RU2189961C2 - Method of immobilization of physiologically active compounds - Google Patents

Method of immobilization of physiologically active compounds Download PDF

Info

Publication number
RU2189961C2
RU2189961C2 RU99116432/04A RU99116432A RU2189961C2 RU 2189961 C2 RU2189961 C2 RU 2189961C2 RU 99116432/04 A RU99116432/04 A RU 99116432/04A RU 99116432 A RU99116432 A RU 99116432A RU 2189961 C2 RU2189961 C2 RU 2189961C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
trace elements
physiologically active
immobilization
compounds
Prior art date
Application number
RU99116432/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99116432A (en
Inventor
Л.П. Зарогатский
Г.О. Карапетян
К.Г. Карапетян
И.Ю. Лимбах
И.Н. Писарев
Original Assignee
Карапетян Гарегин Оганесович
Карапетян Кирилл Гарегинович
Лимбах Иван Юрьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Карапетян Гарегин Оганесович, Карапетян Кирилл Гарегинович, Лимбах Иван Юрьевич filed Critical Карапетян Гарегин Оганесович
Priority to RU99116432/04A priority Critical patent/RU2189961C2/en
Priority to PCT/RU2000/000294 priority patent/WO2001005731A1/en
Priority to AU63287/00A priority patent/AU6328700A/en
Publication of RU99116432A publication Critical patent/RU99116432A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2189961C2 publication Critical patent/RU2189961C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1611Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1682Processes
    • A61K9/1694Processes resulting in granules or microspheres of the matrix type containing more than 5% of excipient
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12Granules or flakes

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: invention proposes a method of immobilization of physiologically active compounds of trace elements comprising the composition of a mixture of these compounds with addition of immobilizing agent and the following treatment of mixture and granulation of the ready product. Method is based on the use phosphates and their mixtures with molybdates, carbonates, sulfates and nitrates including trace elements as a immobilizing agent, the following mixture melting, preparing vitreous active micrononhomogeneous amorphous mass and its granulation. EFFECT: improved method of immobilization. 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к химии физиологически активных соединений на основе фосфатов с добавлением любых других необходимых компонентов и может быть использовано в фармакологии, медицине, ветеринарии и в сельском хозяйстве. The invention relates to the chemistry of physiologically active compounds based on phosphates with the addition of any other necessary components and can be used in pharmacology, medicine, veterinary medicine and in agriculture.

В фармакологии постоянно разрабатываются лекарственные средства пролонгированного действия или пероральные лекарства, усваивающиеся на заданном участке пищеварительного тракта. Для этой цели чаще всего применяют медленно разрушаемые органические вещества, например, в виде оболочек
Не менее актуальна эта задача в сельском хозяйстве. Ежегодное внесение удобрений не только расточительно, но и экологически вредно, так как не менее 50% удобрений уходит в грунтовые воды и выветривается. Попытки покрывать удобрения полимерными оболочками улучшили ситуацию лишь на 10% за счет снижения выветривания. Другим недостатком такого рода капсулирования является вымывание ферментами животного или растения полезных компонентов при первом повреждении оболочки, что ведет к избыточному насыщении этими компонентами и приносит ущерб объекту. Растения или животный организм накапливают в таком случае избыточное количество нитратов, селена, таллия, свинца и других элементов, что иногда приводит к повреждению паренхимы организма. Введение гормональных препаратов, ускоряющих развитие животных и растений, вызывает международные протесты антиглобалистов против говядины и ряда др. продуктов западных стран. Таким образом, существует необходимость в создании физиологически активных веществ в усвояемой форме с регулируемой скоростью усвоения, поддерживающих в животных и растительных организмах заданный баланс калия, магния, фосфора, бора и микроэлементов без снижения качества продуктов питания.
In pharmacology, sustained-release drugs or oral drugs that are absorbed in a given section of the digestive tract are constantly being developed. For this purpose, slowly destroyed organic substances, for example, in the form of shells, are most often used.
This task is no less relevant in agriculture. The annual application of fertilizers is not only wasteful, but also environmentally harmful, since at least 50% of the fertilizer goes into groundwater and erodes. Attempts to coat fertilizers with polymer shells improved the situation by only 10% by reducing weathering. Another disadvantage of this type of encapsulation is the washing out by the enzymes of an animal or plant of useful components during the first damage to the membrane, which leads to excessive saturation of these components and causes damage to the object. In this case, plants or the animal organism accumulate an excessive amount of nitrates, selenium, thallium, lead and other elements, which sometimes leads to damage to the parenchyma of the body. The introduction of hormonal drugs that accelerate the development of animals and plants causes international protests by anti-globalists against beef and a number of other products of Western countries. Thus, there is a need for the creation of physiologically active substances in an assimilable form with an adjustable rate of assimilation, maintaining a predetermined balance of potassium, magnesium, phosphorus, boron and trace elements in animal and plant organisms without compromising the quality of food products.

Известен способ иммобилизации биологических компонентов (а. с. СССР 1594410, G 01 M, 23.09.90, Бюл. 35), включающий приготовление смеси соединений с добавлением иммобилизатора в виде желатина, физическую обработку смеси и формообразование ее в виде покрытия ферментных электродов. A known method of immobilization of biological components (a.a. USSR 1594410, G 01 M, 09/23/90, Bull. 35), comprising preparing a mixture of compounds with the addition of an immobilizer in the form of gelatin, physical processing of the mixture and shaping it in the form of a coating of enzyme electrodes.

Недостаток способа - низкая стабильность продукта, недостоверность измерений во времени из-за изменения его свойств и малый срок службы вследствие ингибирования поверхностно-активных центров. The disadvantage of this method is the low stability of the product, the uncertainty of measurements over time due to changes in its properties and short service life due to inhibition of surface-active centers.

Известно принимаемое за прототип свидетельство РФ на полезную модель 9840 от 16.05.1999 г., включающее "выполнение двухслойной гранулы", получаемой из смеси оксидов и фосфорной кислоты "термообработкой в градиенте температур 250-1400oС с последующей обработкой в режиме, обеспечивающем замещение в наружном слое толщиной 5-50 мкм 5-15% окислов металлов 1-2 групп элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева на молекулы воды". Прототип "обеспечивает трансформацию однородного внутреннего материала двухслойной гранулы в поверхностный слой в течение 1-4 лет в результате послойного, одновременного выхода всех компонентов в раствор".The RF certificate for utility model 9840 dated May 16, 1999, adopted for the prototype, is known, which includes the "execution of a two-layer granule" obtained from a mixture of oxides and phosphoric acid "by heat treatment in a temperature gradient of 250-1400 o С, followed by processing in a mode that provides replacement in the outer layer with a thickness of 5-50 microns 5-15% of metal oxides of 1-2 groups of elements of the periodic table of DI Mendeleev for water molecules. " The prototype "ensures the transformation of a homogeneous internal material of a two-layer granule into a surface layer within 1-4 years as a result of a layer-by-layer, simultaneous release of all components into a solution."

Однако прототип не предусматривает иммобилизацию микроэлементов (катализаторов) и ферментов на поверхности гранул и образования биохимически активных комплексов на поверхности микронеоднородных гранул в процессе их растворения, а также не предусматривает введение карбонатов, сульфатов, молибдатов, нитратов и других соединений, влияющих на микронеоднородное строение стеклообразных фосфатов. However, the prototype does not provide for the immobilization of trace elements (catalysts) and enzymes on the surface of the granules and the formation of biochemically active complexes on the surface of microinhomogeneous granules in the process of their dissolution, and does not provide for the introduction of carbonates, sulfates, molybdates, nitrates and other compounds that affect the microinhomogeneous structure of glassy phosphates .

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения физиологически активного вещества пролонгированного действия с авторегулируемым действием в процессе равномерного по времени растворения
Способ обеспечивает длительную иммобилизацию биоактивных соединений микроэлементов за счет использования химически неоднородного иммобилизатора. Способ обеспечивает надежное и длительное лонгирование работы физиологически активной микронеоднородной стеклообразной гранулы.
The objective of the present invention is to provide a method for producing a physiologically active substance of prolonged action with auto-controlled action in the process of uniform dissolution in time
The method provides long-term immobilization of bioactive compounds of trace elements through the use of a chemically inhomogeneous immobilizer. The method provides reliable and long-term prolongation of the physiologically active micro-inhomogeneous glassy granules.

Поставленная задача достигается тем, что в способе иммобилизации, включающем составление смеси физиологически активных соединений, добавление к ней иммобилизирующего компонента, физическую обработку, формирование смеси в усвояемой форме, в соответствии с настоящим изобретением в качестве иммобилизирующего вещества используют фосфаты и их смеси с карбонатами, сульфатами, силикатами, молибдатами, и нитратами, физическую обработку смеси проводят методом ее расплавления, с получением аморфной стеклообразной массы, которой придают форму гранулированием, дроблением или вытяжкой в волокна диаметром до 2 мм. The problem is achieved in that in the method of immobilization, including the preparation of a mixture of physiologically active compounds, adding an immobilizing component to it, physical processing, forming a mixture in an assimilable form, in accordance with the present invention, phosphates and their mixtures with carbonates, sulfates are used as an immobilizing substance , silicates, molybdates, and nitrates, the physical processing of the mixture is carried out by the method of its melting, to obtain an amorphous glassy mass, which is shaped granulation, crushing or drawing into fibers with a diameter of up to 2 mm.

