмы, но и обжечь растения;
  • Нельзя производить опрыскивание в период цветения сада;
  • Во время процедуры обязательно использовать средства индивидуальной защиты: перчатки, очки, спецодежду;
  • Пульверизатор необходимо очищать сразу же после обработки;
  • Просыпанный из-за неосторожности порошок медного купороса необходимо собрать с помощью веника и закопать за пределами участка, там, где нет возможности данному веществу распространиться через грунт в подземные воды.

Опасность для человека

Важно! Доза сульфата меди 30-50 мл является смертельно опасной для человека.

Вещество может всасываться при обратном впитывании пота, поэтому при обработке следует использовать средства индивидуальной защиты. Необходимо избегать попадания раствора на слизистую или в пищевод.

При попадании в глаза химическое соединение вызывает слепоту. Вещество не является воспламеняемым, но продукты его горения являются очень опасными для жизни человека. Газ, который выделяется при нагревании сульфата меди, вызывает тяжелое отравление. Медный купорос обладает фунгицидным действием, с помощью которого осуществляется эффективное удаление плесени.

Как применять летом и осенью?

Летом не следует проводить обработку раствором медного купороса. При высокой температуре воздуха, выше 30 градусов, проводить опрыскивание также не рекомендуется. Данный метод лечения применяется только в экстренных случаях, когда у саженцев появляются выраженные признаки нехватки магния:

  • низкая скорость роста;
  • хлороз;
  • отмирание верхних побегов.

В летние месяцы происходит заражение томатов серой и белой гнилью, картофеля — фитофторозом, а капусты – черной ножкой. Определить наличие заболевания можно по следующим признакам:

  • у капусты — появление черной гнили;
  • у томатов – небольшое количество цветов и побегов.

Именно в таких ситуациях раствор медного купороса, имеющий концентрацию 0,2%, необходим для спасения урожая.

Проводить процедуру обработки раствором медного купороса необходимо не позже, чем за месяц до сбора первых зрелых плодов.

В осенний период обработка сульфатом меди проводится после того, как деревья полностью сбросят листья, при этом температура воздуха остается плюсовой. Данные условия необходимо соблюдать, чтобы избежать появления химических ожогов.

Обработка деревьев и кустарников осенью позволяет полностью избавить растения от насекомых и грибков. Также следует произвести опрыскивание земельного участка, на котором находятся сброшенные листья. Поскольку именно там формируют место для зимовки многие вредители.

Заключение

Медный купорос – эффективное средство для борьбы с заболеваниями и вредителями садовых и овощных культур. Главное применять средство согласно инструкции и придерживаться всех правил безопасности.

Посмотрите видео! Медный купорос применение, свойства, дозировка



Если статья была полезна, поставь 5 звездочек!

(16

Правила применения медного купороса в садоводстве весной, летом и осенью, инструкция

Любое огородное или садовое растение может заболеть бактериальным или грибковым заболеванием, поэтому огородники для лечения и предупреждения таких болезней используют химические соединения, губительно воздействующие на патогены. Среди них выделяется медный купорос, это одно из распространенных и надежных средств в арсенале садоводов. Рассмотрим применение медного купороса в садоводстве, приготовление из него препаратов и их правильное использование.

Общие сведения и для чего он предназначен

Сульфат меди, как называется это соединение (CuSO4) – вещество в виде кристаллов, красивого интенсивного сине-голубого цвета, без запаха, с горьковато-металлическим вкусом, с хорошей растворимостью в подогретой воде. У него обнаружены отличные антисептические и дезинфицирующие свойства, поэтому в садоводстве медный купорос известен как эффективный фунгицид, антисептик, а также как недорогое медно-серное удобрение.

Его основное использование – опрыскивание ягодных кустарников и деревьев ранней весной от наиболее известных заболеваний, дезинфекция трещин, ран на коре и корней высаживаемых саженцев. Давно появились другие вещества с фунгицидными свойствами, но сернокислую медь все равно активно применяют в садоводстве, особенно в домашнем.

Сроки обработки сада медным купоросом

Средство применимо весной, до раскрытия почек. Допустимо опрыскивание и осенью после окончательного опадания листвы, но предпочтительно все же проводить процедуру весной, так как растения будут использовать медь для роста и цветения.

Затем, в течение сезона, медный купорос для обработки деревьев может быть применен по листьям, но только при выявлении признаков поражения, по раскрывшимся цветкам и наливающимся плодам брызгать нельзя, на них могут появиться ожоги, а большая концентрация элемента меди в ягодах и фруктах может быть вредна для человека.

От момента последней обработки до сбора плодов должно пройти около 1 месяца.

Обработка – однократная, чаще средство не применяют, так как медь скапливается в грунте, растительных тканях и при избытке может приостанавливать нормальный рост растений и их развитие.

Для каждого опрыскивания деревьев медным купоросом подготавливают свежий раствор в день проведения мероприятия. Работать надо в сухие дни, без ветра, по утрам или вечерам, можно и днем – в пасмурную, но без дождя погоду. Время обеззараживания корешков саженцев – также ранняя весна или же, в случае осенней посадки — осень.

Как разводить медный купорос для применения в садоводстве в различной концентрации

Для весенней обработки сада и грунта готовят раствор, содержащий сернокислую медь и обычную воду в разном соотношении. 1 процентный раствор медного купороса делают, чтобы опрыскивать деревья. Более крепкую рабочую жидкость применять нельзя.

Разводить порошок медного купороса надо, заливая 100 г вещества водой количеством 10 л (непрерывно проводя помешивание). Применение – ранневесенняя обработка по закрытым почкам, предпосадочное замачивание корней и летняя обработка коры деревьев, протравливание почвы.

Можно для опрыскивания медный купорос разводить, беря не 100 г, а 50 г (0,5%).

Садоводам полезно будет запомнить, что в столовой ложке этого соединения содержится 16 г, а в спичечном коробке – 23 г.

Другую известную концентрацию — 3 процентный раствор медного купороса, т. е. 300 г на 10 л, используют только для экстренного протравливания грунта для избавления от патогенов. Но после использования этого раствора сульфата меди сажать что-либо в такую почву не желательно не менее 1 года.

Применение в зависимости от вида растений и болезней

По инструкции к применению медный купорос пригоден для дезинфицирующего полива земли, опрыскивания деревьев, овощных растений и кустарников, замачивания их корешков. В каждом случае концентрация и расход будут различными.

Для обработки яблонь медным купоросом, грушевых растений и айвы от парши, усыхания, пятнистостей и монилиоза, жидкость расходуют по 2 л на растение до 6 лет и на уже плодоносящее дерево – до 10 л.

Такая же норма потребуется для обработки деревьев, которые относятся к косточковому семейству – абрикоса, слив, вишен, персика и черешен.

Применяется от таких болезней как клястероспороз, курчавость, различные пятнистости, монилиоз.

Чтобы подготовить жидкость для обработки древесины медным купоросом от вредных грибков, надо взять 300-500 г на 10 л, это будет 3-5%. При недостатке меди, что можно понять по тому, что у растений растут хлорозные листочки, скручиваются, не растут новые побеги, готовят удобрение следующей концентрации: 10-20 г на 10 л (распределяют по 2-3 л на дерево).

Кустарники также можно опрыскивать сернокислой медью. При обработке крыжовника от септориоза и других пятнистостей, антракноза на 1 растение надо израсходовать 1 л 1% жидкости. От тех же патогенов применим медный купорос для опрыскивания смородины, но немного в другом объеме – до 1,5 л. Так же проводится обработка малины весной.

Для обработки клубники медным купоросом пригоден 0,5% раствор, а ее усы для профилактики мучнистой росы перед пересаживанием опускают всего на 2-3 минуты в 0,02-0,03% жидкость, затем обязательно ополаскивают водой.

Для весенней обработки винограда медным купоросом также подходит 1% жидкость. Время работы – до того как начнут раскрываться почки. Опрыскивание винограда весной этим препаратом защитит его от милдью и оидиума. Если болезнь появилась летом, опрыскивать виноград медным купоросом разрешено не позже чем за 30 дней до предполагаемого сбора гроздей.

Обработать картофель перед посадкой медным купоросом следует так: опрыскать клубни жидкостью из 20 г вещества и 1 г марганца сернокислого на 10 л или из 10 г кислоты борной, 1 г марганца и 5 г меди. Также допустимо сбрызнуть картофель раствором этого средства перед отправлением его на проращивание.

Обработка корней роз медным купоросом (50 г на 5 л) и корешков саженцев проходит в течение 2-3 мин, после этого их тоже промывают чистой водой, лучше проточной. Опрыскивание роз от мучнистой росы, ржавчины, пятнистости черной – 0,5% жидкость (по 1,5 л на экземпляр).

Обработка почвы медным купоросом весной под помидоры: пролить ее 0,5% жидкостью (2 л на кв. м). По такой же схеме весной делают обработку почвы в теплице перед началом сезона выращивания, также можно обработать и саму конструкцию для обеззараживания поверхностей.

Меры предосторожности во время применения медного купороса в садоводстве

Медь сернокислая малотоксична для человека (3 класс), однако при работе нужно использовать повязку, перчатки, очки, плотную одежду, закрывающую тело, руки и остальные открытые его части. Растворять в стекле, эмалированной посуде, керамике, но не в металлической (в ней происходит реакция, в результате которой медь выпадает в осадок и остается железный купорос).

При обработке плодовых деревьев, не следует ничего есть, пить и курить, важно следить, чтобы ничего не попало в глаза и на кожу. После, как все будет сделано, надо вымыть руки, лицо, промыть водой рот.

При отравлении медным купоросом, хоть это и маловероятно, обратиться к врачу, самостоятельно ничего не принимать. Остатки средства нельзя выливать на землю, в компостные кучи и в источники водоснабжения: колодцы, речки, водопроводный слив. Упаковку не выбрасывать в бытовой мусор, но ее можно сжечь, отойдя на некоторое расстояние от построек.

Для хранения препарата подходят прохладные помещения, сухие, темные. Температура – от -30 до + 30°C, 3 года. Рядом не должно быть лекарств, пищи, продуктов. В место хранения средства доступ детям и животным должен быть закрыт.

Смешивать медь сернокислую для весенней обработки деревьев, а также земли медным купоросом с прочими препаратами нельзя, хранить раствор из нее тоже, его надо готовить в таком объеме, чтобы израсходовать за день.

Готовить раствор только в непищевых емкостях.

Отзывы

Те садоводы, которые знакомы с применением медного купороса для деревьев, оставляют о своем опыте следующие отзывы.

Покупаю этот препарат для обработки винограда. Препарат хорошо справляется с основными заболеваниями, уже несколько лет в винограднике нет никаких проблем. Пока я не думаю менять его на какие-нибудь фунгициды.ВадимЯ развожу много цветов, опрыскиваю розы медным купоросом. Без него они нередко болеют, покрываются пятнами, неудовлетворительно цветут. Препарат спасает мои растения от заболеваний.ЛарисаЭкспериментировал с разными фунгицидами, но остановился все-таки на этом веществе. Оно меня вполне устраивает: провожу обработку теплицы медным купоросом (как саму конструкцию, так и почву), овощных грядок, сада. На препарат нет никаких нареканий, растения не заражаются ни грибками, ни бактериями.ЕвгенийМедный купорос широко применяют в саду для протравливания земли и опрыскивания деревьев от различных заболеваний. Средство хоть и не новое, но все еще остающееся эффективным на домашних участках. Применяя его, можно заменить им новые фунгициды или же чередовать с ними.

Теоретические основы химии / КонсультантПлюс

Теоретические основы химии

Строение вещества. Современная модель строения атома. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденные состояния атомов. Классификация химических элементов (s-, p-, d-элементы). Особенности строения энергетических уровней атомов d-элементов. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Физический смысл Периодического закона Д.И. Менделеева. Причины и закономерности изменения свойств элементов и их соединений по периодам и группам. Электронная природа химической связи. Электроотрицательность. Виды химической связи (ковалентная, ионная, металлическая, водородная) и механизмы ее образования. Кристаллические и аморфные вещества. Типы кристаллических решеток (атомная, молекулярная, ионная, металлическая). Зависимость физических свойств вещества от типа кристаллической решетки. Причины многообразия веществ.

Химические реакции. Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов: природы реагирующих веществ, концентрации реагирующих веществ, температуры, площади реакционной поверхности, наличия катализатора. Роль катализаторов в природе и промышленном производстве. Обратимость реакций. Химическое равновесие и его смещение под действием различных факторов (концентрация реагентов или продуктов реакции, давление, температура) для создания оптимальных условий протекания химических процессов. Дисперсные системы. Понятие о коллоидах (золи, гели). Истинные растворы. Реакции в растворах электролитов. pH раствора как показатель кислотности среды. Гидролиз солей. Значение гидролиза в биологических обменных процессах. Окислительно-восстановительные реакции в природе, производственных процессах и жизнедеятельности организмов. Окислительно-восстановительные свойства простых веществ – металлов главных и побочных подгрупп (медь, железо) и неметаллов: водорода, кислорода, галогенов, серы, азота, фосфора, углерода, кремния. Коррозия металлов: виды коррозии, способы защиты металлов от коррозии. Электролиз растворов и расплавов. Применение электролиза в промышленности.

Открыть полный текст документа

Медь, сыворотка (Copper, serum; Cu)

Исследуемый материал Сыворотка крови

Метод определения Масс-спектрометрия с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ИСП-МС).

Жизненно необходимый (эссенциальный) микроэлемент.

Данное исследование входит в состав следующих Профилей:

См. также отдельные исследования:
Для исследования данного микроэлемента в Профилях также принимается другой биоматериал:
Медь (63,5 а.е.м) в организме человека существует в двух состояниях – Cu2+ и Cu1+; а лёгкий переход между ними обеспечивает её окислительно-восстановительные свойства. Медь прочно связывается с белками, пептидами и другими органическими веществами, а концентрация свободной меди в цитоплазме чрезвычайно низка. Ключевой орган метаболизма меди – печень, в ней она включается в медьсодержащие ферменты и другие белки. Более 90% меди транспортируется из печени в периферические ткани в комплексе с церулоплазмином.

Медь – каталитический компонент ряда ферментов и структурный компонент многих важных белков. Большинство из многочисленных медьсодержащих белков является оксидазами, они локализуются вне цитоплазмы – на поверхности клеточных мембран или в везикулах. Медьсодержащий металлофермент – супероксиддисмутаза – обеспечивает защиту компонентов плазмы и цитоплазмы от свободных радикалов. Фермент цитохром-c-оксидаза важен во внутриклеточных энергетических процессах. Лизилоксидаза необходима для стабилизации внеклеточного матрикса, в том числе для образования кросс-связей коллагена и эластина. Медьсодержащие ферменты, в том числе, церулоплазмин, участвуют в метаболизме железа. К медьсодержащим относится фермент, катализирующий превращение допамина в норадреналин, и фермент, катализирующий синтез мелатонина. Медьсодержащие белки участвуют в процессах транскрипции генов.

Содержание в пищевых продуктах меди вариабельно, может зависеть от условий приготовления пищи и добавок. Много меди содержится в мясной пище, относительно много в морепродуктах, орехах цельных зёрнах злаковых, в отрубях и во всех какаосодержащих продуктах. Меньше всего меди в молочной пище (коровьем молоке) и белом мясе.

Врождённые дефекты метаболизма меди вызывают тяжёлые нарушения: синдром Менкеса (генетически обусловленное нарушение всасывания меди в кишечнике), болезнь Вильсона – Коновалова (нарушение транспорта меди, её включения в церулоплазмин, сопровождающееся накоплением меди в органах и тканях). Симптомы дефицита меди включают нейтропению, анемию (не чувствительную к препаратам железа), остеопороз, различные поражения костей и суставов, сниженную пигментацию кожи, неврологические симптомы и нарушения работы сердца. Дефицит всасывания меди может наблюдаться при диффузных заболеваниях тонкого кишечника и на фоне высокого содержания конкурирующих с медью ионов цинка и кадмия. Дефицит меди может наблюдаться у грудных детей (особенно недоношенных) на медьдефицитном молочном питании, у пациентов на длительном парентеральном питании с дефицитом микроэлементов, у пациентов, получающих препараты цинкатипа пеницилламин.

Симптомы отравления солями меди (действие фунгицидов, поглощение медьсодержащих растворов) характеризуются тошнотой, рвотой, головными болями, поносом, болями в животе. При отравлении медью возможны поражение печени, желтуха и гемолитический шок. Для оценки статуса меди целесообразно исследовать содержание меди в плазме в комплексе с определением церулоплазмина (см. тест № 840), хотя при пограничных изменениях эти исследования могут быть недостаточно чувствительны. Определение экскреции меди с мочой в этих целях применяют реже.

Фактов, Символ, Свойства, Соединения, Использование

Факты о меди

Медь представляет собой химический элемент и красновато-коричневый переходный металл группы 11 или IB периодической таблицы с символом Cu и атомным номером 29. Это мягкий, прочный и блестящий металл с высокой электрической и теплопроводностью. Металл образует гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку. В нашей окружающей среде он находится в свободном металлическом состоянии или в виде руд, которые легко добываются. Бронза, сплав меди и олова, используется в истории человечества с бронзового века.Медь содержится в гемоцианине крови каракатиц и растений, таких как зеленый горошек. Он способствует образованию гемоглобина (переносчика кислорода) в организме животного.

Медь в таблице Менделеева

Валютный металл, медь, серебро и золото помещаются в группу-11 или группу-1B периодической таблицы. Все эти металлы содержат электронную конфигурацию валентной оболочки ns 1 (n-1) d 10 с заполненной d подоболочкой. Из-за наличия не полностью заполненной d-подоболочки с степенью окисления или состоянием +2 или +3, они называются переходными металлами.

Кто открыл медь?

Археологическое открытие острова, а именно Кипра в восточной части Средиземного моря, известного медными рудниками. Название меди происходит от латинского названия Cuprum через Cyprium.

Свойства меди

В химии физические и химические свойства чеканки или благородных металлов, таких как Cu, Ag, Au, очень похожи. Некоторые физико-химические свойства меди приведены ниже в таблице

.
Свойства меди
Химический знак Cu
Атомный номер 29
Атомный вес 63.546
Электронная конфигурация [Ар] 3d 10 4s 1
Точка встречи 1084,6 ° С
Температура кипения 2560 ° С
Плотность 8,95 г / см 3
Молярная теплоемкость 24,440 Дж моль -1 K -1
Степени окисления +1 и +2
Электроотрицательность 1.90 (шкала Полинга)
Энергии ионизации 1-я – 745,5 кДж / моль
2-я – 1957,9 кДж / моль
3-я – 3555 кДж / моль
Кристаллическая структура гранецентрированная кубическая (ГЦК)
Удельное электрическое сопротивление 16,78 нОм⋅м при 20 ° C

Химические свойства

В ранней периодической таблице Менделеева такие металлы, как Cu, Ag и Au, помещаются вместе с щелочными металлами. И щелочной металл, и валюта или чеканный металл имеют по одному электрону на внешней s-орбитали, а +1 – это общая степень окисления или состояние.Физические и химические свойства этих двух семейств широко различаются. Щелочные металлы являются мягкими, легкоплавкими и высокоположительными элементами, тогда как чеканные или благородные металлы являются относительно высокоплавкими и сравнительно менее электроположительными металлами. Таким образом, чеканные металлы помещены в группу 11 в современной таблице Менделеева.

Металлы группы 11 имеют высокую первую энергию ионизации и меньшие ионные радиусы. Вовлечение d-электронов в соединение металла влияет на более высокую температуру плавления меди.Ион Cu (II) более стабилен, чем ион Cu (I) в водном растворе, из-за небольшого размера и, следовательно, чрезвычайно высокой энергии гидратации Cu (II) по сравнению с Cu (I), которая компенсирует вторую энергию ионизации меди. .

Где находится медь?

Медь присутствует в земной коре в количестве 68 частей на миллион, что немного меньше, чем у никеля. Самородная медь (минералы базальтовых листьев) и восстановленная форма соединений металлов, таких как сульфиды, карбонаты, арсенид и хлорид, встречаются в разных частях мира.Он в основном встречается в Северной или Южной Америке, Чили (ведущий производитель в мире), Конго и российских округах. В Индии два основных месторождения медной руды находятся в Бихаре (Сингхбхум) и Раджастане (Алвар, Аджмер и Кхетри).

Руды медные

Основные руды этого металла приведены под таблицей,

Медная руда Формула
Халькопирит CuFeS 2
Куприт Cu 2 O
Ковеллит CuS
Халькоцит Cu 2 S
Малахит [CuCO 3 , Cu (OH) 2 ]
борнит 2Cu 2 S, CuS, FeS
Дигенит Cu 9 S 5
Диоптаза CuSiO 2 (ОН) 2

Процесс извлечения меди

Добывается в основном из сульфидной руды методом самовосстановления.Низкое содержание (0,5 процента Cu) скрывается до высокого содержания (от 15 до 20 процентов Cu) для высокого производства металла. Для этого используется процесс пенной флотации. Основные этапы извлечения меди:

Выплавка меди

Руда обжигается и плавится (около 1400 ° C) с добавлением кремнезема в отражательной печи. FeS предпочтительно окисляется до Cu 2 S из-за более основных свойств железа. Оксид железа образует пробку с кремнеземом.Расплавленная масса отделяется и образует верхний слой. Нижний слой содержит медный штейн (Cu 2 S и FeS).

Самоуменьшение

Расплавленный штейн дополнительно окисляется воздухом для окисления оставшегося железа. Добавляется больше кремнезема, который образует шлак, содержащий оксид железа. После удаления шлака сульфид металла окисляется воздухом с образованием Cu 2 O, который объединяется с оставшимся Cu 2 S с образованием меди путем самовосстановления (Cu 2 S + 2Cu 2 O → 6Cu + SO 2 ).

Рафинирование меди электролизом

Неочищенный металл рафинируют электролизом в ванне с подкисленным раствором сульфата с использованием неочищенной меди в качестве анода и чистой меди в качестве катода. Примеси из анода используются для извлечения золота, серебра и платины.

Химические соединения

В состояниях +1 или +2 медь образует различные типы оксидов, гидроксидов, галогенидов, сульфатов, карбонатов, нитратов и комплексных соединений.

Степень окисления меди

Состояние

Cu (II) – это основная степень окисления металлической меди с конфигурацией d 9 .Cu (I) имеет конфигурацию с замкнутой оболочкой 3d 10 , хорошо стабилизируется обменной энергией. Твердые соединения в состоянии +1 термодинамически стабильны при умеренной температуре. Следовательно, Cu 2 O образуется при высоких температурах из CuO, а CuBr 2 разлагается при нагревании с образованием CuBr. Большое количество химических соединений образуется в состояниях +1 и +2 металлической меди. Cu (III) изоэлектронен никелю (II), но известно лишь несколько соединений в этом состоянии.

Оксиды меди

Оксиды меди существуют в двух формах, таких как черный оксид меди (CuO) и красный оксид меди (Cu 2 O) со степенями окисления +2 и +1 соответственно.Оксид черного цвета (CuO) образуется при нагревании Cu с кислородом. Термическое разложение карбоната, нитрата или гидроксида – лучший способ получить оксид меди. Красный оксид Cu (I) или оксид меди (Cu 2 O) образуется, когда щелочные растворы Cu (II) восстанавливаются мягкими восстановителями, такими как глюкоза. Он встречается в природе в виде куприта и используется для изготовления рубинового стекла.

Гидроксид меди (II)

Синий осадок гидроксида меди (II) получают добавлением щелочи к водному раствору Cu (II).Осадок темнеет при стоянии из-за дегидратации гидроксида до оксида. Он растворим в щелочи с образованием [Cu (OH) 4 ] -2 . В растворе аммиака он образует темно-синий [Cu (NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] +2 . Темно-синий раствор называется реактивом Швейцера. Он используется для растворения целлюлозы и изготовления медно-аммиачной вискозы.

Галогениды меди

Известны только белый фторид, желтый хлорид и черный бромид в степени окисления +2.Благодаря восстановительным свойствам йод восстанавливает CuI 2 с образованием Cu 2 I 2 . Гидратированные галогениды получают растворением CuCO 3 или Cu (OH) 2 в галогенидах водорода. CuF плохо охарактеризован. Другие галогениды Cu (I) представляют собой бесцветные твердые вещества, не растворимые в воде. Хлорид меди получают восстановлением Cu (II) металлической медью или диоксидом серы в соляной кислоте.

Сульфат и нитрат

Сульфат меди (CuSO 4 , 5H 2 O) получают путем растворения скальных элементов в разбавленной серной кислоте в присутствии воздуха и кристаллизации.Нитрат получают в виде темно-синего расплывающегося кристаллического твердого вещества Cu (NO 3 ) 3 , 3H 2 O под действием азотной кислоты в растворе Cu (II).

Соединения меди (III)

Из-за большего размера и более высокого значения суммы первой, второй и третьей энергии ионизации Cu (III) образует несколько химических соединений. Простых примеров галогенидов нет, но бледно-зеленый K 3 CuF 6 может быть получен действием фтора в смеси KCl и CuCl 2 при 250 ° C.Твердые соединения купрата (III), подобные KCuO 2 , образуются при нагревании смеси CuO с супероксидом щелочного металла в присутствии молекулы кислорода.

Применение меди

  • Медь является хорошим проводником электричества и широко используется в производстве проводов, кабелей, генераторов, трансформаторов, двигателей и любого другого электрического оборудования.
  • Он также используется для изготовления посуды, трубок и денежных монет.
  • Медные сплавы, такие как латунь, бронза, константан, манганин и монал, широко используются для различных бытовых и промышленных целей из-за их высокой механической прочности и коррозионной стойкости.

Применение медных сплавов

Латунь – это сплав меди, цинка и других металлов, таких как Al, Ni и Pb. Как правило, он содержит от 57 до 97 процентов Cu, а остальное – это Zn или другие металлы, которые изменяют механическую прочность и химические свойства. Латунь широко используется в домашнем оборудовании, статуях, гребных винтах и ​​подшипниках.

Сплав меди
Сплав Состав
Латунь 70% Cu и 30% Zn
Muntz из металла 60% Cu и 40% Zn
Дельта металлический 55% Cu, 40% Zn и 5% Fe

Металл Delta тверд, как сталь, и устойчив к морской воде.Из него делают гребные винты и подшипники для судов.

Использование бронзы

Бронза – это сплав меди, олова и других металлов, таких как алюминий, марганец, цинк и т. Д. Обычно бронза содержит от 4 до 25 процентов олова и других элементов. Он широко используется для изготовления статуй и денежных монет. В настоящее время эти сплавы постепенно заменяются сталью и другими более дешевыми и легкими сплавами на основе алюминия.

Мельхиор

Купроникель (от 10 до 30 процентов никеля, остальное – медь) имеет высокую прочность на разрыв и устойчив к химической коррозии, ржавчине и кислоте.Мельхиор широко используется на химических предприятиях, в телефонных системах, лопатках турбин и т. Д.

Физико-химические свойства меди – урок. Государственный совет по науке, класс 10.

Что такое физическая собственность?

Физическое свойство – это свойство вещества, которое можно наблюдать и измерять без изменения химической идентичности образца.

Физические свойства меди:


(а). Медь – металл красновато-коричневого цвета.( Вы можете увидеть свою кухонную утварь )

Красновато-коричневая медь

(б). Медь имеет высокий блеск (блестящий и яркий вид).

Блестящие медные сосуды

(в). Медь имеет высокую плотность \ (8.9 \) ( Алюминий \ (2.7 \)).

Медь высокой плотности

(г). Медь имеет высокую температуру плавления (\ (1356 \) ° C). ( Мы не можем плавить медь при обычном нагреве )

Медная сварка (плавленая медь)

Что такое химическое свойство?

Химическое свойство – это свойство вещества, которое можно увидеть, когда оно подвергается химической реакции.

Химические свойства меди:

(i) Воздействие воздуха и влаги:

Медь покрывается зеленым слоем основного карбоната меди в присутствии \ (CO_2 \) и влажность.

\ (2Cu \) + \ (O2 \) + \ (CO_2 \) + \ (H_2O \) → \ (CuCO_3 \). \ (Cu (OH) _2 \)

(Медь) (Карбонат меди )

(ii) Действие тепла:

При нагревании при различных температурах в присутствии кислорода медь образует два типа оксидов, \ (CuO \) и \ (Cu_2O \ ).

2Cu + O2 & xrarr; ниже 1370K 2CuO

(оксид меди II – черный)

4Cu + O2 & xrarr; ниже 1370K2Cu2O

(оксид меди I красный)

(iii)

(а).При разбавлении \ (HCl \) и разбавлении \ (H_2SO_4 \):

В присутствии воздуха медь растворяется в разбавленных \ (HCl \) и \ (H_2SO_4 \).
В отсутствие воздуха разбавленные кислоты, такие как \ (HCl \) и \ (H_2SO_4 \), не действуют на медь.

\ (2Cu \) + \ (4HCl \) + \ (O_2 \) (воздух) → \ ((2CuCl_2 \) + \ (2H_2O \)

(b). С разбавленным \ (HNO_3 \):

Медь реагирует с разбавленным \ (HNO_3 \) с образованием газообразного оксида азота.

\ (3Cu \) + \ (8HNO_3 \) → \ (3Cu (NO_3) _2 \) + \ (2NO \) ↑ + \ (4H_2O \)

(iv) Действие хлор:

Хлор реагирует с медью с образованием хлорида меди (II).

\ (Cu \) + \ (Cl_2 \) → \ (CuCl_2 \)

(v) Действие щелочей:

Щелочи не разрушают медь.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Сравнительное исследование химических и физических свойств меди и медных сплавов в кислой, щелочной и соленой средах

H.Чандлер, Металлургия для неметаллургов, ASM International, 4-е издание, Materials Park, Огайо, США, 2006.

Дж. А. Роджерс, Порошковая металлургия 20 (4) (1997) 212-220.

С. Кайзер, М. С. Кайзер, Международный журнал машиностроения и материаловедения 13 (9) (2019) 607-611.

М. Канамори, С. Уэда, Труды Японского института металлов 1 (2) (1960) 103-107.

Дж. Ридван, М. Сяфик, Р.Хасан, З. М. Зульфаттах, Инженерный и технологический журнал 4 (2) (2013) 115-124.

М. Садаяппан, Д. Кузино, Р. Завадил, М. Саху, Х. Михелс, AFS Transactions 110 (2002) 505-514.

Д. Чжан, Ю. Ли, К. Фэн, П. Чжу, Г. Сюй, Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия 452 (2018) Ст. 022132.

М. Модлингер, М. Х. Г. Куиджперс, Д. Брекманс, Д. Бергер, Journal of Archaeological Science 88 (2017) 14-23.

К. Лейграф, Т. Чанг, Г. Хертинг, И. О. Валлиндер, Corrosion Science 157 (2019) 337-346

С. Кайзер, М. С. Кайзер, Журнал материаловедения и наук об окружающей среде, 11 (4) (2020) 551-563.

Дж. Л. Фанг, Г. Макдоннелл, Историческая металлургия, 45 (1) (2011) 52-61.

М. С. Кайзер, Международный журнал инженерных и информационных систем, 3 (11) (2019) 7-14.

E.Э. Игелегбай, О. А. Ало, А. О. Адеоду, И. А. Даниян, Журнал исследования свойств минералов и материалов, 5 (1) (2017) 18-28.

С. Кайзер, М. С. Кайзер, Журнал устойчивых структур и материалов 3 (1) (2020) 1-9.

H. H. Strehblow, Механизмы питтинговой коррозии в механизме коррозии в теории и на практике, Марсель Деккер, Нью-Йорк, 1995.

Г. В. Честер, А. Теллунг, Труды физического общества 77 (5) (1961) 1005-1013.

Ю. Кониси, Ю. Накамура, Ю. Фукунака, К. Цукада, К. Ханасаки, Electrochimica Acta 48 (18) (2003) 2615-2624.

М.С. Кайзер, М. Аль-Нур, Журнал электрохимической науки и техники 8 (3) (2018) 241-253.

Н. Фредж, Т. Д. Берли, Журнал электрохимического общества 158 (4) (2011) 104-110.

Г. Бертолотти, Д. Берсани, П. П. Лоттичи, М. Алезиани, Т. Малчерек, Дж. Шликер, Аналитическая и биоаналитическая химия 402 (2012) 1451-1457.

М. С. Кайзер, Журнал химической технологии и металлургии 54 (2) (2019) 423-430.

Д. Станоевич, Д. Тошкович, М. Б. Райкович, Горно-металлургический журнал 41 B (2005) 47-66.

О. Балогун, Дж. Бороде, К. Аланеме, М. Бодунрин, Леонардо Электронный журнал практик и технологий 24 (2014) 113-125.

С. Ли, М. Т. Тиг, Г. Л. Долл, Э. Дж. Шиндельхольц, Х. Конг, Наука о коррозии 141 (2018) 243-254.

М. Е. Дохейли, Х. М. Креди, Р. Н. А. Джабери, Journal of Natural Sciences Research 4 (17) (2014) 60-73.

Я. Фэн, К. С. Сиоу, В. К. Тео, К. Л. Тан, А. К. Се, Коррозия, 53 (5) (1997) 389-398.

Р. Оцука, М. Уда, Наука о коррозии, 9 (9) (1969) 703-704.

П. Рассел, Дж. Ньюман, журнал Электрохимического общества 134 (5) (1987) 1051-1058.

М. Битон, Г.Салитра, Д. Аурбах, П. Мишков и Д. Илзизер, Журнал электрохимического общества 153 (2006) 555-565.

X. Ляо, Ф. Цао, Л. Чжэн, В. Лю, А. Чен, Дж. Чжан, К. Цао, Corrosion Science 53 (2011) 3289-3298.

З. Гонг, С. Пэн, Х. Хуанг, Л. Гао, Материалы (Базель) 11 (11) (2018) Ст. 2107.

И. Заафарани, Х. Боллер, Current World Environment 4 (2) (2009) 277-284.

Х. Нади, М. М. Эль-Рабиеи, Г.М. Абд Эль-Хафез, Journal of Bio- and Tribo-Corrosion 3 (2017) Art. 6.

Что такое медь? – Определение, встречаемость, свойства, применение

Соли меди (II) – часто встречающиеся соединения, которые часто придают синий или зеленый цвет минералам, таким как азурит, малахит и бирюза, и исторически широко и исторически использовались в качестве пигментов. Медь, используемая в строительстве, обычно для кровли, окисляется, образуя зеленый ягненок. Соединения меди используются для изготовления бактериостатических агентов, фунгицидов и консервантов для древесины.

Это мягкий, ковкий и пластичный металл с высокой теплопроводностью и электропроводностью. Цвет свежей чистой меди – розовато-оранжевый. Медь используется как проводник тепла и электричества, строительный материал и входит в состав нескольких металлических сплавов, включая стерлинговое серебро в ювелирных изделиях, мельхиор в морской технике и монетах, а константан в тензодатчиках и термопарах для измерения температуры.

Эй! Ищете отличные ресурсы, подходящие для молодежи? Вы пришли в нужное место.Ознакомьтесь с нашими курсами для самостоятельного изучения , разработанными для учащихся I-XII классов.

Начните с таких тем, как Python, HTML, ML, и научитесь создавать игры и приложения , и все это с помощью нашего профессионально разработанного контента! Так что ученикам больше не о чем беспокоиться, потому что GeeksforGeeks School уже здесь!



Медь имеет химический символ Cu и атомный номер 29. Медь требуется как следовой пищевой минерал для всех живых организмов, поскольку она является компонентом цитохром-с-оксидазы комплекса респираторных ферментов.Медь в основном содержится в печени, мышцах и костях человека.

Происхождение меди

  • Медь производится в массивных звездах и обнаруживается в земной коре с концентрацией около 50 ppm.
  • Медь содержится в различных минералах, включая самородную медь, сульфиды меди, такие как халькопирит, борнит, дигенит, ковеллит и халькоцит, сульфосоли меди, карбонаты меди, такие как азурит и малахит, а также медь (I) или медь (II). оксиды, такие как куприт.
  • Медь – 25 самый распространенный элемент в земной коре, составляющий 50 частей на миллион (ppm), по сравнению с 75 частями на миллион для цинка и 14 частей на миллион для свинца.

Свойства меди

  1. Медь – металл красноватого цвета с гранецентрированной кубической кристаллической структурой.
  2. Из-за своей полосовой структуры он отражает красный и оранжевый свет и поглощает другие частоты в видимом спектре, придавая ему приятный красноватый цвет.
  3. Он податлив, пластичен и отлично проводит тепло и электричество.
  4. Он мягче цинка, его можно отполировать до блестящего блеска.
  5. Медь – металл с низкой химической активностью.
  6. Во влажном воздухе образует на поверхности зеленоватую пленку, называемую патиной, которая защищает металл от дальнейшего окисления.

Использование меди

Сульфат меди широко используется как яд в сельском хозяйстве и как альгицид при очистке воды. Хотя многие люди не думают, что медь используется ни для чего, кроме монет, она является важным компонентом при производстве бронзы.

Медь была первым металлом, над которым работали люди в истории. Бронзовый век был назван в честь открытия, что его можно закалить с помощью небольшого количества олова для образования сплава бронзы. Он используется в широком спектре продуктов, в том числе в банках, фольге для приготовления пищи и кастрюлях, а также в электрических кабелях, самолетах и ​​космических аппаратах.

Электропроводность особенно важна, поскольку на проволоку приходится более половины мирового потребления меди. Химическое осаждение из паровой фазы, которое используется в производстве полупроводников, представляет собой процесс осаждения тонких пленок меди из газофазного прекурсора.Медь в основном используется в качестве сплава золота и серебра и часто покрывается тем или другим покрытием.

Медь в основном используется в электрооборудовании (60%) и строительстве (20%), а также в промышленном оборудовании, таком как теплообменники (15%) и сплавы (5%). Бронза, латунь (медно-цинковый сплав), медь-олово-цинк, которая была достаточно прочной для изготовления пушек и пушек и была известна как пушечная бронза, а также медь и никель, известные как мельхиор, который был предпочтительным металлом для мелких номиналов. монеты, являются основными давно зарекомендовавшими себя медными сплавами.Медь – отличный выбор для электропроводки, потому что с ней легко работать, ее можно протянуть в тонкую проволоку и она обладает высокой электропроводностью.

Медь в окружающей среде

Медь – очень распространенное вещество, которое встречается в окружающей среде естественным образом и распространяется посредством естественных процессов. Медь широко используется людьми. Производство меди в мире продолжает расти. По сути, это означает, что все большее количество меди попадает в окружающую среду. Реки откладывают на своих берегах загрязненный медью ил в результате сброса медьсодержащих сточных вод.Медь попадает в атмосферу в основном при сжигании ископаемого топлива. Медь в воздухе будет оставаться там в течение длительного периода времени, прежде чем осядет, когда начнется дождь. Тогда он в основном попадет в почву. В результате почвы могут содержать значительное количество меди после оседания меди из воздуха.

Медь может попадать в окружающую среду как из естественных, так и из антропогенных источников. Пыль, переносимая ветром, гниющая растительность, лесные пожары и морские брызги – примеры природных источников.Уже выявлено несколько видов деятельности человека, которые способствуют высвобождению меди. Другие примеры – горнодобывающая промышленность, производство металлов, деревообработка и производство фосфорных удобрений. Медь очень распространена в окружающей среде, потому что она выделяется как естественным образом, так и в результате деятельности человека. Медь часто обнаруживают возле шахт, промышленных предприятий, полигонов и свалок отходов.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Каковы некоторые виды использования меди?


Ответ:

Медь используется в основном в электропроводке, кровле, сантехнике и промышленном оборудовании.Медь в чистом виде используется в большинстве этих приложений. Однако его можно легировать другими металлами для достижения более высокого уровня твердости. Медные провода используются в электрических цепях, распределении, передаче и в электронных схемах. Фактически, электропроводка потребляет более половины всей добываемой меди.

Вопрос 2: Почему медь не следует принципу Aufbau?

Ответ:

Из-за относительно небольшого энергетического зазора между 3d- и 4s-орбиталями, а также дополнительной стабильности, обеспечиваемой полностью заполненной d-орбиталью, электронная конфигурация меди не подчиняется принципу Ауфбау. .

Вопрос 3: В чем заключается принцип Aufbau?

Ответ:

Принцип Ауфбау определяет, как электроны заполняются атомными орбиталями атома в его основном состоянии. Согласно этой теории, электроны заполняются атомными орбиталями в возрастающей последовательности уровней орбитальной энергии. Согласно принципу Ауфбау, сначала заполняются самые низкие энергетические уровни доступных атомных орбиталей, а за ними – более высокие энергетические уровни.

Вопрос 4: Какое влияние оказывает медь на человека?

Ответ:

Длительное воздействие меди может вызвать воспаление носа, горла и глаз, а также головные боли, боли в животе, головокружение, рвоту и диарею.Слишком высокое поглощение меди может вызвать повреждение печени и почек, а также смерть. Еще не установлено, является ли медь канцерогенной.

Вопрос 5: Токсична ли медь для человека?

Ответ:

Медь необходима для хорошего здоровья. С другой стороны, более высокие дозы могут быть вредными. Медная пыль может вызвать головные боли, головокружение, тошноту и диарею из-за раздражения носа, рта и глаз.

Технические данные по сульфату меди

С 2011 года NPIC прекратил создавать технические информационные бюллетени по пестицидам.Старая коллекция технических информационных бюллетеней останется доступной в этом архиве, но они могут содержать устаревшие материалы. NPIC больше не может их постоянно обновлять. Чтобы просмотреть наши общие информационные бюллетени, щелкните здесь. Актуальные технические информационные бюллетени можно найти на веб-странице Агентства по охране окружающей среды.

Молекулярная структура –
Сульфат меди

Химический класс и тип:

  • Сульфат меди – альгицид, бактерицид и фунгицид.Когда он смешивается с гидроксид кальция он известен как бордосская смесь. 1 Международный союз Название этого активного ингредиента в теоретической и прикладной химии (IUPAC) – медь (2+). сульфат или сульфат меди (II). Другие названия включают третраоксидосульфат меди (2+) или Третраоксидосульфат меди (II). 2
  • Составы включают основной сульфат меди, моногидрат сульфата меди, медь пентагидрат сульфата и безводный сульфат меди. Их химические рефераты Регистрационные номера службы (CAS): 1344-73-6, 1332-14-5, 7758-99-8 и 7758-. 98-7 соответственно.Пестициды, содержащие моногидрат сульфата меди и / или безводный сульфат меди был отменен Министерством охраны окружающей среды США. Агентство по охране (Агентство по охране окружающей среды США). 3
  • Сульфат меди использовался в Соединенных Штатах с 1700-х годов, и он был первым зарегистрирован для использования в США в 1956 году. Агентство по охране окружающей среды США завершило перерегистрацию сульфата меди в 2009 году. 3 См. текстовое поле Лабораторные испытания .
  • Сульфат меди – неорганическая соль, хорошо растворимая в воде. 3,4 Ион меди компонент сульфата меди с токсикологическими последствиями. 3
  • Медь является важным минералом, поэтому рекомендуемая норма меди в рационе для взрослых людей установлено значение 900 мкг / день. 5
  • Медь также встречается повсеместно. Его можно найти в окружающей среде и в продуктах питания и воде. 3

Лабораторные испытания: до регистрации пестицидов Агентства по охране окружающей среды США, они должны пройти лабораторные испытания на краткосрочные (острые) и долгосрочные (хронические) последствия для здоровья.Лабораторным животным преднамеренно вводят достаточно высокие дозы. вызывать токсические эффекты. Эти тесты помогают ученым судить, как эти химические вещества могут повлиять на людей, домашних животных, и дикая природа в случаях передержки.

Использование:

  • Сульфат меди используется как фунгицид, альгицид, убийца корней и гербицид как в сельском хозяйстве, так и в несельскохозяйственных условиях. это также используется как противомикробное и моллюскицидное средство. 3 Для физических лиц. продукты, содержащие сульфат меди, широко варьируются.Всегда читайте и следуйте этикетке при применении пестицидных продуктов.
  • Сульфат меди используется как осушающий агент в безводной форме, как добавка к удобрениям и продуктам питания, а также в некоторых промышленных такие приложения, как текстиль, кожа, дерево, батареи, чернила, керосин, краска и металл, среди прочего. 6 Используется также как пищевая добавка для животных. 8
  • Некоторые продукты, содержащие сульфат меди, можно использовать в органическом сельском хозяйстве. 3
  • Сигнальные слова для продуктов, содержащих сульфат меди, могут быть от «Осторожно» до «Опасно». Сигнальное слово отражает комбинированный токсичность активного ингредиента и других ингредиентов в продукте. См. Этикетку с пестицидами на продукте и см. информационные бюллетени NPIC о сигнальных словах и инертных или «других» ингредиентах.
  • Чтобы найти список продуктов, содержащих сульфат меди, которые зарегистрированы в вашем штате, посетите веб-сайт http: // npic.orst.edu/reg/state_agencies.html выберите свой штат и щелкните ссылку «Продукты штата».

Физические / химические свойства:

  • Пентагидрат сульфата меди и основной сульфат меди являются единственными формами сульфата меди, содержащимися в зарегистрированных в настоящее время пестицидные продукты. 3 Химические свойства этих двух форм приведены в таблице ниже.
Активный ингредиент КАСРН 3 Формула 3 Медь (% Cu) 3 Форма 6,7 Давление пара (мм рт. Ст. При 25 ° C) 1 Молекулярная масса (г / моль) 3 Удельный вес / плотность 6,7 Растворимость (вода) 1,7
Пентагидрат сульфата меди 7758-99-8 CuSO 4 · 5H 2 O 25.4 Синие кристаллы,
гранул или порошок
Энергонезависимая 249,65 2,286 SG
(15,6 ° C / 4 ° C)
148 г / кг (0 ° C),
736 г / кг (100 ° C)
Основной сульфат меди 1344-73-6 3Cu (OH) 2 · CuSO 4 54,2 Голубой /
Зеленый мелкий порошок
Не найдено 468.29 0,800–0,900 SG Нерастворим (растворим в кислотах)

Принцип действия:

Целевые организмы
  • Ион меди является компонентом сульфата меди с токсикологическими последствиями. Ионы меди, по-видимому, связываются с функциональные группы белковых молекул в грибах и водорослях и вызывают денатурацию белка, вызывая повреждение клеток и утечка. Компоненты белка, которые действуют как сайты связывания, представляют собой сульфидные группы, фосфат (тиол), карбоксилы и имидазолы. 3
  • У моллюсков сульфат меди нарушает функцию поверхностного эпителия и ферменты пероксидазы. 3
Нецелевые организмы
  • Медь – важное питательное вещество. Острая токсичность медьсодержащих пестицидов объясняется не системной токсичностью, а усилиям организма по уравновешиванию концентраций меди. 3
  • Медь участвует в окислительном стрессе. Он может действовать как катализатор образования свободных радикалов, но он также играет роль в снижении количества активных форм кислорода. 9 Медь в организме в основном связана с белками. 10,11
  • Проглатывание сульфата меди раздражает пищеварительную систему и может вызвать рвоту, что может ограничить токсичность. 12 Коррозия тканей, шок и смерть могут наступить после воздействия больших доз сульфата меди. Повреждение клеток крови, печени и почек также не поступало. 13
  • Овцы могут быть особенно чувствительны к продуктам, содержащим сульфат меди, возможно, из-за неэффективного выведения меди. 14

Острая токсичность:

Оральный
  • Острая пероральная LD 50 у крыс составляет от 450 до 790 мг / кг. Агентство по охране окружающей среды США считает, что пентагидрат сульфата меди умеренно токсичен при проглатывании. 3 См. Текстовые поля в классификации токсичности и LD 50 / LC 50 .
  • Люди могут контактировать с медью в питьевой воде. Добровольцы пили очищенную воду с концентрацией меди в пределах 0-12 мг / л.Они сообщили о тошноте от 4 мг / л и рвоте от 6 мг / л. Растворы, содержащие медь и апельсиновый вкус повысил УНВЭ до 6 мг / л для тошноты и до 12 мг / л для рвоты. Следовательно, ароматизированные напитки загрязнены. с медью может привести к более высокому воздействию. 15 См. Текстовое поле на NOEL .
  • Ученые измерили общий ион меди в сыворотке крови людей после приема сульфата меди. Средний уровень меди в крови 287 мкг / л Cu коррелировали с легким токсикозом, а уровни 798 мкг / л Cu – с тяжелым токсикозом. 16
  • Токсическая доза медного купороса для крупного рогатого скота составляет 200-880 мг / кг. Овцы в десять раз чувствительнее при токсической дозе 20-110%. мг / кг медного купороса. 17
  • Взрослые петухи были подвергнуты интубации воздействию сульфата меди в дозах 200, 600, 800, 1200 и 1600 мг / кг массы тела. Острая LD 50 была определена как 693 мг / кг. Обрабатывали у животных развилась диарея, и они умерли в течение 24–28 часов. Вскрытие выявило кровотечение почек и печени, некроз ткани печени и атрофию яичек. 18

LD 50 / LC 50 : Обычный мерой острой токсичности является летальная доза (LD 50 ) или летальная концентрация (LC 50 ), вызывающая смерть (в результате от однократного или ограниченного воздействия) в 50 процентах пролеченных животные. LD 50 обычно выражается как доза в миллиграммы (мг) химического вещества на килограмм (кг) тела масса. LC 50 часто выражается в мг химического вещества на объем (е.г., литр (л)) среды (т. е. воздуха или воды) организма подвергается воздействию. Химические вещества считаются высокотоксичными, когда LD 50 / LC 50 маленький и практически нетоксичный когда значение велико. Однако LD 50 / LC 50 не отражает каких-либо последствий длительного воздействия (например, рака, врожденные дефекты или репродуктивная токсичность), которые могут возникать на уровнях ниже те, которые вызывают смерть.

Кожный
  • Медный купорос не раздражает кожу.Он был классифицирован Агентством по охране окружающей среды США как очень низкий по токсичности при раздражении кожи. Кожный LD 50 у крыс превышала 2000 мг / кг. 3
  • Сульфат меди вызывал сильное раздражение глаз с первого дня у кроликов, которые подвергались воздействию до 21 дня, и был оценен как очень токсичен Агентством по охране окружающей среды США для первичного раздражения глаз. 3
  • Не было обнаружено никаких данных относительно способности сульфата меди вызывать кожную сенсибилизацию у любых видов. 3
Вдыхание
  • Ингаляционная ЛК 50 для крыс равна 1.29 мг / л. 19
Признаки токсичности – Животные
  • Признаки, наблюдаемые у кошек и собак после употребления медных монет, включают снижение аппетита, депрессию, рвоту, обезвоживание и боли в животе. 20,21 Некоторые породы собак особенно чувствительны к отравлению медью из-за генетического дефект. К ним относятся далматинцы, бедлингтоны, вест-хайленд-уайт и скай-терьеры, у которых происходит употребление меди в пищу. при слабости, анорексии и рвоте. 22 У пожилых собак может развиться повреждение печени и избыток жидкости в брюшной полости. 17
  • Признаки отравления домашнего скота после острого проглатывания включают боль в животе, диарею, рвоту, шок, уменьшение тела температура, учащенное сердцебиение и смерть. Диарея и рвота могут иметь цвет от зеленого до синего. 23
  • После приема внутрь от 20 до 100 мг / кг сульфата меди у овец снизился аппетит, понос, слюноотделение, воспаление, коррозия, поражения желудка и кишечника и боли в животе.Эти симптомы могут привести к обезвоживание, шок и смерть. 14,17
  • Анорексия, выделения из носа, лежачее положение, желтуха и смерть являются одними из признаков, наблюдаемых у коров. 24 Красновато-коричневая моча, также наблюдались учащенное дыхание и повышенные концентрации меди в крови, почках и печени. 25 Признаки у коз включают анорексию и лежачее положение. 26
  • Свиньи, получавшие концентрацию меди в 500 ppm в виде пентагидрата сульфата меди, показали меньшую прибавку в весе, снижение гемоглобина, более низкий гематокрит, более низкий уровень меди в плазме и повышенное содержание меди в печени.Доза сульфата меди с 250 ppm Cu приводили к более быстрому набору веса и отсутствию изменений в параметрах анализируемой крови. 27
КЛАССИФИКАЦИЯ ТОКСИЧНОСТИ – СУЛЬФАТ МЕДИ
Высокая токсичность Умеренная токсичность Низкая токсичность Очень низкая токсичность
Острый пероральный LD 50 До 50 мг / кг включительно
(≤ 50 мг / кг)
От более 50 до 500 мг / кг
(> 50-500 мг / кг)
От более 500 до 5000 мг / кг
(> 500-5000 мг / кг)
Более 5000 мг / кг
(> 5000 мг / кг)
Вдыхание LC 50 До 0 включительно.05 мг / л
(≤0,05 мг / л)
От 0,05 до 0,5 мг / л
(> 0,05-0,5 мг / л)
От 0,5 до 2,0 мг / л
(> 0,5–2,0 мг / л)
Более 2,0 мг / л
(> 2,0 мг / л)
Кожный LD 50 До 200 мг / кг включительно
(≤200 мг / кг)
От 200 до 2000 мг / кг
(> 200-2000 мг / кг)
От более 2000 до 5000 мг / кг
(> 2000-5000 мг / кг)
Более 5000 мг / кг
(> 5000 мг / кг)
Первичное раздражение глаз Разъедающее действие (необратимое разрушение тканей глаза) или поражение роговицы, или раздражение, сохраняющееся более 21 дня Поражение роговицы или другое раздражение глаз исчезновение через 8-21 день Поражение роговицы или другое раздражение глаз, исчезновение в течение 7 дней или менее Устранение минимальных эффектов менее чем за 24 часа
Первичное раздражение кожи Коррозийный (разрушение тканей дермы и / или рубцевание) Сильное раздражение через 72 часа (сильная эритема или отек) Умеренное раздражение через 72 часа (умеренная эритема) Легкое или легкое раздражение через 72 часа (без раздражения или эритемы)
Выделенные поля отражают значения из раздела «Острая токсичность» данного информационного бюллетеня. Создан по образцу Агентства по охране окружающей среды США, Управления программ по пестицидам, Руководство по обзору этикеток, глава 7: Меры предосторожности. https://www.epa.gov/sites/default/files/2018-04/documents/chap-07-mar-2018.pdf
Признаки токсичности – люди
  • Признаки и симптомы перорального воздействия включают металлический привкус, тошноту, рвоту, диарею и боль в верхней части живота. 28 На симптомы влияют кислотность и содержимое желудка. 3 Зеленая или синяя окраска рвоты, стула и слюны сообщил. 29 Может произойти коррозия эпителия желудочно-кишечного тракта. 3 Воздействие меди может также вызвать отказ печени, почки и кровеносная система. 28
  • Дополнительные признаки, включая темно-коричневую или красную мочу, снижение выработки мочи, желудочно-кишечное кровотечение, желтуху, Сообщалось о синеватой коже или слизистых оболочках, делирии и коме у пациентов, принимавших до 50 г меди сульфат. 30
  • Симптомы острого воздействия пыли и порошковых составов могут включать раздражение кожи и глаз.Растворимый сульфат меди в глазу может вызывать разъедание роговицы. 28
  • Вдыхание может привести к раздражению дыхательных путей, включая коррозию слизистых оболочек. 28 Другое Признаки и симптомы от вдыхания солей меди включают заложенность слизистых оболочек и изъязвление носовой перегородки. 31
  • Всегда следуйте инструкциям на этикетке и принимайте меры для минимизации воздействия. Если произойдет какое-либо воздействие, обязательно следуйте рекомендациям по оказанию первой помощи. внимательно следите за инструкциями на этикетке продукта.Для получения дополнительных рекомендаций по лечению обращайтесь в Центр по борьбе с отравлениями по телефону 1-800- 222-1222. Если вы хотите обсудить инцидент с Национальным информационным центром по пестицидам, позвоните по телефону 1-800-858-7378.

Хроническая токсичность:

Животные
  • Двенадцать кроликов вдыхали распыленную бордоскую смесь в течение 10 минут 3 раза в день в течение 4 месяцев. Концентрация была постепенно увеличивалась с 1% до 3%. У всех животных развились воспаления, отложения меди и дегенеративные изменения. легочная ткань.В отличие от других исследований с более длительным временем воздействия, это исследование не обнаружило гранулем или фиброза. в легочной ткани. 32
  • Крыс ad libitum кормили диетой, содержащей 0, 500, 1000, 2000 или 4000 частей на миллион меди в виде сульфата меди в течение одного месяца. Содержание меди увеличилось в крови, селезенке и печени у всех групп. Рост и потребление пищи уменьшались с увеличением концентрации. При максимальной дозе крысы умирали через первую неделю. 33
  • Самцам крыс давали 100 мг / кг / день сульфата меди через желудочный зонд в течение 20 дней.Признаки включали изменение цвета лапы с от розового до белого и с пониженной массой тела. Дальнейший анализ показал разрушение красных кровяных телец, отложение меди и некроз тканей печени и почек. 34
  • Свиней кормили пентагидратом сульфата меди при концентрациях меди 0, 250 и 425 частей на миллион Cu в течение 48-79 дней. При максимальной дозе наблюдались желудочно-кишечные кровотечения, цирроз печени и желтуха. 35
  • Шестнадцать ягнят соблюдали диету, содержащую пентагидрат сульфата меди в концентрации 15 ppm Cu в течение 88 дней.Два барашка умер от желтухи. Печень выживших ягнят содержала высокие концентрации меди. 27
  • Смеси, скармливаемые овцам, содержащие 5,3–9,9% пентагидрата сульфата меди, потребляли 0,645–1,660 г сульфата меди ежедневно в течение 28–20 лет. 113 дн. Признаки включали летаргию, желтуху, гемоглобинурию, кровянистые выделения из носа, учащенный пульс, учащенное дыхание, зеленовато-черный цвет. стул и лежание перед смертью. 36
  • Курам-несушкам давали сульфат меди в концентрации 78 ppm Cu и 1437 ppm Cu в течение 2 недель.На самом высоком После концентрации курицы производили меньше яиц, потребляли меньше корма и у них развивались язвы в желудке и ротовой полости. 37 Другое исследования цыплят, которых кормили сульфатом меди, сообщили о поражениях полости рта, пропорциональных дозе меди, и противоречивых данных. влияние на скорость кормления и прибавку в весе. 38,39,40,41
  • У крыс, подвергшихся ингаляционному воздействию сульфата меди в течение 1 часа в день в течение 10 дней при концентрации спрея 330 г / л, увеличилось концентрации меди в печени и плазме.Медь в легочной ткани не накапливалась. 42

NOAEL: отсутствие наблюдаемых побочных эффектов, уровень

NOEL: Уровень отсутствия наблюдаемого эффекта

LOAEL: самый низкий уровень наблюдаемых нежелательных эффектов

LOEL: самый низкий уровень наблюдаемого эффекта

Люди
  • Группа из 179 взрослых из Ирландии, Чили и США еженедельно подвергалась воздействию раствора сульфата меди (0, 2, 4, 6 и 8 мг Cu / л) в течение 5 недель. Острые LOAEL и NOAEL были определены при 6 и 4 мг Cu / л.Тошнота в течение 15 минут после воздействия была наиболее сильной. общий наблюдаемый эффект. Рвота, диарея и боль в животе. также сообщалось в меньшей степени. 43 Эти результаты подтверждены в двух дополнительных независимых экспериментах с участием в общей сложности 1634 люди со всего мира. 44,45 См. Текстовое поле на NOAEL, NOEL, LOAEL и LOEL .
  • Исследователи вводили сульфат меди, растворенный в водопроводной воде, в дозах 0, 1, 3 и 5 мг Cu / л в течение 2 недель группам 15 здоровых взрослых женщин.Субъекты выпивали в среднем 1,64 л в день. Сообщенные симптомы включают тошноту, боль в животе, и рвота при воздействии ≥3 мг Cu / л. 46
  • «Легкое опрыскивателя виноградников» – это состояние, о котором сообщается после хронического вдыхания бордосской смеси сельскохозяйственными рабочими. которые могут подвергаться сезонному воздействию. 47 Характеризуется определенными изменениями легочной ткани, включая поражения, синюю окраску, рубцы и узелки. 47,48 Симптомы включают слабость, потерю аппетита, снижение массы тела, одышку и в некоторых случаях кашель. 47,48 См. Текстовое поле на Exposure .

Воздействие: Воздействие сульфата меди на здоровье человека и окружающую среду зависит от того, насколько сильно сульфат меди присутствует и длительность, и частота воздействия. Эффекты также зависят от здоровья человека и / или определенных факторов окружающей среды.

Эндокринные нарушения:

  • Данных, связанных с сульфатом меди и эндокринными нарушениями, не обнаружено. 3

Канцерогенность:

Животные
  • Исследователи перорально вводили мышам 1.25, 2,50, 5,00, 7,50, 10,0 или 12,5 мг / кг массы тела сульфата меди. ДНК красных кровяных телец была повреждена дозозависимым образом.49 Мыши, которым вводили через зонд 8,25 мг / кг меди в форме сульфата меди, показали генотоксические и мутагенные реакции в костном мозге и в цельной крови. 50
  • Только что вылупившимся цыплятам белого леггорна перорально вводили сульфат меди в концентрации 10 мг / кг массы тела. Цыплят умерщвляли через 24 часа, и тесты на хромосомную аберрацию костного мозга показали повышенную частоту появления микроядер у подвергшихся воздействию цыплят, что указывает на повреждение ДНК. 51
Люди
  • Агентство по охране окружающей среды США не оценивало канцерогенные эффекты сульфата меди, потому что не было убедительных доказательств связи меди или солей меди с развитием рака у животных, которые в норме могут регулировать содержание меди в своем организме. 3 См. Текстовое поле на Рак .

    Рак: Правительственные агентства в США и за рубежом разработали программы для оценки потенциал химического вещества вызывать рак.Руководства по тестированию и системы классификации различаются. Узнать больше о значении различных описателей классификации рака, перечисленных в этом информационном бюллетене, пожалуйста, посетите подходящую ссылку, или позвоните в NPIC.

  • Высокий уровень меди связан с канцерогенезом и высоким риском смерти от рака. 9,52 Медь может влиять на рост рака и пролиферацию клеток, а также стимулировать образование кровеносных сосудов. 10,11 Снижение уровня меди может подавлять рост рака. 11
  • Повышенная заболеваемость почечно-клеточным раком была связана с воздействием сульфата меди при использовании в качестве пестицида на виноградниках. Амбулаторные обследования показали, что люди, сообщающие о хроническом воздействии сульфата меди более 10 лет, имели отношение шансов 2,7 (95% ДИ: 1,3-5,5) для повышенного риска рака почек. 53 Уровни воздействия не сообщаются.
  • Рейтинги рака для сульфата меди Международным агентством по изучению рака (IARC) или Национальной программой токсикологии (NTP) не найдены.

Репродуктивные или тератогенные эффекты:

Животные
  • Тератогенное действие сульфата меди изучали путем введения медью беременным хомякам на восьмой день беременности. беременность в дозах от 2,13 до 10,0 мг Cu / кг в виде медного купороса. Все концентрации привели к эмбриоцидный и тератогенный эффекты. Эмбриональная резорбция, тяжелые пороки развития сердца, грыжи и другие пороки развития сообщалось. Исследователи пришли к выводу, что плаценты проницаемы для ионов меди. 54
  • Мышей кормили сульфатом меди в дозе 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0 и 4,0 г / кг корма в течение месяца, а затем спаривали. Беременные мыши продолжали соблюдать диету до 19-го дня. Исследователи отметили более высокую смертность плода, более низкий вес плода и аномалии две самые высокие дозы. 55
  • Агентство по охране окружающей среды США определило, что хронический УННВВ для репродуктивных эффектов составляет 11,7 мг / кг массы тела меди, а хронический LOAEL для репродуктивных эффектов составлял 15,1 мг / кг массы тела меди на основе исследования норки. 3
  • Взрослые цыплята подвергались воздействию сульфата меди через зонд в концентрациях 200, 600, 800, 1200 и 1600 мг / кг тела. масса. Исследователи отметили атрофию яичек и остановку сперматогена, пропорциональную концентрации меди. сульфат. 18
  • Подвижность сперматозоидов кроликов снижалась при помещении в растворы пентагидрата сульфата меди в диапазоне от 1: 1 до 1:10 в течение 1-2 дней. часы. 56
Люди
  • Исследователи подвергли человеческие сперматозоиды воздействию 8 x 10 -8 , 8 x 10 -6 и 8 x 10 -5 моль ионов меди в форме CuCl 2 за 30 минут.Сперматозоиды были иммобилизованы через 20 минут воздействия при двух самых высоких концентрациях; снижение моторики был также отмечен в группе низких доз. 57
  • Болезнь Вильсона может дать представление о потенциальном воздействии меди на репродуктивное здоровье. Болезнь Вильсона – редкое генетическое расстройство, при котором в организме остается слишком много меди. Эффекты включают бесплодие, более частые выкидыши, потерю менструации. и гормональный дисбаланс у женщин. 58,59 У мужчин яички не функционируют должным образом.Воздействие сульфата меди не вызывают болезнь Вильсона. 59

Судьба в теле:

Поглощение
  • Когда люди едят ионную медь, она всасывается тонким кишечником и, в меньшей степени, желудком. Это может быть поглощается пассивной диффузией или активными транспортными механизмами. 5 Уровни меди в кровотоке достигли пика между 1 и через 3 часа после приема внутрь. 29
  • Степень абсорбции меди частично зависит от потребления меди с пищей. 5
  • Поглощение меди может быть улучшено за счет присутствия белков и органических кислот, таких как лимонная кислота и уксусная кислота, и ингибируется фитатом, цинком, железом, молибденом, кальцием и фосфором. 5
  • Уровни ионной меди в сыворотке крови у людей после острого перорального воздействия были максимальными в течение 12 часов после приема внутрь и резко снизился после 12 часов приема внутрь. Эти результаты показывают, что медь быстро абсорбируется и включается. в крови. 16
  • Женщины в возрасте до 60 лет потребляют больше меди, чем мужчины, но среди пожилых людей различий не наблюдалось. 60
Распределение
  • После вдыхания бордосской смеси рабочие виноградника обнаружили отложения меди не только в ткани легких, но и в тканях легких. печень, селезенка, почки и лимфатические узлы. Вдыхаемая медь всасывается дыхательными путями и переносится кровотоком. и лимфатическая система к другим органам. 61
  • В клетках кишечника медь включена в металл-связывающие белки.Его можно хранить до трех дней, использовать клетки, или транспортироваться плазмой крови к другим органам, будучи связанными с некоторыми белками. Затем медь осаждается в печень. 5
  • Основным органом-мишенью меди является печень, где она может храниться связанной с белками. 5 Медь также распространяется желчи, костей, головного мозга, волос, сердца, кишечника, почек, мышц, ногтей, кожи и селезенки. 5,62
  • Медь в организме может существовать связанной с церулоплазмином (85-95%) или в виде свободной меди, которая связана с альбумином (5-15%).В последний отвечает за токсические эффекты. 63
Метаболизм
  • После того, как медь абсорбируется и связывается с белками, она переносится с кровью по всему телу. 5
Экскреция
  • Избыточная медь выводится из организма и не часто сохраняется в организме. 64
  • Медь в основном выводится с калом через желчь; в гораздо меньшей степени он может выводиться с мочой, пот и нормальное шелушение кожи.Женщины также могут выводить очень небольшое количество меди во время менструации. и мужчины могут устранить его в сперме. Небольшие количества также могут выводиться из волос и ногтей. 5
  • Субъекты ели пищу, содержащую радиоактивно меченую медь, и для измерения уровней удерживаемой меди использовали сканер всего тела. Период полураспада в организме составлял от 13 до 33 дней. 65

Медицинские обследования и мониторинг:

  • Гомеостатическая регуляция меди делает проблематичным определение биомаркеров ранних изменений уровней меди, связанных с с недостатком или избытком. 45 На крайний дисбаланс меди может указывать повреждение тканей, но из-за гомеостаза высокое воздействие меди не всегда можно обнаружить. В настоящее время биомаркеры не могут надежно обнаружить избыточное воздействие меди. даже в тех случаях, когда у пациентов имеется симптоматика. 65
  • Концентрация меди в сыворотке крови и активность церулоплазмина являются традиционными метаболическими индикаторами меди, пригодными для обнаружения дефицит меди. На них могут повлиять возраст, пол, беременность, уровень гормонов и состояние здоровья. 65 Медный шаперон (CCS), который реагирует на дефицит и избыток меди, недавно был идентифицирован как потенциальный биомаркер, но его значение неизвестно. 66 Аминотрансферазы печени традиционно использовались в качестве индикатора высокого статуса меди. 65
  • Ученые использовали атомно-абсорбционную спектрофотометрию для количественного определения содержания меди в волосах кожи головы, крови и моче. 67 Этот метод также использовался для измерения содержания меди в ногтях. 68 Некоторые исследователи постулировали необходимость дополнительных исследований в анализ волос, заявив, что он имеет потенциал в качестве биоиндикатора, потому что волосы можно легко получить, но ученые определили несколько факторов, связанных с ненадежностью минерального анализа волос. 69,70
  • Эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой используется для измерения содержания меди в крови, моче и поте. Отбор проб сообщалось об ограничениях методологии определения пота. 71
  • Образцы крови могут быть оценены на наличие индикаторов состояния меди. Супероксидаза дисмутаза эритроцитов (SOD1), тромбоциты цитохром-С-оксидаза (CCO), диаминоксидаза плазмы (DAO) и пептидилглицин-амидирующая монооксигеназа (PAM) активности всех медьсодержащих ферментов в клетках крови считаются хорошими индикаторами метаболического дефицита. активные запасы меди и меди. 65

Судьба окружающей среды:

Почва
  • Сульфат меди может диссоциировать или растворяться в окружающей среде, высвобождая ионы меди.На этот процесс влияет его растворимость, на который, в свою очередь, влияют pH, окислительно-восстановительный потенциал, растворенный органический углерод и лиганды, присутствующие в почве. Медь в почве могут происходить из природных источников, пестицидов и других антропогенных источников, таких как горнодобывающая промышленность, промышленность, архитектура материалы и автомобили. 3
  • Медь накапливается в основном на поверхности почвы и может сохраняться, поскольку имеет тенденцию связываться с органическими веществами, минералы и некоторые оксиды металлов.Он может выщелачиваться из кислой или песчаной почвы. 72,73
  • Чем более кислая почва, тем меньше происходит связывание. Исследователи обнаружили, что 30% меди было связано при pH 3,9 и 99% меди. медь связывалась при pH 6,6. 74
  • Исследователи применили эквивалент 18 кг / га / год сульфата меди в поливной воде в экспериментальные колонны почвы, чтобы Измерьте накопление меди в почве. Типы почв не указываются. Практически вся применяемая медь осталась в тройке лидеров. см почвы.Исследователи пришли к выводу, что оросительная вода, обработанная сульфатом меди в качестве альгицида, может привести к загрязнению почвы. уровни, которые могут повредить посевы. 75
  • Исследование, которое оценивало выщелачивание меди из песчаной почвы в воду, показало более низкую подвижность при pH 5-7. Любой pH снаружи этого диапазона коррелировали с более высокой подвижностью. Исследователи сообщили, что присутствие ионов кальция уменьшилось. выщелачивание меди, повышающее ее связывающую способность. Присутствие ионов натрия имело противоположный эффект и вызывало больше медь для выщелачивания. 76
  • Исследователи добавили в образцы супесчаной почвы с поля ячменя 0, 100, 200, 400 и 800 мкмоль / кг меди. Медь стал менее биодоступным за 220 дней эксперимента. Почвы, оставшиеся влажными, сохранили больше всего меди. 77
Вода
  • Сульфат меди – неорганическая соль, хорошо растворимая в воде. 3 Диссоциированные ионы меди в основном связываются с органическими вещества или остаются растворенными в воде. 78
  • Исследователи добавили 774 г пентагидрата сульфата меди в водоемы для сома в течение 16 недель. Исследователи обнаружили, что 90% меди связались с осадками в течение нескольких минут после нанесения, а 99% – через 2 дня. Около вся медь осталась в верхних 16 см осадка. 79
  • Исследователи собрали пробы воды и донных отложений в озере Мэтьюз, Калифорния, после внесения 2250 кг сульфат меди как альгицид.Концентрация меди на выходе из водохранилища достигла максимума через два дня после обработки при 17 ° С. мкг / л и стабилизировался на уровне примерно 3 мкг / л через две недели. Исследователи подсчитали, что 20% нанесенной меди осталось. резервуар к 70-му дню, и большая часть оставшейся меди оказалась связанной в верхнем слое осадка. Осадок концентрации составляли 10-600 мкг / г. 80
  • Сопоставимые результаты были получены после изучения судьбы сульфата меди, внесенного в резервуар Сен-Жермен-Ле-Бель. во Франции после применения 50 кг медного купороса.Исследователи подсчитали, что 17% добавленной меди ушло из воды. тело в течение 70 дней. Растворенная медь в толще воды существовала в основном в коллоидной форме. Накопление медь не имела значения. 81
Воздух
  • Данных о судьбе сульфата меди в атмосфере не обнаружено.
Растения
  • Медь является важным минералом для роста растений, и ее концентрация регулируется гомеостатическими механизмами.Тем не мение, медь может быть токсичной для растений, влияя на транспорт электронов при фотосинтезе. 82
  • Биодоступность зависит от количества меди, pH почвы, органического углерода, осадков и температуры. 83
  • Исследователи изучили токсичность меди для проростков цитрусовых в трех типах почв с pH от 5,7 до 8,2. Образцы вносили удобрение и пентагидрат сульфата меди и инкубировали в течение 47 дней. Саженцы подвоя цитрусовых (Swingle citrumelo) затем пересаживали в горшки и позволяли расти в течение 330 дней.В двух из трех почв рассада цитрусовых имел меньший сухой вес листьев, стеблей и корней при более высоких нормах внесения меди. Легкорастворимая медь увеличивается с снижение pH почвы, но составляет менее 10% от общего количества меди. Легкорастворимая медь – самый фитотоксичный форма. 84
  • Исследователи подвергали луковицы лука ( Allium cepa ) и семена кресс-салата ( Lepidium sativum ) растворам меди в виде меди. сульфат. Они подсчитали, что концентрации меди, необходимые для подавления 50% роста (IC 50 ) после 48 часов воздействия быть 0.00112 ± 0,00019 ммоль / л (±, стандартное отклонение) для A. cepa и 2,42917 ± 0,25897 ммоль / л для L. sativum . 85
В помещении
  • Не зарегистрировано использование сульфата меди внутри помещений. Нет данных о судьбе сульфата меди в помещении.
Пищевые остатки
  • Сульфат меди не был включен в список остатков пестицидов в пищевых продуктах, который должен контролироваться Министерством США Сельское хозяйство. 86
  • Остатки пентагидрата сульфата меди освобождены от требований толерантности к продуктам крупного рогатого скота, яйцам, козам, свиней, лошадей, молока, птицы и овец, а также после сбора урожая на сырые сельскохозяйственные товары.Остатки могут ожидаться от его использования в качестве фунгицида в сельском хозяйстве и в качестве бактерицида / фунгицида в помещениях для животных. 87

Исследования экотоксичности:

Птицы
  • Агентство по охране окружающей среды США классифицировало медь как умеренно токсичную для птиц на основании острого перорального LD 50 для перепела боб-белого ( Colinus virginianus ) 384 мг / кг пентагидрата сульфата меди и 98 мг / кг металлической меди. Хроническая LOAEL для бобуайта перепела – 289 мг / кг металлической меди. 3 Острый оральный LD 50 для боб-белого перепела, подвергшегося воздействию сульфата меди, также был зарегистрирован как 616 мг / кг. Диетическая ЛК 50 для перепела боббайт составляет 1369 мг / кг в течение 8 дней. 1
  • Исследователи скармливали цыплятам-самцам из сульфата меди 450 мг / кг меди в течение 21 дня. Они отметили уменьшение кормления и меньшее прибавка в весе у птиц, подвергшихся воздействию. 40
  • Стая содержащихся в неволе трехнедельных канадских казарок ( Branta canadensis ) использовала пруд, обработанный сульфатом меди.Десятка гусей умер через девять часов после приема примерно 600 мг / кг сульфата меди. 88
  • Имеются ограниченные данные относительно токсичности сульфата меди для диких птиц. 89
Рыба и водный мир
  • Токсичность меди для рыб и других водных организмов зависит от ее биодоступности, которая сильно зависит от pH, присутствие растворенного органического углерода (DOC) и химический состав воды, например присутствие ионов кальция. 90
  • Сообщалось о гибели рыбы после применения сульфата меди для борьбы с водорослями в прудах и озерах. Однако кислородное истощение и мертвые организмы засорение жабр было названо причиной гибели рыб в результате массивной и внезапной гибели растений и разложения в водоеме. 91,92,93
  • Исследователи подвергали молодь радужной форели ( Oncorhynchus mykiss ) воздействию жесткой или мягкой воды с добавлением меди. на 30 дней.96-часовое значение LC 50 для рыб, подвергшихся воздействию мягкой воды, было таким же, как и в контроле. Рыба в жесткой воде, высокая группы лечения дозой (60 мкг / л) показали повышенную чувствительность к меди; 96-часовая LC 50 упала до 91 мкг / л Cu. 94
  • Среднее 96-часовое LC 50 (с 95% доверительным интервалом) для воздействия меди в элевине, плавании, парре и смолте. ( Salmo gairdneri ) – 28 (27-30), 17 (15-19), 18 (15-22) и 29 (> 20) мкг / л меди соответственно.Среднее 96-часовое LC 50 для Воздействие меди у алевина, пловца, парра и смолта Чавыча ( Oncorhynchus tshawytscha ) – 26 (24-33), 19 (18-21), 38 (35-44) и 26 (23-35) мкг / л меди соответственно. Эксперименты проводились путем добавления меди в виде CuCl 2 . 95
  • Сульфат меди токсичен для креветок из-за повреждения жаберного эпителия и нарушения дыхания. 96 Медь тоже разрушает обоняние у рыб, что может мешать их способности обнаруживать пищу, хищников и нерестовые ручьи. 97,98
  • Было обнаружено, что токсичность сульфата меди для сеголетков голубой тилапии ( Oreochromis aureus ) возрастает с уменьшением по общей щелочности. 96-часовая LC 50 для щелочностей 225, 112, 57 и 16 мг CaCO 3 / л составила 43,06, 6,61, 0,69 и 0,18 мг. CuSO 4 / л соответственно. 99
  • 48-часовая LC 50 для толстоголового гольяна ( Pimephales promelas ) составляет 19,2 ± 3,1 (среднее ± стандартное отклонение) мкг / л Cu. 100 Другие исследователи определили, что значения 96-часовой LC 50 варьировались от 5,3 до 169,5 мкг / л Cu в зависимости от DOC, pH и концентрации кальция. в мягкой воде. 90
  • Сообщалось о средних 24-часовых, 48-часовых, 72-часовых и 96-часовых значениях LC 50 для рыбок данио ( Danio rerio ) (с достоверностью 95%). интервалы) как 0,349 (0,245-0,478), 0,158 (0,113-0,221), 0,134 (0,097-0,189) и 0,094 (0,069-0,137) мг / л Cu соответственно. 101
  • 48-часовой LC 50 для неклевы ( Chironomus tentans ) составляет 1136,5 ± 138,6 (среднее ± стандартное отклонение) мкг / л Cu. 100

    EC 50 : Средняя эффективная концентрация (EC 50 ) может быть сообщалось о сублетальных или неоднозначно летальных эффектах. Этот мера используется в тестах с участием таких видов, как водные беспозвоночные, смерть которых может быть трудно определить. Этот термин также используется, если происходят сублетальные события. контролируется.

    Newman, M.C .; Unger, M.A. Основы экотоксикологии ; CRC Press, LLC .: Бока-Ратон, Флорида, 2003 г .; 178 с.

  • Зарегистрированные 48-часовые LC 50 концентрации для Daphnia magna включают 0,00115 ммоль CuSO 4 / л 85 и 18,9 ± 2,3 (среднее ± стандартное отклонение) мкг / л Cu. 100 LC 50 для Daphnia pulex был относительно постоянным через 24, 48 и 72 часа. Сообщенные значения были 21-31 мкг / л, 20-31 мкг / л. мкг / л и 20-29 мкг / л соответственно. 102 24- и 48-часовой EC 50 (с 95% доверительным интервалом) для Daphnia similis составил 0,035 (0,030-0,042) и 0,032 (0,026-0,039) мг / л Cu соответственно. 101 См. Текстовое поле в EC 50 .
  • Исследователи изучили влияние отложений на токсичность меди у трех видов дафний: D. similis , D. magna и D. laevis . Они сообщили, что токсичность снижается в присутствии отложений, потому что снижается биодоступность меди.За D. magna 48-часовой EC 50 варьировался от 0,045 мг / л сульфата меди без осадка до 0,347 мг / л сульфата меди в наличие осадка. 103
  • Значение LC 50 для молоди пресноводной креветки ( Macrobrachium rosenbergii ) составляло 0,53 ± 0,04 (среднее значение ± стандартная ошибка) в течение 24 часов. В 48-, 72- и 96-часовые значения LC 50 составили 0,45 ± 0,05 мг / л, 0,45 ± 0,04 мг / л и 0,45 ± 0,04 мг / л. 104
  • Водные улитки ( Biomphalaria glabrata ) имели 24-часовой и 48-часовой LC 50 (с 95% доверительным интервалом) равным 1.868 (1,196- 3,068) и 0,477 (0,297-0,706) мг / л Cu соответственно. 101
  • Исследователи подвергали однодневные яйца пресноводных улиток ( Lymnaea luteda ) воздействию меди в концентрациях от 1 до 320 мкг / л. медь в течение 14 дней при 21 ° C в полустатическом тесте на токсичность для эмбрионов. Эмбрионы, подвергшиеся воздействию меди в концентрации от 100 до 320 мкг / л, погибли. в течение 168 часов. При более низких дозах от 3,2 до 10 мкг / л отмечались значительные задержки вылупления и повышенная смертность. Эмбрионы улитки ( Lymnaea luteda L.) имел 96-часовой EC 50 (с 95% доверительным интервалом) 28,31 (21,86 – 36,64) мкг / л Cu. 105
  • Исследователи сообщили об отсутствии наблюдаемых эффектов концентрации (NOEC) 8,2-103 мг / л меди в пресноводных коловратках. ( Brachionus calyciflorus ). Токсичность возрастает с уменьшением уровня DOC и снижением pH. 106
Наземные беспозвоночные
  • Агентство по охране окружающей среды США считает, что медь практически не токсична для пчел.Острая пероральная LD 50 составляет> 100 мкг / пчелу. 3
  • LD 50 для бордосской смеси пчел составлял 23,3 мкг / пчелу Cu при приеме внутрь и более 25,2 мкг / пчелу Cu при приеме внутрь. контакт. 14-дневный LC 50 для червей превышает 195,5 мг / кг Cu в почве. 1

Нормативные требования:

Контрольная доза (RfD): RfD – это оценка количества химическое вещество, которому человек может подвергаться каждый день для отдыха их жизни без заметного риска неблагоприятных последствий для здоровья.В эталонная доза обычно измеряется в миллиграммах (мг) химического вещества. на килограмм (кг) массы тела в сутки.

Агентство по охране окружающей среды США, Интегрированная система информации о рисках, Глоссарий IRIS, 2009 г. https://www.epa.gov/iris/iris-glossary#r

  • Референсная доза (RfD) для сульфата меди не установлена. См. Текстовое поле на Reference Dose (RfD) .
  • Агентство по охране окружающей среды США установило уровень концентрации меди в питьевой воде 1,3 мг / л. 107
  • Американская конференция промышленных гигиенистов (ACGIH) установила как пороговое значение (TLV), так и время- Средневзвешенное значение (TWA) как 1 мг / м 3 . Сульфат меди, как безводный, так и пентагидрат, а также медная пыль и туман считается медью. Maximale Arbeitsplatz-Konzentration или максимальная концентрация на рабочем месте (MAK) для меди сульфат установлен на уровне 0,1 мг / м 3 (фракции для вдыхания). 108,109

    Максимальный уровень загрязнения (MCL): MCL – самый высокий допустимый уровень загрязнения питьевой воды.MCL подлежит исполнению. MCL обычно измеряется в миллиграммы (мг) загрязнителя на литр (л) воды.

    Агентство по охране окружающей среды США, Национальные правила первичной питьевой воды. https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations#one

  • Максимального уровня загрязнения меди не существует. Максимальный уровень загрязнения (MCL) для меди составляет 1,3. мг / л. Национальные правила вторичной питьевой воды устанавливают вторичный стандарт 1.0 мг / л для меди и 250 мг / л для сульфата. См. Текстовое поле на Максимальный уровень загрязнения (MCL) .

Дата пересмотра: декабрь 2012 г.

Цитируйте как: Boone, C .; Gervais, J .; Luukinen, B .; Buhl, K .; Stone, D. 2012. Технические данные по сульфату меди ; Национальный пестицид Информационный центр, Консультационные службы Университета штата Орегон. http://npic.orst.edu/factsheets/archive/cuso4tech.html.

Химические и функциональные свойства хелаторов металлов, которые мобилизуют медь для уничтожения грибков Cryptococcus neoformans † | Металломика

Аннотация

Панель хелаторов железа (Fe) и меди (Cu) проверяли на ингибирующую активность против грибкового патогена Cryptococcus neoformans .Отобранные бидентатные металлсвязывающие лиганды, содержащие смешанные донорные атомы O, S или O, N, были идентифицированы как агенты, которые индуцируют гибель клеток Cu-зависимым образом. Напротив, сходные по структуре лиганды с донорными атомами O, O не подавляли рост C. neoformans независимо от статуса Cu. Исследования аффинности связывания Cu (ii) и Cu (i), липофильности и восстановления роста клеток с дефицитом импорта Cu выявили липофильность термодинамически стабильных комплексов Cu II L 2 как лучшего предиктора противогрибковой активности.Эти же комплексы вызывают гипераккумуляцию в клетках Zn и Fe в дополнение к Cu. Описанные здесь результаты демонстрируют полезность соответствующих металлсвязывающих лигандов в качестве потенциальных противогрибковых агентов, которые манипулируют клеточным балансом металлов в качестве противомикробной стратегии.

Graphical Abstract

Избранные металлсвязывающие агенты образуют прочные липофильные комплексы с медью (ii), которые изменяют металлический статус клеток условно-патогенного грибка Cryptococcus neoformans и демонстрируют медьзависимую противогрибковую активность.

Graphical Abstract

Избранные металлсвязывающие агенты образуют прочные липофильные комплексы с медью (ii), которые изменяют металлический статус клеток условно-патогенного грибка Cryptococcus neoformans и демонстрируют медьзависимую противогрибковую активность.

Значение для металлургии

Поддержание клеточного металлома необходимо для выживания клеток, поэтому нарушение этого баланса обеспечивает интригующие стратегии для разработки новых методов лечения.В этой рукописи мы устанавливаем химические и физические свойства простых бидентатных хелатирующих агентов с металлами, которые проявляют противогрибковую активность против условно-патогенного микроорганизма Cryptococcus neoformans в зависимости от меди. Активные агенты образуют прочные липофильные комплексы с медью (ii), которые вызывают гипераккумуляцию в клетках Zn и Fe в дополнение к Cu, что позволяет предположить, что изменения одного металла вызывают изменения в глобальном металломе. Представленные здесь результаты демонстрируют применимость соответствующих металлсвязывающих лигандов в качестве потенциальных противогрибковых агентов, которые манипулируют клеточным балансом металлов в качестве противомикробной стратегии.

Введение

Появление устойчивости к антибиотикам почти ко всем противомикробным препаратам, присутствующим сегодня на рынке, представляет собой серьезную угрозу для здоровья населения. Устойчивые грибковые инфекции, как известно, трудно поддаются лечению, потому что дрожжи имеют биохимическое сходство с клетками млекопитающих, что создает проблемы для поиска лекарственных мишеней, уникальных для патогена, и предотвращения повреждения хозяина. Более того, условно-патогенные грибы повсеместно распространены в окружающей среде и имеют тенденцию колонизировать участки тела, плохо доступные для лекарств. 1,2

Несколько видов рода Cryptococcus , в том числе C. neoformans , являются патогенными грибами, которые получены из окружающей среды через ингаляцию и первоначально колонизируют легкие. Последующее распространение в мозг может в конечном итоге привести к летальному менингиту, особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом. 3,4 Существующие варианты лечения включают три основных класса: (1) азолы, одним из примеров которых является флуконазол, ингибируют грибковую 14α ланостерин-деметилазу, тем самым нарушая биосинтез эргостерина, основного компонента плазматической мембраны; (2) полиены, которые включают амфотерицин B, нарушают целостность мембраны, связываясь с компонентами мембраны; и (3) ингибиторы РНК, такие как флуцитозин, которые при внутриклеточном превращении в 5-фторурацил вызывают неправильное кодирование РНК и ингибирование синтеза ДНК. 5 Хотя комбинированная терапия иногда повышает эффективность этих препаратов, уровень смертности остается высоким. 6 В результате возникла необходимость в новых терапевтических стратегиях с повышенной эффективностью против грибковых патогенов.

Другие исследования показали, что железо (Fe) и медь (Cu) играют важную роль в вирулентности C. neoformans . 7 Хотя и Fe, и Cu являются важными металлами для грибов, чрезмерные уровни любого из них также могут вызывать повреждение и подавлять рост. 8,9 Fe имеет решающее значение для биосинтеза гема и окислительного фосфорилирования и служит критическим кофактором для десятков ферментативных реакций, важных для C. neoformans . 10–13 Cu необходима для образования меланина, поглощения Fe, детоксикации активных форм кислорода (ROS) и дыхания. 4,11,14,15 При определенных условиях C. neoformans продуцирует меланиновую оболочку на своей клетке, которая синтезируется лакказой, секретируемой Cu-зависимой оксидазой. 16 Было обнаружено, что делеция генов, кодирующих лакказу или импортер секреторной меди Cu Ccc2, серьезно снижает вирулентность C. neoformans . 16,17 Другой важной ролью, которую играет Cu, является приобретение Fe (ii) посредством комплекса, образованного между высокоаффинной железопермеазой Ftr1 и мульти-медной ферроксидазой Fet3. 10 Делеция Ftr1 у другого грибкового патогена, Candida albicans , устраняет его инфекционную способность в условиях дефицита железа. 18 Более того, мутантные штаммы C. neoformans , у которых отсутствуют гены, кодирующие их детоксицирующие Cu металлотионеины, CMT1 и CMT2, теряют вирулентность в условиях высокого содержания Cu, в то время как штаммы, лишенные высокоаффинных транспортеров Cu, CTR1 и CTR4, имеют серьезные дефекты роста в условиях высокого содержания меди. условия с низким содержанием меди. 19 Недавнее исследование также показало, что C. neoformans переключается с режима детоксикации Cu на режим усвоения Cu, поскольку он распространяется от первичной инфекции в легких хозяина (где Cu относительно высокое) в мозг (где Cu – относительно немного). 20 В этих примерах подчеркивается двойная задача грибковых клеток – накопление Cu в количестве, достаточном для стимулирования роста и вирулентности, а также защиты от токсичности металлов. 7,9

Исходя из потребности C. neoformans в приобретении и регулировании этих двух металлов для выживания и вирулентности в организме хозяина, мы предположили, что небольшие молекулы, которые изменяют биодоступность Fe и / или Cu, могут быть мощными ингибиторами грибковый рост. Поэтому мы протестировали панель хелатирующих агентов с металлами на их способность ингибировать C.neoformans рост. Мы показываем здесь, что хелатирующие агенты, которые плотно связывают Fe или Cu, имеют незначительное влияние на рост в условиях нашего анализа, тогда как агенты, которые способствуют увеличению внутриклеточного уровня Cu, не только подавляют рост, но и обладают фунгицидным действием. Ранее мы сообщали о Cu-зависимой противогрибковой активности 8-гидроксихинолина, бидентатного лиганда со смешанными донорными атомами O, N. 21 Здесь мы показываем, что другие соединения в этой категории включают несколько бидентатных лигандов, которые содержат смешанные донорные атомы O, S.Напротив, аналогичные молекулы с донорными атомами O, O оказались неэффективными при уничтожении C. neoformans . Кроме того, мы показываем, что выбранные смешанные донорные лиганды O, S вызывают гибель грибов C. neoformans Cu-зависимым образом. Описанные здесь ионофоры подчеркивают полезность противогрибковых агентов, которые воздействуют на Cu, в качестве противомикробной стратегии.

Результаты и обсуждение

Соединения для скрининга противогрибковой активности

Требование C.neoformans , чтобы приобретать и регулировать как Fe, так и Cu для выживания и вирулентности, привело нас к скринингу небольших молекул, которые связывают эти ионы металлов в биологических условиях. Соединения, показанные на рис. 1, были выбраны для охвата разнообразных представлений с точки зрения селективности по ионам металлов, дентальности сайта связывания металла, типа донорных атомов, термодинамического сродства связывания и липофильной / гидрофильной природы. В список, например, входят общие хелаторы металлов, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота (9, EDTA), высокоаффинные хелаторы железа, десфериоксамин B (7, DFO) и деферасирокс (5), которые используются в клинической практике для лечения нарушений, связанных с перегрузкой железом, и внутриклеточные хелаторы металлов, такие как салицилальдегид изоникотиноилгидразин (27, SIH).Мы также рассмотрели высокоаффинные внеклеточные и внутриклеточные связывающие Cu, включая батокупроин дисульфоновую кислоту (3, BCS) и неокупроин (20), соответственно, а также ионофоры, такие как 8-гидроксихинолин (12, 8HQ), пиритион (28, PyS) и дисульфирам (32, DSF) известен своей способностью увеличивать концентрацию металлов в клетках.

Рис. 1

Молекулы, протестированные на их влияние на рост C. neoformans ‘ в жидкой культуре при 30 ° C в течение 48 часов. Соединения расположены в алфавитном порядке по химическим названиям, приведенным в таблице S1 (ESI †).Все соединения были протестированы при концентрациях до 100 мкМ, за исключением ThDfp, который был протестирован до 200 мкМ, в среде SC с добавлением и без добавления 1 мМ дополнительного CuSO 4 . Соединения, которые подавляли рост без добавления Cu, отображаются серым цветом, если эффект был умеренным, и синим, если он был более выраженным, те соединения, которые подавляли рост только при наличии дополнительной Cu, были затенены зеленым цветом, а те, которые не оказали влияния на рост (, т. Е. ). MIC> 100 мкМ) белого цвета.

Рис. 1

Молекулы, испытанные на их влияние на рост C. neoformans ’ в жидкой культуре при 30 ° C в течение 48 часов. Соединения расположены в алфавитном порядке по химическим названиям, приведенным в таблице S1 (ESI †). Все соединения были протестированы при концентрациях до 100 мкМ, за исключением ThDfp, который был протестирован до 200 мкМ, в среде SC с добавлением и без добавления 1 мМ дополнительного CuSO 4 . Соединения, которые подавляли рост без добавления Cu, отображаются серым цветом, если эффект был умеренным, и синим, если он был более выраженным, те соединения, которые подавляли рост только при наличии дополнительной Cu, окрашены в зеленый цвет, а те, которые не оказали влияния на рост ( i.е. MIC> 100 мкМ) белого цвета.

Все соединения на фиг.1 были проанализированы на предмет их влияния на C. neoformans ‘ рост in vitro путем мониторинга оптической плотности жидких культур в среде SC, инкубированной при 30 ° C в течение 48 часов в присутствии до 100 мкМ соединения. Затем анализы повторяли, включая высокие (1 мМ) или низкие (10 мкМ) концентрации дополнительной Cu, добавленной в виде CuSO 4 . Минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) для каждого соединения рассчитывали как самую низкую концентрацию соединения, для которой не увеличивалась оптическая плотность, что указывает на отсутствие роста (таблица 1).Мы выделили четыре категории агентов: те, которые не влияют на рост, те, которые умеренно замедляют рост при максимальной дозе, те, которые полностью подавляют рост в отсутствие дополнительной меди, и те, которые подавляют рост значительно лучше в сочетании с дополнительной медью, добавленной к СК средний.

Таблица 1

Минимальная ингибирующая концентрация (MIC, мкМ) лигандов с указанными донорными атомами (N, O и т. Д.) В присутствии различных концентраций дополнительной Cu. Нижний индекс # относится к нумерации на рис.1

(донорные атомы) . Соединение № . [Cu], мМ .
0 . 0,01 . 1 .
(N, O) 8HQ 12 > 100 3 6
CQ 4 50> 50> 50 a
(O, S) PyS 28 3 0.8 6
ThM 30 > 100 6 25
ThDfp 29 > 100> 100> 100
(S, S ) DSF 32 25 2 6
(O, O) PyO 24 > 100> 100
Mal 14 > 100> 100
Dfp 6 > 100> 100
(донорные атомы) . Соединение № . [Cu], мМ .
0 . 0,01 . 1 .
(N, O) 8HQ 12 > 100 3 6
CQ 4 50> 50> 50 a
(O, S) PyS 28 3 0.8 6
ThM 30 > 100 6 25
ThDfp 29 > 100> 100> 100
(S, S ) DSF 32 25 2 6
(O, O) PyO 24 > 100> 100
Mal 14 > 100> 100
Dfp 6 > 100> 100
Таблица 1

Минимальная ингибирующая концентрация (МИК, мкМ) лигандов с указанным донором атомов (N, O и т. д.) в присутствии различных концентраций дополнительной Cu.Нижний индекс # относится к нумерации на рис.1

(донорные атомы) . Соединение № . [Cu], мМ .
0 . 0,01 . 1 .
(N, O) 8HQ 12 > 100 3 6
CQ 4 50> 50> 50 a
(O, S) PyS 28 3 0.8 6
ThM 30 > 100 6 25
ThDfp 29 > 100> 100> 100
(S, S ) DSF 32 25 2 6
(O, O) PyO 24 > 100> 100
Mal 14 > 100> 100
Dfp 6 > 100> 100
(донорные атомы) . Соединение № . [Cu], мМ .
0 . 0,01 . 1 .
(N, O) 8HQ 12 > 100 3 6
CQ 4 50> 50> 50 a
(O, S) PyS 28 3 0.8 6
ThM 30 > 100 6 25
ThDfp 29 > 100> 100> 100
(S, S ) DSF 32 25 2 6
(O, O) PyO 24 > 100> 100
Mal 14 > 100> 100
Dfp 6 > 100> 100

Примечателен среди соединений, которые либо не ограничивали рост, либо лишь умеренно ограничивали рост в SC были те агенты, которые считались традиционными хелаторами, которые секвестрируют Fe и Cu, такие как EDTA, BCS и десфериоксамин.Результаты показывают, что общие хелаторы, такие как ЭДТА (12), а также внеклеточные и внутриклеточные хелаторы, связывающие Fe, такие как деферасирокс (7) и SIH (27), позволяют расти в течение 48 часов, как и хелаторы Cu, такие как BCS (3) и тетратиомолибдат (2). , ТТМ). МИК для этих агентов выше 100 мкМ, хотя высокие концентрации (100 мкМ) деферасирокса, ЭДТА, ThDfp и TTM продлевали лаг-фазу до экспоненциального роста, что приводило к снижению роста по сравнению с отсутствием обработки через 48 ч (рис. 2а – г).

Рис.2

Влияние хелаторов металлов на рост C. neoformans дикого типа в среде SC при 30 ° C в течение 48 часов с (а) деферазироксом (b) ЭДТА (в) ThDfp (d) тетратиомолибдатом, ( д) клиохинол и (е) SIH, инкубированные с 1 мМ Cu и без него. Процент роста определяется по оптической плотности по сравнению с необработанным контролем.

Рис. 2

Влияние хелаторов металлов на рост C. neoformans дикого типа в среде SC при 30 ° C в течение 48 часов с (а) деферазироксом (b) ЭДТА (в) ThDfp (d) тетратиомолибдатом, (e) клиохинол и (f) SIH, инкубированные с 1 мМ Cu и без него.Процент роста определяется по оптической плотности по сравнению с необработанным контролем.

В наших условиях, C. neoformans растет нормально даже в присутствии 1 мМ дополнительной меди, что согласуется с предыдущими сообщениями. 19 Это наблюдение предполагает, что C. neoformans обладает надежными механизмами устойчивости к условиям роста с высоким содержанием Cu. Интересно отметить, что умеренное ингибирование роста, наблюдаемое при высоких концентрациях деферасирокса, ЭДТА, ThDfp и TTM, было обращено вспять, когда присутствовала дополнительная Cu (рис.2а – г). Это наблюдение предполагает, что задержка роста может быть связана с дефицитом металла, вызванным хелаторами, состояние, которое, вероятно, можно предотвратить путем насыщения их дополнительным количеством Cu. Подобный обратный эффект Cu наблюдался для клиохинола (4, CQ), одного из немногих агентов, для которых разумная МИК была измерена в подкормке без добавок. Как показано на фиг. 2e, ингибирование роста 50 мкМ CQ полностью отменялось в присутствии 1 мМ Cu. С другой стороны, добавление Cu в сочетании с SIH немного подавляло рост (рис.2е). В совокупности эти результаты показывают, что C. neoformans выживает в условиях, когда Fe и Cu ограничены присутствием агентов, связывающих металлы в питательной среде.

Подобно CQ, пиритион (30, PyS) и дисульфирам (32, DSF) также подавляли рост C. neoformans в отсутствие дополнительной Cu. Однако, в отличие от CQ, добавленная Cu лишь минимально влияла на MIC PyS, при этом условие высокого содержания Cu слегка увеличивало его с 3 до 6 мкМ, а условие низкого содержания Cu уменьшало его до 0.8 мкМ (таблица 1). Для DSF МИК улучшилась с 25 мкМ до 2–6 мкМ в присутствии добавленной Cu (рис. S1, ESI †).

В отличие от эффектов секвестрирующих металлов агентов, как 8HQ (12), так и тиомальтол (30, ThM) показали резкое улучшение эффективности в присутствии дополнительной меди. В то время как ни один из этих агентов сам по себе не ингибировал рост при концентрациях до 100 мкМ, добавление Cu приводило к смещению значения MIC до 3–6 мкМ для 8HQ и 6–25 мкМ для ThM, при этом более низкая доза Cu обеспечивала лучший ответ (таблица 1).

Таким образом, в сочетании эти анализы идентифицировали 8HQ, ThM, PyS и DSF как (N, O), (O, S) и (S, S) бидентатные хелаторы с противогрибковыми свойствами, которые улучшаются в присутствии Cu. Идентификация этих агентов, ингибирующих рост, против C. neoformans согласуется с долгой историей антимикробной активности, документированной для этих соединений, которые часто характеризуются как ионофоры, которые усиливают поглощение и накопление клеточного металла. 22–27 Напротив, аналоги O, O, мальтол (14, Mal), пиридинол-, n -оксид (24, PyO) и деферипрон (6, Dfp), не оказывали значительного ингибирования роста, независимо от наличие Cu (табл.1, рис.S1, ESI †).

Конкурентное хелатирование Cu отменяет ингибирование роста

Противогрибковая активность выбранных агентов против C. neoformans , усиленная Cu, предполагает, что их способность связывать Cu важна для их ингибирующей рост активности. Чтобы проверить это предположение, C. neoformans инкубировали с противогрибковыми концентрациями ThM или DSF в сочетании с Cu или с PyS без дополнительного металла и совместно инкубировали с мембранно-непроницаемым хелатором Cu (i), BCS (рис.3). В соответствии с более ранними исследованиями, C. neoformans хорошо росли в ограничивающих Cu условиях, создаваемых присутствием высокой концентрации этого внеклеточного хелатора Cu (i). 14 Совместная инкубация с BCS показала дозозависимое восстановление роста C. neoformans в присутствии других условий ингибирования PyS, DSF и ThM. Эти результаты показывают, что BCS способен предотвращать проявление цитотоксичности ThM, DSF и PyS, вероятно, за счет конкуренции с этими агентами за связывание Cu.Подобное конкурентное хелатирование с помощью BCS блокировало цитотоксичность 8HQ в нашем предыдущем исследовании. 21 Токсические эффекты DSF также были обращены конкуренцией BCS в других клеточных линиях. 26,28 В то время как дополнительная медь лишь незначительно усиливала ингибирующую активность PyS (таблица 1), тот факт, что BCS обращает свою активность, свидетельствует о том, что PyS не только требует Cu для своей активности, но также и следы меди, присутствующие во время нормального роста. условий в SC достаточно для этого эффекта.

Рис. 3

Рост, измеренный по оптической плотности через 48 часов и нормализованный по необработанному контролю штамма C. neoformans H99 дикого типа, выращенного в среде SC при 30 ° C с ингибирующими концентрациями (а) 10 мкМ PyS (b) 10 мкМ ThM + 10 мкМ Cu (c) DSF + 10 мкМ Cu и инкубировали совместно с увеличивающимися концентрациями непроницаемого для клеток Cu (i) хелатора батокупроиндисульфоновой кислоты (BCS). BCS восстанавливает рост C. neoformans в результате токсичности ThM, PyS и DSF.

Рис. 3

Рост, отслеживаемый по оптической плотности через 48 часов и нормализованный к необработанному контролю штамма C. neoformans H99 дикого типа, выращенного в среде SC при 30 ° C с ингибирующими концентрациями (а) 10 мкМ PyS (b) 10 мкМ ThM + 10 мкМ Cu (c) DSF + 10 мкМ Cu и инкубировали совместно с увеличивающимися концентрациями непроницаемого для клеток Cu (i) хелатора батокупроиндисульфоновой кислоты (BCS). BCS восстанавливает рост C. neoformans в результате токсичности ThM, PyS и DSF.

Металлоспецифичность противогрибкового действия

Активные вещества, идентифицированные с помощью нашего ростового экрана, способны связывать различные ионы металлов. Чтобы оценить металлическую специфичность этих агентов, которая определяет их противогрибковую активность, C. neoformans выращивали с 8HQ, ThM и PyS в присутствии 10 мкМ дополнительных Cu (ii), Zn (ii), Fe (iii). или Ag (i). DSF не был включен в эти исследования, хотя сообщалось о его Cu-специфичности. 26 Эти концентрации дополнительных солей металлов не влияли на рост C. neoformans через 48 часов по сравнению с контрольными животными без добавок. Как показано на фиг. 4, добавление Fe (iii) и Zn (ii) не оказало значительного влияния на MIC 8HQ, ThM или PyS, тогда как добавление Cu (ii) вызывало значительное снижение MIC для всех 3 соединений. Эти данные подтверждают вывод о том, что связывание Cu отвечает за противогрибковую активность всех трех лигандов. Добавление Ag (i), который имеет аналогичные предпочтения связывания с Cu (i), также значительно снижает MIC PyS, хотя не влияет ни на 8HQ, ни на ThM.

Рис. 4

Эффект обработки Cu (ii), Fe (iii), Zn (ii) и Ag (i) в сочетании с увеличивающимися концентрациями (a) 8HQ, (b) ThM и (c) PyS при росте C. neoformans дикого типа в среде SC при 30 ° C через 48 часов. Соли металлов добавляли до конечной концентрации 1 мМ для CuSO 4 (оранжевые квадраты) или 10 мкМ для: CuSO 4 (розовые треугольники), [(NH 4 ) 5 Fe (C 6 H 4 O 7 ) 2 ] (зеленые квадраты), ZnCl 2 (красные треугольники) и AgNO 3 (синие круги).

Рис. 4

Эффект обработки Cu (ii), Fe (iii), Zn (ii) и Ag (i) в сочетании с увеличивающимися концентрациями (a) 8HQ, (b) ThM и (c) PyS при росте C. neoformans дикого типа в среде SC при 30 ° C через 48 часов. Соли металлов добавляли до конечной концентрации 1 мМ для CuSO 4 (оранжевые квадраты) или 10 мкМ для: CuSO 4 (розовые треугольники), [(NH 4 ) 5 Fe (C 6 H 4 O 7 ) 2 ] (зеленые квадраты), ZnCl 2 (красные треугольники) и AgNO 3 (синие круги).

Фунгицидная активность 8HQ, PyS и ThM в присутствии Cu

Чтобы определить, является ли Cu-зависимая ингибирующая активность, наблюдаемая для 8HQ, PyS и ThM, фунгицидной или фунгистатической, C. neoformans инкубировали с каждым агентом отдельно или в присутствии 10 мкМ CuSO 4 в течение 24 часов в жидкости. культуры, затем количественно определяли колониеобразующие единицы (КОЕ) для каждого состояния. Ранее мы сообщали, что клеток C. neoformans , инкубированные в среде с 8HQ в присутствии 10 мкМ Cu, приводили к отсутствию выявляемых жизнеспособных грибов, что свидетельствует о фунгицидном действии. 21 Как показано на фиг. 5a, грибы, выращенные в среде, содержащей 100 мкМ ThM без Cu, были неспособны к репликации, и количество КОЕ было таким же, как на входе в 0 ч, что указывает на фунгистатичность агента при этой концентрации. При совместном введении 10 мкМ дополнительной Cu репликация наблюдалась только при концентрациях ThM ниже, чем значение MIC, тогда как жизнеспособные грибы не были обнаружены выше 6 мкМ ThM с 10 мкМ Cu, что указывает на фунгицидную активность этих комбинаций. Аналогичным образом, C. neoformans , выращенные в среде, содержащей 3 мкМ PyS с или без Cu, не могли реплицироваться, что указывает на то, что агент является фунгицидным (рис.5б).

Рис. 5

Фунгицидная активность (а) ThM и (б) PyS в отсутствие и в присутствии Cu. Образцы C. neoformans , первоначально выращенные в жидкой среде SC, содержащей указанные концентрации соединения и дополнительный CuSO 4 в течение 24 часов, высевали в трех повторностях, и через 24 часа подсчитывали колониеобразующие единицы (КОЕ). N.D. означает, что не обнаруживается.

Рис. 5

Фунгицидная активность (а) ThM и (б) PyS в отсутствие и в присутствии Cu.Образцы C. neoformans , первоначально выращенные в жидкой среде SC, содержащей указанные концентрации соединения и дополнительный CuSO 4 в течение 24 часов, высевали в трех повторностях, и через 24 часа подсчитывали колониеобразующие единицы (КОЕ). N.D. означает, что не обнаруживается.

Отобранные агенты обеспечивают биодоступность Cu

C. neoformans импортирует Cu через функционально избыточные импортеры Cu (i) с высоким сродством, Ctr1 и Ctr4. 14 Без этих белков мутантный штамм ctr1 Δ ctr4 Δ C.neoformans не содержит достаточно Cu для загрузки цитохрома c оксидазы для поддержки дыхания. В результате этот мутант не может расти в среде YPEG, не дополненной Cu и содержащей этанол и глицерин в качестве единственных источников углерода. 14 Однако рост этого мутанта был восстановлен до уровней, близких к дикому типу, путем добавления микромолярных концентраций ThM, PyS и DSF (рис. 6). Аналогичные результаты были получены ранее для 8HQ, который также может восстанавливать рост мутанта ctr1 Δ ctr4 Δ в этих условиях. 21 Более высокие концентрации этих агентов подавляли рост мутанта ctr1 Δ ctr4 Δ (см. Фиг. 6), что согласуется с цитотоксической активностью, наблюдаемой для клеток дикого типа, культивируемых в среде SC. Эти результаты предполагают, что все четыре агента, которые проявляют повышенную Cu фунгицидную активность против дикого типа C. neoformans , также обеспечивают биодоступную Cu мутанту, у которого отсутствует его нормальный механизм импорта Cu.

Рис. 6

Отобранные лиганды обеспечивают биодоступность Cu до C.Неоформанс . Сравнение роста штамма C. neoformans (H99) дикого типа со штаммом ctr1Δctr4Δ (Ctr1 / 4) в зависимости от (a) PyS, (b) PyO, (c) ThM, (d) мальтола, (e) концентрация дисульфирама в среде YPEG без добавления Cu. Из-за потери переносчиков Cu на поверхность клетки для импорта Cu, клетки ctr1Δctr4Δ не могут расти в этой среде, хотя PyS, ThM и DSF преодолевают этот дефект.

Рис. 6

Отобранные лиганды обеспечивают биодоступность Cu до C.Неоформанс . Сравнение роста штамма C. neoformans (H99) дикого типа со штаммом ctr1Δctr4Δ (Ctr1 / 4) в зависимости от (a) PyS, (b) PyO, (c) ThM, (d) мальтола, (e) концентрация дисульфирама в среде YPEG без добавления Cu. Из-за потери переносчиков Cu на поверхность клетки для импорта Cu, клетки ctr1Δctr4Δ не могут расти в этой среде, хотя PyS, ThM и DSF преодолевают этот дефект.

Интересно, что неактивный O, S смешанный лиганд ThDfp, донорные лиганды O, O мальтол, Dfp и PyO и производное O, N хинолина CQ не смогли восстановить рост в мутанте ctr1 Δ ctr4 Δ ( Инжир.6 и рис. S2 (ESI †)). Эти результаты предполагают, что эти лиганды либо не способствуют проникновению Cu в клетку, либо иным образом не могут сделать его биодоступным для оксидазы цитохрома c .

Химические и физические свойства лигандов, связанные с их биологической активностью

Чтобы получить более полное представление о поразительных различиях в противогрибковой активности структурно связанных (O, S) и (O, O) бидентатных хелаторов, перечисленных в таблице 1, мы исследовали их различные химические и физические свойства, чтобы выяснить потенциал отношения структура – ​​функция.Cu-зависимая противогрибковая активность бидентатных лигандов, PyS, ThM и 8HQ, предполагает, что способность связывания Cu может быть важным параметром, влияющим на их противогрибковую активность. С другой стороны, структурно подобные бидентатные лиганды (PyO, Maltol, Dfp, ThDfp и CQ) не проявляют Cu-зависимой противогрибковой активности. Это различие в противогрибковой активности может быть связано с различиями в термодинамическом сродстве связывания этих лигандов для обеих степеней окисления Cu (ii) и Cu (i). Внеклеточная среда грибковой клетки, растущей в нормоксических условиях, вероятно, поддерживает Cu (ii), в то время как внутриклеточная восстанавливающая среда, вероятно, поддерживает Cu (i).Скрининговый анализ на противогрибковые препараты не дает прямых доказательств предпочтительной степени окисления Cu в присутствии этих соединений.

Используя УФ-видимую спектроскопию, каждый лиганд контролировали в присутствии и отсутствии Cu (ii) и Cu (i) в универсальном буфере Бриттона-Робинсона, pH 7,4. Исследования связывания Cu (ii) проводили в лабораторных условиях с использованием CuSO 4 в качестве источника Cu (ii), в то время как исследования Cu (i) проводили в строго анаэробных условиях в перчаточном боксе, заполненном азотом с [Cu ( CH 3 CN) 4 ] PF 4 в качестве источника Cu (i).Как показано на рис. 7a – c, лиганды O, O (Dfp, мальтол и PyO) в буферном растворе с pH 7,4 дают полосы поглощения при 275, 270 и 312 нм соответственно, которые смещаются к 302, 318 и 308 нм. нм при добавлении половины эквивалента Cu (ii). Эти спектральные сдвиги указывают на образование комплексов Cu (ii) L2 для всех трех лигандов O, O, как и ожидалось на основе известной химии координации металлов этого семейства лигандов. 29 С другой стороны, никаких спектральных изменений при добавлении Cu (i) не наблюдалось, что свидетельствует об отсутствии образования комплексов.

Рис.7

УФ-видимые спектры донорных лигандов O, O (верхний ряд, (а) PyO, (б) Mal и (в) Dfp) и донорных лигандов O, S (нижний ряд, (г)) PyS , (e) ThM, (f) ThDfp) с 0,5 экв. Cu (i) в виде [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 4 (красная пунктирная линия) или Cu (ii) в виде CuSO 4 (синяя линия). Все лиганды 50 мкМ (кроме ThM, который составляет 100 мкМ) в универсальном буфере Бриттона – Робинсона pH 7,4. Образцы Cu (i) хранили в строго безвоздушной среде.

Рис.7

УФ-видимые спектры донорных лигандов O, O (верхний ряд, (а) PyO, (б) Mal и (в) Dfp) и донорных лигандов O, S (нижний ряд, (г) PyS, (e) ThM, (f) ThDfp) с 0,5 экв. Cu (i) в виде [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 4 (красная пунктирная линия) или Cu (ii) в виде CuSO 4 (синяя линия). Все лиганды 50 мкМ (кроме ThM, который составляет 100 мкМ) в универсальном буфере Бриттона – Робинсона pH 7,4. Образцы Cu (i) хранили в строго безвоздушной среде.

В отличие от лигандов O, O, лиганды O, S PyS, ThM и ThDfp показали спектральные изменения, которые сдвигались при добавлении как Cu (ii), так и Cu (i) (рис.7г – е). Хотя есть сообщения об этих лигандах O, S с различными металлами, 29–32 , включая Cu (ii), мало что сообщается об их координационной химии Cu (i). Таким образом, стехиометрия PyS, ThM и ThDfp для Cu (ii) и Cu (i) оценивалась методом непрерывного изменения Джоба, как показано на рис. S3 и S4 (ESI †). Был приготовлен ряд растворов, содержащих лиганд и Cu, с 5% ДМСО в универсальном буфере, pH 7,4, так что сумма общего иона металла и концентрации лиганда оставалась постоянной при изменении мольной доли Cu от 0.От 1 до 1,0; все образцы Cu (i) были приготовлены и измерены в анаэробных условиях. Растворы анализировали УФ-видимой спектрофотометрией. Стехиометрию определяли путем построения графика поглощения на длине волны, характерной для Cu-комплекса с небольшим начальным поглощением от самого лиганда, от мольного отношения ([Cu] / ([Cu] + [лиганд])). В случае Cu (ii) все три лиганда показали точку перегиба при мольной доле 0,3, что указывает на бис-комплексы со стехиометрией 2L: 1Cu (ii). Комплексы Bis также образуются с Cu (i) для всех трех лигандов, хотя доказательства для 1: 1 видов с PyS и ThDfp видны в условиях, когда лиганд является ограничивающим (рис.S4, ESI †).

Подобно лигандам O, S и O, O, лиганд O, N (8HQ) в буферном растворе с pH 7,4 показывает спектральную полосу при 300 нм, которая смещается до 375 нм при добавлении половины эквивалента Cu (ii) , что указывает на образование комплекса 2: 1 [Cu (8HQ) 2 ] (рис. 8). Добавление Cu (i) к раствору 8HQ даже в анаэробной среде также показало полосу при 375 нм, но с половиной интенсивности поглощения (рис. 8). Cu (i) нестабилен в водном растворе и легко диспропорционирует на Cu (ii) и Cu (0), если лиганд, стабилизирующий Cu (i), отсутствует.Спектры на рис. 8 демонстрируют, что 8HQ способствует реакции диспропорционирования, улавливая Cu (ii). Даже добавления аскорбиновой кислоты недостаточно для восстановления Cu (ii), координированного в виде комплекса [Cu (8HQ) 2 ]. Таким образом, лиганды O, S способны образовывать комплексы Cu в обеих степенях окисления, в то время как лиганды O, O и O, N не могут связывать Cu (i).

Рис. 8

УФ-видимые спектры O, N лиганда, 8HQ с Cu (ii), Cu (i) и Cu (i) в присутствии аскорбиновой кислоты.Условия: 100 мкМ лиганда (черная линия), 50 мкМ CuSO 4 (синяя линия) или 50 мкМ [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 4 (красная линия) и 1 мМ аскорбиновой кислоты в Универсальный буфер Бриттона – Робинсона pH 7,4. Образцы Cu (i) хранили в строго безвоздушной среде.

Рис. 8

УФ-видимые спектры O, N лиганда, 8HQ с Cu (ii), Cu (i) и Cu (i) в присутствии аскорбиновой кислоты. Условия: 100 мкМ лиганда (черная линия), 50 мкМ CuSO 4 (синяя линия) или 50 мкМ [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 4 (красная линия) и 1 мМ аскорбиновой кислоты в pH 7.4 Универсальный буфер Бриттона – Робинсона. Образцы Cu (i) хранили в строго безвоздушной среде.

Сродство связывания выбранных агентов для Cu (ii) и Cu (i)

Поскольку анализы противогрибкового роста против C. neoformans проводились в среде SC при pH 4,5, мы пришли к выводу, что pH-зависимые различия в аффинности связывания Cu (ii) могут быть фактором дифференциации биоактивности лигандов. Чтобы проверить эту гипотезу, мы использовали кальцеин в качестве индикатора относительной силы связывания с Cu (ii) при pH 7.4 и pH 4,5. Добавление Cu (ii) гасит флуоресценцию кальцеина в обоих наборах условий; следовательно, удаление Cu (ii) из кальцеина путем конкурентного хелатирования восстанавливает флуоресценцию. Как показано на фиг. 9, PyS, ThM и ThDfp были способны эффективно конкурировать за Cu (ii) при обоих значениях pH. 8HQ, с другой стороны, показал самую большую зависимость обмена Cu с кальцеином от pH среди протестированных лигандов. В целом, способность связывать Cu достаточно прочно, по-видимому, является требованием для Cu-зависимой фунгицидной активности.Тем не менее, критериев недостаточно для прогнозирования фунгицидной активности, на что указывает тот факт, что ThDfp демонстрирует способность замещать Cu (ii) из кальцеина при низких и высоких значениях pH, но не подавляет рост грибов.

Рис. 9

Нормализованная флуоресценция кальцеина) в конкуренции с несколькими соединениями при pH 7,4 (синий) или средой SC при pH 4,5 (оранжевый). Условия в HEPES pH 7,4, [HEPES] = 50 мМ, [кальцеин] = 3 мкМ, [Cu (ii)] = 0 или 3 мкМ; условия в SC pH 4,5, [кальцеин] = 15 мкМ, [Cu (ii)] = 0 или 15 мкМ; [соединения] = 100 мкМ.

Рис. 9

Нормализованная флуоресценция кальцеина) в конкуренции с несколькими соединениями при pH 7,4 (синий) или средой SC при pH 4,5 (оранжевый). Условия в HEPES pH 7,4, [HEPES] = 50 мМ, [кальцеин] = 3 мкМ, [Cu (ii)] = 0 или 3 мкМ; условия в SC pH 4,5, [кальцеин] = 15 мкМ, [Cu (ii)] = 0 или 15 мкМ; [соединения] = 100 мкМ.

Чтобы получить более количественную оценку термодинамического сродства этих лигандов к Cu, условное сродство связывания определяли при pH 7,4 путем конкурентного равновесного титрования с колориметрическими индикаторами PAR (4- (2-пиридилазо) резорцин) для Cu ( ii) 33 и бицинхонинат-анион (BCA) для Cu (i). 34,35 Условные аффинности связывания Cu (ii) при pH 7,4 для выбранных агентов показаны в таблице 2, а репрезентативные титры показаны на рисунках S5 и S6 (ESI †). Данные лучше всего соответствовали стехиометрии 2: 1 L: Cu (ii) во всех случаях.

Таблица 2

Условная аффинность связывания ( K ML2 ) для Cu (i) и Cu (ii), полученная в универсальном буфере при pH 7,4 путем конкуренции с BCA и PAR. Эти значения K использовали для расчета pCu как отрицательного логарифма свободного [Cu] в растворе при pH 7.4 с общей концентрацией лиганда 10 мкМ и общей концентрацией Cu 1 мкМ

Лиганд . Cu (i) лог K ML2 . Cu (ii) журнал K ML2 . pCu (i) . pCu (ii) .
8HQ * 22,9 ± 0,1 a * 18.7
PyS 17,1 ± 0,2 ≥20 b 12,9 ≥15
ThDfp 16,4 ± 0,2 ≥20 b 12,2 ≥15
ThM 16,4 ± 0,1 ≥20 b 12,2 ≥15
PyO * 13,8 ± 0,1 * 9,6
Dfp 9,6
Dfp 15.3 ± 0,3 * 11,1
Мальтол * 12,2 ± 0,3 * 8,0
Лиганд . Cu (i) лог K ML2 . Cu (ii) журнал K ML2 . pCu (i) . pCu (ii) .
8HQ * 22.9 ± 0,1 a * 18,7
PyS 17,1 ± 0,2 ≥20 b 12,9 ≥15
ThDfp 16,4 ± 0,2 ≥20 b 12,2 ≥15
ThM 16,4 ± 0,1 ≥20 b 12,2 ≥15
PyO * 13.8 ± 0,1 * 9,6
Dfp * 15,3 ± 0,3 * 11,1
Мальтол * 12,2 ± 0,3 * 9012 8,06
Таблица 2

Условная аффинность связывания ( K ML2 ) для Cu (i) и Cu (ii), полученная в универсальном буфере при pH 7,4 путем конкуренции с BCA и PAR. Эти значения K использовали для расчета pCu как отрицательного логарифма свободного [Cu] в растворе при pH 7.4 с общей концентрацией лиганда 10 мкМ и общей концентрацией Cu 1 мкМ

Лиганд . Cu (i) лог K ML2 . Cu (ii) журнал K ML2 . pCu (i) . pCu (ii) .
8HQ * 22,9 ± 0,1 a * 18.7
PyS 17,1 ± 0,2 ≥20 b 12,9 ≥15
ThDfp 16,4 ± 0,2 ≥20 b 12,2 ≥15
ThM 16,4 ± 0,1 ≥20 b 12,2 ≥15
PyO * 13,8 ± 0,1 * 9,6
Dfp 9,6
Dfp 15.3 ± 0,3 * 11,1
Мальтол * 12,2 ± 0,3 * 8,0
Лиганд . Cu (i) лог K ML2 . Cu (ii) журнал K ML2 . pCu (i) . pCu (ii) .
8HQ * 22.9 ± 0,1 a * 18,7
PyS 17,1 ± 0,2 ≥20 b 12,9 ≥15
ThDfp 16,4 ± 0,2 ≥20 b 12,2 ≥15
ThM 16,4 ± 0,1 ≥20 b 12,2 ≥15
PyO * 13.8 ± 0,1 * 9,6
Dfp * 15,3 ± 0,3 * 11,1
Мальтол * 12,2 ± 0,3 * 9012 8,06

Смешанные донорные лиганды O, S (PyS, ThDfp и ThM), испытанные в конкуренции с BCA, все показали хорошее сродство к Cu (i) с PyS, дающее самое узкое значение log K L 2 Cu (i ) ∼17, как показано в таблице 2.Напротив, более твердые донорные лиганды O, O (PyO, мальтол, Dfp) не конкурировали за Cu (i) ни с BCA, ни с более слабым феррозином (Fz), который образует комплекс Cu (i) с абсорбцией, сосредоточенной на 470 нм ( ε = 4320 M −1 см −1 ) и лог K Fz 2 Cu из 15,1. 35 Отсутствие конкуренции за Cu (i) со стороны этих индикаторов со стороны PyO, Dfp и мальтола усиливает отсутствие каких-либо изменений в спектре свободных лигандов в присутствии Cu (i).

Конкурентное титрование против PAR показало, что лиганды O, S количественно экстрагировали Cu (ii) из индикатора, поэтому значения log K ML2 ∼20, приведенные в таблице 2, представляют только нижние пределы. Напротив, лиганды O, O имеют более слабое сродство к Cu (ii), с очевидными значениями log K ML2 в диапазоне от 12 до 15 (Таблица 2). Это различие в аффинности к Cu (ii) согласуется с результатами анализа кальцеина (рис. 9).

Для того, чтобы сравнить относительное сродство этих агентов к Cu (ii) и Cu (i) с таковым у биологически значимых белков транспорта Cu, полезно сравнить значения pCu (−log [Cu] free ) вместо стабильности. константы, которые охватывают различные стехиометрии Cu: L.Значение pCu указывает количество не образующей комплекс Cu, которое будет доступно при определенных условиях pH 7,4 с общим лигандом и концентрациями Cu 10 мкМ и 1 мкМ, соответственно. Значения pCu (ii) для лигандов-доноров O, N (8HQ) и лигандов-доноров O, S (PyS, ThM и ThDfp) варьируются от 15 до 19 (таблица 2). Для сравнения, сывороточный альбумин человека (HSA), основной белок-носитель Cu (ii) в крови, имеет pCu (ii) 12–13 в зависимости от условий буфера, 36 , что позволяет предположить, что эти лиганды могут конкурировать с белками крови для связывания Cu (ii).

Для Cu (i) значения pCu для лигандов-доноров O, S (PyS, ThM и ThDfp) варьируются от 16 до 17, в то время как лиганды-доноры O, O (PyO, мальтол, Dfp) и лиганды-доноры O, N (8HQ) не показывают измеримого сродства к Cu (i). Чтобы поместить эти значения в контекст, внеклеточный домен транспортного белка Cu Ctr1 млекопитающих, по прогнозам, имеет pCu (i) ∼11, тогда как внутриклеточные шапероны меди и купроэнзимы имеют аффинность aM – fM, помещая их значения PCu (i) в 16 –19 диапазон. 34,37 Эти сравнения pCu предполагают, что, хотя PyS, ThDfp и ThM могут удерживать Cu в виде комплексов CuL 2 либо Cu (ii), либо Cu (i) внеклеточно, они вряд ли будут оставаться в комплексе внутри восстанавливающей среды клетка, в которой белки Cu (i) с высоким сродством, вероятно, будут конкурировать за связывание.

Более слабое сродство лигандов O, O к Cu (ii) по сравнению с их аналогом O, S предполагает возможную причину отсутствия у них Cu-зависимой противогрибковой активности. Различия в противогрибковой активности O, S-лигандов нельзя объяснить только различиями в их способностях связывания Cu (i) и Cu (ii) при pH 7,4, однако, поскольку аффинности связывания Cu (i) и Cu (ii) ThDfp сопоставимы с таковые у PyS и ThM, но ThDfp не проявляет Cu-зависимую противогрибковую активность, в то время как PyS и ThM проявляют. Эти результаты предполагают другие свойства, помимо аффинности связывания, как детерминанты противогрибковой активности.

Липофильность лигандов и комплексов Cu (ii)

Способность молекулы проникать в биологическую мембрану связана с ее липофильностью. Коэффициент распределения n -октанол / вода ( P ) является количественным показателем этого свойства. В то время как P описывает коэффициент распределения неионизированного растворенного вещества, коэффициент распределения ( D ) учитывает состояние ионизации соединения при данном pH и, таким образом, здесь более подходит, поскольку молекулы и комплексы могут быть ионизированы.Значения Log D для лигандов и их комплексов Cu II L 2 измеряли путем распределения этих соединений между n -октанолом и 0,01 M буфером Hepes, pH 7,4, используя традиционный метод встряхиваемой колбы с УФ-видимой спектроскопией. для определения концентрации соединения в каждой фазе. Положительное значение log D указывает на то, что соединение имеет более высокую концентрацию в октанольной фазе по сравнению с водной фазой (гидрофобной). Напротив, отрицательный логарифм D указывает на гидрофильность или предпочтение распределения в водной фазе.

Коэффициенты распределения для нескольких лигандов, показанных в таблице 3, были определены ранее; 38–41 однако несоответствия в заявленных значениях побудили нас пересмотреть их. Например, эмпирически определенные значения log P для ThM при pH 7,4 представлены как 0,54 и 1,36, 40,41 , тогда как значения log P для ThM, определенные расчетным путем, варьируются в зависимости от используемого программного пакета. Кроме того, мы обнаружили, что распределение соединений в этих фазах значительно сдвинулось в результате образования комплексов с металлами, но такие сдвиги плохо предсказывались с помощью вычислительных подходов, что потребовало экспериментальных измерений каждого лиганда и его комплекса Cu (ii) в идентичных условиях.Эта работа, по-видимому, является первым отчетом об экспериментально определенном коэффициенте распределения [Cu II L 2 ] комплексов ThM, PyS, ThDfp, мальтола, PyO и Dfp.

Таблица 3 Коэффициенты распределения

(log D ), измеренные при pH 7,4 лигандов L и их бис-Cu (ii) комплексов CuL 2 . Было обнаружено, что соединения, выделенные жирным шрифтом, также обладают фунгицидной активностью (см. Таблицу 1). Условия: водная фаза: 0,01 М Hepes, pH 7,4; органическая фаза, n -октанол; для расчетов [Cu II L 2 ]: 200 мкМ лигандов и 100 мкМ CuSO 4 ; для расчета лигандов: 200 мкМ лиганд

Мальтол
. Журнал D .
л . CuL 2 .
8HQ 2,2 1,6
PyS −1,8 1,6
ThM 1,4 1
0,2 ​​ −0.1
ThDfp 0,1 −0,2
PyO −1,8 −0,3
Dfp −0,8 −1,2
.
Журнал D .
л . CuL 2 .
8HQ 2.2 1,6
PyS -1,8 1,6
ThM 1,4 1
Мальтол 0,2 ​​ 0,2 ​​ ThDfp 0,1 −0,2
PyO −1,8 −0,3
Dfp −0,8 −1,2
Таблица 3

Коэффициенты распределения 17 (log 9018) (log 9018) измерено при pH 7.4 лигандов L и их бис-Cu (ii) комплексов CuL 2 . Было обнаружено, что соединения, выделенные жирным шрифтом, также обладают фунгицидной активностью (см. Таблицу 1). Условия: водная фаза: 0,01 М Hepes, pH 7,4; органическая фаза, n -октанол; для расчетов [Cu II L 2 ]: 200 мкМ лигандов и 100 мкМ CuSO 4 ; для расчета лигандов: 200 мкМ лиганд

Мальтол
. Журнал D .
л . CuL 2 .
8HQ 2,2 1,6
PyS −1,8 1,6
ThM 1,4 1
0,2 ​​ −0,1
ThDfp 0,1 −0,2
PyO −1.8 −0,3
Dfp −0,8 −1,2
D
. Журнал D .
л . CuL 2 .
8HQ 2,2 1,6
PyS -1,8 1,6
ThM 1.4 1
Мальтол 0,2 ​​ −0,1
ThDfp 0,1 −0,2
PyO −1,8 −0,8 −1,2

Как показано в таблице 3, значения log D для этого набора бидентатных хелатирующих агентов O, O, O, S и O, N варьируются от гидрофильных для PyS, PyO (оба −1.8) и Dfp (-0,8), до гидрофобных для 8HQ (2,2), ThM (1,4), мальтола и ThDfp (0,2 и 0,1 соответственно). Эти значения могут значительно измениться в присутствии Cu (ii). В некоторых случаях комплексы менее гидрофобны, чем их свободные лиганды (8HQ, ThM), тогда как другие становятся более гидрофобными (PyS), а третьи остаются или становятся гидрофильными (мальтол, ThDfp, PyO, Dfp).

Наиболее поразительной особенностью, очевидной из сравнения данных в таблице 3, является корреляция между липофильностью комплексов CuL 2 и их биологической активностью по подавлению роста грибов.Лиганды, которые образуют липофильные комплексы Cu (ii) с положительными значениями log D , равными 1–1,6 для [Cu II L 2 ], также являются теми, которые ингибируют рост грибов Cu-зависимым образом и восстанавливают рост грибов. мутант ctr1Δctr4Δ , , т.е. 8HQ, PyS и ThM. Напротив, все агенты, которые не смогли подавить рост грибов, имеют отрицательные значения log D , указывающие на гидрофильные комплексы: этот набор включает лиганды O, O мальтол, PyO и Dfp, а также лиганд O, S ThDfp.Этот же набор агентов также не смог восстановить рост мутанта ctr1Δctr4Δ . В совокупности эти результаты предполагают, что способность лигандов образовывать липофильные комплексы Cu II L 2 позволяет им проникать через мембрану грибковой клетки для проявления своей противогрибковой активности. Напротив, гидрофильные комплексы Cu (ii), по-видимому, не проникают внутрь клетки. Важно отметить, что предиктором этой биоактивности является не гидрофобное свойство одного органического лиганда, а его комплекс с Cu (ii).

Содержание металлов в клетках грибов, обработанных хелаторами меди

Эксперимент с мутантом ctr1Δctr4Δ (фиг. 6) вместе с оценкой липофильности предполагает, что Cu-зависимая фунгицидная активность зависит от доставки или распределения Cu через мембрану. Чтобы дополнительно проверить эту гипотезу, мы использовали индуктивно-связанную масс-спектрометрию (ICP-MS) для определения связанного с клетками содержания металлов в клетках C. neoformans после 1 ч инкубации с или без 10 мкМ каждого лиганда и с или без 10 мкМ. Дополнительная CuSO 4 .На рис. 10 показаны результаты измерения общего количества Cu, Fe и Zn в зависимости от условий обработки (контроль, только лиганд или лиганд плюс Cu). Добавление 10 мкМ Cu в питательную среду приводило к немного более высоким уровням не только Cu, но также связанных с клетками Fe и Zn, по сравнению с контролем, содержащим только среду. Это наблюдение согласуется с представлением о том, что металломы отдельных металлов взаимозависимы, так что добавление одного металла влияет на статус других. Наиболее яркой особенностью этих данных является чрезмерное накопление Cu, Zn и Fe, наблюдаемое при совместной инкубации Pys, ThM и 8HQ с Cu.Накопление металлов не происходило, когда клетки обрабатывались только этими агентами, что свидетельствует о том, что они не переносят напрямую и не накапливают остаточные Fe и Zn в клетке. Следовательно, мы предполагаем, что повышенное накопление уровней Cu, Zn и Fe является следствием прямого притока Cu, которому способствуют исключительно те хелатирующие агенты, которые образуют липофильные комплексы Cu (ii) (8HQ, PyS, ThM) с дополнительной Cu, добавленной к росту. средний. Другими словами, эти агенты служат ионофорами для Cu, причем на уровни Zn и Fe впоследствии влияет клеточный статус Cu.Интересно, что это те же самые агенты, которые вызывают Cu-зависимую противогрибковую активность. Агенты, которые не проявляли противогрибковой активности (PyO, Dfp, ThDfp, мальтол), не вызывали значительного изменения содержания металлов в клетках в присутствии Cu, хотя Dfp и ThDfp действительно демонстрировали пониженное содержание клеточных металлов по сравнению с другими условиями, что свидетельствует о секвестрации внеклеточных металлов. Независимо от пониженного содержания металлов, эффект Dfp и ThDfp недостаточен для ограничения роста, по крайней мере, в условиях и времени инкубации, изученных в этом исследовании.

Рис. 10

График, показывающий количество Cu, Fe и Zn, обнаруженное с помощью анализа ICP-MS клеток C. neoformans дикого типа, H99, инкубированных в течение 1 ч в среде SC с добавлением 10 мкМ лиганда в присутствии и в отсутствие 10 мкМ CuSO 4 ; данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего для n ≥ 4 образцов для всех условий.

Рис. 10

График, показывающий количество Cu, Fe и Zn, обнаруженное с помощью анализа ICP-MS клеток C. neoformans дикого типа, H99, инкубированных в течение 1 ч в среде SC с добавлением 10 мкМ лиганда в присутствии и отсутствие 10 мкМ CuSO 4 ; данные являются средними ± S.E.M для n ≥ 4 образцов для всех условий.

В совокупности, исследования накопления металлов подтверждают мнение о том, что нарушение баланса металлов в грибковых клетках из-за индуцированного хелаторами гипераккумуляции Cu вызывает грибковую токсичность.

Выводы

В попытке понять требования, необходимые для фармакологического воздействия на металлы в C. neoformans для подавления роста, мы проверили панель хелаторов металлов на противогрибковую активность против C.Неоформанс . Мы обнаружили, что хелаторы, связывающие Fe или Cu, имеют ограниченное влияние на рост в жидкой культуре, тогда как небольшие молекулы с ионофорной способностью увеличивать внутриклеточную Cu являются фунгицидными. Эти агенты (8HQ, ThM, PyS и DSF) также обладают общей способностью преодолевать дефект роста мутанта ctr1Δ / ctr4Δ , у которого отсутствуют собственные белки-импортеры Cu, и вызывают значительное увеличение общего клеточного содержания Zn и Fe, помимо Cu. Что касается химических свойств, активные агенты обладают высоким сродством к Cu (ii) и образуют липофильные комплексы Cu (ii) L 2 .Важно отметить, что именно липофильность комплексов определяет биологическую активность, а не липофильность самого органического лиганда. Хотя эти наблюдения еще не касаются механизма, с помощью которого эти агенты в сочетании с Cu проявляют грибковую токсичность, они поддерживают идею о том, что мобилизация Cu с помощью небольших молекул, наделенных соответствующими химическими свойствами, может обеспечить мощную стратегию борьбы с C. neoformans , и, вероятно, другие инфекционные микробы.

Экспериментальная

Материалы

Химические вещества и растворители были получены от Sigma-Aldrich и использовались в том виде, в котором они были получены, если не указано иное.Источники всех соединений, используемых в биологическом скрининге, перечислены в Таблице S1 (ESI †). Все растворители были реактивными.

Штаммы и среды

Два штамма C. neoformans H99 были щедро предоставлены лабораторией Тиле Университета Дьюка для этого исследования: штамм дикого типа (WT, H99) и штамм с нокаутом двойного переносчика меди, ctr1 Δ ctr4 Δ (генотип ctr1 :: NAT; ctr4 :: NEO). Штаммы наносили штрихами на твердую синтетическую полную среду (SC, MP Biomedicals) из замороженных запасов глицерина, хранимых при -80 ° C.Для экспериментов отбирали одну колонию и выращивали в ночной культуре на среде SC при 30 ° C. Ночные культуры разбавляли, промывали или разделяли на аликвоты в соответствии с протоколом эксперимента, как описано ниже.

Кривые роста и фунгицидные анализы

Метод микроразбавления бульона, описанный в Институте клинических и лабораторных стандартов (CLSI) 42 , был использован для определения чувствительности C. neoformans к различным тестируемым соединениям с небольшими модификациями.Вкратце, культуры C. neoformans в жидкой среде SC инокулировали из одной колонии, выращенной на твердой среде SC, и инкубировали в течение ночи при 30 ° C со встряхиванием при 200 об / мин. Суспензии клеток разбавляли до OD 600 0,002 свежей средой SC и аликвотировали в 96-луночные планшеты до конечной OD 600 0,001. Тестируемые соединения добавляли из исходных растворов ДМСО до конечных концентраций в диапазоне от 0 до 100 мкМ, с <1% ДМСО. Для каждого прогона теста были включены положительный контроль роста, не содержащий соединения, и отрицательный контроль, не содержащий клеток.Для экспериментов с добавлением солей металлов свежие исходные растворы Cu (ii), Zn (ii), Fe (iii) и Ag (i) были приготовлены в деионизированной воде с использованием CuSO 4 , ZnCl 2 , трехвалентного аммония. цитрат и AgNO 3 и добавляли в соответствующие лунки до конечных концентраций, указанных в подписях к рисункам. 96-луночные планшеты инкубировали при 30 ° C и считывали каждые 4–6 ч в течение 48 ч. Кривые “доза-ответ” были построены путем нанесения OD 600 показаний против концентрации соединения.Минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) определяли для каждого тестируемого соединения как самую низкую концентрацию соединения, при которой рост не обнаруживался по сравнению с положительным контролем. Все тесты были выполнены в трех экземплярах для каждого условия в одном эксперименте, и было проведено два отдельных эксперимента. Для одного эксперимента каждое из трех повторных условий было усреднено, и ошибка была рассчитана как стандартное отклонение (SD).

Фунгицидные анализы начали в 96-луночных планшетах, следуя процедуре, описанной выше для анализа кривой роста для WT C.neoformans в среде SC. Аликвоты клеточных суспензий удаляли через 24 ч, разбавляли и высевали на твердую среду SC. Количество колоний на каждом планшете для каждого условия подсчитывали после инкубации планшетов при 30 ° C в течение 48 часов. Все тесты были выполнены в трех экземплярах для каждого условия в одном эксперименте, и было проведено три отдельных эксперимента. Ошибка рассчитывалась путем усреднения трех отдельных экспериментов как стандартная ошибка среднего (SEM).

Ctr1 Δ ctr4 Δ и кривые роста WT

Ночные культуры WT и ctr1 Δ ctr4 Δ в среде SC промывали трижды PBS, pH 7.4 и ресуспендировали в среде YPEG (BD, Franklin Lakes, NJ). Суспензии клеток разбавляли до OD 600 нм 0,001 свежей средой YPEG и аликвоты WT вносили в верхнюю половину 96-луночного планшета и ctr1 Δ ctr4 Δ в нижней половине. Тестируемые соединения добавляли из исходных растворов ДМСО до конечных концентраций в диапазоне от 0 до 100 мкМ, с <1% ДМСО. Для каждого прогона теста были включены положительный контроль роста, не содержащий соединения, и отрицательный контроль, не содержащий клеток. Для WT без соединения положительный нормальный рост должен происходить в этой среде, в то время как ctr1 Δ ctr4 Δ не может расти в среде YPEG.Планшеты инкубировали при 30 ° C и регистрировали OD 600 через 24 и 48 часов. Графики процентного роста были построены путем нанесения на график значений OD , 600, через 48 ч для каждого условия обработки, нормализованного по отношению к положительному условию роста без соединения дикого типа. Все тесты были выполнены в трех экземплярах для каждого условия в одном эксперименте, и было проведено два отдельных эксперимента. Для одного эксперимента каждое из трех повторных условий было усреднено, и ошибка была рассчитана как стандартное отклонение (SD).

Определение констант условного связывания Cu (ii) и Cu (i)

Исходные растворы

Cu (ii) были приготовлены либо из твердого CuSO 4 · 5H 2 O, растворенного в ddH 2 O, либо CuCl 2 , растворенного в ацетонитриле, с получением 100 мМ растворов, которые были стандартизированы 0,0500 М. ЭДТА до конечной точки по мурекиду в аммиачном буфере. Все исходные растворы лигандов готовили в ДМСО. Эксперименты с Cu (ii) проводились в аэробных условиях.

Для исследований связывания Cu (i) реакционные буферы готовили в тщательно дезоксигенированной воде Milli-Q и хранили в анаэробном перчаточном боксе (O 2 <0,5 ppm). Исходный раствор Cu (i) получали растворением [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 6 (Sigma) в деоксигенированном ацетонитриле. Концентрацию исходного раствора Cu (i) определяли в перчаточном боксе путем титрования в раствор избытка бицинхониновой кислоты (BCA) в дезоксигенированном 0,01 М буфере Hepes, pH 7.4, при мониторинге поглощения [Cu I (BCA) 2 ] 3- при 562 нм ( ε = 7900 M -1 см -1 ). 43 Исследования связывания Cu (i) проводили в деоксигенированном буфере Бриттона – Робинсона / универсальном (0,04 MH 3 BO 4 , 0,04 MH 3 PO 4 и 0,04 M CH 3 CO 2 H) при pH 7,4 в перчаточном ящике. Все лиганды получали и хранили в перчаточном боксе в анаэробных условиях путем растворения каждого лиганда в деоксигенированном ДМСО до 100 мМ.

Для определения констант связывания Cu (ii) использовали индикатор PAR (4- (2-пиридилазо) резорцин), который образует окрашенный 1: 1 комплекс с Cu (ii) ( A 500 нм , ε = 37000 M −1 ) с условной константой диссоциации Cu (ii) при pH 7,4 2,6 × 10 −15 M. 33 20 мМ исходный раствор PAR готовили в ДМСО и порции разбавляли рабочий буфер с эквимолярным CuSO 4 для приготовления 1 мл растворов 5–20 мкМ комплекса PAR – Cu, в которые титровали тестируемые лиганды.После каждой аликвоты лиганда раствору давали уравновеситься до тех пор, пока не перестанут наблюдаться дальнейшие спектральные изменения. Потеря поглощения комплекса PAR-Cu при 500 нм при добавлении лиганда указывает на обменное равновесие, выраженное уравнениями (1) и (2). Константы стабильности были получены методом нелинейной аппроксимации по методу наименьших квадратов следов УФ-видимой области в диапазоне 350–700 нм с использованием программного обеспечения Specfit в соответствии с моделью, показанной в таблице 4. 44 ​​ Рассчитанные аффинности связывания в таблице 2 являются средними и стандартными. отклонения от трехкратного титрования для каждого лиганда.

Cu (PAR) + 2L → KexCu (L) 2 + PAR

1

Kex = [CuL2] [PAR] свободный [Cu (PAR)] [L] свободный2 = KCuL2KCuPAR

2 Таблица 4 Модель

, используемая для конкуренции выбранных агентов и PAR для Cu 2+ в универсальном буфере 5% ДМСО при pH 7,4

Виды . Лог K . Cu . ПАР . л . H . .
м . л . л . ч .
CuL 2 1 0 2 0 Очищенный
CuPAR 14,58 1 1 0 0
PAR 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 1 0 0 0 Константа
Виды . Лог K . Cu . ПАР . л . H . .
м . л . л . ч .
CuL 2 1 0 2 0 Очищенный
CuPAR 14.58 1 1 0 0 Константа
PAR 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 1 0 0 0 Константа
Таблица 4

Модель, используемая для конкуренции избранных агентов и PAR для Cu 2+ в универсальном буфере 5% ДМСО при pH 7.4

Виды . Лог K . Cu . ПАР . л . H . .
м . л . л . ч .
CuL 2 1 0 2 0 Очищенный
CuPAR 14,58 1 1 0 0
PAR 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 1 0 0 0 Константа
Виды . Лог K . Cu . ПАР . л . H . .
м . л . л . ч .
CuL 2 1 0 2 0 Очищенный
CuPAR 14.58 1 1 0 0 Константа
PAR 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 1 0 0 0 Константа
Условные константы связывания Cu (i) PyS, ThM и ThDfp определяли путем конкурентного равновесного титрования с BCA в универсальном буфере, pH 7.4 с 5% ДМСО. Избыточный лиганд использовали для обеспечения только 1: 2 комплексных форм Cu: лиганд. Образцы, содержащие 2 мл растворов 125 мкМ BCA и 50 мкМ ([Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 6 ), титровали в анаэробных условиях по меньшей мере 20 эквивалентами тестируемого лиганда. После каждой аликвоты раствору давали уравновеситься до тех пор, пока не перестанут наблюдаться дальнейшие спектральные изменения. Уменьшение полосы 562 нм [Cu I (BCA) 2 ] 3- после добавления аликвот лиганда указывает на обмен Cu (i) с BCA на лиганд (уравнения (3) и (4)) .УФ-видимые спектры, полученные в диапазоне от 400 до 800 нм, были подобраны методом нелинейной аппроксимации методом наименьших квадратов в Specfit в соответствии с моделью, показанной в таблице 5. 44 ​​ Чтобы обеспечить зависящие от длины волны молярные коэффициенты поглощения для светопоглощающих частиц в растворе, ссылка были получены спектры только для лиганда, бис-Cu (i) комплекса лиганда, одного индикатора и бис-Cu (i) индикаторного комплекса. Рассчитанные аффинности связывания в таблице 2 представляют собой средние значения и стандартные отклонения от трех титрований для каждого лиганда.

[CuI (BCA) 2] 3– + 2L → Kex [CuIL2] + 2BCA

3

Kex = KCuL2K2 ‘= [CuL2] [BCA] 2 [Cu] [L] 2

4 Таблица 5 Модель

, используемая для конкуренции между лигандами и BCA за Cu (i) в универсальном буфере, pH 7,4 с 5% ДМСО

Виды . Лог K . Cu . BCA . Лиганд . H . .
м . л . л . ч .
[Cu I L 2 ] + 1 0 2 0 Очищенный
[Cu I (BCA) 2 ] 3− 17.7 45 1 2 0 0 Константа
BCA 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 0 1 0 0 0 Константа
Виды . Лог K . Cu . BCA . Лиганд . H . .
м . л . л . ч .
[Cu I L 2 ] + 1 0 2 0 Очищенный
[Cu I (BCA) 2 ] 3− 17.7 45 1 2 0 0 Константа
BCA 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 0 1 0 0 0 Константа
Таблица 5

Модель, используемая для конкуренции между лиганды и BCA для Cu (i) в универсальном буфере, pH 7.4 с 5% ДМСО

Виды . Лог K . Cu . BCA . Лиганд . H . .
м . л . л . ч .
[Cu I L 2 ] + 1 0 2 0 Очищенный
[Cu I (BCA) 2 ] 3− 17,7 45 1 2 0 0 Константа
BCA 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 0 1 0 0 0 Константа
Виды . Лог K . Cu . BCA . Лиганд . H . .
м . л . л . ч .
[Cu I L 2 ] + 1 0 2 0 Очищенный
[Cu I (BCA) 2 ] 3− 17.7 45 1 2 0 0 Константа
BCA 0 1 0 0 Константа
L 0 0 1 0 Константа
Cu 0 1 0 0 0 Константа

Коэффициент распределения методом встряхивания колбы

Для каждого лиганда и каждого комплекса Cu – лиганд было проведено не менее трех экспериментов со встряхиваемой колбой.Для свободных лигандов были приготовлены 200 мкМ растворы либо в n, -октаноле, либо в 0,1 М Hepes, pH 7,4 из 100 мМ исходных растворов в ДМСО, в зависимости от растворимости. Для комплексов [Cu II (Mal) 2 ], [Cu II (PyO) 2 ], [Cu II (ThDfp) 2 ] и [Cu II ( Dfp) 2 ] получали в 0,01 M Hepes, pH 7,4 из CuSO 4 и исходных растворов лиганда с получением конечных концентраций 100 и 200 мкМ соответственно.Растворы [Cu (8HQ) 2 ], [Cu (PyS) 2 ] и [Cu (ThM) 2 ] были приготовлены аналогично, но в n -октаноле. Начальные концентрации лиганда и комплексов CuL 2 определяли с помощью спектроскопии поглощения в УФ-видимой области с использованием коэффициентов экстинкции в таблице S2 (ESI †). Порции по 4 мл каждого тестового раствора смешивали в центрифужной пробирке на 15 мл с 4 мл противоположной фазы, либо n, -октанол, либо 0,1 M Hepes, pH 7,4, и смеси встряхивали в течение 3 часов при вращении на 360 °. устройство для предотвращения образования эмульсии.Затем пробирки центрифугировали в течение 3 минут при 5000 об / мин для разделения фаз, и аликвоты по 1,5 мл из каждой фазы осторожно отбирали шприцем для измерения УФ-видимых спектров, на основании которых рассчитывалась концентрация в каждой фазе. Коэффициент распределения был рассчитан согласно уравнениям (5) и (6):

Коэффициент распределения, D = [L] октанол [L] водный

5

Коэффициент распределения, D = [CuL2] октанол [CuL2] водный

6

Кальцеин проба

Анализ кальцеина проводили в 96-луночных планшетах с флуоресценцией, измеренной при λ ex = 480 нм ( λ em = 520 нм) с использованием планшет-ридера Perkin-Elmer Victor 3.Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение трех измерений. Флуоресценцию нормализовали по флуоресценции кальцеина в отсутствие добавленной Cu (ii).

Анализ содержания металлов

Ночные культуры C. neoformans разбавляли до OD 600 0,2 и инкубировали при 30 ° C, встряхивая, при 200 об / мин в течение 3 часов. Порции по 5 мл этих культур обрабатывали 10 мкМ лигандом (PyS, PyO, Mal, ThM, Dfp, ThDfp или 8HQ) с 10 мкМ CuSO 4 и без него и инкубировали еще 1 час при 30 ° C при встряхивании. при 200 об. / мин.Затем образцы переносили в предварительно взвешенные тефлоновые пробирки, промытые кислотой, и центрифугировали с образованием осадка клеток, который дважды промывали 1 мМ EDTA в ddH 2 O, затем один раз промывали фосфатным буферным солевым раствором (PBS) и ресуспендировали в 1 мл буфера PBS. Аликвоту 100 мкл отбирали, разбавляли в среде SC и высевали на чашки с агаром SC для определения КОЕ. Оставшуюся клеточную суспензию гранулировали, сушили на воздухе, затем переваривали в чистой азотной кислоте с чистыми следами металлов (Fischer Scientific, Питтсбург, Пенсильвания) в течение ночи и нагревали в течение 30 минут при 80 ° C.Кислотный раствор охлаждали и разбавляли сверхчистой водой лабораторного класса. Ким Хатчисон (Департамент почвоведения Государственного университета Северной Каролины) выполнил анализ содержания металлов на приборе Varian 820 ICP-MS. Для сбора данных использовались следующие изотопы: 63 Cu (отслеживаемый 65 Cu), 56 Fe, объединенный 42,43,44 Ca и объединенный 66,67,68 Zn. Собранные данные были нормализованы по внутреннему стандарту, не относящемуся к аналиту ( 89 Y), чтобы скорректировать небольшие различия из-за дрейфа прибора и образцов по сравнению со стандартными матрицами .Был подготовлен лабораторный контрольный стандарт из другого материала, который использовали для проверки раствора калибровочного стандарта. Продолжающийся лабораторный стандарт анализировался через каждые 12 образцов, и калибровочная кривая повторялась, если лабораторный стандарт отклонялся на 10% или более. Все эксперименты были выполнены по крайней мере 4 раза, и указаны среднее значение и стандартная ошибка среднего (S.E.M.).

Благодарности

Мы благодарим профессора Даниэля Рабиновича (UNC Charlotte, Charlotte, NC) за предоставление небольших молекул (17, 18, 23, 25) для тестирования и проф.Деннису Тиле (Университет Дьюка, Дарем, Северная Каролина) за предоставление двух штаммов C. neoformans (WT и ctr1Δctr4Δ ). Мы благодарим NIH за поддержку этой работы (GM084176) и (T32GM007105). Этот материал основан на работе, поддержанной Программой стипендий для аспирантов Национального научного фонда С.З.А.Р. в рамках гранта No. (DGF 1106401).

Примечания и ссылки

E.

Сионов

,

H.

Lee

,

Y.C.

Chang

и

K. J.

Kwon-Chung

PLoS Pathog.

,

2010

,

6

,

e1000848

.

M. A.

Pfaller

и

D. J.

Diekema

Clin. Microbiol. Ред.

,

2007

,

20

,

133

163

.

Б. Дж.

Парк

,

К. А.

Ваннемюлер

,

Б. Дж.

Marston

,

N.

Govender

,

P. G.

Pappas

и

T. M.

Чиллер

AIDS

,

2009

,

23

,

– 9000

JW

Kronstad

,

R.

Attarian

,

B.

Cadieux

,

J.

Choi

,

CA

D’Souza

,

s

s EJ .M. H.

Geddes

,

G.

Hu

,

W. H.

Jung

,

M.

Kretschmer

,

S.

Saikia

и

J.

Wang

Wang Rev. Microbiol.

,

2011

,

9

,

193

203

.

A.

Loyse

,

F.

Dromer

,

J.

Day

,

O.

Lortholary

и

T.S.

Harrison

J. Antimicrob. Chemother.

,

2013

,

68

,

2435

2444

.

T.

Roemer

и

D. J.

Krysan

Cold Spring Harbor Perspect. Med.

,

2014

,

4

,

a019703

.

C.

Ding

,

R.A.

Festa

,

T.-S.

Sun

и

Z.-Y.

Ван

Мол. Microbiol.

,

2014

,

93

,

10

23

.

MR

Raja

,

SR

Waterman

,

J.

Qiu

,

R.

Bleher

,

PR

Williamson

и

Metallic

,

2013

,

5

,

363

371

.

S.

García-Santamarina

и

D. J.

Thiele

J. Biol. Chem.

,

2015

,

290

,

18945

18953

.

WH

Jung

,

G.

Hu

,

W.

Kuo

и

JW

Kronstad

Эукариотическая клетка

, 150004 2009

,

04 80007,

04 80007

.

W. H.

Jung

,

A.

Sham

,

T.

Lian

,

A.

Singh

,

D. J.

Kosman

и

J. W.

ad

.

,

2008

,

4

,

e45

.

W. H.

Jung

,

A.

Sham

,

R.

White

и

J. W.

Kronstad

PLoS Biol.

,

2006

,

4

,

e410

.

J.

Kronstad

,

S.

Saikia

,

ED

Nielson

,

M.

Kretschmer

,

W.

Jung

,

G.

Geddes

,

EJ

Griffiths

,

J.

Choi

,

B.

Cadieux

,

M.

Caza

и

R.

Аттариан

Эукариотическая клетка

,

2012

,

11

,

109

118

.

C.

Ding

,

J.

Yin

,

E. M. M.

Tovar

,

D. A.

Fitzpatrick

,

D. G.

Higgins 9000 9000 Thiele

D. Microbiol.

,

2011

,

81

,

1560

1576

.

MI

Саманович

,

C.

Ding

,

DJ

Thiele

и

KH

Darwin

Cell Host Microbe

,

2012

,

.

S. D.

Salas

,

J. E.

Bennett

,

K. J.

Kwon-Chung

,

J. R.

Perfect

и

P. R.

Williamson

Exp. Med.

,

1996

,

184

,

377

386

.

F. J.

Walton

,

A.

Idnurm

и

J.

Heitman

Mol. Microbiol.

,

2005

,

57

,

1381

1396

.

N.

Ramanan

и

Y.

Wang

Science

,

2000

,

288

,

1062

1064

.

C.

Ding

,

R.A.

Festa

,

Y.-L.

Chen

,

A.

Espart

,

S.

Palacios

,

J.

Espín

,

M.

Capdevila

,

S. Heitman

и

DJ

Thiele

Cell Host Microbe

,

2013

,

13

,

265

276

.

Т.-С.

Sun

,

X.

Ju

,

H.-L.

Гао

,

T.

Wang

,

D. J.

Thiele

,

J.-Y.

Ли

,

З.-Й.

Wang

и

C.

Ding

Nat. Commun.

,

2014

,

5

,

5550

.

Р. А.

Феста

,

М. Е.

Хелсель

,

К.J.

Franz

и

D. J.

Thiele

Chem. Биол.

,

2014

,

21

,

977

987

.

NL

Reeder

,

J.

Kaplan

,

J.

Xu

,

RS

Youngquist

,

J.

Wallace

,

Hu

Juhlin

,

JR

Schwartz

,

R.A.

Grant

,

A.

Fieno

,

S.

Nemeth

,

T.

Reichling

,

JP

Tiesman

,

T. 9000 M.7

Mills

Steinke

,

SL

Wang

и

CW

Saunders

Антимикробный. Агенты Chemother.

,

2011

,

55

,

5753

5760

.

с.S.

Block

J. Agric. Food Chem.

,

1955

,

3

,

229

234

.

R.

Musiol

,

M.

Serda

,

S.

Hensel-Bielowka

и

J.

Polanski

Curr. Med. Chem.

,

2010

,

17

,

1960

1973

.

З. Э.

Сауна

,

С.

Шукла

и

С.В.

Амбудкар

Мол. BioSyst.

,

2005

,

1

,

127

134

.

D.

Cen

,

D.

Brayton

,

B.

Shahandeh

,

F. L.

Meyskens

и

P. J.

Farmer

J. Med. Chem.

,

2004

,

47

,

6914

6920

.

SM

Monti

,

A.

Maresca

,

F.

Viparelli

,

F.

Carta

,

GD

Simone

,

FA

0007,

000 FA

el

, FA

el

Scozzafava

и

CT

Supuran

Bioorg. Med. Chem. Lett.

,

2012

,

22

,

859

862

.

К. С. И.

Нобель

,

М.

Kimland

,

B.

Lind

,

S.

Orrenius

и

A. F. G.

Slater

J. Biol. Chem.

,

1995

,

270

,

26202

26208

.

J. A.

Lewis

,

B. L.

Tran

,

D. T.

Puerta

,

E. M.

Rumberger

,

D. N.

Hendrickson

and

S.M.

Cohen

Dalton Trans.

,

2005

,

2588

2596

.

J. A.

Lewis

,

D. T.

Puerta

и

S. M.

Cohen

Inorg. Chem.

,

2003

,

42

,

7455

7459

.

M.

Backlund

,

J.

Ziller

и

P. J.

Farmer

Inorg.Chem.

,

2008

,

47

,

2864

2870

.

K. H.

Thompson

,

C. A.

Barta

и

C.

Orvig

Chem. Soc. Ред.

,

2006

,

35

,

545

556

.

J. P.

Crow

,

J. B.

Sampson

,

Y.

Zhuang

,

J. A.

Thompson

и

J.S.

Beckman

J. Neurochem.

,

1997

,

69

,

1936

1944

.

Z.

Xiao

,

J.

Brose

,

S.

Schimo

,

SM

Ackland

,

S.

La Fontaine

и

AG

AG

AG

.Biol. Chem.

,

2011

,

286

,

11047

11055

.

Z.

Xiao

,

L.

Gottschlich

,

R.

van der Meulen

,

SR

Udagedara

и

AG

0004

Metallic 5

,

501

513

.

M.

Rózga

,

M.

Sokołowska

,

A.

Protas

и

W.

Bal

JBIC, J.Биол. Неорг. Chem.

,

2007

,

12

,

913

918

.

L.

Banci

,

I.

Bertini

,

S.

Ciofi-Baffoni

,

T.

Kozyreva

,

K.

Zovo Paluma

и

Природа

,

2010

,

465

,

645

648

.

S. M.

Kaiser

и

B.I.

Escher

Environ. Sci. Technol.

,

2006

,

40

,

1784

1791

.

E.A.

Enyedy

,

D.

Hollender

и

T.

Kiss

J. Pharm. Биомед. Анальный.

,

2011

,

54

,

1073

1081

.

С.

Чавес

,

р.

Елич

,

С.

Mendonca

,

M.

Carrasco

,

Y.

Yoshikawa

,

H.

Sakurai

и

MA

Santos

0004

2207

227

.

E.A.

Enyedy

,

O.

Domotor

,

E.

Varga

,

T.

Kiss

,

R.

Trondl

,

C.G.

Hartinger

и

B. K.

Keppler

J. Inorg. Биохим.

,

2012

,

117

,

189

197

.

PA

Adlard

,

RA

Cherny

,

DI

Finkelstein

,

E.

Gautier

,

E.

Robb

,

M.

Volitakis

,

X.

Лю

,

J. P.

Smith

,

K.

Perez

,

K.

Laughton

,

Q.-X.

Li

,

SA

Charman

,

JA

Nicolazzo

,

S.

Wilkins

,

K.

Deleva

,

T.

G. ,

CW

Ritchie

,

RE

Tanzi

,

R.

Cappai

,

C. L.

Masters

,

K. J.

Barnham

и

A. I.

Bush

Neuron

,

2008

,

59

,

,

.

Z.

Xiao

и

A. G.

Wedd

Nat. Prod. Респ.

,

2010

,

27

,

768

789

.

SpecFit / 32, версия 3.0.35 Программное обеспечение для глобального анализа

,

Spectrum Software Associates

,

Marlborough, MA

,

2001

.

P.

Bagchi

,

M. T.

Morgan

,

J.

Bacsa

и

C. J.

Fahrni

J. Am. Chem. Soc.

,

2013

,

135

,

18549

18559

.

© Королевское химическое общество, 2017

Эта статья публикуется и распространяется в соответствии с условиями Oxford University Press, Standard Journals Publication Model (https: // acade.oup.com/journals/pages/open_access/funder_policies/chorus/standard_publication_model)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *