Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к композиционному материалу на основе угля обыкновенного и способу его получения. Композиционный материал на основе угля, активированного при температуре 900-1000°С, содержит иммобилизованный на угле тритерпеновый сапонин в количестве не менее 30% от массы угля. Предлагается способ получения композиционного материала на основе угля обыкновенного и тритерпеновых сапонинов. Вышеописанное решение позволяет расширить ассортимент композиционных материалов на основе угля для снижения токсического эффекта при терапевтическом использовании сапонинов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности, к способу получения комбинированной лекарственной формы углеродного сорбента и сапонина, и может быть использовано в фармацевтической промышленности в технологии изготовления лекарств.

Сапонины - вещества, нашедшие применение в практической медицине благодаря широкому спектру биологической и фармакологической активности (иммуностимулирующее, гипогликемическое, адаптогенное действия) [Jiang Yulin, Massiot Georges, Lavaud Catherine, Teulon Jean-Marie, Guechot Christophe, Haag-BerrurierMicheline, Anton Robert //Phytochemistri. 1991. Vol. 30, №7. P. 2357-2360]. Токсичность и способность вызывать различные местные реакции препятствовали их широкому использованию. Во-первых, они обладают гемолитической активностью, что приводит к нежелательным побочным эффектам. А во-вторых, в слабощелочных (близких к нейтральным) условиях от молекул сапонинов отщепляются химические группы, важные для фармакологической активности, из чего следует, что при физиологическом значении рН=7,4 (при котором протекают многие процессы в организме) сапонины нестабильны [Roner М. Antiviral activity obtained from aqueous extracts of the Chilean soapbark tree (Quillaja saponaria Molina) / M. Roner [et al] // Journal of General Virology. - 2007. - №88. - C. 275-285].

Иммобилизация на поверхности сорбентов позволит предотвратить их разрушение с сохранением функциональных свойств.

Перспективным носителем для иммобилизации лекарственных препаратов является уголь активированный. Основным свойством данного сорбента является наличие развитой внутренней пористости с суммарным объемом пор по бензолу от 0,4 до 1,3 см3/г. Структура активного угля образована микрокристаллитами углерода. Размеры их плоскостей находятся в пределах 1-3 нм, т.е. они образованы 13-20 конденсированными гексагональными кольцами атомов углерода. Ориентация отдельных плоскостей в микрокристаллитах углерода довольно часто нарушена и отдельные слои беспорядочно сдвинуты друг относительно друга, не всегда сохраняя при этом взаимное параллельное расположение. Неоднородная масса, состоящая из кристаллитов графита и аморфного углерода, обусловливает необычную структуру активных углей. Между отдельными частицами появляются щели и трещины (поры) шириной порядка 10-10-10-8 м. Через эту систему пор осуществляется массоперенос во всех процессах, протекающих на внутренней поверхности углеродсодержащего материала.

Известны композиционные материалы на основе углеродного сорбента и ферментов [Патент US 4289853, МПК C12N 11/02, опубл. 15.09.1981], в частности, инсулина [Патент РФ 2090186, МПК А61K 9/64, А61K 33/44], пепсина [Вериченко С.Б., Повжиткова М.С., Лысенко М.К. Адсорбция пепсина желудочного сока активированным углем // Физиол. журнал. -1986. -Т. 32, №3. -С. 293-297], инвертазы [Мирзарахметова Д.Т., Дехконов Д.Б., Рахимов М.М. Свойства инвертазы, ковалентно иммобилизованной на активированном угле // Прикладная биохимия и микробиология. - 2009. - Т. 45. №3. - С. 287-291].