Отказ от органического или неорганического иммобилизатора с кристаллической структурой и замена его на неорганический иммобилизатор с аморфной структурой обеспечивает не только сколь угодное лонгирование процесса растворения, но и позволяет реализовать равномерность действия во времени иммобилизированных микроэлементов, что весьма важно во всех вышеупомянутых направлениях использования физиологически активных соединений
К числу микроэлементов, необходимых для развития любых биологических систем, обеспечивающих создание физиологически активных веществ и витаминных комплексов в пищевой цепочке: почвенные микроорганизмы - растения - животные - человек относятся: медь, кобальт, цинк, ванадий, молибден, железо, сера, селен, йод, бор, хром, никель, кремний и др.
The rejection of an organic or inorganic immobilizer with a crystalline structure and its replacement with an inorganic immobilizer with an amorphous structure provides not only how pleasingly prolonged the dissolution process, but also allows the uniformity of time-dependent action of immobilized trace elements, which is very important in all of the above directions for the use of physiologically active compounds
Among the trace elements necessary for the development of any biological systems that ensure the creation of physiologically active substances and vitamin complexes in the food chain: soil microorganisms - plants - animals - people include: copper, cobalt, zinc, vanadium, molybdenum, iron, sulfur, selenium, iodine , boron, chromium, nickel, silicon, etc.

Исследование зольных остатков показывает, что концентрация микроэлементов в растениях и животных колеблется в пределах от 0,0005 до 0,2 мас.% При этом разные типы микроорганизмов, растений, животных и даже их отдельные органы накапливают различные микроэлементы. Из этого сделан вывод о том, что они выступают в роли катализаторов биохимических процессов. The study of ash residues shows that the concentration of trace elements in plants and animals ranges from 0.0005 to 0.2 wt.%. Moreover, different types of microorganisms, plants, animals and even their individual organs accumulate various trace elements. From this it was concluded that they act as catalysts for biochemical processes.

Важнейшим условием действия микроэлементов является их доступность, т.е. присутствие в виде активных комплексов. Все ведущие производители удобрений, лекарственных препаратов и пищевых добавок вводят микроэлементы, как правило, в виде солевых добавок - сульфатов, нитратов, хлоридов, хеллатов и т. д. В практике животноводства и птицеводства широко известно применение поликристаллических кормовых фосфатов. The most important condition for the action of trace elements is their availability, i.e. presence in the form of active complexes. All leading manufacturers of fertilizers, pharmaceuticals and food additives introduce trace elements, as a rule, in the form of salt additives - sulfates, nitrates, chlorides, hellates, etc. In the practice of animal husbandry and poultry farming, the use of polycrystalline feed phosphates is widely known.

При этом возможны как нежелательные ударные нагрузки на живые объекты, так и быстрое вымывание микроэлементов в процессе растворения без их усвоения. In this case, both undesirable shock loads on living objects and the rapid leaching of trace elements during dissolution without their assimilation are possible.

Принципиальным отличием предлагаемого способа является: составление заданной смеси микроэлементов в соотношениях, определяемых типом биологического объекта. Смесь составляется из силикатов, нитратов, сульфатов и молибдатов железа, марганца, цинка, кобальта, меди и др. Полученная смесь физиологически активных соединений микроэлементов в суммарном количестве до 5 мас.% вводится в расплав мета- и пирофосфатов калия, магния, кальция, который выступает в роли иммобилизующего компонента - аморфной микронеоднородной стеклообразной массы - составляющей 90 мас.%. Все микроэлементы в процессе плавления (при температуре 1000-1350oС) за счет термического разрушения исходных соединений концентрируются в областях микронеоднородностей. Неоднородное строение является важной особенностью материалов. Вследствие неоднородного строения локальная концентрация микроэлементов существенно превосходит среднюю по составу при синтезе - сегрегация активаторов. Введение в расплав иммобилизирующего компонента наряду с микроэлементами карбонатов, силикатов, боратов, алюминатов и молибдатов в суммарной концентрации до 5 мас. % позволяет влиять на скорость растворения материала и его микронеоднородное строение.The principal difference of the proposed method is: the preparation of a given mixture of trace elements in the ratios determined by the type of biological object. The mixture is composed of silicates, nitrates, sulfates and molybdates of iron, manganese, zinc, cobalt, copper, etc. The resulting mixture of physiologically active trace elements in a total amount of up to 5 wt.% Is introduced into the melt of potassium, magnesium, calcium meta- and pyrophosphates, which acts as an immobilizing component - an amorphous micro-inhomogeneous glassy mass - component of 90 wt.%. All trace elements in the melting process (at a temperature of 1000-1350 o C) due to thermal destruction of the starting compounds are concentrated in areas of microinhomogeneities. Inhomogeneous structure is an important feature of materials. Due to the heterogeneous structure, the local concentration of trace elements significantly exceeds the average composition in the synthesis - the segregation of activators. Introduction to the melt of the immobilizing component along with trace elements carbonates, silicates, borates, aluminates and molybdates in a total concentration of up to 5 wt. % allows you to influence the dissolution rate of the material and its microinhomogeneous structure.

