Автореферат (1150239)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиРОДИОНОВАЕкатерина ЮрьевнаКоллоидные свойства водных дисперсий гемоглобина,хлорофилла и билирубинаСпециальность02.00.11 − коллоидная химияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукСанкт-Петербург2014-2-Работа выполнена на базе государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего профессионального образования "Санкт-Петербургскаягосударственная химико-фармацевтическая академия" Министерстваздравоохранения Российской ФедерацииНаучный руководитель:Дмитриева Ирина БорисовнаДоктор химических наук, доцент ГБОУ ВПО «СанктПетербургскаягосударственнаяхимикофармацевтическая академия»Официальные оппоненты:Голикова Евгения ВикторовнаДоктор химических наук, профессор ФГБОУ ВПО«Санкт-Петербургский государственный университет»Новичков Роман ВладимировичКандидатхимическихнаук,старшийнаучныйсотрудникФГУП"Научно-исследовательскийинститут прикладной акустики"Ведущая организация:ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственныйтехнологический институт (технический университет)»Защита диссертации состоится «___» ____________ 201__ г.

в _____ часов назаседании диссертационного совета Д 212.232.40 по защите докторских икандидатскихдиссертацийприСанкт-Петербургскомгосударственномуниверситете по адресу: 199004 Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., д.41/43,БХА.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.

М. ГорькогоСПбГУ, Университетская наб., 7/9. Автореферат и диссертация размещены насайте www.spbu.ru.Автореферат разослан «»Ученый секретарьдиссертационного советакандидат химических наук,доцент201__ г.Суходолов Николай Геннадьевич-3-Общая характеристика работыАктуальностьТеоретическиепредставлениявколлоиднойхимии,какправило,разрабатывались для неживых дисперсных систем, примером чегоявляетсяшироко известная теория двойного электрического слоя Гуи, устанавливающаясвязь между зарядом, потенциалом и концентрацией электролита в растворе дляграницы ртуть – водные растворы электролитов.

Специальных исследований,посвященных анализу возможностейиспользованияклассических законовколлоидной химии для описания свойств биологических дисперсных системпрактически нет. Характерная особенность природных биологических системсостоит в их исключительной лабильности, то есть способности к изменчивостипри воздействии внешних факторов, и узкий интервал физико-химическихусловий, в котором эти системыфункционируют.

Вне этого интервалабиологические объекты теряют свою активность, а нестабильность, вызваннаяагрегацией, приводит к разрушению биологических дисперсных систем.Основными параметрами, характеризующими стабильность дисперсных систем,являются электрокинетический потенциал и изоэлектрическая точка. Определениеизоэлектрических точек различных белков, в частности, гемоглобина, позволитпредсказатьих устойчивость к агрегации, а, следовательно, и интервалбиологической активности. Из-за сложности, многообразия и многофакторноститаких систем сегодня еще не сложилось единой точки зрения на происходящие вних процессы адсорбции, агрегации, стабилизации, на их структурно-механическиеи реологические свойства. Отсутствуют единые теоретические представления,позволяющие надежно объяснять наблюдаемые явления и их прогнозировать.Биологические дисперсные системы, примерами которых являются кровь,лимфа, кровеносные и лимфатические сосуды, в существенной мере определяютжизнеспособность живого организма, поэтому комплексноеизучение ихколлоидно-химических свойств актуально и имеет весьма большое практическоезначение.

Гемоглобин и билирубин являются важнейшими компонентамибиологических дисперсных систем животного происхождения, хлорофилл –растительного. Гемоглобин, билирубин и хлорофилл относятся к тетрапирролам ипрактически не изучены с позиции коллоидной химии. Изучение коллоидныхсвойств этих дисперсных систем и их поведения при изменении условий (составадисперсионной среды, температуры, старении) способствует развитию коллоиднойхимии биологических дисперсных систем и решению целого ряда практическихзадач, в частности, разрушению тромбов и холестериновых бляшек, разработкиусловий, препятствующих образованию желчных камней (из билирубина), тромбови холестериновых бляшек.В соответствии с отмеченным выше, цель диссертационной работысостоит в установлении закономерностей изменений коллоидных свойств водныхдисперсий гемоглобина, билирубина и хлорофилла в растворах неорганическихэлектролитов и простейших аминокислот.Для достижения данной цели задачами диссертационной работы являютсяизучениеэлектрокинетическихсвойствводныхдисперсийгемоглобина, хлорофилла и билирубина в растворах одно-, двух- и трѐхзарядныхэлектролитов и простейших аминокислот;-4-определение изоэлектрических точек гемоглобина, хлорофилла ибилирубина в растворах НС1 и КОН, и оценка влияния на них одно-, двух- итрѐхзарядных электролитов и простейших аминокислот;изучение адсорбции ионов водорода и гидроксид-ионов на указанныхсорбентах в растворах различных электролитов и простейших аминокислот;вычисление, на основе адсорбционных данных,количествафункциональных групп гемоглобина, участвующих в обмене протонами игидроксид-ионами, расчет средних констант диссоциации этих групп;изучение устойчивости водных дисперсий гемоглобина, хлорофилла ибилирубина в зависимости от состава дисперсионной среды.Научная новизна работы:впервые выполненокомплексное исследование адсорбции иэлектроповерхностных свойств биологических дисперсных систем – дисперсийгемоглобина, хлорофилла и билирубина в водных растворах неорганическихэлектролитов и аминокислот;показано, что положение изоэлектрической точки для различныхгемоглобинов определяется составом их белковой части;обнаружено,чтоврядухлорофилл→билирубин→гемоглобинизоэлектрические точки и точки нулевого заряда смещаются в щелочную область сувеличением вклада основных групп; выявлено, что основной причиной различиярНИЭТ и рНТ НЗ этих веществ является специфический характер сорбции карбонатанионов.впервые на основе адсорбционных данных вычислено количествофункциональных групп гемоглобина, участвующих в обмене протонами игидроксид-ионами, рассчитаны средние константы диссоциации этих групп: дляосновных групп рК a1 = 6,1 и кислотных - pK a2 =9,4;установлено, что для билирубина и гемоглобина при изменении рН иионнойсилырастворовкоагуляцияпроисходитпреимущественнопонейтрализационному механизму, а для хлорофилла коагуляция происходит поконцентрационному механизму.Практическая значимость исследования: знание коллоидно-химическихзакономерностей формирования и функционирования сложных биологическиактивных дисперсных систем позволит создать модель образования и ростатромбов и холестериновых бляшек в кровеносных сосудах, желчных камней, атакже определить условия их устранения.Полученные результаты могут быть использованы при подборе веществ,увеличивающих растворимость билирубина, и адсорбентов для выведения избыткабилирубина из организма.

