«Получение сорбционных материалов с биогенными элементами». Выполнила студентка МБХФ отд. химия 5 курса группы Бекдурдыева К. Научный руководитель к.б.н. Филь А.А. СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 Теоретическая часть 1. Особенности органических полимерных носителей, используемых для иммобилизации биологически активных веществ 5 1.2. Модифицирование поверхности твердых носителей макромолекулами биополимеров 3. Использование сорбционных материалов в медицине и медицинской промышленности 14 Методическая часть 1.Характеристика реагентов используемых для получения 18 сорбентов 2. Получение казеина 3. Метод определения удельной адсорбции энтеросорбента по иону кобальта (II) 19 Экспериментальная часть 1. Синтез энтеросорбентов 20 3.2. Исследования сорбционной емкости разработанных сорбентов относительно ионов кобальта (II) 24 Заключение 26 Список используемой литературы 27 Введение Одно из основных направлений биотехнологии предусматривает разработку сорбционных материалов и дальнейшее их применение в биохимии (разделение и очистка веществ), экологии (мониторинг окружающей среды), в медицине и медицинской промышленности в качестве незаменимых материалов для гемо - и энтеросорбции. Метод энтеросорбции начал активно соперничать с гемосорбцией (управляемое выделение из крови нежелательных компонентов-токсинов, экзогенных ядов, вредных продуктов метаболизма) в связи с рядом преимуществ, основными из которых являются: - отсутствие необходимости оперативного вмешательства и связанного с этим риска возможных осложнений, характерных для гемосорбции; - отсутствие прямого повреждающего контакта с биологическими жидкостями (кровь, лимфа); - возможность широкого использования сорбционной терапии при амбулаторном лечении в полевых и обычных домашних условиях.
В связи с высокими требованиями к чистоте биотехнологических продуктов все более актуальной становится задача использования новых сорбционных материалов в хроматографии.
Ключевым моментом в этом вопросе является создание механически стабильных сорбентов, способных обеспечивать высокий выход биологически активных целевых продуктов и обладающих способностью к многократному использованию.
Для решения выше изложенных задач наиболее перспективными являются энтеросорбенты, например белки, которые в организме высших животных выполняют транспортные функции.
Белки, являясь полисорбентами из-за присутствия большого числа возможных центров связывания, расположенных в боковых радикалах аминокислот обладают вместе с тем определенной специфичностью.
Блокирование отдельных функциональных групп белков посредством использования растворов с блокираторами (ингибиторами или лигандами), а так же иммобилизация их на жесткой матрице позволит получить энтеросорбенты обладающие специфичностью, стабильностью и высокой сорбционной емкостью.
Таким образом, цель данной научно-исследовательской работы - разработка биотехнологии сорбционных материалов на основе белковых систем, иммобилизованных на жесткой матрице с введением в них биогенных элементов. В связи с поставленной целью нами решались следующие задачи: - синтез сорбента на основе микрокристаллической целлюлозы, модифицированной белковым комплексом казеина; - исследование сорбционных свойств разработанных сорбентов на примере ионов кобальта (II);
Для целлюлозы характерны высокая степень гидрофильности и склонность к... Целлюлоза неустойчива к воздействию сильных кислот, щелочей и окислите... Согласно результатов рентгенографических исследований микрофибрилла це... Такая микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) помимо повышенной жесткости... (1974) с целью повышения выхода и качества сорбента обработку целлюлоз...
Казеин – белок молока, фосфопротеин. Содержание фракций казеина приведено в процентах от содержания общего ... Это наиболее гидрофобная фракция казеина. 1-фракция идентична фрагменту  - казеина, сост... 3-идентичен фрагменту - казеина, состоящему из...
Поэтому для ПВ характерны водоудерживающая способность, ионообменные и... ПВ способны взаимодействуют с белками, ферментами, гормонами, продукта... Концентраты ПВ, выделенные из различных видов растительного сырья, обл... Одним из жизненно необходимых элементов является кобальт. Кобальт отно... Более богаты кобальтом печень, почки, а также свекла, горох, земляника...
Методическая часть 2.1.
Из материалов органической природы нами использовался неионогенный гид... Выбор микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) в качестве носителя обуслов... Характеристика реагентов используемых для получения. . В чистом виде представляет собой белый аморфный гигроскопичный порошок...
После перемешивания измеряли оптическую плотность относительно контрол... Метод определения удельной адсорбции энтеросорбента по иону железа (II... Получение казеина. Осторожно нейтрализовали раствор, прибавляя по каплям при энергичном п... Рассчитывали удельную адсорбцию по формуле: , где где Снач и Сравн- ис...
Экспериментальная часть. На рисунке 3 представлены данные по удельной адсорбции выше представле... Данное обстоятельство можно объяснить не только процессами, связанными... По истечении 24ч раствор отфильтровали. Нами была рассчитана удельная ... Это обстоятельство объясняется структурой сорбционной матрицы. Кроме т...
Заключение В соответствии с целью и поставленными задачами проведенных исследований по одному из основных направлений биотехнологии – разработке новых сорбционных материалов с заданными свойствами– удалось разработать матрицы, которые обладают рядом преимуществ: развитой удельной поверхностью, термостабильностью, механической устойчивостью, малым изменением объема гранул при изменении рН или ионной силы, наличием функциональных групп, пригодных для селективной иммобилизации.
Разработана технология получения энтеросорбентов на основе микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) путем гетерогенизации поверхности природным высокомолекулярным соединением белковой природы - казеином.
Исследована сорбционная емкость разработанных сорбентов относительно ионов кобальта. Полученные данные показали, что сорбционная емкость больше у самого сорбента, в отличие от компонентов сорбента. Данное обстоятельство можно объяснить не только процессами, связанными с наличием активных групп, входящих в состав казеинового комплекса, но и самой структурой сорбционной матрицы.
Список используемой литературы 1. Алексеева Н.Ю Аристова В.П Патратий А.П. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности: Справочник М.: Агропромиздат, 1986 С.238. 2. Белявская Т.А Большова Т.А Брыкина Г.Д. Хроматография неорганических веществ.
М.: Высшая школа, 1986 г. – 296 с. 3. Горбатова К. К. Биохимия молока М.: Пищевая пром-ть, 1980 354 с. 4. Глегг Р.Е Танг Л.Дж Бруэр Р.Дж. Д. Фракционирование Целлюлоза и ее производные.
Под ред. Н.Байклза, Л.Сегала М.: Мир, 1974 Т.1 С.382-412. 5. Давидова Е.Г Рачинская В.В. Сорбция белков на ионообменных целюлозах // Прикладная биохимия и микробиология. -1977 Т.3 №3. -С.341-345. 6. Дудкин М.С Щелкунов Л.Ф. Пищевые волокна и новые продукты питания (обзор) // Вопр. питания 1998 №2 C. 35 – 41. 7. Измайлова В.Н Ребиндер П А. Структурообразование в белковых системах. – М.: Наука,1974. – С.68. 8. Иммергут Э.Х. Целлюлоза M.: Лесная промышленность, 1967. -С.114-117. 9. Каравайко Г.И Галицкая Н.Б Авакян З.А. Способ получения твердых биосорбентов для извлечения металлов // RV 2045574.C12N11/08. – 1995. 10. Колотуша Т.Т Полонская И.Н Белякова Л.А. и др. Способ получения носителей для иммобилизации органических соединений // AC №1153975.B 01I 20/10. – 1985. 11. Кочетков Н.К Бочков А.Ф Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов М.: Химия 1967. – 350с. 12. Куличинский Ю.Л Малашенко Т.А Фирсова В.И. Способ получения белкового сорбента// SU 1680715,С08 Н1/00, В01J20/30, С08 I5/20/-1991. 13. Кунижев С.М Денисова Е.В. Информационный листок «Биофильтры нового поколения». – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2001. 2 с. 14. Кунижев С.М Серов А.В Денисова Е.В Аполохова С.Ф Воробьева О.В Анисенко О.В. // Заявка 2002105544 (РФ) Способ получения сорбентов.
Положительное решение от 7 марта 2002. 7 с. 15. Лишевская М.О Вирник А.Д Роговин З.А. Введение новых функциональных групп в макромолекулу модифицированной целлюлозы, содержащей ароматические аминогруппы. – Москва, 1963. – 165с. 16. Макушин Е.М Тур Л.Т. Способ получения сорбента // АС 615089 С 08 В 15/00. – 1978. 17. Матюшин Ю.Н Корчатова Л.И Сопин В.Ф. Исследование влияния условий высушивания целлюлозы на теплоту ее сгорания.
I Всесоюзная конференция по синтезу целлюлозы и его регуляции.: Тез.докл. – Казан, 1980 С 36. 18. Раскин М.Н Егоров А.Е Васильева Г.Г Кательникова Н.Е Петропавловский Г.А. Способ получения МКЦ // АС № (11) 751808 30.07.80. Бюл. №28. 19. Роговин З.А Шорыгина Н.Н. Химия целлюлозы и ее спутников М.: Госхимиздат, 1953 .678с. 20. Степанова З.Н Грищенко С.И Стручак С.В и др. Способ получения сорбента для аффинной хроматографии //SV 1578137.C08B15/00,B01I20/24.20/30. – 1990. 21. Тарчевский И.А Марченко Г.Н. Биосинтез и структура целлюлозы. – М.: Наука, 1985. – 279 с. 22. Тетин А. Химия и физика молока. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 624 с. 23. Черкасов А.Н Пасечник В.А. Мембраны и сорбенты в биотехнологии Л.: Химия, 1991 240с. 24. Marx-Figini M Schulz G.V. Die Viskosimetrische Molekulargewichts bestimung von Cellulosen und Cellulosennitraten unter Standartbedigungen. – Makromol.
Chem 1962 Bd.54 S.102-118.