Смесь физиологически активных соединений составляется из неорганических солей катионов микроэлементов, включающих кобальт, цинк, марганец, медь, железо, бор, селен, молибден, ванадий, никель и др. Указанные микроэлементы образуют устойчивые химические солевые соединения в виде карбонатов, нитратов, силикатов, сульфатов, молибдатов, концентрация каждого из указанных микроэлементов в смеси составляет 0,1-1,0%. Суммарное количество микроэлементов составляет 2-5 мас.% по отношению к иммобилизирующему компоненту мета- и пиро- фосфатам калия, кальция и магния. Смесь физически активных соединений чаще всего готовится в азотнокислом водном растворе при рН менее - 3 с последующим добавлением карбонатов и силикатов, повышающих рН до значений более 7, что приводит к образованию нерастворимого осадка. Полученный отфильтрованный и высушенный продукт представляет собой смесь физиологически активных соединений, которая вводится во взаимодействие с иммобилизирующим компонентом в процессе высокотемпературного синтеза. A mixture of physiologically active compounds is composed of inorganic salts of cations of trace elements, including cobalt, zinc, manganese, copper, iron, boron, selenium, molybdenum, vanadium, nickel, etc. These trace elements form stable chemical salt compounds in the form of carbonates, nitrates, silicates, sulfates , molybdates, the concentration of each of these trace elements in the mixture is 0.1-1.0%. The total amount of trace elements is 2-5 wt.% In relation to the immobilizing component of potassium, calcium and magnesium meta- and pyrophosphates. A mixture of physically active compounds is most often prepared in a nitric acid aqueous solution at a pH of less than –3, followed by the addition of carbonates and silicates that increase the pH to more than 7, which leads to the formation of an insoluble precipitate. The resulting filtered and dried product is a mixture of physiologically active compounds, which is introduced into interaction with the immobilizing component in the process of high-temperature synthesis.

Предложенный способ предназначен для получения стеклообразного иммобилизатора микроэлементов пролонгированного действия. Назначение и область применения: в качестве кормовой добавки животным, включающей в сбалансированном соотношении макро- и микроэлементы, в качестве удобрения для растений, обеспечивающего автокаталитическое действие в почвенных биохимических процессах и повышение качества сельскохозяйственной продукции, начиная с кормовых продуктов для животных и кончая продуктами питания человека. The proposed method is intended to obtain a glassy immobilizer of micronutrients of prolonged action. Purpose and scope: as a feed additive for animals, including macro- and microelements in a balanced ratio, as a fertilizer for plants, providing autocatalytic action in soil biochemical processes and improving the quality of agricultural products, starting from animal feed products to human food .

Наличие в составе иммобилизующего компонента активных соединений микроэлементов и их концентрация выборочно контролируется спектроскопическим анализом плоскопараллельных образцов на стандартных спектрофотометрах по характерным известным полосам поглощения катионов активаторов. Выход в водные растворы смеси микроэлементов также контролируется взятием проб растворов по спектрам поглощения ионов, гидратированных микроэлементов
Растворение иммобилизующего компонента контролируется по потере веса гранул. Неоднородное строение стеклообразных мета- и пирофосфатов определяется методами малоуглового рентгеновского рассеяния, релеевского и мандельштам-бриллюэновского рассеяния. Развитие неоднородной структуры происходит в расплаве, одновременно с этим устанавливается термодинамическое равновесие по распределению физиологически активных соединений по областям неоднородности.
The presence in the immobilizing component of the active compounds of trace elements and their concentration are selectively controlled by spectroscopic analysis of plane-parallel samples on standard spectrophotometers according to the characteristic known absorption bands of activator cations. The yield of a trace element mixture in aqueous solutions is also controlled by sampling solutions from the absorption spectra of ions hydrated with trace elements
The dissolution of the immobilizing component is controlled by the weight loss of the granules. The inhomogeneous structure of glassy meta- and pyrophosphates is determined by the methods of small-angle X-ray scattering, Rayleigh and Mandelstam-Brillouin scattering. The development of an inhomogeneous structure occurs in the melt; at the same time, a thermodynamic equilibrium is established by the distribution of physiologically active compounds in the regions of heterogeneity.

Время установления равновесия зависит от температуры и давления и контролируется визуально по достижении гомогенности расплава, а также выборочно рентгеноструктурным анализом по достижении рентгеноаморфности. Области неоднородности, обогащенные микроэлементами, характеризуются дисперсией по размерам и структуре и поэтому не могут быть охарактеризованы как индивидуальные химические соединения. The time to establish equilibrium depends on temperature and pressure and is monitored visually when the homogeneity of the melt is achieved, as well as selectively by X-ray diffraction analysis to achieve the X-ray amorphous state. Areas of heterogeneity enriched with trace elements are characterized by dispersion in size and structure and therefore cannot be characterized as individual chemical compounds.

Размер выходящих в раствор цепочечных фосфатов количественно определяется методами бумажной хроматографии. Показано, что при увеличении концентрации кремнезема до 5 мас.% средняя степень полимеризации фосфатов в растворах понижается от 30 до 10 тетраэдров [РO4] в цепи.The size of the chain phosphates entering the solution is quantified by paper chromatography. It was shown that with an increase in silica concentration to 5 wt.%, The average degree of polymerization of phosphates in solutions decreases from 30 to 10 [PO 4 ] tetrahedra in the chain.

К физико-химическим характеристикам конечного продукта следует отнести: показатель преломления - nd в интервале 1,480-1,495, плотность - ρ в интервале 2,5-2,8 г/см3, данные рентгенофлуоресцентного анализа, подтверждающие отсутствие кристаллических включений и наличие микроэлементов в заданных концентрациях и экспериментально контролируемая кинетика растворения веса гранул Указанные методы позволяют однозначно контролировать завершение заявленного процесса.The physical and chemical characteristics of the final product should include: refractive index - n d in the range of 1.480-1.495, density - ρ in the range of 2.5-2.8 g / cm 3 , X-ray fluorescence analysis data confirming the absence of crystalline inclusions and the presence of trace elements in predetermined concentrations and experimentally controlled kinetics of dissolution of the weight of the granules. These methods allow you to uniquely control the completion of the claimed process.

Получение неорганических полимеров переменного состава на основе мета- и пиро- фосфатов элементов первой и второй групп периодической системы и переходных металлов проводили из расплава при 800-1300oС с введением силикатов, нитратов, молибдатов, сульфатов, боратов, алюминатов в концентрациях до 5 мас.%, что обеспечивало изменение времени растворения областей неоднородности, включающих микроэлементы, по экспоненциальному закону с изменением константы скорости растворения до 5 раз. В качестве исходных веществ использовали фосфорную кислоту концентрацией 35-85% основного вещества, карбонаты и нитраты солей элементов первой и второй группы периодической системы, а также нитраты, силикаты, бораты, молибдаты и сульфаты переходных элементов.The preparation of inorganic polymers of variable composition based on meta- and pyrophosphates of the elements of the first and second groups of the periodic system and transition metals was carried out from the melt at 800–1300 o С with the introduction of silicates, nitrates, molybdates, sulfates, borates, aluminates in concentrations up to 5 wt. .%, which provided a change in the dissolution time of inhomogeneity regions, including trace elements, according to the exponential law with a change in the dissolution rate constant up to 5 times. Phosphoric acid with a concentration of 35-85% of the basic substance, carbonates and nitrates of salts of the elements of the first and second groups of the periodic system, as well as nitrates, silicates, borates, molybdates and sulfates of transition elements were used as starting materials.

Пример 1
Синтез физиологического активного минерального соединения переменного состава, имеющего микронеоднородную, низкомолекулярную структуру при сохранении макроскопически неупорядоченного строения и рентгеноаморфности проводили в следующей последовательности. Реакционную смесь, включающую ортофосфорную кислоту Н3РO4 концентрацией 85-35 мас.%, смешивали с поташем - К2СО3 в концентрации 15 мас.%, аппатитовым концентратом 23 мас.%, карбонатом магния 6 мас. %, нитратами, сульфатами и молибдатами цинка, марганца, кобальта, железа, меди - общая концентрация 1% от состава по весу.
Example 1
The synthesis of a physiological active mineral compound of variable composition having a micro-heterogeneous, low molecular weight structure while maintaining a macroscopically disordered structure and X-ray amorphism was carried out in the following sequence. The reaction mixture, including phosphoric acid H 3 PO 4 with a concentration of 85-35 wt.%, Was mixed with potash - K 2 CO 3 at a concentration of 15 wt.%, Apatite concentrate 23 wt.%, Magnesium carbonate 6 wt. %, nitrates, sulfates and molybdates of zinc, manganese, cobalt, iron, copper - the total concentration of 1% of the composition by weight.

Реакционная смесь выдерживалась 5 часов в бумажных пакетах и затем подвергалась термообработке при 350oС, что приводило к брикетироваиию за 2 часа. Брикеты помещались в высокотемпературную камеру при температуре 900oС на 1 час. После чего температура поднималась до 1250oС и образовавшийся расплав выдерживался при этой температуре примерно 3 часа до достижения неупорядоченной неоднородной структуры. По истечении указанного времени расплав гранулировался или отливался в формы, инерционно охлаждался до комнатной температуры и дробился на гранулы 1-5 мм.The reaction mixture was kept for 5 hours in paper bags and then subjected to heat treatment at 350 o C, which led to briquetting in 2 hours. Briquettes were placed in a high-temperature chamber at a temperature of 900 o C for 1 hour. After which the temperature rose to 1250 o C and the resulting melt was maintained at this temperature for about 3 hours until a disordered inhomogeneous structure was achieved. After the specified time, the melt was granulated or molded, inertially cooled to room temperature and crushed into granules of 1-5 mm.

Испытания показали, что полученный продукт рентгеноаморфен, характеризуется кинетикой растворения в воде, подчиняющейся закону In р0/р=kt, где Р0 - исходный вес, а Р - текущий вес гранул, k - константа скорости растворения, экспоненциально зависящая от температуры, t - время. Время растворения при различных температурах приведено в табл. 1.Tests have shown that the obtained product is X-ray amorphous, characterized by the kinetics of dissolution in water, obeying the law In p 0 / p = kt, where P 0 is the initial weight, and P is the current weight of the granules, k is the dissolution rate constant that exponentially depends on temperature, t - time. The dissolution time at various temperatures is given in table. 1.

При этом на поверхности гранул образуется слой, обогащенный микроэлементами, образующими активные центры. Толщина слоя растет в процессе растворения и за 1 год достигает 1-2 мм за счет избирательного выщелачивания низкомолекулярных группировок. Микрозондовый анализ показывает, что концентрация микроэлементов в областях микронеоднородностей в 3-5 превосходит среднюю по объему
Продукт прошел токсикологическую экспертизу и сертификацию по кинетике растворения (сертификат "Механобр-Аналит" G/13 от 02.02.94 г.).
In this case, a layer enriched with microelements forming active centers forms on the surface of the granules. The layer thickness increases during dissolution and reaches 1–2 mm in 1 year due to the selective leaching of low molecular weight groups. Microprobe analysis shows that the concentration of trace elements in areas of microinhomogeneities is 3-5 times higher than the average volume
The product has passed toxicological examination and certification on dissolution kinetics (certificate "Mechanobr-Analit" G / 13 dated 02.02.94).

Проведение во Всероссийском институте растениеводства (ВИР им. Н.И. Вавилова, г. С-Петербург) агрохимических и микробиологических испытаний на дерново-подзолистых почвенных образцах с применением продукта состава (табл. 2) (по рентгенофлуоресцентному анализу, выполненному в "Механобр-Аналит), мас.%, выявило следующие закономерности. Agrochemical and microbiological tests on sod-podzolic soil samples using a composition product (Table 2) (according to X-ray fluorescence analysis carried out in the Mechanobr Analit), wt.%, Revealed the following patterns.

Сильный стимулирующий эффект практически на все группы почвенных микроорганизмов, происходило увеличение численности азотфиксирующих микроорганизмов, амилолитических и протолитических бактерий, увеличение количества грибов, сопровождалось увеличением видового разнообразия. A strong stimulating effect on almost all groups of soil microorganisms, there was an increase in the number of nitrogen-fixing microorganisms, amylolytic and protolytic bacteria, an increase in the number of fungi, accompanied by an increase in species diversity.

В почве выявлено присутствие грибов Trihoderma Viridae принимающих участие в разложении органических остатков. The presence of Trihoderma Viridae fungi involved in the decomposition of organic residues was detected in the soil.

Данные по контролю и опыту на второй год испытаний подтверждают пролонгированность действия продукта. Control and testing data for the second year of testing confirms the prolonged action of the product.

Пример 2
Метафосфат калия (монофосфат калия) 32 мас.% смешивали с ортофосфорной кислотой 85% - 37 мас.%, аппатитовым концентратом 14 мас.% с доломитовой мукой 14 мас. %, сульфатами железа, меди, цинка, марганца, молибдена, кобальта при суммарном содержании 2 мас.%.
Example 2
Potassium metaphosphate (potassium monophosphate) 32 wt.% Was mixed with phosphoric acid 85% - 37 wt.%, Apatite concentrate 14 wt.% With dolomite flour 14 wt. %, sulfates of iron, copper, zinc, manganese, molybdenum, cobalt with a total content of 2 wt.%.

Образовавшаяся смесь делилась на 3 части, в одну из которых - А добавлялось 3% дисиликата натрия, во вторую - Б - 3% алюмината натрия, а в третью - В - 3% буры. The resulting mixture was divided into 3 parts, in one of which - A was added 3% sodium disilicate, in the second - 3% sodium aluminate, and in the third - 3% borax.

