Селен - биологија
селен [zeˈleːn] е хемиски елемент со елемент симбол Se и атомски број 34. Во периодичниот систем е во 4-от период и 6-та главна група, па затоа е еден од халкогените. Доаѓа во неколку модификации, најстабилна е сивата форма како метал.
приказна
Селен (грчки σελήνη; Селена „месечина“) [8] бил откриен во 1817 година од Јонс Јакоб Берзелиус во тиња од оловна комора на фабрика за сулфурна киселина, која покрај селенот содржела и телелур (од лат. Кажи НИ „Земја“) содржани.
Појава
Природниот селен се јавува природно во мали количини. Минерали на селен како што се клаусталит и науманит се ретки.
Селенот, претежно во форма на метални селениди, ги придружува рудите што содржат сулфур од металите бакар, олово, цинк, злато и железо. Кога овие руди се печени, цврстиот селен диоксид се собира во летачката пепел или во низводно производство на сулфурна киселина како селена киселина.
Селенот може да се збогати во видови на трагаканти или во лук како Се-метилселеноцистеин. Најбогатиот познат извор на селен меѓу храната е бразилскиот орев. [9]
Како суштински микроелемент, селенот е дел од 21-та биогена аминокиселина, селеноцистеин, како и содржан во бактерии, археи и еукариоти.
Екстракција и презентација
Во индустријата, селенот се добива како нуспроизвод во производството на електролитски бакар и никел од анодната тиња со печење.
Редукцијата на елементарен селен се одвива преку сулфур диоксид.
Во лабораториска скала, селенот може да се синтетизира од конверзија на селена киселина и водород јодид. [10]
Органски селен
Во додатоците на храна и исхраната на животните (одобрен во исхраната на животните во ЕУ од мај 2005 година), веќе неколку години се користи органски извор на селен, кој се добива со размножување на одредени квасец за подготовка на Saccharomyces cerevisiae (Sel-Plex, Lalmin (TM)) на хранлив медиум богат со селен (меласа + Na-селенит). Квасеците синтетизираат високо ниво на селенометионин како аминокиселина и на тој начин се врзуваат до 2000 ppm селен на органски начин. Најголемата фабрика за производство на вакви природни квасеци од селен е изградена во 2004 година во Сао Педро во бразилската држава Парана.
карактеристики
Како и сулфур, селенот има неколку Измени пред: [11]
- Црвениот селен, растворлив во јаглерод дисулфид, се состои од околу 30% Se8 прстени и 70% Se8 + n, кој се претвора во сив полупроводнички метал над 80 ° C. Елементарен црвен селен е изолатор.
- Црн аморфен селен, кој се претвора во црн, стаклест селен над 60 ° С. Двете форми се претвораат во сива, полуметална модификација кога се загреваат над 80 ° C.
- Сивиот „метален“ селен е најстабилната модификација и се однесува како полуметал.
- Над точката на топење од 220 ° C формира црна течност. Пареата на селен произведена кога температурата понатаму се зголемува е жолта.
- Кога се депонира од фазата на пареа на поладна површина (малку под точката на топење), се депонира во форма на хексагонални, метално-сиви кристални игли.
Јазот на опсегот на селен е околу 1,74 eV (на границата помеѓу видливата светлина и инфрацрвената).
Ја менува својата електрична спроводливост кога е изложена на светлина. Покрај тоа, тој покажува фотоволтаичен ефект. Проводливоста не е предизвикана од електрони во спроводната лента, туку од спроводливост на дупки (види во Електрична спроводливост и електрони на дефекти), т.е. позитивно наелектризирани електронски дефекти, што меѓу другото го прави знакот на ефектот Хол негативен. Таканаречена „спроводливост на скокање“ [12] (на дупките од еден дефект на кристалот до следниот) се предлага како механизам за оваа спроводливост на дупката.
Кога се загрева во воздух, селенот гори со син пламен и формира селен диоксид, SeO2. Над 400 ° C реагира со водород и формира водород селенид, H2Se. Обично формира селениди со метали, на пример, натриум селенид, Na2Se.
Хемиското однесување е слично на сулфурот, но селенот потешко се оксидира. Реакцијата со азотна киселина формира „само“ селена киселина, соединение на селен (IV).
Изотопи
Селенот има мноштво изотопи. Од шест изотопи што се појавуваат природно, пет се стабилни. Пропорциите се распределуваат на следниов начин: 74 Се (0,9%), 76 Се (9,0%), 77 Се (7,6%), 78 Се (23,6%), 80 Се (49,7%) ) и 82 Се (9,2%).
82 Se, единствениот природно-присутен радиоактивен изотоп, има еден од најдолгите моментално познати полуживоти од околу 10-20 години. Покрај тоа, познати се уште 22 радиоактивни изотопи, од кои 75 Se со полуживот од 120 дена и 79 Se со полуживот од 327,000 години [13] [14] се од особено значење. 75 Se се користи за конструирање на специјални извори на гама зраци за неразрушувачко тестирање на пр. Апликација за заварување. [15] 75 Se се користи во нуклеарната медицина заедно со метионин како трагач за проценка на функцијата на панкреасот и со хомотаворохолна киселина (SeHCAT) за проценка на ресорпцијата на жолчните киселини. [16] 79 Se е компонента на потрошено нуклеарно гориво, каде што се произведува кога се распаѓа ураниум со фреквенција од 0,04%.
Најретките од стабилните изотопи 74 Se добија одредено значење како предмет на шпекулација. Повеќепати се нуди на пазарот по многу високи цени. Сепак, освен некои многу специјализирани истражувачки апликации каде што се користи за обележување, овој материјал не е познато дека има некоја посебна техничка употреба.
употреба
Селенот е неопходен за сите форми на живот. Соединенијата на селен се нудат како додаток на храна и се преработуваат во адитиви за добиточна храна и ѓубриво. Во индустријата за стакло се користи за обезбојување на зелените очила и за производство на очила со црвена боја. Други намени:
- Тапани за сликање за фотокопири и ласерски печатари
- Производство на полупроводници
- Додавање на латекс за зголемување на отпорноста на абење
- Тонер за црно-бели фотографии за зголемување на контрастот (светлосните тонови остануваат непроменети, може да постигнете потемни црни, темните делови се појавуваат повеќе тродимензионални во целина), да ја зголемите издржливоста (не е јасно докажано) и лесно да ги обоите компонентите на темната слика во модри патлиџани (исто така за да ја зголемите пластичноста )
- за производство на пигменти во црвена боја засновани на кадмиум селенид (поради содржината на кадмиум прилично ретка денес)
- Адитив на легури за да се подобри механичката обработка на челици и легури на бакар со слободно сечење
- Се користи во исправувачот на селен и селенската ќелија, денес, во голема мера, заменет со силикон (полупроводник).
- за кафеав алуминиум, месинг или слично (селен диоксид)
- со бакар и индиум дел од фотоактивниот слој на соларните ќелии CIGS
- во аналогни броила за фотографирање
- Шампони против првут за коса и превенција/терапија на питиријаза версиколор, кожна болест предизвикана од габа од квасец
- поддршка во ХИВ терапија (корисниот ефект врз вирусното оптоварување на ХИВ е контроверзен)
- Реакцијата со соединенијата на Григнард, R - Mg - Hal, доведува до органоселениумски соединенија, R-Se-Mg-Hal, од кои селенолите, R - Se - H може да се произведат со хидролиза
- Како цинк селенид, се користи за производство на оптички високо рефлектирачки површини, но во инфрацрвениот опсег е про transparentирен и се користи овде за производство на прозорци и леќи за фокусирање на пр. B. Користен CO2 ласер
- Поголеми количини на селен диоксид се трошат при електролиза на манган. Додавањето на селен диоксид ја намалува потрошувачката на енергија при електролиза. Се користат до 2 кг селен диоксид на тон манган. [17]
Биолошка важност
Селенот е неопходен микроелемент. Селенот се додава во добиточната храна за млечни говеда затоа што природната содржина на селен во добиточната храна е честопати недоволна за снабдување на добитокот. Германскиот закон за добиточна храна само ги споменува двата неоргански извори на селен натриум селенит и селенот како додатоци на добиточната храна за да се надополни снабдувањето со селен. Овие две соединенија се економски многу поволни, но во моментов се под критика поради нивната мала биорасположивост за организмот.
Сепак, селенот има високо токсичен ефект во повисоки концентрации, опсегот помеѓу концентрациите што предизвикуваат симптоми на недостаток и токсичните концентрации е многу мал. Понатаму, токсичноста на селен зависи од хемиската врска.
Селенот е содржан во селеноцистеин, аминокиселината во активниот центар на ензимот глутатион пероксидаза. Ова е причината зошто селенот може да игра важна улога во заштитата на клеточните мембрани од оксидативно уништување (радикален чистач). Селенот е исто така компонента на други ензими, чие значење делумно сè уште не е разјаснето.
Дискусија за селен
Постојат многу различни селенопротеини. Селенопротеините содржат селеноцистеин, исто така познат како 21-та аминокиселина. Селенопротеините се јавуваат само во оваа функција кај животински организми. Растенијата го градат селенот во своите аминокиселини наместо сулфур, во зависност од содржината на почвата, особено во метионин (Се-метионин) и, во помала мера, цистеин (Се-цистеин). Само таканаречените „растенија собирачи на селен“ (растенија акумулатори на селен, на пр. Рајски орев), кои се јавуваат во суви области богати со селен, исто така складираат селен како органски врзан, растворлив во вода, соли на селен или селен.
До денес, откриени се најмалку 25 селенопротеини во геномот на човекот [18]:
- В. Марктл: Физиологија и нутриционистичка физиологија на селен. Во: Journal für Mineralstoffwechsel бр. 8 (3), 2001 година, страници 34-36, PDF.
- П. Ф. Сураи: Природни антиоксиданти. Универзитетот Нотингем Прес, 2002 година, ISBN 1-897676-95-6.
Болести со недостаток на селен
Болести како резултат на недоволно снабдување со селен се јавуваат само во земји со екстремен дефицит на селен, како што се Северна Кореја и северо-источна Кина, како и неколку други земји. Во нашиот дел од светот, само предвремено родени бебиња, парентерално хранети пациенти и алкохоличари обично можат да развијат недостаток на селен.
Познати болести со недостаток на селен се:
- Кешанова болест (малолетничка кардиомиопатија), именувана по североисточниот кинески град Кешан, област Хеилонгјанг, Манџурија
- Кашино-Бек-ова болест кај луѓето (хранлива дегенерација на 'рскавицата на зглобовите), именувана по рускиот лекар Николај Иванович Кашин и Американката Мелинда А. Бек
- Епидемиска невропатија кај луѓето
- Болест на белиот мускул (хранлива миодегенерација (НМД), хранлива мускулна дистрофија, ензоотска миодистрофија, хранлива рабдомиолиза, хранлива рабдомиопатија, миопатско-диспнеичен синдром, ревматизам на теле, пилешко месо, риболов)
- Прекумерна употреба на миопатија кај добиток во преживување (паралитична миоглобинурија, вежба рабдомиолиза)
Селен како додаток во исхраната
Во критичката проценка на фармацевтските информации од јуни 2005 година [19] беше наведено дека студиите достапни до денес не можат да дадат индикации за каква било корист од дополнителна доза на селен на кој било начин. Се чини дека е можно позитивно влијание врз разни видови на рак, но од друга страна не е веројатно да се фаворизираат други видови на рак. Студијата „СЕЛЕКТ“ („Селениум и витамин Е. Ц.превенција од анацер Т.риал “) треба да обезбеди информации за ова и да бидат завршени во 2013 година. Сепак, ова беше прекинато во октомври 2008 година, бидејќи може да се докаже за време на студијата дека нема подобар заштитен ефект во споредба со плацебо и може да се исклучи придобивка. Во оваа студија, откриена е зголемена инциденца на карцином на простата со администрација на витамин Е и зголемен развој на дијабетес со администрација на селен, но ниту еден не бил статистички значаен. [20]
Студија од 2012 година, исто така, покажува позитивен ефект на селен само кога има недостаток на селен, инаку дијабетес мелитус е поверојатно да се развие [26]. Голема мета-студија од 2013 година не покажува заштитни придобивки од замена на селен во однос на кардиоваскуларните заболувања. Иако имаше зголемени случаи на дијабетес 2 во групата замена на селен, разликата не беше значајна. Но, алопеција и дерматитис се зголемија [27] .
Натриум селенит и тироидни хормони
Селенот игра важна улога во производството на тироидни хормони, поточно во „активирањето“ на тироксин (Т4) на тријодотиронин (Т3). [28] [29] [30]
Селенот е дел од ензимот наречен тироксин 5'-дејодаза, кој е одговорен за отстранување на јоден атом од Т4. Оваа деиодизација создава Т3. Недостаток на селен доведува до недостаток на тироксин 5'-дејодаза, што значи дека само дел од достапниот Т4 може да се деодиодизира. Бидејќи Т3 е многу поефикасен во метаболизмот, дефицит на Т3 резултира со недоволна тироидна жлезда (хипотироидизам). Дополнителен внес на препарати на селен (натриум селенит) во високи дози од 200-300 μg на ден е, по медицинско разјаснување, на пр. Индициран во тироидитис на Хашимото, ова исто така може да ја намали воспалителната активност. [31]
доказ
Квантитативното одредување на трагите (0,003%) на селенот може да се изврши електрохемиски со помош на поларографија. Во 0,1 моларен раствор на амониум хлорид, има чекор од 1,50 V (наспроти SCE). Во опсегот на ултра-трага, може да се користи атомска спектрометрија, при што 100 μg/l (ppb) може да се открие со употреба на пламен AAS, 0,5 со употреба на графитна печка AAS и 0,01 μg/l со употреба на хидрид технологија. [32]
безбедносни упатства
Соединенијата на селен и селен се отровни. Директен контакт ја оштетува кожата (плускавци) и мукозните мембрани. Инхалираниот селен може да доведе до долготрајни проблеми со белите дробови.
Труењето од прекумерна потрошувачка на селен е познато како селеноза. Внесот на селен повеќе од 3000 μg/ден може да доведе до цироза на црниот дроб, опаѓање на косата и срцева слабост. Вработените во индустријата за електроника, стакло и боја се смета дека се изложени на ризик. [33] Според други извори, симптоми на труење како гадење и повраќање, опаѓање на косата, промени на ноктите, периферна невропатија и исцрпеност се јавуваат од 400 микрограми на ден. [34]