RU2395268C2 - Способ получения лекарственного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу получения лекарственного средства на основе биологически активного вещества, который включает присоединение биологически активного вещества к нейтральному носителю, при этом в качестве нейтрального носителя используют металлические или полупроводниковые наночастицы, а в качестве биологически активного вещества используют бактериородопсин в терапевтически эффективном количестве, молекулы которого пришивают к поверхности наночастиц с образованием лигандной оболочки. Полученные наночастицы обеспечивают эффективную транспортировку бактериородопсина в клетки и ткани.

Description

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в терапевтических целях для получения лекарственного средства на основе биологически активного вещества с повышенным лечебным эффектом, обеспечивающего стимуляцию процессов восстановления структуры и функции органов, поврежденных различными болезнетворными факторами.

Из уровня техники известен способ получения лекарственного средства на основе биологически активного вещества, включающий присоединение биологически активного вещества к нейтральному носителю (RU 2309732 C1, A61K 9/20, 2007). В данном решении биологически активные вещества используют в гомеопатических разведениях, что обуславливает их относительно невысокую терапевтическую эффективность.

Изобретение направлено на создание лекарственного средства для стимуляции регенераторных процессов в различных органах, в том числе и для стимуляции продукции стволовых клеток в костном мозге, в виде нанокомпозиционного материала на основе бактериородопсина.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе получения лекарственного средства на основе биологически активного вещества, включающем присоединение биологически активного вещества к нейтральному носителю, согласно изобретению, в качестве нейтрального носителя используют металлические или полупроводниковые наночастицы, а в качестве биологически активного вещества используют бактериородопсин в терапевтически эффективном количестве, молекулы которого пришивают к поверхности наночастиц с образованием лигандной оболочки.

Бактериородопсин - биологически активный светочувствительный белок, который встроен в клеточные мембраны (пурпурные мембраны) галобактерий Halobacterium salinarum (H.Salinarum), (см., например, М.В.Гусев, Л.А.Минеева, Микробиология, Издательство Московского Университета, 1992, глава 18), обладает высокой эффективностью воздействия на клетки ткани с проявлением защитных, стимулирующих и восстановительных свойств, и не вызывает отрицательных иммунных реакций организма. При заявленном использовании бактериородопсина в виде лигандной оболочки, образованной на поверхности наночастиц, которые характеризуются наличием сильных локальных полей, влияющих на скорость электронных переходов, т.е., процессов поглощения и спонтанного излучения света, изменяющих спектральные характеристики этих процессов, и приводящих к значительному усилению различных нелинейных оптических эффектов, происходит существенное повышение эффективности воздействия бактериородопсина на клетки ткани, особенно при его дополнительном освещении (облучении). Кроме того, наночастицы обеспечивают эффективную транспортировку бактериородопсина в клетки ткани.

Бактериородопсин получают в составе пурпурных мембран из лизата клеточной массы бактерий Halobacterium salinarum, при этом проводят очистку бактериородопсина от биологических макромолекул и структур, образующихся при лизисе клеток Halobacterium salinarum. Первоначально лизированную суспензию центрифугируют, например, на установке ОПн-8 в течение 10 мин при 3000 об/мин при 22°С и отделяют образовавшийся осадок, а полученный супернатант повторно центрифугируют, например, на установке Jouan KR 25i в течение 15 мин при 35000g при 4°С. Затем супернатант отделяют от осадка пурпурных мембран, осадок ресуспендируют в 30 мл бидистиллированной воды. Для получения бактериородопсина высокой чистоты осаждение и ресуспендирование (40 мин, 50000g) производят 8÷10 раз.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Пример 1.

Полупроводниковые люминесцентные наночастицы CdSe/ZnS со структурой типа ядро/оболочка диаметром 3,2 нм, полученные известным методом в гексане, осаждают и ресуспендируют в водном растворе 1,6-диаминогексана. Концентрацию 1,6-диаминогексана выбирают таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 500 мкг диамина. Молекулы 1,6-диаминогексана формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия одной аминогруппы и атома цинка, а другая аминогруппа остается свободной, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц CdSe/ZnS. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц CdSe/ZnS, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп 1,6-диаминогексана и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование лекарственного средства в виде нанокомпозиционного материала осуществляют смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц CdSe/ZnS, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 2.

Полупроводниковые люминесцентные наночастицы CdS/ZnO со структурой типа ядро/оболочка диаметром 5,1 нм, полученные известным методом в гексане, осаждают и ресуспендируют в водном растворе 1,6-диаминогексана. Концентрацию 1,6-диаминогексана выбирают таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 800 мкг диамина. Молекулы 1,6-диаминогексана формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия одной аминогруппы и атома цинка, а другая аминогруппа остается свободной, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц CdS/ZnO. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц CdS/ZnO, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп 1,6-диаминогексана и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала производят смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц CdS/ZnO, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 3.

Металлические наночастицы серебра (Ag) получают известным методом в дистиллированной воде с использованием в качестве стабилизатора полимер-полилизина, концентрацию которого выбрают из условия, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 800 мкг полилизина. Молекулы полилизина формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия аминогрупп с атомами серебра. При этом половина аминогрупп полимерной молекулы остаются свободными, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц Ag. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц Ag, стабилизированных молекулами полилизина, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп полилизина и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляют смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц Ag, стабилизированных молекулами полилизина, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 4.

Металлические наночастицы золота (Аu) получают известным методом в дистиллированной воде (в качестве стабилизатора использован полимер-полилизин). Концентрация полилизина была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 200 мкг полилизина. Молекулы полилизина формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия аминогрупп с атомами золота. При этом половина аминогрупп полимерной молекулы остаются свободными, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц Аu. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц Аu, стабилизированных молекулами полилизина, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп полилизина и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц Аu, стабилизированных молекулами полилизина, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 5.

Металлические наночастицы платины (Pt) получают известным методом в дистиллированной воде (в качестве стабилизатора использован полимер-полилизин). Концентрация полилизина была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 750 мкг полилизина. Молекулы полилизина формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия аминогрупп с атомами платины. При этом половина аминогрупп полимерной молекулы остаются свободными, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц Pt. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц Pt, стабилизированных молекулами полилизина, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп полилизина и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц Pt, стабилизированных молекулами полилизина, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 6.

Металлические наночастицы палладия (Pd) получают известным методом в дистиллированной воде (в качестве стабилизатора использован полимер-полилизин). Концентрация полилизина была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 1 мг полилизина. Молекулы полилизина формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия аминогрупп с атомами палладия. При этом половина аминогрупп полимерной молекулы остаются свободными, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц Pd. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц Pd, стабилизированных молекулами полилизина, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп полилизина и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц Pd, стабилизированных молекулами полилизина, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 7.

Полупроводниковые люминесцентные наночастицы CdS/CdSe со структурой типа ядро/оболочка диаметром 3,6 нм, полученные известным методом в гексане, осадили и ресуспендировали в водном растворе 1,6-диаминогексана. Концентрация 1,6-диаминогексана была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 800 мкг диамина. Молекулы 1,6-диаминогексана формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия одной аминогруппы и атома кадмия, а другая аминогруппа остается свободной, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц CdS/CdSe. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц CdS/CdSe, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп 1,6-диаминогексана и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц CdS/CdSe, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 8.

Полупроводниковые люминесцентные наночастицы CdS/CdTe со структурой типа ядро/оболочка диаметром 4,5 нм, полученные известным методом в гексане, осадили и ресуспендировали в водном растворе 1,6-диаминогексана. Концентрация 1,6-диаминогексана была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 800 мкг диамина. Молекулы 1,6-диаминогексана формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия одной аминогруппы и атома кадмия, а другая аминогруппа остается свободной, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц CdS/CdTe. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц CdS/CdTe, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп 1,6-диаминогексана и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц CdS/CdTe, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 9.

Полупроводниковые люминесцентные наночастицы CdSe/ZnS со структурой типа ядро/оболочка диаметром 6,2 нм, полученные известным методом в гексане, осадили и ресуспендировали в водном растворе 1,6-диаминогексана. Концентрация 1,6-диаминогексана была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 800 мкг диамина. Молекулы 1,6-диаминогексана формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия одной аминогруппы и атома цинка, а другая аминогруппа остается свободной, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц CdSe/ZnS. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц CdSe/ZnS, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп 1,6-диаминогексана и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц CdSe/ZnS, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Пример 10.

Полупроводниковые люминесцентные наночастицы CdS диаметром 2,5 нм, полученные известным методом в гексане, осадили и ресуспендировали в водном растворе 1,6-диаминогексана. Концентрация 1,6-диаминогексана была выбрана таким образом, чтобы на 1 мг наночастиц приходилось 800 мкг диамина. Молекулы 1,6-диаминогексана формируют на поверхности наночастиц лигандную оболочку за счет взаимодействия одной аминогруппы и атома кадмия, а другая аминогруппа остается свободной, что обуславливает агрегативную устойчивость наночастиц CdS. Свободные аминогруппы на поверхности наночастицы являются функциональными для пришивки к ним различных белковых молекул, в частности фотохромного белка бактериородопсина. Пришивка бактериородопсина к поверхности наночастиц CdS, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, осуществляется за счет процессов самоорганизации, инициируемых взаимодействием положительно заряженных аминогрупп 1,6-диаминогексана и отрицательно заряженных карбоксильных групп остатков аспарагиновой и глютаминовой кислоты, входящих в аминокислотную последовательность полипептидной структуры бактериородопсина. Формирование нанокомпозиционного материала осуществляется смешиванием суспензии бактериородопсина и наночастиц CdS, стабилизированных молекулами 1,6-диаминогексана, в молярном соотношении 6:1 и экспозицией полученного раствора в течение 2 часов.

Claims (1)

1. Способ получения лекарственного средства на основе биологически активного вещества, включающий присоединение биологически активного вещества к нейтральному носителю, отличающийся тем, что в качестве нейтрального носителя используют металлические или полупроводниковые наночастицы, а в качестве биологически активного вещества используют бактериородопсин в терапевтически эффективном количестве, молекулы которого пришивают к поверхности наночастиц с образованием лигандной оболочки.