Наиболее близким аналогом является композиционный материал, состоящий из фермента (глюкоамилазы, папаина, трипсина и др.) и твердого носителя - активированного угля, полученный путем иммобилизации ферментов на активированном угле с удельной поверхностью 600-1000 м2/г [Патент US4289853, МПК C12N 11/02, опубл. 15.09.1981]. Активированный уголь подвергают специальной обработке: вначале модифицируют его поверхность обработкой концентрированными кислотами, преимущественно азотной, для образования поверхностных кислородсодержащих функциональных групп, в том числе карбоксигрупп, а затем модифицированный уголь выдерживают в растворе бифункционального сшивающего агента (карбодиимида, диальдегида и др.). Подготовленный таким образом активированный уголь вводят в контакт с раствором фермента, при этом происходит связывание ферментной глобулы посредством образования ковалентных связей, и поверхность угля заполняется ферментом. Поскольку только 10-30% пористого пространства активированного угля занимают мезопоры размером 300-1000 А, подходящие для иммобилизации крупных белковых молекул ферментов, максимальная величина адсорбции составляет 49 мг белка/г угля. Недостатком данного способа является длительная подготовка сорбционного материала и связывание с сорбатом (ферментом) посредством образования ковалентных связей.

Задачей изобретения является разработка способа получения комбинированного препарата на основе сапонин-углеродного комплекса.

Технический результат заключается в расширении ассортимента композиционных материалов на основе угля активного, снижении токсического эффекта при терапевтическом использовании сапонинов.

Технический результат достигается тем, что композиционный материал на основе угля, активированного при температуре 900-1000°С, согласно изобретению, дополнительно содержит тритерпеновый сапонин в количестве не менее 30% от массы угля. Способ получения композиционного материала на основе угля обыкновенного и тритерпеновых сапонинов заключается в приведении сорбента в контакт с раствором иммобилизуемого вещества, сушке и, согласно изобретению, концентрация водного раствора сапонина составляет 0,1-0,25 г/л, сорбционный процесс проходит или в динамических условиях при пропускании раствора через сорбент из расчета 2,5-3 л/г сорбента со скоростью 0,25-0,5 мл/мин, или в статических условиях из расчета 1-2 л/г сорбента выдерживается при комнатной температуре в течение не менее 4 часов.

Применение сапонина, иммобилизованного на углеродном материале, позволит изменить скорость высвобождения гликозида, тем самым снизит его токсический эффект.

Имея гидрофобную поверхность, активированный уголь обладает малым сродством к молекулам воды. Легче сорбируются углем вещества, имеющие в своей структуре ароматические составляющие, алифатические цепи углеродных атомов. Тритерпеновый сапонин - поверхностно-активное соединение, имеющее в своей структуре агликон-конденсированную систему колец (гидрофобная часть) и углеводные цепочки. Поэтому связывание с поверхностью угля будет преимущественно " за счет гидрофобных взаимодействий с неполярной частью молекулы сапонина.

На фиг. 1 приведена зависимость рН времени в ходе сорбции сапонина (С=0,05 мг/мл) активированным углем для: а) холостого раствора, б) раствора сапонина.

На фиг. 2 изображена схема взаимодействия «сапонин Qullaja Saponaria Molina -активированный уголь».

На фиг. 3 приведена поверхность зерен сорбента по данным атомно-силовой микроскопия.

Установлено, что особенно сильное влияние на ход сорбционного процесса оказывает природа поверхности активированных углей и их поведение в растворах электролитов. Чистый уголь, активированный при высокой температуре (900-1000°С) и затем приведенный в соприкосновение с воздухом, поглощает из растворов электролитов анионы, посылая взамен их в раствор эквивалентное количество гидроксильных ионов, т.е. ведет себя подобно анионообменнику в ОН - форме.

Вследствие того, что активные угли имеют очень высокую удельную поверхность, двойной электрический слой угля имеет большую емкость, что приводит к значительной анионообменной способности (обменная емкость обычных активированных углей по кислотам обычно составляет 0,4-0,6 мг-экв/г). Однако проведенные эксперименты по исследованию кислотности раствора сапонина в ходе сорбции на активированном угле в кинетических условиях показали отсутствие ионнообменного механизма взаимодействия из-за малой доступности заряженных групп угля для функциональных групп сапонина (фиг. 1). Очевидно, в основе физико-химической природы сорбции сапонина с поверхностью угля лежат гидрофобные (дисперсионные) взаимодействия, показанные на фиг. 2.

