Иммобилизованные ферменты - Березин И.В.
Скачать (прямая ссылка):
предложен метод модификации сферических липидных агрегатов, заключающийся
в их полимеризации. В этом случае для получения липосом используются
липиды, молекулы' которых модифицированы путем введения групп, содержащих
кратные углерод-углеродные связи. В результате полимеризации происходит
ковалентная сшивка липосомальной оболочки, приводящая к ее ужестчению.
Помимо модифицированных природных липидов для приготовления полимерных
липосом применяются также синтетические мономерные ПАВ.
Основные типы функциональных групп, вводимых в молекулы синтетических ПАВ
и липидов, и способы их полимеризации приведены в табл. 6.
В зависимости от вида функциональной группы полимеризацию проводят
различными способами. В большинстве случаев полимеризация представляет
собой радикальную реакцию, инициируемую химически и (или) облучением
ультрафиолетовым светом. Наиболее широко в качестве инициатора
радикальной полимеризации используют азо-бис-изобутиронитрил.
Эффективность полимеризации увеличивается при переходе от моноламел-
лярных липосом к мультиламеллярным. Легкость и глубина протекания
полимеризации зависят также от положения кратной связи в молекуле
мономерного ПАВ (липида). Чем ближе
40
Таблица 6. Способы получения полимерных липосом в зависимости от типа
мономера
Функциональная группа
Сопряженные тройные связи R,-С=С- С=С-R2
Сопряженные двойные связи R,-СН=СН-СН=СН-R,
Двойные свя?и Rj-СН=СН-Rj
Тройная связь R-N=C
SH -группа
Амидная и эфирная группы (поликондецеация)
Схема реакции
R-N=C
SH SH
U
; II ;
N-R
U
nh2
ЧГ
СН
СН
СН
* Ri, R2 - фрагменты молекулы липида или ПАВ, не принимающие участия в
полимеризации
двойная связь к полярной "голове" молекулы, тем "труднее" проходит
полимеризация.
По сравнению с обычными полимерные липосомы гораздо более стабильны по
отношению к механическим и химическим воздействиям и сохраняют форму и
размеры в течение нескольких месяцев.
В настоящее время усилия исследователей направлены на создание с
использованием полимерных липосом носителей для лекарственных препаратов.
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ -
НОСИТЕЛИ ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ ФЕРМЕНТОВ
Для иммобилизации ферментов используются различные типы неорганических
носителей, такие, как матрицы на основе силикагеля, глины, керамика,
природные минералы, графитирован-
41
ная сажа, металлы и их оксиды. Основными качествами, обусловливающими
широкое внедрение неорганических материалов в промышленные процессы,
являются легкость их регенерации, возможность придания им любой
конфигурации. Носители применяются как в виде порошков, шариков, так и
монолита. Неорганические носители могут быть как пористыми, так и
непористыми.
§ 7. Макропористые кремнеземы
К носителям этого типа относятся силикагели, силохромы и макропористые
стекла. К достоинствам кремнеземных носителей следует отнести
механическую прочность, химическую инертность ко многим растворителям,
наличие жесткого скелета с заданным размером пор, устойчивость к
воздействию микроорганизмов.
Силикагель - аморфное вещество с общей химической формулой xSiCb • "/Н20.
Получают его в процессе "старения" (поликонденсации) ортокремниевой
кислоты (Si02-2H20). Схематически процесс поликондеисации выглядит
следующим образом:
I I
ОН -О-Si-О-Si-О-...
I I I
НО-Si-ОН------->-0 О
I I I
ОН -о-Si-О-Si-О-...
I I
Поверхность частиц силикагеля и других кремнеземов покрыта гидрофильными
гидроксильными группами, обладающими сла-бовыраженными кислотными
свойствами. В щелочной среде силикагель постепенно разрушается:
^Si-О-Si<^ + Н20 ^ ^SiOH + НО-Si^
Недостатки кремнеземных носителей связаны с использованием их в
ограниченном диапазоне pH, с некоторой неепецифиче-ской сорбцией иа их
поверхности. Последнюю можно устранить путем модификации поверхности
кремнеземов. Модификацию обычно проводят одним из двух способов. Для
снижения растворимости и повышения стабильности носителей их покрывают
различными материалами, например пленкой оксида металла (алюминия,
циркония, титана), полимеров (полиэтиленимина), или обрабатывают солями
переходных металлов.
Можно химически модифицировать кремнеземы путем введения различных
реакционноспособных групп (-CN; -NO2, -NH2 и др.) или гидрофобизовать
поверхность, например хлорангидри-дами замещенных бензойных кислот или
стеароилхлоридом.
Среди методов химической модификации кремнеземов наибо-
42
Лее распространенным является обработка носителя кремний-Органическими
веществами. Так, взаимодействие с уамин°-йропилтриэтоксисиланом приводит
к появлению на поверхности носителя аминогрупп
^>Si-ОН ^Si-О-Si(CH2)3NH2
что позволяет использовать такие носители для иммобилизации, а также
модифицировать аминопропилкремнеземы различными реакцибнноспособными
производными кислот (хлорангидридами, ангидридами, азидами и т. д.).
Другие силанольные производные, применяемые для модификации кремнеземов,
приведены ниже:
(СНзО) 3Si (СН2) 3CN (CH30) 3Si (СН2) 3ОСН2СН СН2
у-цианопропилтримето-
