ББЗ - Биологиялық белсенді заттар
Қазақстан Республикасы
Ғылым және жоғары білім министрлігі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды университеті
Г. Ғ. Елесханова
Магниттік тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың синтезі
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
6В07201 - Фармацевтикалық өндіріс технологиясы
бағдарламасы бойынша
Қарағанды қ.
2024
Қазақстан Республикасы
Ғылым және жоғары білім Министрлігі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды университеті
Қорғауға жіберілді
Органикалық химия және полимерлер
кафедрасының меңгерушісі
х.ғ.к., проф. ____________ Т.С. Жумагалиева
6В07201 - Фармацевтикалық өндіріс технологиясы бағдарламасы бойынша
Магниттік тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың синтезі тақырыбындағы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Ізденетін дәреже: Бакалавр
Орындаған: Г. Ғ. Елесханова
Ғылыми жетекші А. Х. Жакина
х.ғ.д., профессор
Қарағанды қ.
2024
Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды университеті
Химия факультеті
6В07201Фармацевтикалық өндіріс технологиясы білім беру бағдарламасы
Органикалық химия және полимерлер кафедрасы
БЕКІТЕМІН
органикалық химия және полимерлер
кафедрасының меңгерушісі
х.ғ.к., проф._________Т.С. Жумагалиева
__________________________
21 қыркүйек 2023ж.
Дипломдық жұмысты орындауға
ТАПСЫРМА
Студент: Елесханова Гүлсезім Ғалымжанқызы
(аты, жөні)
4 курсы, тобы ТФП-412к, күндізгі оқу түрі
1.Дипломдық жұмыстың (жобаның) тақырыбы Магнитті тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың синтезі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университеті КЕАҚ басқарма төрағасы - ректорының 11желтоқсан 2023ж. №1594 бұйрығымен бекітілді 2.
2. Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі 4 мамыр 2024ж.
3. Жұмысқа керекті бастапқы деректер (заңдар, әдеби көздер, зертханалық-өндірістік мәліметтер)
4. Дипломдық жұмысты (проектіні) жасауға арналған сұрақтар тізімі:
1) Биолгиялық белсенді қосылыстар дегеніміз не?
2) Магнитті тасымалдағыштардың медицинадағы рөлі қандай?
3) Магнетитальбумин негізіндегі наногибридті материалдар алу.
5.Графикалық материалдар тізімі (сызбалар, кестелер, диаграммалар және басқалар). Кестелер, сызбанұсқа, реакциялар, суреттер
6. Негізгі ұсынылған әдебиеттер:
1) Коваленко Л. В. Биохимические основы химии биологичеси активных веществ: учебное пособие Лаборатория ЗНАНИИ. -2017. - 229с.
2) Биогенный магнетит и магниторецепция Мир. -1989. - 578с.
3) Композиционные материалы: учебное пособие для вузов Д. А. Иванов, А. И. Ситников, С. Д. Шляпин; под редакцией А. А. Ильина. - Москва: Издательство Юрайт, 2024. - 253 с.
7. Дипломдық жұмысты (жобаны) орындау кестесі
№
Жұмыс кезеңдері
Орындау мерзімі
Ескерту
1
Материалдарды жинау
Қыркүйек, 2023
2
Бітіру жұмысының құрылы-мын әзірлеу
Қазан-Қараша, 2023
3
Бітіру жұмысының кіріспесін дайындау
Желтоқсан, 2023
4
Жұмыстың бөлімдерін дайын-дау
Қаңтар-Ақпан, 2024
5
Жұмыстың қорытындысын дайындау
Сәуір, 2024
6
Ғылыми жетекшілердің кон-сультациялары
Сәуір, 2024
7
Бітіру жұмысын антиплагиат-қа тексеруге және нормаль-дық бақылауға ұсыну
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттаудан бір жарым ай бұрын
8
Бітіру жұмысын алдын - ала қорғауға ұсыну
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттаудан бір ай бұрын
9
Бітіру жұмысынын рецензиялауға ұсыну
Мамыр, 2024
Алдын-ала қорғаудан кейінгі бірінші апта ішінде
10
Бітіру жұмысының соңғы нұсқасын жетекшінің пікірімен және рецензиямен қоса ұсыну
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттау басталғанға дейін үш күн бұрын
11
Қорғауға баяндама дайындау
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттау басталғанға дейін үш күн бұрын
12
Бітіру жұмысын қорғау
Маусым, 2024
Кесте бойынша
Тапсырма берілген күн 21 қыркүйек 2023ж.
Ғылыми жетекшісі:
х.ғ.к., қауым., профессор _______ А. Х. Жакина
Тапсырманы студент: ________ Г.Ғ. Елесханова қабылдады:
Мазмұны
Бет
Белгілеулер мен қысқартулар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7
1
Биологиялық белсенді заттарды әзірлеу аумағындағы қазіргі тенденциялары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
9
1.1
Биологиялық белсенді заттардың алынуы, қасиеттері мен медицинада қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
9
1.2
Магнитті нанобөлшектер: синтездеу әдістері, қолданылу аумағы мен қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
17
1.3
Магнитті тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың медицина қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
24
2
Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
30
2.1
Қажетті материалдар мен құрал-жабдықтар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
2.2
Магнитті сұйықтықты синтездеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
30
2.3
Магнитті сұйықтықты тұрақтандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
2.4
Адам сарысуының альбуминіFe3O4 сипаттамаларын зерттеу ... ...
30
3
Нәтижелер және оларды талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
31
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
37
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
38
Белгілеулер мен қысқартулар
ББЗ - Биологиялық белсенді заттар
МРБ - Магниттік-резонанстық бейнелеу
ВНН - Вирусқа негізделген нанобөлшектер
ПЭГ - Полиэтиленгликоль
АСА - Адам сарысуының альбумині
мг - миллиграмм
г - грамм
нм - нанометр
а.ү.т - анализ үшін таза
Кіріспе
Зерттеу жұмысының өзектілігі. Қазіргі фармакологияның дамып келе жатқан бағыттарының бірі дәрілік заттарды мақсатты жеткізу. Медицинаның дамығанына қарамастан кейбір ауруларды емдеуде көптеген дәрілік заттар сау ағзаларға зиянын тигізіп жатады. Дәрілік заттарды тасымалдауыштарға иммобилизациялау олардың биожетімділігін жоғарылатып, әртүрлі кедергілерден өтуін қамтамасыз етеді. Соңғы жылдары магнитті тасымалдауыштар ағзамен биоүйлесімді болуына орай, уыттылығы төмен және арзан бағасына байланысты үлкен сұрнаыс тудыру үстінде. Магнитті бөлшектердің артықшылығы ретінде олардың магнитті резонансты томографияда (МРТ) қолданылу мүмкіндігі. Магнитті тасымалдауыштарға иммобилизацияланған дәрілік заттар адам ағзасына енгізілен кезде, оларды зақымдалған ортаға магнит өрісі арқылы жеткізуге болады. Наноөлшемді биополимерлер уыттылығы төмен және қан плазмасының ақуызының құрамдас бөлігі болуына орай биоыдырауға бейім болып келеді.
Альбумин - қан плазмасындағы ақуыздардың 60 %-ын құрайтын ақуыз. Альбумин негізінен адам ағзасында бауырда синтезделініп отырады. Оның негізгі қызметі қан сарысуындағы онотикалық қысымды қалыпты ұстау, әртүрлі биологиялық белсенді заттарды тасымалдау жатады. Альбуминдер холестерин, билирубин, кальций және басқа да дәрілік заттарды байланыстырып тұрушы қызметін атқарады. Адам ағзасына альбумин ет, жұмыртқа тағамдары арқылы еніп отырады. Алайда, кейбір жағдайларда адам өздігінен тамақ жей алмай, асқазан-ішек жолдары аурулары бар науқастар таақты дұрыс қорыта алмаған жағдайда, адам ағзасында альбумин мөлшерінің төмендеуі байқалады. Альбумин адам ағзасында төмендеген уақытта бауыр, бүйрек ауруларына алып келеді. Альбуминнің мөлшерін арттыру мақсатында оны дәрілік зат түрінде енгізіп отыру қажеттілігі туындайды.
Ақуыз молекуласындағы нанобөлшектердің ықтимал байланысу орындарын анықтау олардың уыттылығын зерттеуде, функционалды және қауіпсіз нанобиогибридті материалдарды әзірлеуде және енгізуде маңызды міндет болып табылады. Биологиялық жүйелерге енетін бөлшектердің бетіндегі адсорбцияланған ақуыздар қабаты наноматериалдың өзінің биотаңбасын сақтайды және оның ағзадан сіңірілуіне, таралуына және шығарылуына әсер етеді.
Зерттеу жұмысымыздың мақсаты: магнитті тасымалдаушылар бетіне биологиялық белсенді затты синтездеп алу. Осы жұмыстың мақсатына орай келесідей міндеттер қойылды:
Магнетит нанобөлшектерін синтездеу және тұрақтандырғыштардың әсерін зерттеу.
Альбумин Fe3O4 жүйесін синтездеп алу.
Синтезделініп алынған кешеннің балқу үдерісін зерттеу.
Алынған мәліметтер негізінде келесі қорытындылар жасауға болады:
Тұрақтандырғыштың қатысуымен екі және үш валентті темір тұздарының қоспасын химиялық тұндыру арқылы магниттік сұйықтық алынды.
Магниті нанобөлшек бетін тұрақтандыру үшін олеин және полиэтиленгликоль таңдалынып алынды. Олардың тұрақтандырғыш қабілеті айтарлықтай жоғары болған (ассосация константасы Касс = 105 моль−1-ден төмен емес).
Fe3O4 нанобөлшектерінің АСА-мен әрекеттесу процесінде балқу термограммаларында көрінетін ақуыз молекуласының конформациясы өзгереді. Олеин қышқылы мен ПЭГ функционалдандырылған Fe3O4 магнетит нанобөлшектерінің АCA-мен байланысуының негізгі аймағы екінші IIA доменінде орналасқан және альбумин молекуласының бірінші (site I) дәрілік байланыс орталығына сәйкес келеді.
Fe3O4 нанобөлшектерінің альбуминмен әрекеттесуі кезінде пайда болатын байқалған конформациялық ауысулар қатерлі ісіктердің векторлық нанотерапиясына арналған ферромагниттік сұйықтықтарды жасау кезінде маңызды ақпарат болып табылады. Қорытындылай келе, альбуминмагнетит негізінлегі тасымалдауыштар болашақта ісік жасушаларымен зақымдалған аумақты емдеудегі перспективті құрал екендігін атап өткіміз келеді.
Дипломдық жұмыс 41 беттен, 37 қолданылған әдебиеттен, 11 суреттен, 1 кестеден тұрады.
1 Биологиялық белсенді заттарды әзірлеу аумағындағы қазіргі тенденциялары
Биологиялық белсенді заттардың алынуы, қасиеттері мен медицинада қолданылуы
Биологиялық белсенді заттар (ББЗ) - тірі ағзалардың белгілі бір тобына немесе олардың жасушаларына қатерлі ісіктерді төмен концентрацияда жоғары физиологиялық белсенділікке ие бола отырып, ісіктердің өсуін тежеп немесе олардың дамуын толықтай басатын, ағзалардың тіршілік әрекетін қолдауға қажетті химиялық заттар. Химиялық заттың биологиялық белсенділігінің бірлігі осы заттың қоректік орта бірлігінде стандартты штамптың арнайы жасушаларды белгілі мөлшерін дамуын тежеуші немесе өсуін басу қабілеті осы заттың ең төмен мөлшері ретінде қабылданады. Қазіргі уақытта биологиялық белсенді заттардың кең спектрі белгілі, олардың алынуы табиғи тірі ағзалардан және түрлі химиялық айналулар көмегімен немесе табиғи ББЗ химиялық айналулар көмегімен жаңғыртуға болады .
Табиғи ББЗ тірі ағзалардың тіршілік әрекеті үдерісінде түзіледі. Олар заттардың алмасу үдерісінде түзіліп, сыртқы ортаға шығарылуы немесе тірі ағзалардың ішінде жиналуы мүмкін. ББЗ-дың синтезінің эффективтілігі тірі ағзалардың физиологиялық ерекшеліктері мен экологиялық факторларына тәуелді.
Табиғи экзогенді ББЗ-ға келесілер жатады: колиндер - жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің тамыр жүйесі арқылы бөлінетін төменгі сатыдағы өсімдіктерге қысым түсіретін органикалық қосылыстар. Фитонцидтер жоғары сатыдағы өсімдіктерден атмосфералық ауаға бөлінетін, патогенді микроағзалардың өлуін тудыратын ұшқыш органикалық қосылыстар. Антибиотиктер микроағзалардың жасуша ішінде жинақталатын немесе қоршаған ортаға шығарылатын органикалық қосылыстар, алмасу үдерісіндегі тірішілік әрекетінің өнімдері, патогенді микроағзалардың өлімін тудырушылар. Маразминдер төменгі сатылы өсімдіктердің қысымын тудыратын микроағзалардан бөлінетін органикалық зат. Тірі ағзалардың біреуінің басқасы есебінен ББЗ-дың түзілуі аллелопатия деп аталады. Биологиялық белсенді заттардың келесі тобы микотоксиндер. Олар саңырауқұлақтардан зат алмасу үдерісінде шығарылатын, жоғары сатыдағы өсімдіктердің бірге дамуы кезінде бөлінеді және соңғы аталған өсімдіктердің ауруын тудырады. Микотоксиндердің қауіптілігі олардың сақтауда, термиялық өңдеудегі тұрақтылығы, ағзалардың органдары мен тіндерінде тез таралу қабілетіне ие, ақуыз синтезінің, жүрек-қан тамырлары жүйесін зақымдау, жілік майы тіні, лимфа жүйелерінің ингибирлеуін шақырады. Хош иісті заттар жағымды иіске ие органикалық заттар. Табиғи хош иісті заттар өсімдік гүлдерінен бөлініп алынған эфир майларынан тұратын әртүрлі заттардың күрделі қоспасы ретінде сипатталады.