Получаемый модифицированный сорбент имеет высокую емкость по сапонину за счет заполнения микро- и мезопор молекулами сапонина и образованием ассоциатов. Влагосодержание сорбента снижено с 12 до 5%. Композитный материал на основе активированного угля отличается модифицированием поверхности сорбента тритерпеновым гликозидом-сапонином. Анализ данных атомно-силовой микроскопии поверхности зерен сорбента показал образование крупных зернистых структур сапонина (фиг. 3).

Предложенный сорбционный способ прост в исполнении, не требует модификации сорбента.

Пример 1. Навеску воздушно-сухого угля активированного массой 0,4 г переносят в стеклянную колонку с внутренним диаметром 2,4 см. Высота слоя сорбента составила 2 см. Через слой сорбента пропускают 1 л водного раствора сапонина с концентрацией 0,15 мг/мл. Скорость пропускания поддерживают постоянной 0,5 мл/мин. По окончании процесса сорбент извлекают из колонки и высушивают на воздухе в течение 2 суток. Количество сорбированного сапонина составило 0,3 г/г сорбента. Степень извлечения сапонина из раствора составила 78%.

Пример 2. Навеску сорбента массой 0,2±0,0002 г в воздушно-сухом состоянии заливали в коническую колбу с притертой крышкой раствором сапонина объемом 200 мл с концентрациями 2 г/л. Содержимое колб выдерживали при перемешивании в течение 4 часов до установления равновесия в системе. Время, необходимое для установления равновесия, определяли в предварительных кинетических экспериментах. Затем сорбент отфильтровывали и высушивали на воздухе. Количество сорбированного сапонина составило 0,8 г/г сорбента. Степень извлечения сапонина из раствора составила 40%.

1. Композиционный материал на основе угля обыкновенного, активированного при температуре 900-1000°С, отличающийся тем, что дополнительно содержит тритерпеновый сапонин, иммобилизованный на угле, в количестве не менее 30% от массы угля.

2. Способ получения композиционного материала по п. 1, включающий приведение сорбента в контакт с раствором иммобилизуемого вещества, сушку, отличающийся тем, что раствором иммобилизуемого вещества является водный раствор сапонина концентрацией 0,1-0,25 г/л, а сорбционный процесс проходит или в динамических условиях при пропускании раствора через сорбент из расчета 2,5-3 л/г сорбента со скоростью 0,25-0,5 мл/мин, или в статических условиях из расчета 1-2 л/г сорбента при выдерживании в течение не менее 4 часов при комнатной температуре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения урокиназы, энтрапированной в коллоидный магнитный керамический нанокомпозитный материал, и может быть использовано в медицине для топической терапии тромботических состояний конечностей.

Предложены способ получения биокатализатора для получения сложных эфиров, биокатализатор на основе рекомбинантной липазы из Thermomyces lanuginosus и способ получения сложных эфиров с использованием этого биокатализатора.

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине. Предложен способ получения образцов биопленок холерных вибрионов для исследования методом трансмиссионной электронной микроскопии, включающий культивирование биопленок в суспензии исследуемого штамма на поверхности пленок-подложек субстрата в течение не менее 5 суток при температуре 22°С.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ приготовления гетерогенного биокатализатора.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к экологическим препаратам, обеспечивающим очистку почвы и водной поверхности, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

Изобретение относится к медицинской микробиологии. Предложен способ оценки чувствительности биопленок холерных вибрионов к антибактериальным препаратам, включающий получение биопленки на стекляных цилиндрах.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических соединений (в том числе, производных фенолов) и может быть применено на предприятиях различных отраслей промышленности для проведения реакций окисления, а также для каталитической очистки сточных вод от токсичных органических контаминантов.