Далее все три смеси помещались в кварцевые тигли и загружались в печь при температуре 900oС. Затем температура поднималась до 1300oС. После выдерживания при этой температуре 3 часа образовавшийся микронеоднородный расплав отливался. Испытания на кинетику растворения показали, что смесь А привела к получению рентгеноаморфного продукта со скоростью растворения в два раза большей, чем продукт В, а скорость растворения продукта Б - в 5 раз меньше, чем продута А, что связано с различием по микронеоднородному строению и сегрегации активаторов. Политермические исследования образцов методами комбинированного рассеяния, мандельштам-бриллюэновской спектроскопии и малоуглового рентгеновского рассеяния показали, что полученные высокотемпературным синтезом неорганические полимеры характеризуются неупорядоченностью строения и неоднородностью структуры в связи с замораживанием надмолекулярных группировок, существующих в высокотемпературном расплаве. Вещество, полученное таким способом, обладает избыточной, по сравнению с кристаллами, свободной энергией и находится в неравновесном состоянии.Further, all three mixtures were placed in quartz crucibles and loaded into a furnace at a temperature of 900 o C. Then the temperature rose to 1300 o C. After keeping at this temperature for 3 hours, the microinhomogeneous melt formed was cast. Tests on the kinetics of dissolution showed that mixture A led to the production of an X-ray amorphous product with a dissolution rate of two times that of product B, and the dissolution rate of product B was 5 times less than product A, due to the difference in microinhomogeneous structure and segregation activators. Polythermal studies of the samples by combined scattering, Mandel'shtam-Brillouin spectroscopy, and small-angle X-ray scattering showed that inorganic polymers obtained by high-temperature synthesis are characterized by disordered structure and heterogeneity of the structure due to the freezing of supramolecular groups existing in high-temperature melt. The substance obtained in this way has excess free energy compared with crystals and is in a nonequilibrium state.

Катализ комплексными соединениями аналогичен механизму воздействия ферментов. В отличие от иммобилизированных ферментов, искусственно связанных с нерастворимыми в воде носителями - фактически являющимися гетерогенными катализаторами, - авторы предлагают активные мета- и пирофосфаты, иммобилизующие в областях микронеоднородностей микроэлементы. Catalysis by complex compounds is similar to the mechanism of action of enzymes. In contrast to immobilized enzymes artificially associated with water-insoluble carriers — actually heterogeneous catalysts — the authors propose active meta- and pyrophosphates that immobilize trace elements in areas of microinhomogeneity.

Полученные соединения использовались с пролонгированным эффектом как для увеличения биомассы микроорганизмов и ускорения их роста, так и для растений в качестве удобрений при управляемом времени растворения от 1 месяца до 5 лет. Токсикологическая экспертиза, проведенная в Институте Токсикологии РАН (г. С-Петербург), показала, что полученные по предлагаемому способу продукты не токсичны и могут использоваться в качестве кормовых добавок и удобрений. The obtained compounds were used with a prolonged effect both to increase the biomass of microorganisms and accelerate their growth, and for plants as fertilizers with a controlled dissolution time from 1 month to 5 years. A toxicological examination carried out at the Institute of Toxicology of the Russian Academy of Sciences (St. Petersburg) showed that the products obtained by the proposed method are non-toxic and can be used as feed additives and fertilizers.

Claims (1)

Способ иммобилизации физиологически активных соединений, включающий составление смеси неорганических соединений, добавление к ней иммобилизирующего компонента, физическую обработку и формирование смеси в усвояемые микроорганизмами и растениями формы, отличающийся тем, что в качестве иммобилизирующего вещества используют мета- и пирофосфаты или их смеси с содержащимися микроэлементами молибдатами, карбонатами, сульфатами и щелочными нитратами, физическую обработку смеси проводят методом ее расплавления с получением аморфной микронеоднородной стеклообразной массы, которой придают форму гранулированием, дроблением или вытяжкой. A method of immobilizing physiologically active compounds, including composing a mixture of inorganic compounds, adding an immobilizing component to it, physical processing and forming a mixture in forms assimilable by microorganisms and plants, characterized in that meta- and pyrophosphates or mixtures thereof containing molybdates are used as immobilizing substances , carbonates, sulfates and alkaline nitrates, the physical processing of the mixture is carried out by its melting method to obtain an amorphous micro heterogeneous glassy mass, which is shaped by granulation, crushing or drawing.
RU99116432/04A 1999-07-19 1999-07-19 Method of immobilization of physiologically active compounds RU2189961C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116432/04A RU2189961C2 (en) 1999-07-19 1999-07-19 Method of immobilization of physiologically active compounds
PCT/RU2000/000294 WO2001005731A1 (en) 1999-07-19 2000-07-11 Method for immobilising physiologically active compounds
AU63287/00A AU6328700A (en) 1999-07-19 2000-07-11 Method for immobilising physiologically active compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116432/04A RU2189961C2 (en) 1999-07-19 1999-07-19 Method of immobilization of physiologically active compounds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99116432A RU99116432A (en) 2001-05-20
RU2189961C2 true RU2189961C2 (en) 2002-09-27

Family

ID=20223202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99116432/04A RU2189961C2 (en) 1999-07-19 1999-07-19 Method of immobilization of physiologically active compounds

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6328700A (en)
RU (1) RU2189961C2 (en)
WO (1) WO2001005731A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567453C1 (en) * 2014-12-01 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "АгрохимБио" Organic mineral fertiliser for vegetable crops

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001055108A2 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 Eli Lilly And Company Use of spl a2 inhibitors for the treatment of inflammation
EP2608878A4 (en) 2010-08-23 2017-11-15 President and Fellows of Harvard College Acoustic waves in microfluidics
JP2013538212A (en) * 2010-08-23 2013-10-10 プレジデント アンド フェロウズ オブ ハーバード カレッジ Particles for drug delivery and other uses
CN105121559A (en) 2013-02-08 2015-12-02 巴斯夫欧洲公司 Production of inorganic/organic composite materials by reactive spray drying
US9138381B2 (en) 2013-02-08 2015-09-22 Basf Se Production of inorganic-organic composite materials by reactive spray-drying
US10258987B2 (en) 2014-06-26 2019-04-16 President And Fellows Of Harvard College Fluid infection using acoustic waves
CN108472621B (en) 2015-08-27 2022-04-29 哈佛学院院长及董事 Acoustic wave sorting
US11701658B2 (en) 2019-08-09 2023-07-18 President And Fellows Of Harvard College Systems and methods for microfluidic particle selection, encapsulation, and injection using surface acoustic waves

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE440770B (en) * 1982-02-24 1985-08-19 Chemical Dynamics Sweden Ab COMPOSITION WITH GLASS-BORN MICRONATION SUBSTANCES AND PROCEDURE FOR PREPARING THIS
SU1742276A1 (en) * 1987-11-04 1992-06-23 Самаркандский сельскохозяйственный институт им.В.В.Куйбышева Glassy granulated prolonged-action fertilizer based on phosphate glass
RU2043320C1 (en) * 1992-05-15 1995-09-10 Гидрометаллургический завод Производственного объединения "Целиноградский горно-химический комбинат" Method of preparing complex fertilizer with trace elements
RU9840U1 (en) * 1998-10-21 1999-05-16 Строгов Вадим Викторович GRANULAR FERTILIZER "AGROVITAKVO"

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567453C1 (en) * 2014-12-01 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "АгрохимБио" Organic mineral fertiliser for vegetable crops

Also Published As

Publication number Publication date
AU6328700A (en) 2001-02-05
WO2001005731A1 (en) 2001-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5015484B2 (en) Slow-release and controlled-release polymer fertilizers containing numerous nutrients and their production and use
Lubkowski Coating fertilizer granules with biodegradable materials for controlled fertilizer release.
RU2189961C2 (en) Method of immobilization of physiologically active compounds
US3322528A (en) Fertilizer compositions consisting of isobutylidene-diurea and method of using
Duan et al. Fabrication, evaluation methodologies and models of slow-release fertilizers: a review
CN104262019B (en) A kind of peplos degrading slow release potash fertilizer
US4123248A (en) Controlled release fertilizer
Khan et al. Green synthesis and evaluation of calcium-based nanocomposites fertilizers: a way forward to sustainable agricultural
Zhou et al. Controlling the hydrolysis and loss of nitrogen fertilizer (urea) by using a nanocomposite favors plant growth
JP2007238427A (en) Coated organic granular fertilizer
JP2003212682A (en) Fertilizer, method of manufacturing fertilizer, method of controlling mineralization rate of urea-aliphatic aldehyde condensate and method of cultivating crop
JP2005104827A (en) Organic fertilizer-containing compound fertilizer
CN103848682A (en) Multi-nutrition macromolecular controlled release sulfur fertilizer and preparation method thereof
Nascimento et al. Phosphorus diffusion and agronomic efficiency of chicken litter organomineral fertilizers improved with binder materials
dos Santos Pereira et al. Biodegradable enhanced efficiency fertilizer based on biopolymers/zeolites films’ assembly
Markoska et al. The adsorption character of perlite, influence on nitrogen dynamics in soil.
RU2720913C1 (en) Method of obtaining fertilizer based on pyro-carbon, which contains microelement iodine, and fertilizer produced by said method
Qi et al. Effect of Coated Urease/Nitrification Inhibitor Synergistic Urea on Maize Growth and Nitrogen Use Efficiency
CN113845386A (en) High-tower humic acid type compound fertilizer and preparation method thereof
US3181943A (en) Method of supplying nitrogen and phosphorus nutrients to plants
RU2624969C2 (en) Granulated nitrogen fertiliser with regulated dissolution rate and method of its production
Bamatov et al. The influence of biopolymer coated fertilizer on the agrochemical parameters of the soil
CN110627586A (en) Humic acid synergistic summer corn special fertilizer for Shandong calcareous soil region and preparation method thereof
Bratovcic et al. Investigation of Compost Quality of Meadow Grass
WO1988010246A1 (en) Process for producing a granular soil conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120720