Введение

pharmjournal

Разработка и регистрация лекарственных средств

Drug development & registration

2305-20662658-5049

LLC «CPHA»

10.33380/2305-2066-2022-11-1-99-105

pharmjournal-1167

Research Article

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

ANALYTICAL METHODS

Растровая электронная микроскопия в анализе видов рода Persicaria Mill

Scanning Electron Microscopy in the Analysis of Species of the Genus Persicaria Mill

https://orcid.org/0000-0002-1275-5000

Гудкова

А. А.

Gudkova

A. A.

Гудкова Алевтина Алексеевна

394018, Россия, г. Воронеж, Университетская площадь, д. 1

Alevtina A. Gudkova

1, Universitetskaja Square, Voronezh, 394018, Russia

al.f84@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-8291-9904

Чистякова

А. С.

Chistyakova

A. S.

394018, Россия, г. Воронеж, Университетская площадь, д. 1

1, Universitetskaja Square, Voronezh, 394018, Russia

https://orcid.org/0000-0002-5911-9474

Синецкая

Д. А.

Sinetskaya

D. A.

394018, Россия, г. Воронеж, Университетская площадь, д. 1

1, Universitetskaja Square, Voronezh, 394018, Russia

https://orcid.org/0000-0002-7811-8354

Сливкин

А. И.

Slivkin

A. I.

394018, Россия, г. Воронеж, Университетская площадь, д. 1

1, Universitetskaja Square, Voronezh, 394018, Russia

https://orcid.org/0000-0001-5827-5953

Болгов

А. С.

Bolgov

A. S.

394018, Россия, г. Воронеж, Университетская площадь, д. 1

1, Universitetskaja Square, Voronezh, 394018, Russia

https://orcid.org/0000-0002-3088-8296

Болгова

М. А.

Bolgova

M. A.

394030, Россия, г. Воронеж, ул. Карла Маркса, д. 69

69, Karla Marksa str., Voronezh, 394030, Russia

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ВГУ»)Voronezh State University

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 9 (МБОУ СОШ №9)Municipal budgetary general education institution secondary general school No. 9

2022

23022022

11199105

2022

Гудкова А.А., Чистякова А.С., Синецкая Д.А., Сливкин А.И., Болгов А.С., Болгова М.А.

Gudkova A.A., Chistyakova A.S., Sinetskaya D.A., Slivkin A.I., Bolgov A.S., Bolgova M.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1167

Введение

Введение. Растровая электронная микроскопия это современный и перспективный метод анализа, с помощью которого становится возможным описать идентификационные признаки растений, относящихся к одному роду и имеющих сходные морфологические признаки, а также провести микрорентгенструктурный анализ образца в выделенной области с высокой точностью. Метод используется для изучения морфологии поверхности и экспресс определения состава элементов в различных сферах однако, применение метода растровой электронной микроскопии для анализа растительного сырья в фармации ограничено.

Цель

Цель. Целью исследования являлось изучение видов рода Persicaria Mill. с помощью метода растровой электронной микроскопии.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для проведения исследования в качестве объектов выступали горец почечуйный (Persicaria maculosa S.F. Gray), горец перечный (Persicaria hydropiper (L.) Delarbre) и близкие к ним горец войлочный (Persicaria tomentósa (Schrank) E.P. Bicknell) и горец малый (Persicaria minor (Huds.) Opiz) соответственно, а также двух формах горца земноводного [водной (ВФ) и наземной (НФ) (Persicaria amphibia (L.) Delarbre, Persicaria amphibia var. terrestris (Leyss.) Munshi & Javeid)], заготовленные во время цветения в Воронежской области. Анализ проводили на электронном микроскопе JSM-6510LV (ЦКП ФГБОУ ВО «ВГУ»).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Исследованы морфолого – анатомические признаки листовых пластинок шести видов рода горец с помощью растровой электронной микроскопии и выявлены новые диагностические признаки. В результате микрорентгенструктурного анализа в объектах исследования установлено содержание некоторых элементов (калия, кальция и магния).

Заключение

Заключение. Впервые проведено исследование морфологии поверхности листовых пластин некоторых представителей рода Persicaria Mill. методом растровой электронной микроскопии. Проведено уточнение особенностей строения устьичного аппарата, трихом и выделительного аппарата на листьях исследуемых видов горцев. С помощью микрорентгенструктурного анализа установлено, что магний является одним из главных минеральных составляющих для листьев горца малого, калия – для листьев горца почечуйного, а кальция – для листьев горца перечного.

Introduction

Introduction. Scanning electron microscopy acts as a promising method of analysis, allowing to describe in detail the identification features of closely related plant species, as well as to conduct micro-roentgenstructural analysis of the sample in the selected area with high accuracy. The method is used to study the morphology of the surface and express determination of the composition of elements in various fields (physics, materials science, medicine, however, the use of the method of scanning/raster electron microscopy for the analysis of plant raw materials in pharmacy is limited.

Aim

Aim. The purpose of the study was to study species of the genus Persicaria Mill. using scanning electron microscopy.

Materials and methods

Materials and methods. The objects of study were the Persicaria maculosa S.F. Gray, Persicaria hydropiper (L.) Delarbre, Persicaria tomentósa (Schrank) E.P. Bicknell, Persicaria mínor (Huds.) Opiz, Persicaria amphibia (L.) Delarbre, Persicaria amphibia var. terrestris (Leyss.) Munshi & Javeid, harvested during flowering in the Voronezh region. The study of samples by scanning electron microscopy was carried out on an electron microscope JSM-6510LV (Center for Collective Use of Voronezh State University).

Results and discussion

Results and discussion. With the help of scanning electron microscopy, morphological and anatomical signs of leaf plates of six species of the genus Persicaria were investigated and new diagnostic signs were identified. As a result of micro-X-RAY analysis, the content of some elements (potassium, calcium and magnesium) was established in the objects of study.

Conclusion

Conclusion. For the first time to analyze the surface morphology of the leaf plate of species of the genus Persicaria Mill. the method of scanning electron microscopy is used. The features of the stomatal apparatus, trichomes and glands on the leaves of the studied species of Persicaria are clarified. With the help of micro-roentgenstructural analysis it was found, that a greater amount of magnesium is typical for the leaves of Persicaria mínor, calcium – for the leaves of Persicaria hydropiper, and potassium – for the leaves of Persicaria maculosa.

Persicaria Mill.растровая электронная микроскопияморфология поверхности листаидентификациямикрорентгенструктурный анализ

Persicaria Mill.scanning electron microscopyleaf surface morphologyidentificationmicroroentgenstructural analysis

References1

Агапов Б. Л. Куликова Т. В. Растровая электронная микроскопия. Воронеж: Издательский дом ВГУ; 2018. 28 с.

Agapov B. L., Kulilova T. V. Rastrovaya electronnaya microscopiya [Scannig electron microscopy]. Voronezh: Izdatelskiy dom VGU; 2018. 28 p. (In Russ.)

Гудкова А. А., Чистякова А. С., Сорокина А. А., Кузнецов А. Ю., Хромых Е. Г. Идентификация представителей рода Persicaria Mill. по морфологическим признакам. Фармация. 2019;68(1):10–19.

Gudkova A. A., Chistyakova A. S., Sorokina A. A., Kuznetsov A. U., Khromykh E. G. Identification of representatives of the genus Persicaria Mill. by morphological characteristics. Pharmaciya. 2019;68(1):10–19. (In Russ.)

Камалова Ю. Б. Разработка алгоритма распознавания изображений зерен пыльцы, полученных с помощью растрового электронного микроскопа, и статистический анализ их информативных параметров. Вестник ИжГТУ. 2014;62(2):115–117.

Kamalova U. B. Development of an algorithm for recognition of images of pollen grains obtained using a scanning electron microscope, and statistical analysis of their informative parameters. Vestnik IzhGTU. 2014;62(2):115–117. (In Russ.)

Dart P. J. Scanning Electron Microscopy of Plant Roots. Journal of Experimental Botany. 1976;70(22):163–168.

Kim S.-J., Kremer R. J. Scanning and transmission electron microscopy of root colonization of morningglory (Ipomoea spp.) seedlings by rhizobacteria. SYMBIOSIS. 2005;39(3):117–124.

Talbot М. J., White R. G. Methanol fixation of plant tissue for Scanning Electron Microscopy improves preservation of tissue morphology and dimensions. Talbot and White Plant Methods. 2013;36(9).

Sato T., Kwon O. Ch., Miyake H., Taniguchi T., Maeda E. Optical Microscopy and Scanning Electron Microscopy on the Surface of Rice Callus after Treatment with Cell Wall Degrading Enzymes. Plant Prod. Sci. 2001;4(2):145–150.

Филонов А., Яминский И. Обработка и анализ данных в сканирующей зондовой микроскопии: алгоритмы и методы. Наноиндустрия. 2007;2:32–34.

Philonov A., Yaminskiy I. Data processing and analysis in scanning probe microscopy: algorithms and methods. Nanoindustriya = Nanoindustry. 2007;2:32–34. (In Russ.)

Широкова А. Г., Пасечник Л. А., Борисов С. В., Яценко С. П. Электронная микроскопия для изучения микрокапсулированных объектов. Аналитика и контроль. 2010;14(2):95–99.

Shirokova A. G., Pasechnik L. A., Borisov S. V., Yacenko S. P. Electron microscopy for studying microencapsulated objects. Analitika i kontrol'. 2010;14(2):95–99. (In Russ.)

Бессуднова Н. О., Биленко Д. И., Вениг С. Б., Аткин В. С., Галушка В. В., Захаревич А. М. Экспериментальное исследование кристаллических образований, обнаруженных на поверхности дентина, методами растровой электронной микроскопии. Молекулярная медицина. 2012;5:1–7.

Bessudnova N. O., Bilenko. D. I., Venig S. B., Atkin V. S., Galushka V. V., Zaharevich A. M. Experimental study of crystalline formations found on the surface of dentin using scanning electron microscopy. Molekulyarnaya medicina = Molecular medicine. 2012;5:1–7. (In Russ.)

Сирота Е. А., Кранина Н. А., Васильева В. И., Малыхин М. Д., Селеменев В. Ф. Разработка и экспериментальная апробация программного комплекса для определения доли ионопроводящей поверхности гетерогенных мембран по данным растровой электронной микроскопии Вестник ВГУ, серия: Химия. Биология. Фармация. 2011;2:53–59.

Sirota E. A., Kranina N. A., Vasilieva V. I., Malykhin M. D., Selemenev V. F. Development and experimental testing of a software package for determining the fraction of the ion-conducting surface of heterogeneous membranes from the data of scanning electron microscopy. Vestnik VGU seriya: Khimiya. Biologiya. Pharmaciya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2011;2:53–59. (In Russ.)

Павлова Л. А., Щоголев А. И., Павлова Т. В., Нестеров А. В. Инновации в применении наноструктурных методов для изучения регенерации. Научные ведомости, серия: Медицина. Фармация. 2012;135(16):104–107.

Pavlova L. A., Schogolev A. I., Pavlova T. V., Nesterov A. V. Innovation in the Application of Nanostructured Methods to Study Regeneration. Nauchnie vedomosti, seriya: Medicina. Pharmaciya. 2012;135(16):104–107. (In Russ.)

Бондарев А. В., Жилякова Е. Т, Демина Н. Б., Новиков В. Ю. Исследование морфологии сорбционных веществ. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2019;(2):33–37. DOI: 10.33380/2305-2066-2019-8-2-33-37.

Bondarev A. V., Zhilyakova E. T., Demina N. B., Novikov V. U. Study of the morphology of sorption substances. Razrabotka i registraciya lekarstvennykh sredstv = Drug development & regisration. 2019;(2):33–37. (In Russ.) DOI: 10.33380/2305-2066-2019-8-2-33-37.

Смирнова М. В., Петров А. Ю., Емельянова И. В. Изучение особенностей тонкой структуры лекарственного средства Тизоль геля. Бутлеровские сообщения. 2012;31(7):52–54.

Smirnova M. V., Petrov A. U., Emelyanova I. V. Study of the features of the fine structure of the drug Tizol gel. Butlerovskie soobscheniya. 2012;31(7):52–54. (In Russ.)

Белаева Я. В. Особенности строения листовой пластинки видов рода Begonia L. (BEGONIACEAE C. AGARDH) в условиях интродукции. Young Scientist. 2016;35(8):131–135.

Belayeva Y. V. Features of the structure of the leaf blade of species of the genus Begonia L. (BEGONIACEAE C. AGARDH) under conditions of introduction. Young scientist. 2016; 35(8):131–135. (In Russ.)

Олонова М. В., Мезина Н. С., Хисориев Х. Х. Строение стеблевой эпидермы Poa relaxa Ovcz. (Роасеае) и возможность использования ее признаков в систематике. Систематические заметки по материалам Гербария им. П. Н. Крылова Томского государственного университета. 2013;108:29–36.

Olonova M. V., Mezina N. S., Hisoriyev H. H. The structure of the stem epidermis Poa relaxa Ovcz. (Roaceae) and the possibility of using its features in taxonomy. Sistematicheskie zametki po materialam Gerbariya im. P. N. Krylova Tomskogo gosudarstvennogo universiteta = Systematic notes on the materials of P. N. Krylov Herbarium of Tomsk State University. 2013;108:29–36. (In Russ.)

Зеер Г. М., Фоменко О. Ю., Ледяева О. Н. Применение сканирующей электронной микроскопии в решении актуальных проблем материаловедения. Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2009;4:287–293.

Zeer G. M., Phomenko O. U., Ledyaeva O. N. Application of scanning electron microscopy in solving urgent problems of materials science. Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2009;4:287–293. (In Russ.)

Поляков В. В., Неймарк А. И., Устинов Г. Г., Петрухно Е. В. Исследование элементного состава различных видов биоминеральных образований в организме человека. Известия Алтайского государственного университета. 2010;65(1–1)(65):151–157.

Polyakov V. V., Neymark A. I., Ustinov G. G., Petrukhno E. V. Study of the elemental composition of various types of biomineral formations in the human body. Izvestiya Altayskogo Gosudarstvennogo universiteta = Izvestiya of Altai State University. 2010;65(1–1)(65):151–157. (In Russ.)

Высочина Г. И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишные (Polygonaceae juss.). Сообщ. III. Род горец – Persicaria Mill. Turczaninowia. 2008;11:129–137.

Visochina G. I. Phenolic compounds in the taxonomy and phylogeny of the buckwheat family (Polygonaceae juss.). Сommunity III. Highlander genus – Persicaria Mill. Turczaninowia. 2008;11:129–137. (In Russ.)

Маевский П. Ф. Флора средней полосы европейской части России. 11-е испр. и доп. изд. М.: КМК; 2014. 635 с.

Mayevskiy P. F. Flora sredney polosy evropeyskoy chasti Rossii [Flora of the middle zone of the European part of Russia]. 11th rev. and add. ed. M.: KMK; 2014. 635 p. (In Russ.)

Государственная фармакопея Российской Федерации. В 4 томах. ХIV изд. М. Министерство здравоохранения Российской Федерации; 2018.

Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiyskoy Federatsii [State Pharmacopoeia of the Russian Federation]. In 4 volumes. 14th ed. Moscow: Ministerstvo zdravookhraneniya Rossiyskoy Federatsii; 2018. (In Russ.)

Abubakar M. A., Zulkifli R., Wan Nur Atiqah, Wan Hassan, Shariff A. H. M., Nik Ahmad Nizam Nik Malek, Zakaria Z., Ahmad F. B. Antibacterial properties of Persicaria minor (Huds.) ethanolic and aqueous-ethanolic leaf extracts. Journal of Applied Pharmaceutical Science. 2015;5(2):50–56. DOI: 10.7324/JAPS.2015.58.S8.

Borchardt J. R., Wyse D. L., Sheaffer C. C., Kauppi K. L., Fulcher R. G., Ehlke N. J., Biesboer D. D., Bey R. F. Antimicrobial activity of native and naturalized plants of Minnesota and Wisconsin. Journal of Medicinal Plants Research. 2008;2(5):98–110.

Ozbay H., Alim A. Antimicrobial activity of some water plants from the Northeastern Anatolian of Turkey. Molecule. 2009;14(1):321–328.

Ma C. J., Kiyong L., Jeong E. J., Kim S. H., Park J., Choi Y. H., Kim Y. C., Sung S. H. Persicarin from water dropwort (Oenanthe javanica) protects primary cultured rat cortical cells from glutamate-induced neurotoxicity. Phytotherapy Research. 2010;24(6):913–918. DOI: 10.1002/ptr.3065.

Гудкова А. А., Чистякова А. С., Сливкин А. И., Сорокина А. А. Сравнительное изучение минерального комплекса травы горца почечуйного (Polygonum persicaria L.) и горца войлочного (Persicaria tomentosa (Schrank) E.P. Bicknell). Микроэлементы в медицине. 2019;20(1):35–42. DOI: 10.19112/2413-6174-2019-20-1-35-42.

Gudkova A. A., Chistyakova A. S., Slivkin A. I., Sorokina A. A. Comparative study of the mineral complex of the grass of the knotweed (Polygonum persicaria L.) and the knotweed (Persicaria tomentosa (Schrank) E.P. Bicknell). Microelementy v medicine = Trace elements in medicine. 2019;20(1):35–42. (In Russ.) DOI: 10.19112/2413-6174-2019-20-1-35-42.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.