Изобретение относится к способу регенерации ферментативного катализатора, расположенного в реакторе, включающего минеральный носитель на основе диоксида кремния и по меньшей мере один фермент, представляющий собой гемоглобин.
Изобретение относится к биотехнологии. Препарат для очистки почв и воды от нефти и нефтепродуктов содержит нефть, биомассу штамма углеводородокисляющих бактерий Bacillus subtilis СНБС- 1, депонированного во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ В-12239, связующий компонент, в качестве которого используют натрийкарбоксиметилцеллюлозу и органоминеральный субстрат-носитель - композиционную смесь на основе клиноптилолита, подготовленных древесных опилок и перегноя в заданном соотношении компонентов.

Изобретение относится к области биохимии. Предложено устройство для размещения чипа биосенсора для осуществления способа восстановления чувствительной поверхности чипа биосенсора путем обработки его восстанавливающим раствором.

Изобретение относится к субстрату для иммобилизации функциональных групп, а также к способам приготовления данного субстрата и картриджу с сорбентом для использования в устройстве диализа.

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть применено при ферментативной реакции синтеза, а также для фиксации ферментов на носителе. .

Изобретение относится к области получения глюкозофруктозных сиропов и может найти широкое применение в пищевой, кондитерской промышленности, а также в медицине. .

Изобретение относится к биохимии и биотехнологии и может быть использовано в биохимической промышленности для производства рибои дезоксирибонуклеозид-5<SP POS="POST">1</SP>-трифосфатов.

Изобретение относится к биотехнологии , в частности к способу иммобилизации протеолитических ферментов, и может найти применение в медицине при получении препаратов иммобилизованных ферментов для лечения ран и ожогов.

Изобретение относится к получению глюкозо-фруктозного сиропа и может найти применение в пищевой, кондитерской и крахмалопаточной промышленности, а также в медицине для диетического питания.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для повышения физической выносливости организма в условиях ультрафиолетового облучения. Для этого за 20 минут до воздействия ультрафиолетовых лучей животным вводят фитопрепарат, представляющий собой композицию из измельченных листьев и побегов Омелы белой, маисовой патоки и активированного угля, взятых в процентном соотношении 85:14:1, ежедневно из расчета 20 мг/кг массы тела в течение 15 дней.
Изобретение относится к неорганической химии и фармацевтике и представляет собой коллоидный раствор, обладающий противовирусной и противомикробной активностью, включающий наночастицы металлического серебра и ионы серебра, согласно изобретению раствор содержит смесь раствора сульфоаддукта наночастиц углерода в дистиллированной воде с концентрацией от 0,5 мг/л до 200 мг/л с раствором коллоидного серебра в деионизированной воде с концентрацией от 50 мкг/л до 5000,0 мкг/л, причем раствор сульфоаддукта наночастиц углерода составляет 2 об.% от коллоидного раствора серебра.

Изобретение относится к области медицины, в частности, к технологии получения углеродных сорбентов и раскрывает способ получения углеродного сорбента, обладающего антибактериальной и антимикотической активностью.

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и может быть использовано для лечения послеродового, в том числе послеоперационного, эндометрита у женщин.

Изобретение относится к медицине, в частности к использованию наноалмазов в качестве лекарственных средств, генерирующих свободные радикалы, в частности для лечения опухолей.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к композиционному материалу на основе угля обыкновенного и способу его получения. Композиционный материал на основе угля, активированного при температуре 900-1000°С, содержит иммобилизованный на угле тритерпеновый сапонин в количестве не менее 30 от массы угля. Предлагается способ получения композиционного материала на основе угля обыкновенного и тритерпеновых сапонинов. Вышеописанное решение позволяет расширить ассортимент композиционных материалов на основе угля для снижения токсического эффекта при терапевтическом использовании сапонинов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Наверх