В случае гемоглобина данные исследования полезныпри определении подходящих адсорбентов для удаления свободного гемоглобина,образующегося в результате разрушения эритроцитов при реинфузии, и в выбореконсервантов для хранения крови.Основные положения, выносимые на защиту:одно-,двухитрехзарядныепротивоионывлияютнаэлектрокинетический потенциал гемоглобина, билирубина и хлорофиллавсоответствии с их зарядом, располагаясь в обычные лиотропные ряды для одно - идвухзарядных ионов;положение изоэлектрической точки для различных гемоглобинов-5-определяется составом их белковой части;в ряду хлорофилл→билирубин→гемоглобин изоэлектрические точкии точки нулевого заряда смещаются в щелочную область с увеличением вкладаосновных групп;определеноколичествофункциональныхгруппгемоглобина,участвующих в обмене протонами и гидроксид-ионами, рассчитаны средниеконстанты диссоциации этих групп: для основных групп рК a1 = 6,1 и кислотных -pK a2 =9,4;коагуляция водных дисперсий гемоглобина и билирубина происходитпонейтрализационномумеханизму,хлорофиллапоконцентрационномумеханизму.Апробация работыОсновныерезультатыдиссертационнойработыдокладывалисьиобсуждались на:Научно-практическойконференции,посвященной65-летиюфакультета промышленной технологии лекарств: сборник научных трудов (СанктПетербург, 2010)«Межвузовской научной конференции, посвященной 300-летию со днярождения М.В.

Ломоносова и 150-летию создания А.М. Бутлеровым теориихимического строения органических соединений» (Санкт-Петербург, 29 ноября2011г).«Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов смеждународным участием «Молодая фармация – потенциал будущего», (СанктПетербург,18-19 апреля 2012 г)Международном молодежном научном форуме «ЛОМОНОСОВ-2012»(Москва, 2012)16ой международной Пущинской школе-конференции молодыхученых (Пущино, 2012)«Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2013»(Москва, 2012)17ой международной Пущинской школе-конференции молодыхученых (Пущино, 2013)III Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов смеждународным участием «Молодая фармация – потенциал будущего» (СанктПетербург, 2013)I Всероссийской научной конференции с международным участием«Инновации в здоровье нации», (Санкт-Петербург, 2013)IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов смеждународным участием «Молодая фармация – потенциал будущего» (СанктПетербург, 2014)ПубликацииПо материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, из них 5 – вжурналах, рекомендуемых ВАК,12 тезисов по материалам докладов,представленных на научно-практических конференциях.Структура и объем работы.

Диссертация состоит из Введения, трехразделов, выводов, списка литературы и Приложения. Объем диссертации 229страниц, включая 91 рисунок, 23 таблицы, 120 наименований списка литературы и-6-3 приложения (61 таблица).Основное содержание диссертационной работыВо Введении обоснована актуальность темы работы, сформулированыосновные цели и задачи работы, рассмотрена научная новизна и практическаязначимость работы.В Первом разделе "Литературный обзор" рассмотрены особенностистроения, свойств, природное распространение и области применения гемоглобина,хлорофилла, билирубина и их аналогов. Рассмотрены основные направления ирезультаты исследований в области коллоидной химии порфиринов и линейныхтетрапирролов.Во Втором разделе "Объекты и методы исследования" описанывещества, использованные в работе, экспериментальные методики и способыобработки полученных данных.В настоящей работе в качестве объектов исследования использовалисьводные дисперсии природных биологически активных веществ - билирубина (ЗАО"Вектон"), гемоглобина (Sigma-Aldrich и Fluka Analytical), хлорофилла (Arterium).Изучение коллоидных свойств водных дисперсий этих веществ проводилось взависимости от состава дисперсионной среды (рН, присутствие различных ионов,аминокислот).

В качестве аминокислот использовались глицин и аспарагиноваякислота (Sigma-Aldrich). Все используемые для приготовления дисперсионнойсреды вещества имеют квалификацию ХЧ.Электрокинетические свойства изучались методом микроэлектрофореза;устойчивость - фотометрическим методом; определение сорбции протонов игидроксид-ионов - методом непрерывного потенциометрического титрования;определение количества основных и кислотных групп гемоглобина проводилосьметодомкондуктометрическоготитрования;реологическиесвойстваисследовались вискозиметрическим методом.Погрешность измерений -потенциала методом микроэлектрофореза вдиапазоне 10 – 50 мВ составила ±10%, а в диапазоне 0 – 10 мВ  ±30%.Случайная погрешность адсорбции (Г) составила 1%. Общая погрешность, сучетом погрешности методики, не превысила 5%.Погрешность измерения рН составляла ± 0.02 единицы рН.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации