Широко известны минеральные воды (МВ), лечебным началом которых являются биологически активные вещества (БАВ). К ним, прежде всего, относится всемирно известная МВ «Нафтуся» (Трускавецкое месторождение), терапевтическое воздействие которой обусловлено органическими веществами (ОВ). По мнению авторов, бальнеологическая активность вод типа «Нафтуся» определяется наличием в них гидрофильных БАВ [1—3], хотя эти месторождения отличаются химическим составом ОВ. Так, МВ «Нафтуся» имеет нефтяное происхождение, а БАВ Сатановского и Гусятинского месторождений (Украина) отличаются тем, что их органические составляющие угольного происхождения. Месторождения Сходницы (Украина) являются производными менилитовых сланцев, а Ундоровское месторождение (Ульяновская обл., Россия) характеризуется веществами гумусного происхождения.

Существуют различные гипотезы и предположения о химической природе и генезисе лечебного фактора воды «Нафтуся». Большинство исследователей считают, что действующее начало содержится не только в ее исходных ОВ, но также в продуктах их микробной трансформации [4]. Такое заключение основано главным образом на косвенных данных, так как до последнего времени еще не удалось выделить и идентифицировать какие-либо конкретные органические компоненты воды «Нафтуся», обладающие определенным физиологическим действием и объясняющие механизм лечебного эффекта.

В настоящей статье обсуждаются результаты хромато-масс-спектрометрического анализа органических компонентов МВ месторождения «Мунок», источника №17, расположенного в Казачинско-Ленском районе Иркутской области, и препарата, приготовленного из этой МВ.

Ранее авторами [5] запатентован одностадийный способ извлечения БАВ как целевого продукта. Препарат является водно-спиртовым раствором с содержанием БАВ в количествах не более 50—70 мг/дм³ с различной концентрацией по спирту. Подобный подход ранее не применялся в практической бальнеологии ни в России, ни за рубежом.

В настоящее время получены аналогичные бальнеологически активные препараты из известных в Иркутской области МВ «Нукутская» (аналог Мацесты), Ордайского, Мунокского месторождений, а также из термальных азотных, углекислых и метановых вод месторождений района Алма-Аты, Восточного Саяна, Фунвэйского грабена (КНР) и МВ Монголии.

Получаемые препараты в отличие от обычных бальнеологических препаратов характеризуются отсутствием соляной матрицы. Используемая методика приготовления препарата позволяет стабилизировать исходные органические компоненты и повысить срок хранения.

Анализ компонентного состава исходной МВ и препарата осложнялся низкой концентрацией ОВ в исследуемой МВ. Также существовала возможность понижения их содержания за счет деятельности бактерий. Поэтому для предотвращения расщепления ОВ бактериями 0,90 дм³ МВ, отобранной из источника, консервировали добавлением 0,10 дм³ этилового спирта в течение 0,5—1,0 ч после отбора. В водно-спиртовую смесь добавляли хлорид натрия (10—15%) и оксид кальция (5—10%), взбалтывали в течение суток. Добавляли 0,20 дм³ этилового спирта и отгоняли при нормальном давлении ртутного столба водно-спиртовой экстракт с содержанием спирта 18—20%.

Извлечение органических компонентов из исследуемых образцов проводили согласно [6], прокачивая анализируемый раствор через патрон фирмы «Supelco», заполненный обращенно-фазным сорбентом C₁₈ со скоростью 1 капля/с. Объем вводимой пробы составлял от 500 до 1000 мл. Проба МВ после отделения взвесей фильтрованием вводится в концентрирующий патрон с содержанием 5 об.% этанола для улучшения сорбционной способности обращенной фазы. Высушенный пропусканием газообразного гелия после проведения твердофазной экстракции патрон последовательно промывали 1,5 мл ацетонитрила, а затем 1,5 мл н-гексана, которые затем упаривали в токе газообразного гелия при комнатной температуре до объема 600—700 мкл. Для качественного сопоставления количеств ОВ в различных образцах в исследуемые пробы перед проведением твердофазной экстракции добавляли внутренний стандарт фенантрен 2·10^-5 г. Предварительно было показано его отсутствие в исходной МВ. Время проведения процесса от отбора пробы до получения масс-спектров 96 ч.

Качественное определение компонентного состава исходной МВ и препарата выполняли на хромато-масс-спектрометре Agilent 5973N-6890 фирмы «Agilent» (США). Колонка Ultra-2, 50 м, внутренний диаметр 0,32 мм, толщина фазы 0,52 мкм. Градиент температуры 50—300 °С, 10 °С/мин, далее изотерма при 300 °С 25 мин. Газ-носитель гелий, расход 1 мл/мин. Температура инжектора 290 °С, разветвление потока 1:1, объем пробы 2 мкл. Температура ионного источника 230 °С, температура квадруполя 150 °С. Диапазон сканирования 42—500 m/z, частота сканирования 10 с^-1. Хроматограмму записывали по полному ионному току. Идентификацию компонентов по масс-спектрам осуществляли с помощью программы поиска NIST V1.7 с прилагаемыми базами данных NIST/EPA/NIH на 150 000 соединений, распространяемыми Национальным институтом стандартов и технологий, США. Гомогенные пики на хроматограмме определяли программой Automated MassSpectral Deconvolution Identification System V.2. Вероятность идентификации соединений не менее 80%.

Мунокские источники представляют естественные очаги разгрузки подземных вод на правом берегу р. Киренги в 15 км выше деревни Тарасово. В геологическом отношении выходы МВ приурочены к крупному тектоническому нарушению в известняках нижнего кембрия.

Вода источников бесцветная, прозрачная, без вкуса и запаха, холодная. Источник №17 имеет температуру 3,1—3,2 °С, не подверженную сезонным колебаниям. Относительно низкие температуры свидетельствуют, что воды поднимаются с глубин, на которые сезонные изменения температур воздуха не влияют, кроме этого следует учитывать распространение на данной площади зоны многолетних мерзлых пород.

Величина окислительно-восстановительного потенциала по единичным измерениям 210—390 мВ, что свидетельствует о слабоокислительных условиях формирования вод.

В составе растворенных газов присутствует кислород и диоксид углерода. Концентрация кислорода практически постоянна и обусловлена контактом с воздухом. Содержание диоксида углерода существенно изменяется в течение года.

Сероводород в водах не обнаружен, что отличает их от МВ Трускавецкого месторождения, в которых сероводород содержится в количестве от 0,5 до 2,8 мг/л.

В анионном составе вод источника №17 второе место занимает хлор-ион, затем сульфат-ион. Среди катионов подчиненное значение имеет натрий, в единичных пробах он является преобладающим, на третьем месте магний.

Для большинства проб на фоне преобладающего катиона кальция количество натрия и магния практически одинаково. Количество калия в водах постоянно и не превышает десятых долей миллиграммов на литр. Сумма ионов в течение двух лет (источники №17, 19) находится в одних и тех же пределах.

Ранее нами был предложен ряд способов извлечения бальнеологически активных компонентов при контакте МВ с хлоридом натрия и оксидом кальция и магния. В качестве стабилизатора использовали этиловый спирт, а полученный раствор после окислительного гидролиза разделяли перегонкой на водно-спиртовой экстракт как целевой продукт и солевой раствор, который отбрасывали [5, 7, 8].

Разработанный ранее способ твердофазной экстракции бальнеологически активных компонентов [6] применен для выделения БАВ из МВ месторождения «Мунок», воды которого используются для лечения больных мочекаменной болезнью, и экстрактов МВ, полученных в результате перегонки спиртово-минеральноводных смесей.

Были изучены масс-спектры твердофазных экстрактов исходной воды и выделенного из нее препарата и идентифицированы компоненты смесей, определены их величины относительного удерживания и количество.

Необходимо отметить, что во всех пробах в заметных количествах присутствуют эфиры фталевой кислоты и алкилдитрет-бутилфенол, что свидетельствует о загрязнения проб на величину «химического шума» из-за использованной тары (пластиковые бутылки из полиэтилентерефталата) [9]. Для отделения загрязнителей концентрирующий патрон предварительно промывали 1,5 мл ацетонитрила.

Во всех гексановых смывах проб наблюдается присутствие «тяжелых» алифатических углеводородов от декана (С10H22) с температурой кипения 174,1 °C до докозана (C22H46) с температурой плавления 44 °C и температурой кипения 370 °C. Содержание БАВ в зависимости от времени отбора проб исходной МВ и в продуктах перегонки с паром варьируется от 27 до 40 мкг/дм³. Согласно полученным данным, до 30% во всех пробах составляют непредельные алифатические углеводороды. Во всех пробах также присутствует пик, соответствующий S₈.

Присутствие непредельных алифатических углеводородов оказалось неожиданным для обычных компонентов нефтей. Ранее считалось, что алкены либо не содержатся в нефтях, либо содержатся в незначительных количествах, не более 2%. Однако в конце 1980-х годов было показано, что в ряде нефтей Восточной Сибири, Татарии и других районов России [10] содержание алкенов может доходить до 15—20% от массы нефти. В небольших количествах они найдены и в канадской нефти. Из нее выделены относительно низкокипящие углеводороды от С₆Н₁₂ до С₁₃Н₂₆.

Полученные результаты позволяют предположить, что активность исходной МВ и продуктов, полученных в результате перегонки с паром, вероятно, определяются алифатическими углеводородами. Такие неполярные свойства алифатических углеводородов в отсутствие стабилизаторов эмульсий или растворителей, повышающих их растворимость, вероятно, объясняют потерю во времени бальнеологической активности МВ в результате их сорбции на поверхностях источника или используемой посуды. Доказательством этого служат полученные нами данные, когда МВ фиксировали 5% метилового спирта. В пробе присутствуют только около 10% более легких алифатических углеводородов от додекана до тетрадеканов в концентрации менее 3 мкг/дм³, вероятно, частично растворимые в более полярной среде.

Полученные данные хорошо согласуются с рекомендациями по применению в качестве бальнеологического препарата водно-битумной эмульсии на основе прикарпатской нефти [11]. Авторами показано, что рекомендуемые концентрации водно-углеводородных эмульсий имитата лечебной воды типа «Нафтуся», полученного на основе прикарпатской нефти с содержанием углеводородов 15 и 30 мг/л, не оказывают токсического действия на организм крыс.

Достоинством препарата является относительная простота изготовления и высокая активность при хранении в течение года. Кроме того, хранение и транспортировка препарата МВ в места потребления не требует строгого соблюдения каких-либо условий хранения.