Автореферат (1150377)

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

Текст из файла

Санкт-Петербургский государственный университетНа правах рукописиШИЛОВСКИХВладимир ВладимировичРазработка металл-аффинного сорбента на основе лантана для решения задач фосфопротеомики02.00.11 – коллоидная химияАВТОРЕФЕРАТДиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукСанкт-Петербург20172Работа выполнена на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»Научный руководитель:Суходолов Николай Геннадьевичк.х.н., доцент, Санкт-Петербургский государственный университет,г.

Санкт-ПетербургОфициальные оппоненты:Емельянов Геннадий Анатольевичд.х.н., заведующий лабораторией ВНИИ Синтетического каучука,г. Санкт-ПетербургБогданова Надежда Федоровнак.х.н., начальник отдела «ООО Гейзер»,г. Санкт-ПетербургВедущая организация:Санкт-Петербургская государственная химикофармацевтическая академияЗащита диссертации состоится « 19 » июня 2017 г. в 17 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.232.40 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу:199004, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., д. 41/43, БХА.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. ГорькогоСанкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, СанктПетербург, Университетская наб., д.

7/9. Автореферат и диссертация размещены насайте https://disser.spbu.ru.Автореферат разослан «___» _____________ 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного советакандидат химических наук,доцентН.Г.Суходолов3Общая характеристика работыАктуальность темы. Получение пленок Ленгмюра-Блоджетт (ПЛБ) являетсяметодом создания двумерных молекулярных ансамблей регулярной структуры. Одной из наиболее привлекательных сторон метода является возможность контролясвойств пленок путем варьирования полярной и неполярной частей молекулы поверхностно-активного вещества, состава и pH водной субфазы, способа переносапленок на твердую поверхность. Кроме того, особенность ПЛБ – возможность получения поверхности, равномерно заполненной ионами металла. С одной стороны,благодаря предсказуемым свойствам, ПЛБ являются хорошими модельными системами для исследования поведения иммобилизованных ионов металла, с другой стороны, благодаря большой удельной поверхности и легкости получения пленки, являются привлекательными материалами для практического применения – например,для получения металл-аффинных сорбентов, которые используются для обогащенияи разделения пептидов на основании различного сродства гетероатома в составе пептида к иону металла сорбента.

В частности, металл-аффинная хроматография позволяет выделить фосфорсодержащие пептиды – проблема анализа фосфорилированных и фосфонилированных (содержащих остаток фосфоновой кислоты) пептидовактуальна в связи с широким распространением пестицидов в сельском хозяйстве, атакже с возможным использованием фосфорорганических нервнопаралитическихотравляющих веществ в военных и террористических целях.Основным критерием оценки сродства гетероатома или функциональной группыпептида, имеющей в составе гетероатом, к иону металла считается теория жестких имягких кислот и оснований Пирсона. К ионам металлов, которые широко используются в настоящее время для металл-аффинной сорбции относятся Ni2+, Fe3+, Ga3+,Ti4+, Zr4+.

Каждый из этих металлов обладает уникальными свойствами и подходитдля решения своего ограниченного круга задач. К перспективным ионам можно отнести трехзарядные ионы редкоземельных металлов, среди них наибольший интереспривлекает ион La3+ как наиболее жесткая кислота Пирсона.В настоящее время металл-аффинные сорбенты принято делить на металл-хелатные и металл-оксидные. Первые создаются на основе хелатированных полидентатными лигандами ионов металлов, вторые состоят из оксидов металлов в виде порошков или иммобилизованы на инертном оксидном носителе. Каждый из этих подходов имеет свои особенности, но в целом позволяет создать материал, пригодный длярешения задач протеомного анализа.Создание металл-оксидного сорбента состоящего непосредственно из оксидалантана не представляется возможным, поскольку оксид лантана в водной среде гидролизуется, однако возможно создание комбинированного оксидного соединения спереходными металлами.

В качестве такого элемента предпочтительнее всего выбрать металл, слабо проявляющий аффинные свойства: например, хром. Хромитлантана является устойчивым химическим соединением, не подвержен гидролизу.Сделано предположение, что синтез дисперсного хромита лантана, пригодного дляприменения в качестве металл-аффинного сорбента, может быть осуществлен с помощью модифицированного золь-гель метода с применением микроволнового излучения.Преимуществом ПЛБ на основе стеарата лантана является наличие поверхности,регулярно заполненной иммобилизованными ионами лантана.

Связь лантана со стеарат-анионом оказывается достаточно прочной, чтобы лантан не переходил в раствор из состава сорбента, но при этом геометрические ограничения, налагаемые на4двумерную пленку, не позволяют остаткам стеариновой кислоты занять все доступные вакансии на ионе лантана. Экспериментально показано, что структурным звеном ПЛБ на основе стеаратов трехзарядных ионов являются дистеараты металла, апоследняя свободная вакансия занимается анионом субфазы, и легко замещается гетероатомом пептида с образованием координационной связи, что позволяет использовать ПЛБ трехвалентных металлов в качестве металл-аффинных сорбентов.Коммерчески доступные в настоящее время сорбенты для фосфорилированныхпептидов характеризуются низким уровнем сродства к аддуктам пептидов с фосфорорганическими веществами (ФОВ) и высоким уровнем неспецифичной сорбции,что заметно снижает чувствительность анализа. Высокочувствительные сорбенты наоснове антител отличаются чрезвычайно высокой стоимостью и не всегда доступны.Разработка вещества, способного обратимо специфически адсорбировать продукты воздействия боевых ФОВ на организм человека – одна из актуальных задачретроспективного анализа для установления факта отравления ФОВ и определениятипа отравляющего вещества.Цель работы – разработка и характеризация новых металл-аффинных сорбентов, содержащих лантан, для применения в фосфопротеомном анализе.Задачи исследования:- Разработка и получение двух типов новых металл-аффинных сорбентов, содержащих ионы лантана.- Определение физико-химических и поверхностных свойств полученных сорбентов.- Определение сорбционных свойств полученных сорбентов.- Исследование возможности их использования в фосфопротеомном анализе.Научная новизна.

Разработаны два новых сорбента, содержащих в составеионы лантана (III), определены их физико-химические свойства, показана их специфическая сорбционная способность по отношению к фосфорилированным пептидам: дисперсные частицы хромита лантана, полученные методом золь-гель синтеза,индуцированного микроволновым излучением; и коллапсированные монослои дистеарата лантана с одной лабильной валентностью (далее: монослой стеарата лантана). Для коллапсированных монослоев стеарата лантана разработана методикаобогащения фосфонилированных пептидов: проведена оптимизация условий металл-аффинной хроматографии, исследована устойчивость сорбента, селективностьадсорбции.

Показана возможность селективного обогащения аддуктов зарина с сывороточным альбумином человека на коллапсированных монослоях стеарата лантана.Реализация работы: Работа выполнена при поддержке проекта СПбГУ №0.37.179.2014 и гранта президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ № НШ-2744.2014.3 Исследования проводились с использованием оборудования РЦ “Геомодель”, РЦ “Инновационные технологии композитных наноматериалов”, РЦ “Рентген-дифракционные методы исследования” Научного паркаСПбГУ.Практическая значимость. Созданные металл-аффинные сорбенты могут бытьиспользованы для решения задач фосфопротеомики в медицине, аналитической химии, биохимии и токсикологии.5Публикации.

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы, в томчисле 3 статьи в научных рецензируемых журналах и одни тезисы по материаламнаучно-практических конференций в рецензируемом сборнике тезисов.Апробация работы. Результаты, полученные в ходе подготовки диссертационной работы докладывались и обсуждались на: всероссийской конференции с международным участием молодых ученых по химии «Менделеев-2014» (Санкт-Петербург, 2014); международной конференции «State-of-the-art Trends of ScientificResearch of Artificial and Natural Nanoobjects» (Санкт-Петербург, 2016)Положения, выносимые на защиту:1.

Регулярная мультимолекулярная структура на основе стеарата лантана, полученная по методу Ленгмюра-Блоджетт с последующим коллапсированием без переноса на твердую подложку может быть использована в качестве металл-аффинногосорбента.2. Золь-гель метод с совместным самораспространяющимся синтезом, индуцированным микроволновым излучением, позволяет получать дисперсные частицыхромита лантана размером 80-100 нм и пористые агрегаты на их основе, которыемогут быть использованы в качестве металл-аффинного сорбента.3. Результаты исследования физико-химических свойств полученных сорбентов.4. Методика элюирования 0,5% водный пиперидин с 0.015% добавкой ПФОСКпозволяет значительно повысить извлечение фосфорилированных пептидов, сорбированных на коллапсированных монослоях на основе стеарата лантана, по сравнению с элюентами на основе, аммиака и ацетонитрила.5. Результаты исследования процесса сорбции фосфорилированных пептидов ибелка на полученных сорбентах.Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, трех разделов,заключения, списка литературы и приложения. Она изложена на 123 страницах ивключает 44 рисунка, 5 таблиц, 107 наименований списка литературы и 1 приложение.Благодарности.Автор выражает благодарность всем, кто оказал помощь в выполнении даннойработы, принимал участие в планировании экспериментов и обсуждении результатов.

Автор благодарит своего научного руководителя – к.х.н. Н.Г. Суходолова за руководство и курирование работы на всех её этапах, её проверку. Автор выражаетблагодарность к.х.н. Е.П. Подольской, ведущему научному сотруднику ИнститутаАналитического Приборостроения РАН, за неоценимую помощь в проведении массспектрометрического эксперимента, а также к.х.н. А.А. Селютину, О.А. Кельциевой,М.З. Мурадымову, А.Ю. Ширкину, Е.В.

Шрейнер, П.Д. Колоницкому, за помощь ввыполнении отдельных этапов работы и сотрудникам ресурсных центров «Геомодель», «ИТКН», «РДМИ» Научного Парка СПбГУ.Основное содержание диссертационной работыВо введении изложен краткий обзор проблемы и постановка задачи.Первый раздел содержит обзор литературы, включающий общие сведения о методе металл-аффинной хроматографии, принципе действия метода и особенностях6его применения, фосфорорганических отравляющих веществах (ФОВ), воздействииФОВ на организм человека, аналитических методах определения экспозиции человека ФОВ, критическое рассмотрение существующих сорбентов для фосфопротеомики. Рассмотрены особенности пленок Ленгмюра-Блоджетт и области их применения.Во втором разделе перечислены материалы и методы исследований, условияпроведенных экспериментов.

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