Растровая электронная микроскопия в анализе растительного сырья девичьего винограда (Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch.)

Введение. Виноград девичий пятилисточковый (виноград девичий, виноград виргийский, партеноциссус пятилисточковый, virgin grape, Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch.) на настоящий момент используется преимущественно для декоративных целей, но также начинает привлекать ученых разных стран в качестве перспективного источника таких важных соединений, как антоцианы, флавоноиды, органические кислоты, макро- и микроэлементы. Для внедрения растения в медицинскую практику одним из первых шагов является необходимость разработки нормативной документации, позволяющей проводить оценку качества и стандартизацию растительного сырья, и первым этапом данного процесса становится оценка характеристик подлинности объекта.

Цель. Установление морфологических особенностей листа и черешка винограда девичьего пятилисточкового (Parthenocíssus quinquefolia (L.) Planch.).

Материалы и методы. Объектом исследования были выбраны развитые листья винограда девичьего, заготовленные в Воронежской области летом 2022 года и высушенные в тени. Для проведения эксперимента использовали электронный микроскоп JSM-6510LV, анализ проводили после напыления на образец тонкой пленки золота.

Результаты и обсуждение. Впервые были выявлены главные морфологические особенности листовой пластинки винограда девичьего, установлены различия в морфологической картине верхней и нижней стороны листа, выявлены особенности строения поверхности черешка. С помощью микрорентгеноструктурного анализа выявлено, что в листьях и черешке винограда девичьего в большом количестве присутствуют кальций и калий. В наименьшем количестве из изученных элементов в объекте исследования содержится магний. Показано, что в листьях присутствует незначительное количество хлора, а в состав клеточного содержимого черешка входит небольшое количество натрия.

Заключение. Впервые проведено исследование морфологии поверхности листовой пластинки и черешка винограда девичьего пятилисточкового методом растровой электронной микроскопии. Выявлены и визуализированы основные диагностические особенности растительного сырья. Микрорентгеноструктурный анализ позволил установить состав элементов листовой пластинки и черешка винограда девичьего и выявить способность концентрирования кальция, калия, фосфора.

1. Маевский П. Ф. Флора Средней полосы европейской части. 10-е изд. М.: Товарищество научных изданий «КМК»; 2006. 600 с.

2. Губанов И. А., Киселева К. В., Новиков В. С., Тихомиров В. Н. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Том 2. Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные). М.: Товарищество научных изданий «КМК»; 2003. 547 с.

3. Дул В. Н., Чупарина Е. В., Даргаева Т. Д., Копытько Я. Ф., Сокольская Т. А. Виноград культурный – Vitis vinifera L. – новый источник макро- и микроэлементов. Вестник ВГУ, серия: география. Геоэкология. 2010;2:76–78.

4. Сокуренко М. С., Соловьева Н. Л., Бессонов В. В., Мазо В. К. Полифенольные соединения класса стильбеноидов: классификация, представители, содержание в растительном сырье, особенности структуры, использование в пищевой промышленности и фармации. Вопросы питания. 2019;88(1):17–25. DOI: 10.24411/0042-8833-2019-10002.

5. Довганюк А. И., Панова М. Б., Творогов А. В. Аллелопатические свойства представителей рода Vitis L. и Partenocissus Planch. в связи с использованием в озеленении. АгроЭкоИнфо. 2020;1(39):1–8.

6. Творогов А. В. Использование девичьего винограда пятилисточкового (Parthenocissus quinquefolia) в вертикальном озеленении в условиях города. Вестник ландшафтной архитектуры. 2018;16:65–68.

7. Zaheer-un-din K., Summiya F., Anjum P. Phytochemical properties and antioxidant activities of leaves and fruits extract of Parthenocíssus quinquefolia (L.) planch. Bangladesh Journal of Botany. 2018;47(1):33–38.

8. Faisal S., Perveen A., Khan Z., Sardar A. Phytochemical screening and antioxidant potential of Parthenocissus quinquefolia (L.) planch extracts of bark and stem. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences. 2018;31(5):1813–1816.

9. Ismail N. R., Kadhim E. J. Phytochemical Screening and Isolation of New Compounds. International Journal of Drug Delivery Technology. 2021;11(3):1033–1039. DOI: 10.25258/ijddt.11.3.66.

10. Deshmukh O. S. Preliminary phytochemical screening and antibacterial activity of Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch. International Journal of Life Sciences. 2017;A8:67–71.

11. Рустамов С. А., Муслимова И. М. Определение количества флавоноидов в плодах партеноциссуса пятилисточкового Parthenocissus quinquefolia. В сб.: Вестник Пермской государственной фармацевтической академии: Научно-практический журнал. Научно-практическая конференция с международным участием, посвященная 50-летию кафедры токсикологической химии. Пермь. 14–15 декабря 2022 года. Пермь: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 2022. С. 238–241.

12. Рустамов С. А., Муслимова И. М. Определение содержания макро- и микроэлементов в плодах партеноциссуса пятилисточкового Parthenocissus quinquefolia. В сб.: Вестник Пермской государственной фармацевтической академии: Научно-практический журнал. Научно-практическая конференция с международным участием, посвященная 50-летию кафедры токсикологической химии. Пермь. 14–15 декабря 2022 года. Пермь: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 2022. С. 235–238.

13. Ensikat H. J., Ditsche-Kuru P., Barthlott W. Scanning electron microscopy of plant surfaces: simple but sophisticated methods for preparation and examination. Microscopy: Science, Technology, Applications and Education. 2010;248–255.

14. Магкоев Т. Т., Силаев И. В., Тваури И. В., Радченко Т. И., Сапунова Н. В., Созаев З. Т. Физические основы растровой электронной микроскопии. Владикавказ: Северо-Осетинский государственный университет имени К. Л. Хетагурова; 2022. 187 с.

15. Новиков Ю. А. Современная растровая электронная микроскопия. 2. Тест-объекты для растровой электронной микроскопии. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2023;12:129–146. DOI: 10.31857/S102809602312018X.

16. Алексеев Р. З., Платонова В. А., Гольдерова А. С., Гоголева Т. Е., Трифонова Л. А. Оценка изменений эритроцитов с помощью атомно-силовой и растровой электронной микроскопии (смерть от переохлаждения). Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. Серия: Медицинские науки. 2019;2(15):8–17. DOI: 10.25587/SVFU.2019.2(15).31306.

17. Hofer C., Skakalova V., Haas J., Wang X., Braun K., Pennington R. S., Meyer J. C. Atom-by-atom chemical identification from scanning transmission electron microscopy images in presence of noise and residual aberrations. Ultramicroscopy. 2021;227(6199):113292. DOI: 10.1016/j.ultramic.2021.113292.

18. Ковалёва Н. А., Тринеева О. В. Применение растровой электронной микроскопии для изучения морфолого-анатомических признаков облепихи крушиновидной листьев. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023;12(2):79–86. DOI: 10.33380/2305-2066-2023-12-2-79-86.

19. Гудкова А. А., Чистякова А. С., Синецкая Д. А., Сливкин А. И., Болгов А. С., Болгова М. А. Растровая электронная микроскопия в анализе видов рода Persicaria Mill. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(1):99–105. DOI: 10.33380/2305-2066-2022-11-1-99-105.

20. Кутейникова Е. С., Гудкова А. А. Анатомическое изучение листа лианы девичьего винограда (Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch.). В сб.: Современные тенденции развития технологий здоровье сбережения: Сборник материалов IX Международная научная конференция молодых ученых. Москва. 16–17 декабря 2021 года. Москва: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»; 2021. 296–300 с. DOI: 10.52101/9785870191027_2021_296.