Применения метода фрактального анализа для изучения кристаллических структур фосфатов кальция

ВВЕДЕНИЕ 3 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4 1.1.2.Процесс кристаллизации 4 1.1.3. Стадии процесса высыхания капли 6 1.1.4. Процессы, наблюдаемые при дегидратации биологических жидкостей 7 1.2.1. Представители семейства ортофосфатов кальция 9 1.2.2. Брушит 10 1.2.3. Гидроксилапатит 11 1.3.1. Фрактальная размерность 12 1.3.2. Метод минимального покрытия и его мультифрактальное обобщение 13 1.3.3. Фрактальная геометрия процесса кристаллизации 16 2.ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 29 2.1. Объекты исследования 29 2.2. Реактивы и оборудование 29 2.3. Методика синтеза 30 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 42 3.1. Процессы кристаллизации гидроксилапатита 42 3.1.1. Подбор порога яркости и исследования зависимости фрактальной размерности от времени. 42 3.1.2. Построение и описание трехмерных графических зависимостей для фазы гидроксилапатит полученных в присутствии добавок 48 3.1.3. Результаты исследования надосадочной жидкости 51 3.1.4. Физико-химические методы исследования осадков 52 3.2. Процессы кристаллизации брушита с добавками 56 3.2.1. Обработка макроснимков полученных образцов. 56 3.2.2. Построение и описание трехмерных графических зависимостей 60 3.2.3.Результаты исследования над осадочной жидкости 63 3.2.4. Физико-химические методы исследования осадков 66 4. ВЫВОДЫ 73 Список литературы: 74

. Новиков И.А., Прокопьевич А.С. Введение в клиническую лабораторную диагностику. Москва,2004.С.79. . Markevich V.E., Kirilenko E.A., Petrashenko V.A., Zablotskaya T.U., Bilokon T.A., Methods of wedge dehydration of biological fluids. Morphologia. 2014. Р.11. . Bolen H., The blood pattern as a clue to the diagnosis of malignant disease. J Lab Clin Med. 27. 1942. Р.23. . Андреева Л.В., Новоселова А.С., Иванова Д.А. , Закономерности кристаллизации растворенных веществ из микрокапли.СПБ,2006.С. 24. . Православнова Д.М., Тарасевич Ю.Ю., Качественный анализ закономерностей высыхания капли многокомпонентного раствора на твердой подложке // Журнал технической физики, 2007, том 77, вып. 2. C.17. . Яхно Т.А., Шапошникова О.Б., Яхно В.Г., Соколов А.А., Пелюшенко А.С., Санин А.Г., Философия высыхающей капли. Физико-химические основы и прикладные решения // Журнал технической физики, 2009, том 79, вып. 10. С. 24-27. . Яхно В.Г., Яхно Т.А., Основы структурной эволюции высыхающих капель,2003, 79 вып. 7. С. 135. . Смирнов Б.М., Физика фрактальных кластеров, 1991, С.30. . Краевой С.А., Колтовой Н.А., Диагностика по капле крови. Кристаллизация биожидкостей.-Киев, 2016.- С. 16. . Федосеева Е. Н., Федосеев В. Б. Взаимодействие хитозана и бензойной кислоты в растворе и пленках. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2011. V. 53. № 11. P. 1900–1907. . Кузнецов А.В., Фомин А.С., Вересов А.Г. и др. Гидроксилапатит пластинчатой морфологии, синтезированный осаждением из растворов с применением ультразвука. Неорганическая химия. 2008. Т. 53. № 1. С. 5-10. . Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Химия неорганических биоматериалов на основе фосфатов кальция. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2004. Т. XLVIII. № 4. С. 32–46. . Киселев В.М., Голованова О.А., Федосеев В.Б., Грязнова Т.С. Использование методов фрактального анализа при изучении коррозионной стойкости сплава титана ВТ1-0. Вестник Омского университета. 2016. № 2. С. 44-49. . Ю.Ю.Тарасевич, Механизмы и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей,- 2004, том 174, №7. . Р.Х. Зейтунян, Проблема термокапиллярной неустойчивости Бенара-Марангони ,1998. С 175. . Исследование пространственного распределения эссенциальных макроэлементов в высушенных каплях крови и плазмы крови методами лазерной атомно-эмиссионной многоканальной спектрометрии, С. 370. . Ч.Н. Хоанг, Ф.У. Тхи ,Исследование проявления патологии человека по пространственному распределению Са в высушенных каплях плазмы крови методами атомно-эмиссионной спектрометрии. С 278. . Ю. Ю. Тарасевич, Механизмы и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей // успехи физических наук, том 174. №7 С.780-782. . Голованова О.А., Солодянкина А.А. Кристаллизация фосфатов кальция из растворов, моделирующих состав плазмы крови человека. Бутлеровские чтения. 2013. Т. 36. № 11. С. 104-110. . Волков, А.И., Жарский, И.М. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М. Жарский. Мн.: Современная школа, 2005. - 608 с ISBN 985-6751-04-7. С. 128. . С.Н. Дорожкин , Апатит «живой» и «мертвый», 2004, том 2. №5 С.29-31. . Маламатов А.Х. Теоретическое описание кристаллизации полиэтилена высокой плотности в рамках фрактального анализа. Современные наукоемкие технологии. 2005. № 11. С. 11-54. . О.А. Голованова, Патогенное минералообразование в организме человека.2014, том 1. №2, С. 54. . А.Г. Вересов, Ю.Д. Третьяков, В.И. Путляев , Химия неорганических биоматериалов на основе фосфатов кальция.2009. том 2, С.24. . Бенуа М., Фрактальная геометрия природы.2011. том 6, №3, С.36. . Е.Федер, Фракталы// успехи физических наук, том 174, С. 146. . Mosolov A. B. Fractal Griffith fracture, Zhurn. Tekhn. Fiziki, 1991, vol. 61, no. 7, Р. 57–60. . Gessler P ,Gallant J. C., Hutchinson M. F., Moore I. D., Estimating fractal dimension of profiles: A comparison of methods, Mathematical Geology, 1994, vol. 265, no. 4, Р. 455–481. . Gneiting T., Percival D. B. ,Sevcikova H., Estimators of Fractal Dimension: Assessing the Roughness of Time Series and Spatial Data, Statistical Science, 2012, vol. 27, no. 2, Р. 247– 277. . Parshin D. A. ,Bozhokin S. V. Fraktaly i mul’tifraktaly [Fractals and multifractals]. Izhevsk, Regular and Chaotic Dynamics, 2001, Р 128. . Aptukov V. N., Konsantinova A. S.,Nekotorye zadachi mekhaniki deformirovaniia i razrusheniia solianykh porod [Some problems of mechanics of deformation and failure of salt rocks], 2013, Р 192 . . Feder J. Fractals, Physics of Solids and Liquids. Boston, MA, Springer, 1988, Р.127. . Дубовиков М. М. Индекс вариации и его приложение к анализу фрактальных структур / Научный альманах, Т. 1. М.: Поматур, 2003. С. 5–33. . Федосеев В.Б., Использование фрактальной геометрии при термодинамическом описании трёхмерных элементов кристаллической структур. . Григорьев Д. П. О различии минералогических терминов: скелет, дендрит и пойкилит. //Изв. Вузов, геол. и разв. 1965, №8, с.145-147. Симонян Г.С. Фрактальность нефтяных залежей и нефти // Технология нефти и газа. 2015,№3,С.24-31. . Симонян A. Г. ,Симонян Г.С., Фрактальность биологических систем. Фрактальность биополимеров.// Успехи современного естествознания. 2015, №11,С.93-97. . Третьяков Ю.Д. Дендриди, фракталы и материали. //Соросовский ?образовательный ?журнал. 1998, №12, С.96-102. . Павров В. Ф. ,Шубников А. В., Зарождение и рост кристаллов. М.: Наука, 1969, С. 73. . Овчинников М. М., Пахомов П. М. , Хижняк С. Д. Сб. “Физико-химия полимеров”, Тверь, 2007, Т. 13, С.140-147. . Пахомов П. М. , Хижняк С. Д. , Овчинников М. М. Сб. “Физико-химия полимеров”, Тверь, 2008, Т. 14, С. 186-194. . Симонян Г.С. Реакция Михаэля в модельной двухфазной системе «нефть-вода». A particular case in conditions of limitlessness: Earth in the vast Universe Materials digest of the LXXIV International Research and Practice Conferenceand III stage of the Championship in Earth and Spacesciences, physics, mathematics and chemistry sciences(London, December 19- December 24, 2013) Publisher and producer International Academy of Science and Higher Education.2014, Р.60-62. . Адамян Р., Симонян Г. , Кочикян Т. Лабораторные работы по химии. Ереван-2011, С.164 (на армянском языке). . Аптуков В.Н., Митин В.Ю., Морозов И.А. Фрактальные и механические свойствакристаллов поваренной соли в нанодиапазоне.// Вестник Пермского университета. Сер. Механика. Математика. Информатика. 2014,вып.4(27),С. 16–21. . Маламатов А.Х. Теоретическое описание кристаллизации полиэтилена высокой плотности в рамках фрактального анализа. Современные наукоемкие технологии. 2005. № 11. С. 58-59. . В.Г. Яхно, А.Г. Санин, Т.А. Яхно, О.А. Санина, В.В. Казаков, Капли биологических жидкостей, высыхающие на твердой подложке: динамика морфологии, массы, температуры и механических свойств // Журнал технической физики, 2010, том 80, вып. 7 С. 21. . Ю. Ю. Тарасевич, Механизмы и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей // успехи физических наук, том 174. №7 С.780-782. . В.К. Балханов, Основы фрактальной геометрии и фрактального исчисленияСПб, 2014, С.106. . Д.И. Шахов, Фрактальный анализ костей, Научный альманах, Т. 1. М.: Поматур, 2005. С. 11–13. . Д.Г. Привезенцев, А.Л. Жизняков, Обзор фрактальных методов цифровой обработки изображений в металлографии. 2009, Муром. С. 13.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1.2.Процесс кристаллизации Известно, что в 1942 г. Л. Болен в качестве предмета своего исследования взял каплю высушенной капиллярной крови и исследовал на простом оптическом микроскопе в качестве скринингового теста для ранней диагностики желудочно-кишечных опухолей (тест Болена) [ ]. Кристаллизация капель раствора - неравновесный, сложный физико-химический процесс, повышенная заинтересованность к которому является следствием возможностей, которые открывают данный метод в области медицинской диагностики [ ]. Ученые, работающие в данной области находят все большее применение методам исследования кристаллов, получаемых при высыхании солей из капель биологических жидкостей (кровь, слюна, межклеточные жидкости и т. д.). Данные методы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими видами диагностики, а именно: экспрессность, низкая стоимость, способность обследовать большее количество пациентов за меньшее время. В большинстве случаев, для этих целей применяют метод клиновидной дегидратации- экспрессное высушивание капель раствора БЖ (высушивание занимает 1-4 часа) определенного объема, на предметном стекле [ ]. Способ клиновидной дегидратации биологических растворов является одним из прогрессивных методов современной диагностики, активно используемый в медицине в наши дни. Данный метод указывает на процесс перераспределения веществ в биологических жидкостях. Он позволяет диагностировать болезни на начальных, доклинических стадиях, и помогает установить факторы здоровья человека необходимые при диагностике [ ].