Эндогенді ББЗ-ға ақуыздар, майлар, көмірсутектер, аминқышқылдар, витаминдер, ферменттер, гормондар, бояғыштар, дәрілік заттар жатады. Олардың сипаттамаларына жеке тоқталсақ.
Ақуыздар - аминқышқылдардың қалдықтарынан тұрғызылған молеулалардан тұратын табиғи полимерлер. Құрылымына қарай қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Протеиндер қарапайым ақуыздарға жатады, құрамына альбуминдер, глобулиндер, глютеминдер кіріді. Протеидтер құрамында ақуызды молеуклалардан бөлек, ақуызды емес молекулалары бар күрделі ақуыздар. Оларға нуклеопротеидтер, липопротеидтер, фосфолипидтер жатады. Ақуыздар жасуша тіршілігінде маңызды рөл атқарады. Олар жасушалардың , ағза тіндерінің түзілуіне, биомембрананың негізін құраушы, сонымен қатар тіір ағзалардың маңызды функцияларын сақтау үшін керек. ақуыздардың құрамына 20 аминқышқылдары мен екі амид кіреді.
Витаминдер - жоғары биологиялық белсенділікке ие және биореттеуіштердің рөлін атқарушы төмен молекулалы органикалық заттар. Барлық дерлік витаминдер гидроксильді топ немесе карбонильді топтарға ие. Оларды майда еритін және суда еритін болып бөлінеді.
Липидтер мембрана жасушаларының құрылуына қатысатын күрделі органикалық қосылыстардың күрделі қоспасы.
Ферменттер немесе энзимдер жасушалардағы зат алмасуды тездететін ақуызды биокатализаторлар. Молекулалық массалары 15000-нан 100000 мәндері аралығында.
Көмірсутектер фотосинтез үдерісінде күн сәулесі әсерінен көмірқышқыл газы мен су, минералды тұздардың әрекеттесуінен түзіледі. Химиялық құрылымына орай моносахаридтер мен полисахаридтер болып бөлінеді. Табиғи жағдайда моносахаридтер ферменттер қатысында көмірқышқыл газы, су немесе спиртке дейін ыдырайды. Бұл үдерістер кезінде көп мөлшерле жылу бөлінеді. Сүтті-қышқылды ашыту кезінде көмірсутектер сүт қышқылына дейін ыдырайды. Көмірсутектер пластикалық, қорғағыш функцияларын атқарады. Полисахаридтер (крахмал, өзек, пектинді заттар) балластты заттарға жататын, ағзадан улы өнімдерді шығару үдерісін жылдамдататын заттар.
Дәрілік заттар - эндо немесе экзогенді табиғатына ие биологиялық белсенді заттар қатарына жатады. Бұл заттар белгілі бір мөлшерде бактериалды, антисептикалық, дезинфекциялау, ауруды басу, тыныштандырғыш және басқа да қасиеттерге ие болады. Дәрілік заттардың дозасын дұрыс қолдану, нұсқаулығын мұқият оқу міндетті. Дозасын арттырып жіберген кезде улану немесе өлімге алып келуі мүмкін [1].
Биологиялық белсенді қосылыстардың ішінде ферменттер адам өмірінде биологиялық катализаторлар ретінде қолданылып отырды. Ферменттерді негізгі жеткізуші рөлін ұзақ уақыт бойы саңырауқұлақтар атқарды. Қазіргі таңда бактерия ферменттері үлкен сұранысқа ие. Микробты ферменттер клиникалық зерттеулер жүргізу кезінде терапевті зат ретінде қолданылады. Сонымен қатар, мал азығының эффективтілігін жақсарту үшін қолданылады. Себебі, мал азығы құрамында қорытылуы қиын лигнин, клетчатка мен гемицеллюлоза болады. Сандар жүзінде мысал келтіретін болсақ: клечатка 40-65%, ақуыздар 60-80%, майлар 60-70%, крахмал мен полифруктозидтер 70-80%-ы қорытылады. Одан бөлек сүтті-қышқылды ашыту үдерісінде ферментті қосылыстар қолданылады. протеиназ қосылысы қабыну мен күйік шалу үдерістерінде, тромбофлебиттерді емдеуде қолданылады. Қатерлі ісіктерді терапиялық емдеуде лейкоз жасушаларына керекті L-аспаргиназ қолданылады. Ол сатылай L-аспаргинге айналып, одан ісіктің өсуін баяулататын L-аспаргин қышқылы түзіледі. Микробты ферменттер ауыл шарауашылығында жануарлар мен құстардың ауруларын емдеуе кеңінен қолданылады.
Бактериалды биологиялық белсенді заттар негізінде қазіргі таңда Германияда метаболитикалық пробиотик Хилак форте түрінде, сонымен қатар, мәдени сұйық лактобактериялардан алынған Микростим атауына ие пробиотикалық дәрілік затта шығарылымда бар [2].
Енді осы аталған белсенді заттардың өсімдіктен алыну жолдарына тоқталатын болсақ. [3] жұмыста бақбақ өсімдігі құрамындағы биологиялық белсенді заттарға шолу жасалған. Зерттеуге алынған бақбақ өсімдігі емдік бақбақ гүл (Tarahacum officinale Wigg.). Мақаладағы мәліметтерге сәйкес өсімдіктің химиялық құрамын әртүрлі: тамыр мен жерасты бөлігінде көмірсутектер, флавоноидтар, фенол қышқылдары, терпенді қосылыстар, макро-, имкроэлементтер, витаминдер бары анықталған. Көмірсутектердің ішінде инулиннің мөлшері 39,8% мәнімен көш бастап тұр. Инулин диабетиктерде қандағы глюкоза мен холестерин мөлшерін төмендетуде, липидтердің алмасуын жақсартуда, ағзадан токсиндерді, радионуклидтер мен тұздарды шығаруда, онкологиялық аурулардың алдын-алуда қолданылады. қышқылды гидролиздеу кезінде фруктоза, дифруктозоангидридтер, глюкоза мен инулибиоз дисахаридтері түзіледі. Фенолды қосылыстардың ішінде флавоноидтар адам ағзасына капиллярды нығайту, қабынуға және ісікке қарсы әсер ету қызметін атқарады. Сонымен қатар, антисклеротикалық қасиет көрсететін дәрілерде осы бақбақтан бөлініп алынады. Яғни, ағзадан холестеринді шығарып, қанды майда еритін шлактардан тазалайды. Бұл қасиеттерге стериндер жауап береді. Бақбақ құрамында липидті қосылыстардан бөлек май қышқылдары, бос май қышқылдары, амин және оксиқышқылдарыда бар екендігі анықталған. Жерасты бөлігі мен тамыр құрамында май қышқылдарынан бөлек алма, шарап, аскорбин, лимон қышқылы секілді қышқылдарда анықталған. Аскорбин қышықылының мөлшері 34,8 мг мәнді құраған. Атомды адсорбционды спектрометрия әдісі арқылы тамырда Mg, Zn, Fe, ал жерүсті бөлігінде Mg, Fe, Na, K, P элементтері бары анықталған. Mg, K элементтері өсімдіктің бүкіл бөлігінде кездессе, Ca, Fe, Zn, Mn элементтері жапырақтарында жинақталады. Витаминдерден A, В1, B2, B4, C витаминдері бар.
Енді, микроағзалардан бөлініп алынатын биологиялық белсенді заттарға тоқталатын болсақ [4]. Қарастырып отырған жұмысымызда Bacillus пен Lactobacillus микроағзалары зерттеуге алынған. Алдымен Baсillus subtilis микроағзалары құрамы жайлы тоқталатын болсақ. Аталған бактерия түрі басқа да бацилл түрлерімен салыстырғанда жоғары биохимиялық белсенділікке ие екені және антибиотктер мен антимикробты заттардың кең спектріне ие екені хабарланған. Құрамында антибиотиктер, аминқышқылдары, ферменттер мен полисахаридтер бары анықталған. Bacillus тұқымдастарының әртүрлі бактериялары антибиотиктерді 4 негізгі санаттарға бөледі:
Циклді олигопептидтер;
Сызықты олигопептидтер;
Негізгі пептидтер;
Амингликозидті антибиотиктер болып бөлінеді.
Алынған мәліметтерге орай, микроағзалардың бактериалды жасушалары өзінің биомассасының жиналу мен ұрық түзілу үдерісінде антибиотиктердің айтарлық жоғары мөлшерін синтездеуге қабілетті екендігі хабарланған. Бөлініп алынған антибиотиктер негізінде өндірістік масштабта дәрілік заттар түрінде шығарылады. Тоқталып өтер болсақ, Биоспорин, Бацилакт, Дентозар, Фемибит дәрілік заттары. Жұмыс авторлары аталған микроағзалардың жоғары бактериястатикалық, бактерицидті, метаболиттердің иммунобиологиялық активтілігіне ерекше мән бере отырып, осы ағзалар негізіндегі прибиотиктердің жаңа буынын жасауда қолдануды ұсынып отыр. Аталған жұмыстағы екінші Lactobacillus микроағзалар тобыда пробиотикалық қасиеттері бактериоциндер, лизацимдер мен сүт қышқылы, сутек пероксиді және көмірқышқыл газдары синтезімен байланыстырылады. Сонымен қатар плантарицин, лактоцин, казенцин және т.б. антимикробты қасиетке ие бактериоциндер қатары бөлініп алынған.
Биологиялық белсенді заттарды алудың тағы шикізат көзі ретінде қызылша сірнесін қарастырсақ [5]. Қант қызылшасы өндірісінде жанама өнім ретінде - қызылша сірнесі алынады. Сірне түзуші коэфиценттердің көп мөлшерін калий және натрий тұздары, әсіресе карбонаттары құрайды. Қант қызылшасының 45-50 млн тонна өніміне 3-3,5 млн тонна меласса түзіледі. Сірне құрамындағы сахарозаның аздаған мөлшері, сонымен қатар, макро- және микроэлементтердің болуы, оны микробиологиялық өндірісте ашытқылар мен лимон қышқылын өндіруде қолданылады. тағы да бір қолдану аясына ірі қара малдың азығында атап өтуге болады. Оны мал азығына таза күйінде қосады және комбиазықтарды байланыстырушы агент ретінде әрекет етеді. Зерттеуге микроағзалардың 5 штампы таңжалынып алынды: Blakeslea trispora F-3758 (1) мен F-3759 (2) штамптары, Bacillus subtilis B-501 (3) штампы, Debaryomyces hansenii Y-2482 (4) штампы мен Guehomyces pullulans Y-2305 (5) штампы. Сірне ерітіндісіндегі құрғақ заттардың мөлшері, ортаның бастапқы рН мәнінің биологиялық белсенді заттардың өмір сүруіне әсері зерттелді. 1 және 2 нөмірлі микроағзалар сірне ерітіндісінде β-каротинді синтездей алмайтындығы анықталған. Ал, 3 микроағза бастапқы рН мәні 7,0 мен 8,5 және құрғақ заттың мөлшері 20 % болғанда жоғары өмір сүру қабілетіне ие және В2 витаминін 1,42-1,93 мгг мөлшерде синтездейді. Одан бөлек, 4 микроағза орта pH-ы 7,0 болғанда 1,790 (ммоль100 мл)г мөлшерінде органикалық қышқылдарды синтездесе, рН мәні 8,5 болғанда өнімдердің бірқатар бөлігі бейтараптанады. Зерттеу барысында 4-ші микроағзалардың тек органикалық қышқылдар ғана емес, сонымен қатар окситоптардыңда барын анықтаған. Ең соңғы 5-ші микроағзалардан 0,2 (ммоль100 мл)г мөлшерінде органикалық қышқылдар бөлініп алынған. қоыртындылай келе 3-ші және 4-ші микроағзалар қызылша сірнесінен биологиялық белсенді заттарды бөліп алуда перспективті штамптар болып таыблатындығын хабарлаған.
Енді Қазақстандық ғалымдар тобы синтездеп алынған биологиялық белсенді зат α-пинен жұмысын талқыласақ [6]. Зерттеуге тминнің үш түрі алынған: қара, үнді, зеравшан. Жұмыста биологиялық белсенді заттарды синтездеудің оңтайлы жағдайлары қарастырылған. Синтезделініп алынған ББЗ-қа газды хроматография әдісімен сараптама жасалынып, 200 бар қысымда мөлшері жоғары концентрат алуға болатындығы анықталған. Сәйкесінше үш шикізаттан бөлініп алынған α-пинен мөлшері келесідей: 10,62 %, 3,26 %, 12,37 %. Сонымен қатар, кәдімгі жантақ құрамындағы биологиялық белсенді заттардың мөлшері анықталған [7]. Зерттеуге алынған жантақтар Қазақстанның оңтүстік бөлігінен алынған: Шымкент қаласы, Қызылорда облысы және Жамбыл облысы. Жантақ құрамындағы биологиялық белсенді заттарды екі жолмен бөліп қарастырамыз. Жерүсті бөлігі органикалық қышқылдар, эфир майлары, катехиндер және т.б.; С витамині, кумариндер мен иілік заттар өсімдіктің бұтағы, жапырағы, тамыры мен тікенектерінде кездеседі. сынамаға 4 үлгі алынған: біреуі дәріханалық, қалғандары жиналып алынған жаңтақ үлгілері. Олардың құрамындағы органикалық қышқылдар, С витамині, иілік заттардың мөлшері анықталған. Нәтижесінде органикалық қышқылдың мөлшері дәріханалық жантақта төмен, қалғандарында шамалас. Ал С витаминінің мөлшері дәріханалық жантақта көбірек, ал екінші орында Сарыағаштан алынған үлгі, ал қалған екі үлгідегі мәндері бірдей болған. Ал, иілік заттардың мөлшері Сарыағаштан алынған жантақ үлгісінде жоғары мән көрсетсе, қалған үлгілерде шамалас мәндер көрсеткен. Үлгілердегі қосылыстар мөлшерінің түрлі болуы олардың өсу ортасы, климаттық әсеріне байланысты болуы мүмкін. Атанбаева бастаған ғалымдар тобы егеуқұйрықтардың қан құрамына екі түрлі ББЗ-тың әсерін зерттеген. Таңдалынып алынған қоспалар хитозан [8] мен фитомуцил [9] олар егеуқұйрықтарға зерттеме жүргізді. Нәтижесінде хитозанмен қоректендірілген егеуқұйрықтардың салмағы мен гемоглобиннің мөлшері айтарлықтай азайған. Сонымен қатар, олар шаршаңғы, еңселері түсіңкі күйде болған. Осыған байланысты хитозан негізіндегі дәрілерді артық салмағы бар жандарға холестерин мөлшерін төмендету үшін қолдануға кеңес береді. Алайда, оның темір жетіспеушілігін тудыратынын ескерген жөн. Футомицил ББЗ-да гемоглобин мен лейкоциттердің мөлшерін азайтқан. Бірақ, егеуқұйрықтардың көңіл күйлері мен шаршауына әсер етпеген.
Енді балмұздақ өндірісінде қолданылатын биологиялық белсенді заттарға тоқталатын болсақ [10]. Ең бірінші - Биоайс биологиялық белсенді қоспасы, құрамы Bifidobacterium bifidum мен Lactobacillus plantarum микроағзаларынан тұрады. Келесі Streptococcus thermophilus пен Lactobacillus bulgaricus тұратын фикуоза қоспасы. Бұл қоспа иммунититетті көтеріп, тоқ ішектің қатерлі ісіктің пайда болуының алдын алады, сонымен қатар пребиотикалық қасиеттерге ие. Комбинирленген ашытқы құрамына енетін бактерияларға Bifidobacterium longum, Propionibakterium Freudenreichii Shermanii subsp штамптары кіреді. Қазақстан ғалымдары балмұздақ құрамына зімбір мен полидестрозаны қосып зерттеулер жасаған. Зімбір биологиялық белсенді заттардың кені десек қателеспейміз. Себебі, құрамында аминқышқылдарыда, витаминдер мен минералдардың барлық түрі кездеседі. Құрамында ББЗ бар балмұздақтардың дәмі, иісі таза, мұз кристалдары жоқ, консистенциясында түйіршіктер жоқ, біркелкі екендігі анықталған.
Биологиялық белсенді қосылыстардың медицинада қолданылу аумағына тоқталатын болсақ. Кейінгі кездері қара малдарды бордақылап өсіруде антибиотиктер орнына биологиялық белсенді заттарды қолдану үлкен сұранысқа ие. Келесі жұмыста [11] биологиялық белсенді заттарды бұзау азығына қосып, әсерін зерттеген. Зерттеу нәтижесін қанның морфологиялық көрсеткіштеріне қарап анықтаған. Таңдалынып алынған биологиялық белсенді заттар бутофан мен нуклеопептид. Нәтижесінде ББЗ бұзау қанының биохимиялық көрсеткіштерін, салмағының артуын, микро және макроэлементтерінің мөлшерін айтарлықтай жақсартқан. Бұзаулардын бөлек бөденелерден алынатын өнімдерге биологиялық белсенді заттардың әсері зерттелген. [12] жұмыста Ветбиобит пен Чиктоник биологиялық белсенді заттары таңдалынып алынған. Зерттеу нәтижесінде ББЗ арқылы азықтандырылған бөденелердің етінің, жұмыртқасының спасы жақсы болған. Ал таза азықпен қоректенген бөденеден алынған өнімдерде кейбір ауытқушылықтар бары анықталған. Бөдене ұрғашысының кейде өз жұмыртқаларын жарып тастау жағдайлары кездескен. Бұл жағдай бөдене ағзасында элементтер мен дәрумендер жетіспеген жағдайда орын алатындығы хабарланған. Биологиялық белсенді заттарды азыққа қосымша ретінде қолдану осындай жағдайлардың алдын алуда қолданылады. [13] жұмыста Возрождение бальзамының эритроциттер мембранасын тұрақтандыруға әсері зерттелген. Зерттеуге студенттер қатысқан, сынамаға алынған қан талдауларынан плазма мен лейкоцит фракциясын алып тастаған. Эритроциттер мембранасы сутек тотығы және ББЗ пен пероксид тотығы екеуінің әсері қарастырылған. Сутек тотығы эритроцит мембранасын бұзып, жасуша ішіне өтіп, зақым келтіреді. Ал ББЗ пен пероксид екеуінің әсерін қарастырғанда Возрождение бальзамы тотық әсеріне айтарлықтай тұрақтылық көрсеткен. Бальзамның мұндай тұрақтылық көрсетуі құрамындағы аскорбин қышқылы мен органикалық йодтың синергизм әсерінен болуы ықтимал. Қорыта келе, авторлар аталған ББЗ ағзаның стресс факторлары әсеріне тұрақтылығын арттыратынын хабарлаған.
Медицина саласында биологиялық белсенді заттардың зеңге қарсы әсерлерін талқылайтын болсақ. Зең аурулары ауада, топырақта, суда, өсімдіктер мен адам ағзасында өмір сүретін ауру тудырушы саңырауқұлақтармен шақырылатын инфекциялы аурулар тобына жатады және барлық жастағы адамдар тобына қауіп тудырады. Зеңге қарсы белсенділік көрсететін биологиялық белсенді заттарға эфир майлары, терпеноидтар, алкалоидтар, флавоноидтар, лектиндер мен полипептидтер жатады [14]. Эфир майлары мен оның қоспаларының фармакологиялық қасиеттері кең: қақырық шығарушы, микробқа, қабынуға, құртқа қарсы, спазмалық, седативті, антисептикалық және иммуномодуляциялық. Жалбыздың Agastache rugosa түрінен бөлініп алынған эстрагол қосылысы зеңге қарсы қабілет көрсетеді, ал кетоконазолмен бірге синергетикалық эффект көрсетеді. Мексикалық монтаноа түріне жататын Montanoa speciosa-дан бөлініп алынған энцелин, Гималай тауларында кезедсетін Delphinium denudatum мен африкалық қызыл ағаш Khaya ivorensis-тен дельфиниум бірнеше адам ағзасындағы патогендік зеңді үдерістерді тежейді. Арпаның Avena sativa түрінен алынған эфир майлары T.rubrum , T. erinacei, T. soudanense секілді зең жасушаларын тежейді. Галанга альпинінен бөлінетін дитерпендер кверцетин мен халкондар C.albicans штамдарына зеңге қарсы белсенділігін арттырады. Егінді сәбізден бөлініп алынатын каротол зеңдердің өсуін 65%-ға дейін тежейді. Бақшадағы аскөк құрамынан бөлініп алынатын карвон, дигидрокарбон, лимонен секілді қосылыстар 1:100-ден 1:250-ге дейін сұйылтудада зеңге қарсы белсенділік көрсетеді. Фенолды қосылыстардың ішіндегі кофе қышқылы, танниндер ме салицил қышқылдары зеңге қарсы қасиеттер көрсетеді. Candida albicans штамына қарсы белсенділікті Eriosema tuberosum және Lycium chinense өсімдіктерінен бөлініп aлынған 4 фенолды қосылыс, Croton hutchinsonianus, Pinus түрлерінен бөлініп алынған фенол қосылыстары көрсетеді [15].
Дәрілік заттарды мақсатты тасымалдауда олар тропизмі бар белгілі бір тіндерге, жасушаларға, субжасушалы құрылымдарға N-векторлы молекулалармен конъюгациялауды қолдануға тырысады. Осы жұмыстар аясында дәрілік заттар антиденелер, нәруыздар, пептидтер, нуклеин қышылдары секілді молекула-векторлармен байланысады. Молекула-векторлар жасуша мембранасының анықталған рецепторларына сай келетін, жасушалар мен тіндердің бетіндегі арнайы мекенбелгімен байланыса алу қабілетіне ие. Мұндай қасиеттер дәрілердің жанама әсерлерін азайтуға және медеу қажетті жасушалар немес тіндерге дәрілік заттардың дұрыс жетуіне мүмкіндік береді. Бұл әдіс ісік, инфекциялар, жүрек ауруы секілді әртүрлі ауруларды емдеуде жарамды [16].
Қазіргі уақыттағы дәрілік заттарды бағытты тасымалдауда қан жасушаларын қолдану тиімді болып отыр. Бұл қазіргі медицинадағы перспективті әдістердің бірі. Эритроциттер мен тромбоциттер басқа тасымалдаушы құрылғылардың алдында бірнеше артықшылықтарға ие: дәрілік заттарды құрылымына біріктіруге мүмкінді береді, осылайша олардың қанайналым жүйесі мен тіршілік әрекеті сақталады. Тағы да бір артықшылығы ретінде олардың дәрілік заттарды керекті орындарға жеткізуін атай аламыз. Алайда, қан құрамындағы элементтер негізіндегі дәрілерді тасымалдау әлі зерттеу сатысында тұр [17].
Экстракорпоральді фармакотерапия тұрғысында дәрілік заттарды тасымалдауда эритроциттерге басымдық беріледі. Эритроциттер қандағы ұзақ айналымды қамтамасыз ете алатын, дәрілік зататрдың әсерін ұзартуға қабілетті қан жасушалары. Сонымен қатар, олар ағзадағы оттектің алмасу механизміне ие, осы қабілетіне орай олар дәрілік заттарды оттегінің жоғары мөлшерін талап ететін жасушалар мен ағзаларға жеткізуге мүмкіндік береді. Эритроциттер сыртқы әсерлерге жоғары тұрақтылық көрсетіп, стандартты жағдайларды ұзақ сақталады және басқа тасымалдаушыларға қарағанда қарапайым әрі арзан. Олардың артықшылықтарымен қатар, бірқатар кемшіліктері бар. Оларға жасуша ішінде интеграциялауға болатын дәрілік заттарды шектеулі көлемде алу және дәрілік заттардың жасушаларына интеграциянуының мүмкін болатын иммунды реакциялары. Эритроциттерге дәрілік заттарды енгізудің екі жолы бар: физикалық және химиялық. Физикалық әдістерге электропорация, микроинъекция, оптикалық пинцетті манипуляция болса, химиялық әдістерге полиэтиленгликол, липосомалар, катионды лигандалар мен эритроцит мембранасына интеграцияланатын басқа да дәрілік заттар. Эритроциттерге қондыралатын дәрілік заттар олардың физика-химиялық қаситтеріне, емдеу мақсаты мен тасымалдау жүйесіне орай таңдалынып алынады.
Келесі тромбоциттерді қолданудың артықшылықтарына тоқталатын болсақ. Олар ағзада гемостазда маңызды рөл атқарады және зақымдалған қабырға тамырларын біріктіру мен белсендіру қабілетіне ие. Тромбоциттерді дәрілік заттарды тасымалдауда қолданудың артықшылығы ретінде олардың зақымдалған ағзаға нақты және ұзақ уақытта жеткізу, қан айналымына жоғары тұрақтылық пен дәрілік заттың сатылай босап шығуын қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, дәрілік заттың дозасын төмендетуге мүмкіндік береді. Кемшіліктері ретінде дәрілік заттардың пластикасында иммунды реакциялардың жүруі мен тромбоздардың дамуын айта аламыз.
Вирусты бөлшектер дәрілік заттарды тасымалдаушы ретінде өзінің потенциалын медицина мен ветеринарияда, әсіресе генді терапияда көрсетті. Олар генетикалық материалды жасушалар ішінде тасымалдауға тамаша үміткерлер болып табылады, өйткені олардың жасушаға инфильтрация қабілеті жоғары және капсидтер генді белгілі бір ферменттердің бұзылуынан қорғай алады. Сонымен қатар, вирустық бөлшектер жасуша мембранасындағы белгілі бір беттік рецепторларды арнайы танып, байланыстыра алады, бұл олардың мақсатты тіндерге дәрілік заттарды жеткізу қабілетін жақсартады. Вирустық бөлшектерді қолданудың өзіндік қауіптері бар, мысалы, генетикалық материалды қонақтар жасушаларының хромосомаларына біріктіру мүмкіндігі, бұл күтпеген қатерлі ісіктер мен қайталама мутацияларға әкелуі мүмкін. Сондықтан клиникалық тәжірибеде вирустық бөлшектерді дәрілік заттардың тасымалдаушысы ретінде қолдану қауіпсіздігін мұқият зерттеу және бағалау қажет.
Вирусқа негізделген нанобөлшектерді (ВНН) пайдалану басқа көлік құралдарымен салыстырғанда бірқатар маңызды артықшылықтарға ие:
1. Дәрілік заттарды жеткізу тиімділігін арттыру. Инфекция механизмдеріне сүйене отырып, ВНН вирустық капсидтері белгілі бір аймақта шоғырлануы мүмкін, бұл препараттың дұрыс нүктеге жеткізілуін жақсартады.
2. Жоғары мақсатты ерекшелік. Вирустардың бетінде белгілі бір құрылымдар немесе басқа рецепторлар болғандықтан, олар дәрілік заттарды тікелей мақсатты жасушаларға жеткізуге мүмкіндік беретін жасушалар мен тіндердің белгілі бір түрлерімен ғана байланыса алады.
3. Уыттылықтың төмендеуі. ВНН терапевтік әсерге жету үшін қажет дәрі-дәрмектердің дозасын азайтуға қабілетті. Бұл дегеніміз, ВНН дәрі-дәрмектердің қалыпты жасушалар мен тіндерге уытты әсерін төмендетуі мүмкін.
4. Дәрі-дәрмектің бақыланатын жеткізілуіне қол жеткізу үшін магнит өрісін басқаруды оңтайландыру.
5. Геноммен интеграция ықтималдығының төмендеуі. ВНН генетикалық материалды қамтуы мүмкін болса да, тірі вирустарды қолданғаннан гөрі жасушаның геномына ену ықтималдығы төмен.
6. Қайта пайдалану мүмкіндігі. Вирустар репликациялануы және көп мөлшерде өндірілуі мүмкін болғандықтан, ВНН көлік құралы ретінде қайта пайдаланылуы мүмкін [19].
Магнитті нанобөлшектер: синтездеу әдістері, қолданылу аумағы мен қасиеттері
Магнитті нанобөлшектер тұрақты немесе индукцияланған магниттік моменті бар бөлшектер. Магниттілігі жоғары болғанымен таза металдар адам денсаулығына келтірер зиянына орай, олардың орнын баса алатын бөлшектер ол темір оксиді болып табылады. Магнитті нанобөлшектерді синтездеу әдістерін екіге бөліп қарастыруға болады: макроскопиялық материалды дисперсиялау арқылы магниттік нанобөлшектерді алу немесе жоғарыдан төменге және атомдық бөлшектерден, молекулалардан немесе иондардан химиялық синтез арқылы алу, төменнен жоғарыға тұжырымдамасына сай келеді. Синтездеу әдістерінің түрлері мен алынатын нанобөлшектердің өлшемі 1-суретте келтірілген. 1-кестеде магнетит нанобөлшектерінің негізгі синтездеу әдістерінің салыстырмалы анализі жасалған.
1-сурет. Магнитті нанобөлшектерді алу әдістері
Қазіргі заманғы ғылым синтетикалық заттарды тұтынудың алдын-алуға тырысуда, осыған орай кейінгі жылдары жасыл әдіске көбірек көңіл бөлінуде. Жасыл әдіс - қоршаған орта мен адам денсаулығына зиян келтірмейтін экологиялық таза әдіс. Синтездеудің дәстүрлі әдістері нанобөлшектерді қалаған морфологиясы мен өлшемін үлкен көлемде алуға мүмкіндік беретіні рас. Алайда, бұл әдістер өндіріс бағасының жоғары болуы, қиын және ескірген процедураларды қолдануға мәжбүр. Экологиялық таза әдіс дәстүрлі физикалық және химиялық әдістерге қарағанда жеңіл, өндірістік процедураның қарапайымдылығы, тез, экономикалық өндіріс пен қалдық мөлшерінің аз болуы секілді артықшылықтарға ие. Нанобөлшектерді жасыл биосинтездеуде метал атомдары кластерге жиналып, шикі материалдардағы биологиялық қосылыстар тотықсыздандырғыш ретінде, сонымен қатар синтез үдерісінде бөлшектерді тұрақтандыруда бұғаттаушы агенттер рөлін атқарушы ретінде қатысады. Бұл алынатын бөлшектердің өлшемі мен пішінін бақылауға мүмкіндік береді. Осы үдерістің қарапайым түрі 2а-суретте келтірілген
Үдеріске әсер ететін метал тұзы мен жасыл субстраттыңконцентрациясы, реакция температурасы, уақыты, ерітіндінің рН-ы алынатын нанобөлшектердің қасиетіне қарай өзгеріп отырады. Жасыл биосинтезделген темір оксидінің нанобөлшектері физикалық синтезделген темір ксиді нанобөлшектеріне қарағанда жоғары биоүйлесімділік пен биоұдырауы секілді қасиеттерге ие болады. Сәйкесінше, оларды улы және биоүйлесімді жасыл материалдардан алынған арнайы беткі қабаттың арқасында биомедициналық мақсатта қолдануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, анықталған аумақта темір оксидінің нанобөлшектерін дәрілік заттарды мақсатты тасымалдауда қолдануға мүмкіндік береді. Мұндай жолмен синтезделген Fe3O4 нанобөлшектері адам ағзасына уыттылығы төмен, дәрілер, ферменттер немесе ақуыздармен конъюгацияланады және биомедициналық құрылғыларда қолдану тиімдірек. Жасыл синтездеу арқылы алынған Fe3O4 нанобөлшектері алынған жұмыстар өте көп, соларда қолданылған шикізаттар 2ә-суретте келтірілген.
а
ә
2-сурет. Fe3O4 нанобөлшектерін жасыл синтездеу: а) үдерістің қарапайым сызбанұсқасы; ә)синтездеуде қолданылатын жасыл субстраттар
Темір оксиді тотығуға сезімталдығы төмен және тұрақты магнитті жауап бере алады. Оксидтің тағы бір артықшылығы табиғатта кең таралған, бағасы қымбат емес, қолжетімді. Магнетит Fe3O4 басқада магнитті осидтердің ішіндегі ең танымалы болып табылады. Оның мұндай жоғары қызығушылыққа ие болуы, суперпарамагнитті және электрлік қасиеттеріне байланысты. Ол катализаторлар, энергия жинау, мәліметтерді магнитті тасымалдау, жазба тасымалдаушы, пигменттер, магнитті сұйықтықтар, бояулар, косметика өндірісінде ультракүлгін сәулелерден сақтану үшін, сұйықкристалды дисплейлер технологиясында органиалық түстердің фильтрі, биоинженерия, биосенсорлар, магнитті суыту, түсті визуализация, жоғары магнитті сеперация, фотоанализ, литий батареялары секілді өндіріс салаларында қолданылады.
1-кесте
Магнитті нанобөлшектерді синтездеудің негізгі әдістерінің салыстырмалы сипаттамалары
Синтездеу әдісі
Жүргізудің қиындық сатысы
Т, ˚С
Жүргізу уақыты
Еріткіш
Нанобөлшек өлшемдерінің таралуы
Шығымы
Қоса тұндыру
Қарапайым, қалыпты жағдайда
20-90
Минуттар
Су
Өте тар
Жоғары
Термиялық ыдырау
Қиын, инертті атмосфера
100-320
Сағат-күндер
Органикалық еріткіш
Тым тар
Жоғары
Мицеллярлы
Қиын, қалыпты жағдайда
20-50
Сағаттар
Органикалық еріткіш
Өте тар
Төмен
Гидротермальды
Қарапайым, жоғары қысым
220
Сағат-күндер
Су-этанол
Тым тар
Орташа
Микротолқынды
Қарапайым
100 дейін
Сағаттар
Су
Өте тар
Жоғары
Емдеу мақсатында қолданылатын бөлшектер ферро-, ферримагнитті немесе суперпарамагнитті материалдардан жасалынады. Олардың басты артықшылығы сыртқы магнит өрісін қолдана отырып, ағзадағы қозғалысын контактісіз басқара алу мүмкіндігі. Магнитті нанобөлшектердің ішінде темір оксиді негізделген бөлшектер кеңінен қолданылады. Емдеу мақсатында қолданылатын магнитті нанобөлшектер таза күйде болады. Оларды капсулалап немесе биоинертті матрицаларға орналастырады. Бұлай орналастыру магнитті фазаның улы әсерін төмендету, дәрілік заттардың матрицаларында немесе капсулалар бетінде физикалық тұрақтылығын арттыру және иммомобилдеу мүмкіндігін құру үшін жасалынады. Капсулалау әдетте ферро-, ферри- және суперпарамагнитті бөлшектерден тұратын ультрадисперсті суспензияларда жүргізіледі. Бұл сұйықтық тұрақтандырғыш реагенттерден тұрады және ғылымда магнитті сұйықтық деген атауға ие.
Магнитті нанобөлшектердің негізгі қолдану аумағы дәрілерді мақсатты жеткізу. Магнитті тасымалдаушылардың негізгі артықшылықтарына басқа ағзалар мен ағза жүйесінінің дәрілік заттармен улануының айтарлық мөлшерде азайтуын, магнитті өріс көмегімен нанобөлшектегі дәрілік затты анықталған орынға жеткізу және ұстап тұру мүмкіндігін атауға болады. Мұндай тасымалдаушылар магнитті-резонансты томографияда кеңінен қолданылады. Магнитті бөлшектердің маңызды қасиеті ретінде оларды дәрілік затты десорбциялаудекапсулалау механизмін немесе магнитті гипертермияны жүзеге асыру үшін жоғары жиіліктегі магнитті жолмен қыздыру мүмкіндігі. Дәрілерді мақсатты жеткізу кезінде магнитті тасымалдаушы ретінде әдетте суперпарамагнитті бөлшектер қолданылады, себебі магнитті өріс әсерінен кейінде олар бірікпейді, алайда осыныі әсерінен магнитті әсер етудің қуаттылығы төмендейді. Мұндай кедергілер мақсатты объектіге жақын жерде бөлшектерді тасымалдау және ұстау үдерістерін қиындатады, әсіресе қан ағымының күшті әсері кезінде.
Магнитті нанобөлшектерді айтқан кезде ең бірінші ойымызға кобальт, никель секілді металдар бірінші еске түседі. Алайда бұл металдар тотығуға бейім және уыттылығы жоғары болғандықтан, оларға деген сұраныс медицина жоғары емес. Нанобөлшектердің артықшылығы ретінде олардың өлшемінде атасақ болады, 100 нм өлшемнен кіші бөлшектер беттік ауданының жоғары эффективтілігін, седиментацияның төмен жылдамдығын және тіндік диффузияның жақсаруын қамтамасыз етеді. Тағы да бір артықшылығы магнитті диполь-дипольді байланыстарды айтарлықтай төмендетеді. Сәйкесінше, in vivo биомедициналық қолдануларларда қолданылатын материалдар уытсыз және иммуногенді емес, өлшемі кіші болуы қажет. Өлшемі кіші бөлшектер ағзалар мен тіндерде инъекциядан кейін және капилярлы жүйе арқылы өткенде эмболия мен буындардан қашып, қан айналым жүйесінде қалуы қажет. Сонымен қатар олар мақсатты зақымдалған жасушаға жақын жерде магнитті өріс көмегімен иммобилизациялауды жүзеге асыру үшін жоғары магниттілікке ие болуы қажет [20].
Дәрілерді мақсатты тасымалдауда темір осидінің магнитті нанобөлшектерін қолдануға деген сұраныс кейінгі жылдары үлкен сұранысқа ие. Магнитті нанобөлшектер сыртқы магнит өрісі немесе магниттелген имплантттармен байланысу арқылы бөлшектерді көзделген аймаққа жеткізуге мүмкіндік береді, дәрілердің босап зақымдалған аймаққа тұрақтап, тікелей әсер етуіне мүміндік береді. Дәрілерді анықталған аумаққа жеткізу қосымша әсерлердің алдын алып, дәрілердің мөлшерін азайтуға мүмкіндік береді. Бұл бөлшектердің бетінде әдетте органикалық полимерлер мен бейорганикалық металдар немесе олардың оксидтерімен өзгертіліп, оларды биоүйлесімді және әртүрлі биоактивті молекулалармен функционалдау арқылы қосылуына мүмкіндік береді. Магнитті жеткізу жүйелерімен дәрілік заттарды локализациялау үдерісі қан бөлімінен бөлшектерге әсер ететін күштер мен магнит тудыратын магниттік күштер арасындағы бәселестікке негізделеді.
Сонымен қатар, қаттыфазалы эстракция әдісі үлгі матрицасынан қажетті қоспаларды концентрлеу мен бөліп алу үдерісінде көп көңіл бөлінуде. Соңғы уақыттарда наноөлшемді бөлшектер үлгіні экстракциялауда тез және айтарлықтай прогреске жетізуге мүммкіндік бере алады. Қаттыфазалы экстракция әдісі дәстүрлі сұйық-сұйық экстракция әдісінің орнын басатын альтернатив екені хабарлануда. ҚФЭ әдісінің стандартты бағаналы әдісті қолданылу ұзақ уақыт алады. Егерде қарапайым адсорбентті магнитті адсорбентке ауыстырып, нысана бар суспензия немесе ерітіндіге саламыз. Нысана магнитті адсорбентке адсорбцияланады, содан соң бастапқы нысананы сәйкес келетін магнитті сепаратор көмегімен бөлініп алады. Бөлу және іріктеу кезінде магнитті микробөлшектердің орнына магнитті нанобөлшектерді қолданудың артықшылығы магнитті өріс жоқ жерде седиментацияға тұрақты суспензияларды дайындау мүмкіндігінің болуында. Қазіргі уақытта DYNAL Biotech компаниясы темір оксидінің нанобөлшектерін MSPE-ге ендіріп (3-сурет), нарықта сатылымда екенін атап өтсек болады.
3-сурет. DYNAL Biotech компаниясы шығаратын магнитті бөлшектердің сызбанұсқасы
Иммуноанализдерді бағалау әдісі ретінде магнитті релаксометрия әдісін айта аламыз. Бұл әдіс магнитті тұтқырлықты өлшейді, яғни магнитті өріс өшірілген соң магнитті нанобөлшектер жүйесінің магнит моментінің жалпы релакциясын айтамыз. Релакцияның екі түрлі механизмі бар. Біріншісі нанобөлшектің ішкі магниттелу векторы ядро ішіндегі жеңіл ось бағытында релакцияланады, бұл Нил релакциясы деп аталады. Екіншіден, бөлшектер тасымалдаушы сұйықтықта айналмалы диффузияны жасап, броунды релаксация деп аталады. Бұл релаксацияның екі түрін әртүрлі релаксация уақыттарымен ажыратуға болады. Тағы бір артықшылығы, броун релаксациясы те сұйықтықта анықталса, Нил релаксациясы нанобөлшектердің дисперсияларына тәуелді емес. Магниторелаксометрия әдісі ядро өлшеміне, гидродинамикалық өлшемге және анизотропияға тәуелді болуына орай бос және байланысқан конъюгаттарды олардың әртүрлі магниттік мінез-құлқына қарай ажыратуға мүмкіндік береді, сондықтан иммундық талдауды бағалаудың аналитикалық құралы ретінде пайдалану тиімді еенін айта аламыз. Аталған фактілерге орай, бөлу мен іріктеу құрылғыларын сипатына қарай бөлшектердің өлшемін нанометрлі өлшемге дейін азайту олардың артықшылығына алып келеді.
Кейінгі жылдары магнитті нанобөлшектер негізіндегі катализаторлар гетерогенді катализ шектеулерін жақсартуда кеңінен қолданылады. Катализаторлардың өлшемі субмикрометрлік диапазонда болған уақытта магнитті бөлу сұйықфазалы реакцияларда катализаторларды бөлуде қолданылады. Бұл әдіс дәстүрлі центрифугирлеу мен айқас сүзу әдістеріне қарағанда оңайырақ. Магнит көмегімен бөліп алуға болатын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ғылым және жоғары білім министрлігі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды университеті
Г. Ғ. Елесханова
Магниттік тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың синтезі
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
6В07201 - Фармацевтикалық өндіріс технологиясы
бағдарламасы бойынша
Қарағанды қ.
2024
Қазақстан Республикасы
Ғылым және жоғары білім Министрлігі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды университеті
Қорғауға жіберілді
Органикалық химия және полимерлер
кафедрасының меңгерушісі
х.ғ.к., проф. ____________ Т.С. Жумагалиева
6В07201 - Фармацевтикалық өндіріс технологиясы бағдарламасы бойынша
Магниттік тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың синтезі тақырыбындағы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Ізденетін дәреже: Бакалавр
Орындаған: Г. Ғ. Елесханова
Ғылыми жетекші А. Х. Жакина
х.ғ.д., профессор
Қарағанды қ.
2024
Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды университеті
Химия факультеті
6В07201Фармацевтикалық өндіріс технологиясы білім беру бағдарламасы
Органикалық химия және полимерлер кафедрасы
БЕКІТЕМІН
органикалық химия және полимерлер
кафедрасының меңгерушісі
х.ғ.к., проф._________Т.С. Жумагалиева
__________________________
21 қыркүйек 2023ж.
Дипломдық жұмысты орындауға
ТАПСЫРМА
Студент: Елесханова Гүлсезім Ғалымжанқызы
(аты, жөні)
4 курсы, тобы ТФП-412к, күндізгі оқу түрі
1.Дипломдық жұмыстың (жобаның) тақырыбы Магнитті тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың синтезі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университеті КЕАҚ басқарма төрағасы - ректорының 11желтоқсан 2023ж. №1594 бұйрығымен бекітілді 2.
2. Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі 4 мамыр 2024ж.
3. Жұмысқа керекті бастапқы деректер (заңдар, әдеби көздер, зертханалық-өндірістік мәліметтер)
4. Дипломдық жұмысты (проектіні) жасауға арналған сұрақтар тізімі:
1) Биолгиялық белсенді қосылыстар дегеніміз не?
2) Магнитті тасымалдағыштардың медицинадағы рөлі қандай?
3) Магнетитальбумин негізіндегі наногибридті материалдар алу.
5.Графикалық материалдар тізімі (сызбалар, кестелер, диаграммалар және басқалар). Кестелер, сызбанұсқа, реакциялар, суреттер
6. Негізгі ұсынылған әдебиеттер:
1) Коваленко Л. В. Биохимические основы химии биологичеси активных веществ: учебное пособие Лаборатория ЗНАНИИ. -2017. - 229с.
2) Биогенный магнетит и магниторецепция Мир. -1989. - 578с.
3) Композиционные материалы: учебное пособие для вузов Д. А. Иванов, А. И. Ситников, С. Д. Шляпин; под редакцией А. А. Ильина. - Москва: Издательство Юрайт, 2024. - 253 с.
7. Дипломдық жұмысты (жобаны) орындау кестесі
№
Жұмыс кезеңдері
Орындау мерзімі
Ескерту
1
Материалдарды жинау
Қыркүйек, 2023
2
Бітіру жұмысының құрылы-мын әзірлеу
Қазан-Қараша, 2023
3
Бітіру жұмысының кіріспесін дайындау
Желтоқсан, 2023
4
Жұмыстың бөлімдерін дайын-дау
Қаңтар-Ақпан, 2024
5
Жұмыстың қорытындысын дайындау
Сәуір, 2024
6
Ғылыми жетекшілердің кон-сультациялары
Сәуір, 2024
7
Бітіру жұмысын антиплагиат-қа тексеруге және нормаль-дық бақылауға ұсыну
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттаудан бір жарым ай бұрын
8
Бітіру жұмысын алдын - ала қорғауға ұсыну
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттаудан бір ай бұрын
9
Бітіру жұмысынын рецензиялауға ұсыну
Мамыр, 2024
Алдын-ала қорғаудан кейінгі бірінші апта ішінде
10
Бітіру жұмысының соңғы нұсқасын жетекшінің пікірімен және рецензиямен қоса ұсыну
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттау басталғанға дейін үш күн бұрын
11
Қорғауға баяндама дайындау
Мамыр, 2024
Қорытынды аттестаттау басталғанға дейін үш күн бұрын
12
Бітіру жұмысын қорғау
Маусым, 2024
Кесте бойынша
Тапсырма берілген күн 21 қыркүйек 2023ж.
Ғылыми жетекшісі:
х.ғ.к., қауым., профессор _______ А. Х. Жакина
Тапсырманы студент: ________ Г.Ғ. Елесханова қабылдады:
Мазмұны
Бет
Белгілеулер мен қысқартулар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7
1
Биологиялық белсенді заттарды әзірлеу аумағындағы қазіргі тенденциялары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
9
1.1
Биологиялық белсенді заттардың алынуы, қасиеттері мен медицинада қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
9
1.2
Магнитті нанобөлшектер: синтездеу әдістері, қолданылу аумағы мен қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
17
1.3
Магнитті тасымалдағыштағы биологиялық белсенді заттардың медицина қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
24
2
Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
30
2.1
Қажетті материалдар мен құрал-жабдықтар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
2.2
Магнитті сұйықтықты синтездеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
30
2.3
Магнитті сұйықтықты тұрақтандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
2.4
Адам сарысуының альбуминіFe3O4 сипаттамаларын зерттеу ... ...
30
3
Нәтижелер және оларды талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
31
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
37
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
38
Белгілеулер мен қысқартулар
ББЗ - Биологиялық белсенді заттар
МРБ - Магниттік-резонанстық бейнелеу
ВНН - Вирусқа негізделген нанобөлшектер
ПЭГ - Полиэтиленгликоль
АСА - Адам сарысуының альбумині
мг - миллиграмм
г - грамм
нм - нанометр
а.ү.т - анализ үшін таза
Кіріспе
Зерттеу жұмысының өзектілігі. Қазіргі фармакологияның дамып келе жатқан бағыттарының бірі дәрілік заттарды мақсатты жеткізу. Медицинаның дамығанына қарамастан кейбір ауруларды емдеуде көптеген дәрілік заттар сау ағзаларға зиянын тигізіп жатады. Дәрілік заттарды тасымалдауыштарға иммобилизациялау олардың биожетімділігін жоғарылатып, әртүрлі кедергілерден өтуін қамтамасыз етеді. Соңғы жылдары магнитті тасымалдауыштар ағзамен биоүйлесімді болуына орай, уыттылығы төмен және арзан бағасына байланысты үлкен сұрнаыс тудыру үстінде. Магнитті бөлшектердің артықшылығы ретінде олардың магнитті резонансты томографияда (МРТ) қолданылу мүмкіндігі. Магнитті тасымалдауыштарға иммобилизацияланған дәрілік заттар адам ағзасына енгізілен кезде, оларды зақымдалған ортаға магнит өрісі арқылы жеткізуге болады. Наноөлшемді биополимерлер уыттылығы төмен және қан плазмасының ақуызының құрамдас бөлігі болуына орай биоыдырауға бейім болып келеді.
Альбумин - қан плазмасындағы ақуыздардың 60 %-ын құрайтын ақуыз. Альбумин негізінен адам ағзасында бауырда синтезделініп отырады. Оның негізгі қызметі қан сарысуындағы онотикалық қысымды қалыпты ұстау, әртүрлі биологиялық белсенді заттарды тасымалдау жатады. Альбуминдер холестерин, билирубин, кальций және басқа да дәрілік заттарды байланыстырып тұрушы қызметін атқарады. Адам ағзасына альбумин ет, жұмыртқа тағамдары арқылы еніп отырады. Алайда, кейбір жағдайларда адам өздігінен тамақ жей алмай, асқазан-ішек жолдары аурулары бар науқастар таақты дұрыс қорыта алмаған жағдайда, адам ағзасында альбумин мөлшерінің төмендеуі байқалады. Альбумин адам ағзасында төмендеген уақытта бауыр, бүйрек ауруларына алып келеді. Альбуминнің мөлшерін арттыру мақсатында оны дәрілік зат түрінде енгізіп отыру қажеттілігі туындайды.
Ақуыз молекуласындағы нанобөлшектердің ықтимал байланысу орындарын анықтау олардың уыттылығын зерттеуде, функционалды және қауіпсіз нанобиогибридті материалдарды әзірлеуде және енгізуде маңызды міндет болып табылады. Биологиялық жүйелерге енетін бөлшектердің бетіндегі адсорбцияланған ақуыздар қабаты наноматериалдың өзінің биотаңбасын сақтайды және оның ағзадан сіңірілуіне, таралуына және шығарылуына әсер етеді.
Зерттеу жұмысымыздың мақсаты: магнитті тасымалдаушылар бетіне биологиялық белсенді затты синтездеп алу. Осы жұмыстың мақсатына орай келесідей міндеттер қойылды:
Магнетит нанобөлшектерін синтездеу және тұрақтандырғыштардың әсерін зерттеу.
Альбумин Fe3O4 жүйесін синтездеп алу.
Синтезделініп алынған кешеннің балқу үдерісін зерттеу.
Алынған мәліметтер негізінде келесі қорытындылар жасауға болады:
Тұрақтандырғыштың қатысуымен екі және үш валентті темір тұздарының қоспасын химиялық тұндыру арқылы магниттік сұйықтық алынды.
Магниті нанобөлшек бетін тұрақтандыру үшін олеин және полиэтиленгликоль таңдалынып алынды. Олардың тұрақтандырғыш қабілеті айтарлықтай жоғары болған (ассосация константасы Касс = 105 моль−1-ден төмен емес).
Fe3O4 нанобөлшектерінің АСА-мен әрекеттесу процесінде балқу термограммаларында көрінетін ақуыз молекуласының конформациясы өзгереді. Олеин қышқылы мен ПЭГ функционалдандырылған Fe3O4 магнетит нанобөлшектерінің АCA-мен байланысуының негізгі аймағы екінші IIA доменінде орналасқан және альбумин молекуласының бірінші (site I) дәрілік байланыс орталығына сәйкес келеді.
Fe3O4 нанобөлшектерінің альбуминмен әрекеттесуі кезінде пайда болатын байқалған конформациялық ауысулар қатерлі ісіктердің векторлық нанотерапиясына арналған ферромагниттік сұйықтықтарды жасау кезінде маңызды ақпарат болып табылады. Қорытындылай келе, альбуминмагнетит негізінлегі тасымалдауыштар болашақта ісік жасушаларымен зақымдалған аумақты емдеудегі перспективті құрал екендігін атап өткіміз келеді.
Дипломдық жұмыс 41 беттен, 37 қолданылған әдебиеттен, 11 суреттен, 1 кестеден тұрады.
1 Биологиялық белсенді заттарды әзірлеу аумағындағы қазіргі тенденциялары
Биологиялық белсенді заттардың алынуы, қасиеттері мен медицинада қолданылуы
Биологиялық белсенді заттар (ББЗ) - тірі ағзалардың белгілі бір тобына немесе олардың жасушаларына қатерлі ісіктерді төмен концентрацияда жоғары физиологиялық белсенділікке ие бола отырып, ісіктердің өсуін тежеп немесе олардың дамуын толықтай басатын, ағзалардың тіршілік әрекетін қолдауға қажетті химиялық заттар. Химиялық заттың биологиялық белсенділігінің бірлігі осы заттың қоректік орта бірлігінде стандартты штамптың арнайы жасушаларды белгілі мөлшерін дамуын тежеуші немесе өсуін басу қабілеті осы заттың ең төмен мөлшері ретінде қабылданады. Қазіргі уақытта биологиялық белсенді заттардың кең спектрі белгілі, олардың алынуы табиғи тірі ағзалардан және түрлі химиялық айналулар көмегімен немесе табиғи ББЗ химиялық айналулар көмегімен жаңғыртуға болады .
Табиғи ББЗ тірі ағзалардың тіршілік әрекеті үдерісінде түзіледі. Олар заттардың алмасу үдерісінде түзіліп, сыртқы ортаға шығарылуы немесе тірі ағзалардың ішінде жиналуы мүмкін. ББЗ-дың синтезінің эффективтілігі тірі ағзалардың физиологиялық ерекшеліктері мен экологиялық факторларына тәуелді.
Табиғи экзогенді ББЗ-ға келесілер жатады: колиндер - жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің тамыр жүйесі арқылы бөлінетін төменгі сатыдағы өсімдіктерге қысым түсіретін органикалық қосылыстар. Фитонцидтер жоғары сатыдағы өсімдіктерден атмосфералық ауаға бөлінетін, патогенді микроағзалардың өлуін тудыратын ұшқыш органикалық қосылыстар. Антибиотиктер микроағзалардың жасуша ішінде жинақталатын немесе қоршаған ортаға шығарылатын органикалық қосылыстар, алмасу үдерісіндегі тірішілік әрекетінің өнімдері, патогенді микроағзалардың өлімін тудырушылар. Маразминдер төменгі сатылы өсімдіктердің қысымын тудыратын микроағзалардан бөлінетін органикалық зат. Тірі ағзалардың біреуінің басқасы есебінен ББЗ-дың түзілуі аллелопатия деп аталады. Биологиялық белсенді заттардың келесі тобы микотоксиндер. Олар саңырауқұлақтардан зат алмасу үдерісінде шығарылатын, жоғары сатыдағы өсімдіктердің бірге дамуы кезінде бөлінеді және соңғы аталған өсімдіктердің ауруын тудырады. Микотоксиндердің қауіптілігі олардың сақтауда, термиялық өңдеудегі тұрақтылығы, ағзалардың органдары мен тіндерінде тез таралу қабілетіне ие, ақуыз синтезінің, жүрек-қан тамырлары жүйесін зақымдау, жілік майы тіні, лимфа жүйелерінің ингибирлеуін шақырады. Хош иісті заттар жағымды иіске ие органикалық заттар. Табиғи хош иісті заттар өсімдік гүлдерінен бөлініп алынған эфир майларынан тұратын әртүрлі заттардың күрделі қоспасы ретінде сипатталады.
Эндогенді ББЗ-ға ақуыздар, майлар, көмірсутектер, аминқышқылдар, витаминдер, ферменттер, гормондар, бояғыштар, дәрілік заттар жатады. Олардың сипаттамаларына жеке тоқталсақ.
Ақуыздар - аминқышқылдардың қалдықтарынан тұрғызылған молеулалардан тұратын табиғи полимерлер. Құрылымына қарай қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Протеиндер қарапайым ақуыздарға жатады, құрамына альбуминдер, глобулиндер, глютеминдер кіріді. Протеидтер құрамында ақуызды молеуклалардан бөлек, ақуызды емес молекулалары бар күрделі ақуыздар. Оларға нуклеопротеидтер, липопротеидтер, фосфолипидтер жатады. Ақуыздар жасуша тіршілігінде маңызды рөл атқарады. Олар жасушалардың , ағза тіндерінің түзілуіне, биомембрананың негізін құраушы, сонымен қатар тіір ағзалардың маңызды функцияларын сақтау үшін керек. ақуыздардың құрамына 20 аминқышқылдары мен екі амид кіреді.
Витаминдер - жоғары биологиялық белсенділікке ие және биореттеуіштердің рөлін атқарушы төмен молекулалы органикалық заттар. Барлық дерлік витаминдер гидроксильді топ немесе карбонильді топтарға ие. Оларды майда еритін және суда еритін болып бөлінеді.
Липидтер мембрана жасушаларының құрылуына қатысатын күрделі органикалық қосылыстардың күрделі қоспасы.
Ферменттер немесе энзимдер жасушалардағы зат алмасуды тездететін ақуызды биокатализаторлар. Молекулалық массалары 15000-нан 100000 мәндері аралығында.
Көмірсутектер фотосинтез үдерісінде күн сәулесі әсерінен көмірқышқыл газы мен су, минералды тұздардың әрекеттесуінен түзіледі. Химиялық құрылымына орай моносахаридтер мен полисахаридтер болып бөлінеді. Табиғи жағдайда моносахаридтер ферменттер қатысында көмірқышқыл газы, су немесе спиртке дейін ыдырайды. Бұл үдерістер кезінде көп мөлшерле жылу бөлінеді. Сүтті-қышқылды ашыту кезінде көмірсутектер сүт қышқылына дейін ыдырайды. Көмірсутектер пластикалық, қорғағыш функцияларын атқарады. Полисахаридтер (крахмал, өзек, пектинді заттар) балластты заттарға жататын, ағзадан улы өнімдерді шығару үдерісін жылдамдататын заттар.
Дәрілік заттар - эндо немесе экзогенді табиғатына ие биологиялық белсенді заттар қатарына жатады. Бұл заттар белгілі бір мөлшерде бактериалды, антисептикалық, дезинфекциялау, ауруды басу, тыныштандырғыш және басқа да қасиеттерге ие болады. Дәрілік заттардың дозасын дұрыс қолдану, нұсқаулығын мұқият оқу міндетті. Дозасын арттырып жіберген кезде улану немесе өлімге алып келуі мүмкін [1].
Биологиялық белсенді қосылыстардың ішінде ферменттер адам өмірінде биологиялық катализаторлар ретінде қолданылып отырды. Ферменттерді негізгі жеткізуші рөлін ұзақ уақыт бойы саңырауқұлақтар атқарды. Қазіргі таңда бактерия ферменттері үлкен сұранысқа ие. Микробты ферменттер клиникалық зерттеулер жүргізу кезінде терапевті зат ретінде қолданылады. Сонымен қатар, мал азығының эффективтілігін жақсарту үшін қолданылады. Себебі, мал азығы құрамында қорытылуы қиын лигнин, клетчатка мен гемицеллюлоза болады. Сандар жүзінде мысал келтіретін болсақ: клечатка 40-65%, ақуыздар 60-80%, майлар 60-70%, крахмал мен полифруктозидтер 70-80%-ы қорытылады. Одан бөлек сүтті-қышқылды ашыту үдерісінде ферментті қосылыстар қолданылады. протеиназ қосылысы қабыну мен күйік шалу үдерістерінде, тромбофлебиттерді емдеуде қолданылады. Қатерлі ісіктерді терапиялық емдеуде лейкоз жасушаларына керекті L-аспаргиназ қолданылады. Ол сатылай L-аспаргинге айналып, одан ісіктің өсуін баяулататын L-аспаргин қышқылы түзіледі. Микробты ферменттер ауыл шарауашылығында жануарлар мен құстардың ауруларын емдеуе кеңінен қолданылады.
Бактериалды биологиялық белсенді заттар негізінде қазіргі таңда Германияда метаболитикалық пробиотик Хилак форте түрінде, сонымен қатар, мәдени сұйық лактобактериялардан алынған Микростим атауына ие пробиотикалық дәрілік затта шығарылымда бар [2].
Енді осы аталған белсенді заттардың өсімдіктен алыну жолдарына тоқталатын болсақ. [3] жұмыста бақбақ өсімдігі құрамындағы биологиялық белсенді заттарға шолу жасалған. Зерттеуге алынған бақбақ өсімдігі емдік бақбақ гүл (Tarahacum officinale Wigg.). Мақаладағы мәліметтерге сәйкес өсімдіктің химиялық құрамын әртүрлі: тамыр мен жерасты бөлігінде көмірсутектер, флавоноидтар, фенол қышқылдары, терпенді қосылыстар, макро-, имкроэлементтер, витаминдер бары анықталған. Көмірсутектердің ішінде инулиннің мөлшері 39,8% мәнімен көш бастап тұр. Инулин диабетиктерде қандағы глюкоза мен холестерин мөлшерін төмендетуде, липидтердің алмасуын жақсартуда, ағзадан токсиндерді, радионуклидтер мен тұздарды шығаруда, онкологиялық аурулардың алдын-алуда қолданылады. қышқылды гидролиздеу кезінде фруктоза, дифруктозоангидридтер, глюкоза мен инулибиоз дисахаридтері түзіледі. Фенолды қосылыстардың ішінде флавоноидтар адам ағзасына капиллярды нығайту, қабынуға және ісікке қарсы әсер ету қызметін атқарады. Сонымен қатар, антисклеротикалық қасиет көрсететін дәрілерде осы бақбақтан бөлініп алынады. Яғни, ағзадан холестеринді шығарып, қанды майда еритін шлактардан тазалайды. Бұл қасиеттерге стериндер жауап береді. Бақбақ құрамында липидті қосылыстардан бөлек май қышқылдары, бос май қышқылдары, амин және оксиқышқылдарыда бар екендігі анықталған. Жерасты бөлігі мен тамыр құрамында май қышқылдарынан бөлек алма, шарап, аскорбин, лимон қышқылы секілді қышқылдарда анықталған. Аскорбин қышықылының мөлшері 34,8 мг мәнді құраған. Атомды адсорбционды спектрометрия әдісі арқылы тамырда Mg, Zn, Fe, ал жерүсті бөлігінде Mg, Fe, Na, K, P элементтері бары анықталған. Mg, K элементтері өсімдіктің бүкіл бөлігінде кездессе, Ca, Fe, Zn, Mn элементтері жапырақтарында жинақталады. Витаминдерден A, В1, B2, B4, C витаминдері бар.
Енді, микроағзалардан бөлініп алынатын биологиялық белсенді заттарға тоқталатын болсақ [4]. Қарастырып отырған жұмысымызда Bacillus пен Lactobacillus микроағзалары зерттеуге алынған. Алдымен Baсillus subtilis микроағзалары құрамы жайлы тоқталатын болсақ. Аталған бактерия түрі басқа да бацилл түрлерімен салыстырғанда жоғары биохимиялық белсенділікке ие екені және антибиотктер мен антимикробты заттардың кең спектріне ие екені хабарланған. Құрамында антибиотиктер, аминқышқылдары, ферменттер мен полисахаридтер бары анықталған. Bacillus тұқымдастарының әртүрлі бактериялары антибиотиктерді 4 негізгі санаттарға бөледі:
Циклді олигопептидтер;
Сызықты олигопептидтер;
Негізгі пептидтер;
Амингликозидті антибиотиктер болып бөлінеді.
Алынған мәліметтерге орай, микроағзалардың бактериалды жасушалары өзінің биомассасының жиналу мен ұрық түзілу үдерісінде антибиотиктердің айтарлық жоғары мөлшерін синтездеуге қабілетті екендігі хабарланған. Бөлініп алынған антибиотиктер негізінде өндірістік масштабта дәрілік заттар түрінде шығарылады. Тоқталып өтер болсақ, Биоспорин, Бацилакт, Дентозар, Фемибит дәрілік заттары. Жұмыс авторлары аталған микроағзалардың жоғары бактериястатикалық, бактерицидті, метаболиттердің иммунобиологиялық активтілігіне ерекше мән бере отырып, осы ағзалар негізіндегі прибиотиктердің жаңа буынын жасауда қолдануды ұсынып отыр. Аталған жұмыстағы екінші Lactobacillus микроағзалар тобыда пробиотикалық қасиеттері бактериоциндер, лизацимдер мен сүт қышқылы, сутек пероксиді және көмірқышқыл газдары синтезімен байланыстырылады. Сонымен қатар плантарицин, лактоцин, казенцин және т.б. антимикробты қасиетке ие бактериоциндер қатары бөлініп алынған.
Биологиялық белсенді заттарды алудың тағы шикізат көзі ретінде қызылша сірнесін қарастырсақ [5]. Қант қызылшасы өндірісінде жанама өнім ретінде - қызылша сірнесі алынады. Сірне түзуші коэфиценттердің көп мөлшерін калий және натрий тұздары, әсіресе карбонаттары құрайды. Қант қызылшасының 45-50 млн тонна өніміне 3-3,5 млн тонна меласса түзіледі. Сірне құрамындағы сахарозаның аздаған мөлшері, сонымен қатар, макро- және микроэлементтердің болуы, оны микробиологиялық өндірісте ашытқылар мен лимон қышқылын өндіруде қолданылады. тағы да бір қолдану аясына ірі қара малдың азығында атап өтуге болады. Оны мал азығына таза күйінде қосады және комбиазықтарды байланыстырушы агент ретінде әрекет етеді. Зерттеуге микроағзалардың 5 штампы таңжалынып алынды: Blakeslea trispora F-3758 (1) мен F-3759 (2) штамптары, Bacillus subtilis B-501 (3) штампы, Debaryomyces hansenii Y-2482 (4) штампы мен Guehomyces pullulans Y-2305 (5) штампы. Сірне ерітіндісіндегі құрғақ заттардың мөлшері, ортаның бастапқы рН мәнінің биологиялық белсенді заттардың өмір сүруіне әсері зерттелді. 1 және 2 нөмірлі микроағзалар сірне ерітіндісінде β-каротинді синтездей алмайтындығы анықталған. Ал, 3 микроағза бастапқы рН мәні 7,0 мен 8,5 және құрғақ заттың мөлшері 20 % болғанда жоғары өмір сүру қабілетіне ие және В2 витаминін 1,42-1,93 мгг мөлшерде синтездейді. Одан бөлек, 4 микроағза орта pH-ы 7,0 болғанда 1,790 (ммоль100 мл)г мөлшерінде органикалық қышқылдарды синтездесе, рН мәні 8,5 болғанда өнімдердің бірқатар бөлігі бейтараптанады. Зерттеу барысында 4-ші микроағзалардың тек органикалық қышқылдар ғана емес, сонымен қатар окситоптардыңда барын анықтаған. Ең соңғы 5-ші микроағзалардан 0,2 (ммоль100 мл)г мөлшерінде органикалық қышқылдар бөлініп алынған. қоыртындылай келе 3-ші және 4-ші микроағзалар қызылша сірнесінен биологиялық белсенді заттарды бөліп алуда перспективті штамптар болып таыблатындығын хабарлаған.
Енді Қазақстандық ғалымдар тобы синтездеп алынған биологиялық белсенді зат α-пинен жұмысын талқыласақ [6]. Зерттеуге тминнің үш түрі алынған: қара, үнді, зеравшан. Жұмыста биологиялық белсенді заттарды синтездеудің оңтайлы жағдайлары қарастырылған. Синтезделініп алынған ББЗ-қа газды хроматография әдісімен сараптама жасалынып, 200 бар қысымда мөлшері жоғары концентрат алуға болатындығы анықталған. Сәйкесінше үш шикізаттан бөлініп алынған α-пинен мөлшері келесідей: 10,62 %, 3,26 %, 12,37 %. Сонымен қатар, кәдімгі жантақ құрамындағы биологиялық белсенді заттардың мөлшері анықталған [7]. Зерттеуге алынған жантақтар Қазақстанның оңтүстік бөлігінен алынған: Шымкент қаласы, Қызылорда облысы және Жамбыл облысы. Жантақ құрамындағы биологиялық белсенді заттарды екі жолмен бөліп қарастырамыз. Жерүсті бөлігі органикалық қышқылдар, эфир майлары, катехиндер және т.б.; С витамині, кумариндер мен иілік заттар өсімдіктің бұтағы, жапырағы, тамыры мен тікенектерінде кездеседі. сынамаға 4 үлгі алынған: біреуі дәріханалық, қалғандары жиналып алынған жаңтақ үлгілері. Олардың құрамындағы органикалық қышқылдар, С витамині, иілік заттардың мөлшері анықталған. Нәтижесінде органикалық қышқылдың мөлшері дәріханалық жантақта төмен, қалғандарында шамалас. Ал С витаминінің мөлшері дәріханалық жантақта көбірек, ал екінші орында Сарыағаштан алынған үлгі, ал қалған екі үлгідегі мәндері бірдей болған. Ал, иілік заттардың мөлшері Сарыағаштан алынған жантақ үлгісінде жоғары мән көрсетсе, қалған үлгілерде шамалас мәндер көрсеткен. Үлгілердегі қосылыстар мөлшерінің түрлі болуы олардың өсу ортасы, климаттық әсеріне байланысты болуы мүмкін. Атанбаева бастаған ғалымдар тобы егеуқұйрықтардың қан құрамына екі түрлі ББЗ-тың әсерін зерттеген. Таңдалынып алынған қоспалар хитозан [8] мен фитомуцил [9] олар егеуқұйрықтарға зерттеме жүргізді. Нәтижесінде хитозанмен қоректендірілген егеуқұйрықтардың салмағы мен гемоглобиннің мөлшері айтарлықтай азайған. Сонымен қатар, олар шаршаңғы, еңселері түсіңкі күйде болған. Осыған байланысты хитозан негізіндегі дәрілерді артық салмағы бар жандарға холестерин мөлшерін төмендету үшін қолдануға кеңес береді. Алайда, оның темір жетіспеушілігін тудыратынын ескерген жөн. Футомицил ББЗ-да гемоглобин мен лейкоциттердің мөлшерін азайтқан. Бірақ, егеуқұйрықтардың көңіл күйлері мен шаршауына әсер етпеген.
Енді балмұздақ өндірісінде қолданылатын биологиялық белсенді заттарға тоқталатын болсақ [10]. Ең бірінші - Биоайс биологиялық белсенді қоспасы, құрамы Bifidobacterium bifidum мен Lactobacillus plantarum микроағзаларынан тұрады. Келесі Streptococcus thermophilus пен Lactobacillus bulgaricus тұратын фикуоза қоспасы. Бұл қоспа иммунититетті көтеріп, тоқ ішектің қатерлі ісіктің пайда болуының алдын алады, сонымен қатар пребиотикалық қасиеттерге ие. Комбинирленген ашытқы құрамына енетін бактерияларға Bifidobacterium longum, Propionibakterium Freudenreichii Shermanii subsp штамптары кіреді. Қазақстан ғалымдары балмұздақ құрамына зімбір мен полидестрозаны қосып зерттеулер жасаған. Зімбір биологиялық белсенді заттардың кені десек қателеспейміз. Себебі, құрамында аминқышқылдарыда, витаминдер мен минералдардың барлық түрі кездеседі. Құрамында ББЗ бар балмұздақтардың дәмі, иісі таза, мұз кристалдары жоқ, консистенциясында түйіршіктер жоқ, біркелкі екендігі анықталған.
Биологиялық белсенді қосылыстардың медицинада қолданылу аумағына тоқталатын болсақ. Кейінгі кездері қара малдарды бордақылап өсіруде антибиотиктер орнына биологиялық белсенді заттарды қолдану үлкен сұранысқа ие. Келесі жұмыста [11] биологиялық белсенді заттарды бұзау азығына қосып, әсерін зерттеген. Зерттеу нәтижесін қанның морфологиялық көрсеткіштеріне қарап анықтаған. Таңдалынып алынған биологиялық белсенді заттар бутофан мен нуклеопептид. Нәтижесінде ББЗ бұзау қанының биохимиялық көрсеткіштерін, салмағының артуын, микро және макроэлементтерінің мөлшерін айтарлықтай жақсартқан. Бұзаулардын бөлек бөденелерден алынатын өнімдерге биологиялық белсенді заттардың әсері зерттелген. [12] жұмыста Ветбиобит пен Чиктоник биологиялық белсенді заттары таңдалынып алынған. Зерттеу нәтижесінде ББЗ арқылы азықтандырылған бөденелердің етінің, жұмыртқасының спасы жақсы болған. Ал таза азықпен қоректенген бөденеден алынған өнімдерде кейбір ауытқушылықтар бары анықталған. Бөдене ұрғашысының кейде өз жұмыртқаларын жарып тастау жағдайлары кездескен. Бұл жағдай бөдене ағзасында элементтер мен дәрумендер жетіспеген жағдайда орын алатындығы хабарланған. Биологиялық белсенді заттарды азыққа қосымша ретінде қолдану осындай жағдайлардың алдын алуда қолданылады. [13] жұмыста Возрождение бальзамының эритроциттер мембранасын тұрақтандыруға әсері зерттелген. Зерттеуге студенттер қатысқан, сынамаға алынған қан талдауларынан плазма мен лейкоцит фракциясын алып тастаған. Эритроциттер мембранасы сутек тотығы және ББЗ пен пероксид тотығы екеуінің әсері қарастырылған. Сутек тотығы эритроцит мембранасын бұзып, жасуша ішіне өтіп, зақым келтіреді. Ал ББЗ пен пероксид екеуінің әсерін қарастырғанда Возрождение бальзамы тотық әсеріне айтарлықтай тұрақтылық көрсеткен. Бальзамның мұндай тұрақтылық көрсетуі құрамындағы аскорбин қышқылы мен органикалық йодтың синергизм әсерінен болуы ықтимал. Қорыта келе, авторлар аталған ББЗ ағзаның стресс факторлары әсеріне тұрақтылығын арттыратынын хабарлаған.
Медицина саласында биологиялық белсенді заттардың зеңге қарсы әсерлерін талқылайтын болсақ. Зең аурулары ауада, топырақта, суда, өсімдіктер мен адам ағзасында өмір сүретін ауру тудырушы саңырауқұлақтармен шақырылатын инфекциялы аурулар тобына жатады және барлық жастағы адамдар тобына қауіп тудырады. Зеңге қарсы белсенділік көрсететін биологиялық белсенді заттарға эфир майлары, терпеноидтар, алкалоидтар, флавоноидтар, лектиндер мен полипептидтер жатады [14]. Эфир майлары мен оның қоспаларының фармакологиялық қасиеттері кең: қақырық шығарушы, микробқа, қабынуға, құртқа қарсы, спазмалық, седативті, антисептикалық және иммуномодуляциялық. Жалбыздың Agastache rugosa түрінен бөлініп алынған эстрагол қосылысы зеңге қарсы қабілет көрсетеді, ал кетоконазолмен бірге синергетикалық эффект көрсетеді. Мексикалық монтаноа түріне жататын Montanoa speciosa-дан бөлініп алынған энцелин, Гималай тауларында кезедсетін Delphinium denudatum мен африкалық қызыл ағаш Khaya ivorensis-тен дельфиниум бірнеше адам ағзасындағы патогендік зеңді үдерістерді тежейді. Арпаның Avena sativa түрінен алынған эфир майлары T.rubrum , T. erinacei, T. soudanense секілді зең жасушаларын тежейді. Галанга альпинінен бөлінетін дитерпендер кверцетин мен халкондар C.albicans штамдарына зеңге қарсы белсенділігін арттырады. Егінді сәбізден бөлініп алынатын каротол зеңдердің өсуін 65%-ға дейін тежейді. Бақшадағы аскөк құрамынан бөлініп алынатын карвон, дигидрокарбон, лимонен секілді қосылыстар 1:100-ден 1:250-ге дейін сұйылтудада зеңге қарсы белсенділік көрсетеді. Фенолды қосылыстардың ішіндегі кофе қышқылы, танниндер ме салицил қышқылдары зеңге қарсы қасиеттер көрсетеді. Candida albicans штамына қарсы белсенділікті Eriosema tuberosum және Lycium chinense өсімдіктерінен бөлініп aлынған 4 фенолды қосылыс, Croton hutchinsonianus, Pinus түрлерінен бөлініп алынған фенол қосылыстары көрсетеді [15].
Дәрілік заттарды мақсатты тасымалдауда олар тропизмі бар белгілі бір тіндерге, жасушаларға, субжасушалы құрылымдарға N-векторлы молекулалармен конъюгациялауды қолдануға тырысады. Осы жұмыстар аясында дәрілік заттар антиденелер, нәруыздар, пептидтер, нуклеин қышылдары секілді молекула-векторлармен байланысады. Молекула-векторлар жасуша мембранасының анықталған рецепторларына сай келетін, жасушалар мен тіндердің бетіндегі арнайы мекенбелгімен байланыса алу қабілетіне ие. Мұндай қасиеттер дәрілердің жанама әсерлерін азайтуға және медеу қажетті жасушалар немес тіндерге дәрілік заттардың дұрыс жетуіне мүмкіндік береді. Бұл әдіс ісік, инфекциялар, жүрек ауруы секілді әртүрлі ауруларды емдеуде жарамды [16].
Қазіргі уақыттағы дәрілік заттарды бағытты тасымалдауда қан жасушаларын қолдану тиімді болып отыр. Бұл қазіргі медицинадағы перспективті әдістердің бірі. Эритроциттер мен тромбоциттер басқа тасымалдаушы құрылғылардың алдында бірнеше артықшылықтарға ие: дәрілік заттарды құрылымына біріктіруге мүмкінді береді, осылайша олардың қанайналым жүйесі мен тіршілік әрекеті сақталады. Тағы да бір артықшылығы ретінде олардың дәрілік заттарды керекті орындарға жеткізуін атай аламыз. Алайда, қан құрамындағы элементтер негізіндегі дәрілерді тасымалдау әлі зерттеу сатысында тұр [17].
Экстракорпоральді фармакотерапия тұрғысында дәрілік заттарды тасымалдауда эритроциттерге басымдық беріледі. Эритроциттер қандағы ұзақ айналымды қамтамасыз ете алатын, дәрілік зататрдың әсерін ұзартуға қабілетті қан жасушалары. Сонымен қатар, олар ағзадағы оттектің алмасу механизміне ие, осы қабілетіне орай олар дәрілік заттарды оттегінің жоғары мөлшерін талап ететін жасушалар мен ағзаларға жеткізуге мүмкіндік береді. Эритроциттер сыртқы әсерлерге жоғары тұрақтылық көрсетіп, стандартты жағдайларды ұзақ сақталады және басқа тасымалдаушыларға қарағанда қарапайым әрі арзан. Олардың артықшылықтарымен қатар, бірқатар кемшіліктері бар. Оларға жасуша ішінде интеграциялауға болатын дәрілік заттарды шектеулі көлемде алу және дәрілік заттардың жасушаларына интеграциянуының мүмкін болатын иммунды реакциялары. Эритроциттерге дәрілік заттарды енгізудің екі жолы бар: физикалық және химиялық. Физикалық әдістерге электропорация, микроинъекция, оптикалық пинцетті манипуляция болса, химиялық әдістерге полиэтиленгликол, липосомалар, катионды лигандалар мен эритроцит мембранасына интеграцияланатын басқа да дәрілік заттар. Эритроциттерге қондыралатын дәрілік заттар олардың физика-химиялық қаситтеріне, емдеу мақсаты мен тасымалдау жүйесіне орай таңдалынып алынады.
Келесі тромбоциттерді қолданудың артықшылықтарына тоқталатын болсақ. Олар ағзада гемостазда маңызды рөл атқарады және зақымдалған қабырға тамырларын біріктіру мен белсендіру қабілетіне ие. Тромбоциттерді дәрілік заттарды тасымалдауда қолданудың артықшылығы ретінде олардың зақымдалған ағзаға нақты және ұзақ уақытта жеткізу, қан айналымына жоғары тұрақтылық пен дәрілік заттың сатылай босап шығуын қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, дәрілік заттың дозасын төмендетуге мүмкіндік береді. Кемшіліктері ретінде дәрілік заттардың пластикасында иммунды реакциялардың жүруі мен тромбоздардың дамуын айта аламыз.
Вирусты бөлшектер дәрілік заттарды тасымалдаушы ретінде өзінің потенциалын медицина мен ветеринарияда, әсіресе генді терапияда көрсетті. Олар генетикалық материалды жасушалар ішінде тасымалдауға тамаша үміткерлер болып табылады, өйткені олардың жасушаға инфильтрация қабілеті жоғары және капсидтер генді белгілі бір ферменттердің бұзылуынан қорғай алады. Сонымен қатар, вирустық бөлшектер жасуша мембранасындағы белгілі бір беттік рецепторларды арнайы танып, байланыстыра алады, бұл олардың мақсатты тіндерге дәрілік заттарды жеткізу қабілетін жақсартады. Вирустық бөлшектерді қолданудың өзіндік қауіптері бар, мысалы, генетикалық материалды қонақтар жасушаларының хромосомаларына біріктіру мүмкіндігі, бұл күтпеген қатерлі ісіктер мен қайталама мутацияларға әкелуі мүмкін. Сондықтан клиникалық тәжірибеде вирустық бөлшектерді дәрілік заттардың тасымалдаушысы ретінде қолдану қауіпсіздігін мұқият зерттеу және бағалау қажет.
Вирусқа негізделген нанобөлшектерді (ВНН) пайдалану басқа көлік құралдарымен салыстырғанда бірқатар маңызды артықшылықтарға ие:
1. Дәрілік заттарды жеткізу тиімділігін арттыру. Инфекция механизмдеріне сүйене отырып, ВНН вирустық капсидтері белгілі бір аймақта шоғырлануы мүмкін, бұл препараттың дұрыс нүктеге жеткізілуін жақсартады.
2. Жоғары мақсатты ерекшелік. Вирустардың бетінде белгілі бір құрылымдар немесе басқа рецепторлар болғандықтан, олар дәрілік заттарды тікелей мақсатты жасушаларға жеткізуге мүмкіндік беретін жасушалар мен тіндердің белгілі бір түрлерімен ғана байланыса алады.
3. Уыттылықтың төмендеуі. ВНН терапевтік әсерге жету үшін қажет дәрі-дәрмектердің дозасын азайтуға қабілетті. Бұл дегеніміз, ВНН дәрі-дәрмектердің қалыпты жасушалар мен тіндерге уытты әсерін төмендетуі мүмкін.
4. Дәрі-дәрмектің бақыланатын жеткізілуіне қол жеткізу үшін магнит өрісін басқаруды оңтайландыру.
5. Геноммен интеграция ықтималдығының төмендеуі. ВНН генетикалық материалды қамтуы мүмкін болса да, тірі вирустарды қолданғаннан гөрі жасушаның геномына ену ықтималдығы төмен.
6. Қайта пайдалану мүмкіндігі. Вирустар репликациялануы және көп мөлшерде өндірілуі мүмкін болғандықтан, ВНН көлік құралы ретінде қайта пайдаланылуы мүмкін [19].
Магнитті нанобөлшектер: синтездеу әдістері, қолданылу аумағы мен қасиеттері
Магнитті нанобөлшектер тұрақты немесе индукцияланған магниттік моменті бар бөлшектер. Магниттілігі жоғары болғанымен таза металдар адам денсаулығына келтірер зиянына орай, олардың орнын баса алатын бөлшектер ол темір оксиді болып табылады. Магнитті нанобөлшектерді синтездеу әдістерін екіге бөліп қарастыруға болады: макроскопиялық материалды дисперсиялау арқылы магниттік нанобөлшектерді алу немесе жоғарыдан төменге және атомдық бөлшектерден, молекулалардан немесе иондардан химиялық синтез арқылы алу, төменнен жоғарыға тұжырымдамасына сай келеді. Синтездеу әдістерінің түрлері мен алынатын нанобөлшектердің өлшемі 1-суретте келтірілген. 1-кестеде магнетит нанобөлшектерінің негізгі синтездеу әдістерінің салыстырмалы анализі жасалған.
1-сурет. Магнитті нанобөлшектерді алу әдістері
Қазіргі заманғы ғылым синтетикалық заттарды тұтынудың алдын-алуға тырысуда, осыған орай кейінгі жылдары жасыл әдіске көбірек көңіл бөлінуде. Жасыл әдіс - қоршаған орта мен адам денсаулығына зиян келтірмейтін экологиялық таза әдіс. Синтездеудің дәстүрлі әдістері нанобөлшектерді қалаған морфологиясы мен өлшемін үлкен көлемде алуға мүмкіндік беретіні рас. Алайда, бұл әдістер өндіріс бағасының жоғары болуы, қиын және ескірген процедураларды қолдануға мәжбүр. Экологиялық таза әдіс дәстүрлі физикалық және химиялық әдістерге қарағанда жеңіл, өндірістік процедураның қарапайымдылығы, тез, экономикалық өндіріс пен қалдық мөлшерінің аз болуы секілді артықшылықтарға ие. Нанобөлшектерді жасыл биосинтездеуде метал атомдары кластерге жиналып, шикі материалдардағы биологиялық қосылыстар тотықсыздандырғыш ретінде, сонымен қатар синтез үдерісінде бөлшектерді тұрақтандыруда бұғаттаушы агенттер рөлін атқарушы ретінде қатысады. Бұл алынатын бөлшектердің өлшемі мен пішінін бақылауға мүмкіндік береді. Осы үдерістің қарапайым түрі 2а-суретте келтірілген
Үдеріске әсер ететін метал тұзы мен жасыл субстраттыңконцентрациясы, реакция температурасы, уақыты, ерітіндінің рН-ы алынатын нанобөлшектердің қасиетіне қарай өзгеріп отырады. Жасыл биосинтезделген темір оксидінің нанобөлшектері физикалық синтезделген темір ксиді нанобөлшектеріне қарағанда жоғары биоүйлесімділік пен биоұдырауы секілді қасиеттерге ие болады. Сәйкесінше, оларды улы және биоүйлесімді жасыл материалдардан алынған арнайы беткі қабаттың арқасында биомедициналық мақсатта қолдануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, анықталған аумақта темір оксидінің нанобөлшектерін дәрілік заттарды мақсатты тасымалдауда қолдануға мүмкіндік береді. Мұндай жолмен синтезделген Fe3O4 нанобөлшектері адам ағзасына уыттылығы төмен, дәрілер, ферменттер немесе ақуыздармен конъюгацияланады және биомедициналық құрылғыларда қолдану тиімдірек. Жасыл синтездеу арқылы алынған Fe3O4 нанобөлшектері алынған жұмыстар өте көп, соларда қолданылған шикізаттар 2ә-суретте келтірілген.
а
ә
2-сурет. Fe3O4 нанобөлшектерін жасыл синтездеу: а) үдерістің қарапайым сызбанұсқасы; ә)синтездеуде қолданылатын жасыл субстраттар
Темір оксиді тотығуға сезімталдығы төмен және тұрақты магнитті жауап бере алады. Оксидтің тағы бір артықшылығы табиғатта кең таралған, бағасы қымбат емес, қолжетімді. Магнетит Fe3O4 басқада магнитті осидтердің ішіндегі ең танымалы болып табылады. Оның мұндай жоғары қызығушылыққа ие болуы, суперпарамагнитті және электрлік қасиеттеріне байланысты. Ол катализаторлар, энергия жинау, мәліметтерді магнитті тасымалдау, жазба тасымалдаушы, пигменттер, магнитті сұйықтықтар, бояулар, косметика өндірісінде ультракүлгін сәулелерден сақтану үшін, сұйықкристалды дисплейлер технологиясында органиалық түстердің фильтрі, биоинженерия, биосенсорлар, магнитті суыту, түсті визуализация, жоғары магнитті сеперация, фотоанализ, литий батареялары секілді өндіріс салаларында қолданылады.
1-кесте
Магнитті нанобөлшектерді синтездеудің негізгі әдістерінің салыстырмалы сипаттамалары
Синтездеу әдісі
Жүргізудің қиындық сатысы
Т, ˚С
Жүргізу уақыты
Еріткіш
Нанобөлшек өлшемдерінің таралуы
Шығымы
Қоса тұндыру
Қарапайым, қалыпты жағдайда
20-90
Минуттар
Су
Өте тар
Жоғары
Термиялық ыдырау
Қиын, инертті атмосфера
100-320
Сағат-күндер
Органикалық еріткіш
Тым тар
Жоғары
Мицеллярлы
Қиын, қалыпты жағдайда
20-50
Сағаттар
Органикалық еріткіш
Өте тар
Төмен
Гидротермальды
Қарапайым, жоғары қысым
220
Сағат-күндер
Су-этанол
Тым тар
Орташа
Микротолқынды
Қарапайым
100 дейін
Сағаттар
Су
Өте тар
Жоғары
Емдеу мақсатында қолданылатын бөлшектер ферро-, ферримагнитті немесе суперпарамагнитті материалдардан жасалынады. Олардың басты артықшылығы сыртқы магнит өрісін қолдана отырып, ағзадағы қозғалысын контактісіз басқара алу мүмкіндігі. Магнитті нанобөлшектердің ішінде темір оксиді негізделген бөлшектер кеңінен қолданылады. Емдеу мақсатында қолданылатын магнитті нанобөлшектер таза күйде болады. Оларды капсулалап немесе биоинертті матрицаларға орналастырады. Бұлай орналастыру магнитті фазаның улы әсерін төмендету, дәрілік заттардың матрицаларында немесе капсулалар бетінде физикалық тұрақтылығын арттыру және иммомобилдеу мүмкіндігін құру үшін жасалынады. Капсулалау әдетте ферро-, ферри- және суперпарамагнитті бөлшектерден тұратын ультрадисперсті суспензияларда жүргізіледі. Бұл сұйықтық тұрақтандырғыш реагенттерден тұрады және ғылымда магнитті сұйықтық деген атауға ие.
Магнитті нанобөлшектердің негізгі қолдану аумағы дәрілерді мақсатты жеткізу. Магнитті тасымалдаушылардың негізгі артықшылықтарына басқа ағзалар мен ағза жүйесінінің дәрілік заттармен улануының айтарлық мөлшерде азайтуын, магнитті өріс көмегімен нанобөлшектегі дәрілік затты анықталған орынға жеткізу және ұстап тұру мүмкіндігін атауға болады. Мұндай тасымалдаушылар магнитті-резонансты томографияда кеңінен қолданылады. Магнитті бөлшектердің маңызды қасиеті ретінде оларды дәрілік затты десорбциялаудекапсулалау механизмін немесе магнитті гипертермияны жүзеге асыру үшін жоғары жиіліктегі магнитті жолмен қыздыру мүмкіндігі. Дәрілерді мақсатты жеткізу кезінде магнитті тасымалдаушы ретінде әдетте суперпарамагнитті бөлшектер қолданылады, себебі магнитті өріс әсерінен кейінде олар бірікпейді, алайда осыныі әсерінен магнитті әсер етудің қуаттылығы төмендейді. Мұндай кедергілер мақсатты объектіге жақын жерде бөлшектерді тасымалдау және ұстау үдерістерін қиындатады, әсіресе қан ағымының күшті әсері кезінде.
Магнитті нанобөлшектерді айтқан кезде ең бірінші ойымызға кобальт, никель секілді металдар бірінші еске түседі. Алайда бұл металдар тотығуға бейім және уыттылығы жоғары болғандықтан, оларға деген сұраныс медицина жоғары емес. Нанобөлшектердің артықшылығы ретінде олардың өлшемінде атасақ болады, 100 нм өлшемнен кіші бөлшектер беттік ауданының жоғары эффективтілігін, седиментацияның төмен жылдамдығын және тіндік диффузияның жақсаруын қамтамасыз етеді. Тағы да бір артықшылығы магнитті диполь-дипольді байланыстарды айтарлықтай төмендетеді. Сәйкесінше, in vivo биомедициналық қолдануларларда қолданылатын материалдар уытсыз және иммуногенді емес, өлшемі кіші болуы қажет. Өлшемі кіші бөлшектер ағзалар мен тіндерде инъекциядан кейін және капилярлы жүйе арқылы өткенде эмболия мен буындардан қашып, қан айналым жүйесінде қалуы қажет. Сонымен қатар олар мақсатты зақымдалған жасушаға жақын жерде магнитті өріс көмегімен иммобилизациялауды жүзеге асыру үшін жоғары магниттілікке ие болуы қажет [20].
Дәрілерді мақсатты тасымалдауда темір осидінің магнитті нанобөлшектерін қолдануға деген сұраныс кейінгі жылдары үлкен сұранысқа ие. Магнитті нанобөлшектер сыртқы магнит өрісі немесе магниттелген имплантттармен байланысу арқылы бөлшектерді көзделген аймаққа жеткізуге мүмкіндік береді, дәрілердің босап зақымдалған аймаққа тұрақтап, тікелей әсер етуіне мүміндік береді. Дәрілерді анықталған аумаққа жеткізу қосымша әсерлердің алдын алып, дәрілердің мөлшерін азайтуға мүмкіндік береді. Бұл бөлшектердің бетінде әдетте органикалық полимерлер мен бейорганикалық металдар немесе олардың оксидтерімен өзгертіліп, оларды биоүйлесімді және әртүрлі биоактивті молекулалармен функционалдау арқылы қосылуына мүмкіндік береді. Магнитті жеткізу жүйелерімен дәрілік заттарды локализациялау үдерісі қан бөлімінен бөлшектерге әсер ететін күштер мен магнит тудыратын магниттік күштер арасындағы бәселестікке негізделеді.
Сонымен қатар, қаттыфазалы эстракция әдісі үлгі матрицасынан қажетті қоспаларды концентрлеу мен бөліп алу үдерісінде көп көңіл бөлінуде. Соңғы уақыттарда наноөлшемді бөлшектер үлгіні экстракциялауда тез және айтарлықтай прогреске жетізуге мүммкіндік бере алады. Қаттыфазалы экстракция әдісі дәстүрлі сұйық-сұйық экстракция әдісінің орнын басатын альтернатив екені хабарлануда. ҚФЭ әдісінің стандартты бағаналы әдісті қолданылу ұзақ уақыт алады. Егерде қарапайым адсорбентті магнитті адсорбентке ауыстырып, нысана бар суспензия немесе ерітіндіге саламыз. Нысана магнитті адсорбентке адсорбцияланады, содан соң бастапқы нысананы сәйкес келетін магнитті сепаратор көмегімен бөлініп алады. Бөлу және іріктеу кезінде магнитті микробөлшектердің орнына магнитті нанобөлшектерді қолданудың артықшылығы магнитті өріс жоқ жерде седиментацияға тұрақты суспензияларды дайындау мүмкіндігінің болуында. Қазіргі уақытта DYNAL Biotech компаниясы темір оксидінің нанобөлшектерін MSPE-ге ендіріп (3-сурет), нарықта сатылымда екенін атап өтсек болады.
3-сурет. DYNAL Biotech компаниясы шығаратын магнитті бөлшектердің сызбанұсқасы
Иммуноанализдерді бағалау әдісі ретінде магнитті релаксометрия әдісін айта аламыз. Бұл әдіс магнитті тұтқырлықты өлшейді, яғни магнитті өріс өшірілген соң магнитті нанобөлшектер жүйесінің магнит моментінің жалпы релакциясын айтамыз. Релакцияның екі түрлі механизмі бар. Біріншісі нанобөлшектің ішкі магниттелу векторы ядро ішіндегі жеңіл ось бағытында релакцияланады, бұл Нил релакциясы деп аталады. Екіншіден, бөлшектер тасымалдаушы сұйықтықта айналмалы диффузияны жасап, броунды релаксация деп аталады. Бұл релаксацияның екі түрін әртүрлі релаксация уақыттарымен ажыратуға болады. Тағы бір артықшылығы, броун релаксациясы те сұйықтықта анықталса, Нил релаксациясы нанобөлшектердің дисперсияларына тәуелді емес. Магниторелаксометрия әдісі ядро өлшеміне, гидродинамикалық өлшемге және анизотропияға тәуелді болуына орай бос және байланысқан конъюгаттарды олардың әртүрлі магниттік мінез-құлқына қарай ажыратуға мүмкіндік береді, сондықтан иммундық талдауды бағалаудың аналитикалық құралы ретінде пайдалану тиімді еенін айта аламыз. Аталған фактілерге орай, бөлу мен іріктеу құрылғыларын сипатына қарай бөлшектердің өлшемін нанометрлі өлшемге дейін азайту олардың артықшылығына алып келеді.
Кейінгі жылдары магнитті нанобөлшектер негізіндегі катализаторлар гетерогенді катализ шектеулерін жақсартуда кеңінен қолданылады. Катализаторлардың өлшемі субмикрометрлік диапазонда болған уақытта магнитті бөлу сұйықфазалы реакцияларда катализаторларды бөлуде қолданылады. Бұл әдіс дәстүрлі центрифугирлеу мен айқас сүзу әдістеріне қарағанда оңайырақ. Магнит көмегімен бөліп алуға болатын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz