RU2680600C1 - Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина - Google Patents
Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680600C1 RU2680600C1 RU2017146549A RU2017146549A RU2680600C1 RU 2680600 C1 RU2680600 C1 RU 2680600C1 RU 2017146549 A RU2017146549 A RU 2017146549A RU 2017146549 A RU2017146549 A RU 2017146549A RU 2680600 C1 RU2680600 C1 RU 2680600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- sorbent
- composite material
- saponin
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/44—Elemental carbon, e.g. charcoal, carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
- C12N11/06—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier attached to the carrier via a bridging agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
Abstract
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.
Description
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%.
Claims (2)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146549A RU2680600C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146549A RU2680600C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680600C1 true RU2680600C1 (ru) | 2019-02-25 |
Family
ID=65479293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017146549A RU2680600C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680600C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769981C1 (ru) * | 2021-04-15 | 2022-04-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") | Композиционный материал на основе гидролизного лигнина и тритерпенового сапонина |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4289853A (en) * | 1977-10-03 | 1981-09-15 | Illinois Water Treatment Company | High loading of immobilized enzymes on activated carbon supports |
RU2575654C1 (ru) * | 2014-10-30 | 2016-02-20 | Александр Всеволодович Пименов | Способ получения активированного угля |
RU2602116C2 (ru) * | 2011-07-21 | 2016-11-10 | Бритиш Америкэн Тобэкко (Инвестментс) Лимитед | Пористый уголь и способы его получения |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146549A patent/RU2680600C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4289853A (en) * | 1977-10-03 | 1981-09-15 | Illinois Water Treatment Company | High loading of immobilized enzymes on activated carbon supports |
RU2602116C2 (ru) * | 2011-07-21 | 2016-11-10 | Бритиш Америкэн Тобэкко (Инвестментс) Лимитед | Пористый уголь и способы его получения |
RU2575654C1 (ru) * | 2014-10-30 | 2016-02-20 | Александр Всеволодович Пименов | Способ получения активированного угля |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
МИРОНЕНКО Н.В. И ДР. Кинетика сорбции тритерпенового сапонина природными энтеросорбентами. //Физико-химические основы ионообменных и хроматографических процессов "Иониты-2017": материалы XV Международной научно-практической конференции, посвященной 115-летию открытия хроматографии и 100-летию Воронежского государственного университета (г. Воронеж, 13-17 сентября 2017 г.) / под ред. В. Ф. Селеменева. - Воронеж : Издательско-полиграфический центр "Научная книга", 2017. - 376 с., с. 277-280. * |
Мироненко Н.В. и др. Особенности сорбционного концентрирования сапонина Quillaja Saponaria Molina на природном полимере-хитозане в динамических и статических условиях. //Химия растительного сырья. 2 (янв. 2017), стр. 65-73. * |
Мироненко Н.В. и др. Особенности сорбционного концентрирования сапонина Quillaja Saponaria Molina на природном полимере-хитозане в динамических и статических условиях. //Химия растительного сырья. 2 (янв. 2017), стр. 65-73. МИРОНЕНКО Н.В. И ДР. Кинетика сорбции тритерпенового сапонина природными энтеросорбентами. //Физико-химические основы ионообменных и хроматографических процессов "Иониты-2017": материалы XV Международной научно-практической конференции, посвященной 115-летию открытия хроматографии и 100-летию Воронежского государственного университета (г. Воронеж, 13-17 сентября 2017 г.) / под ред. В. Ф. Селеменева. - Воронеж : Издательско-полиграфический центр "Научная книга", 2017. - 376 с., с. 277-280. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769981C1 (ru) * | 2021-04-15 | 2022-04-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") | Композиционный материал на основе гидролизного лигнина и тритерпенового сапонина |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Köse et al. | Applications and impact of nanocellulose based adsorbents | |
Premarathna et al. | Clay-biochar composites for sorptive removal of tetracycline antibiotic in aqueous media | |
Bayramoğlu et al. | Biosorption of heavy metal ions on immobilized white-rot fungus Trametes versicolor | |
Bajpai et al. | A sustainable graphene aerogel capable of the adsorptive elimination of biogenic amines and bacteria from soy sauce and highly efficient cell proliferation | |
Wei et al. | Highly flexible heparin-modified chitosan/graphene oxide hybrid hydrogel as a super bilirubin adsorbent with excellent hemocompatibility | |
CN106944005B (zh) | 一种深度去除水中微量氟的树脂基纳米复合吸附剂及其制备方法和应用 | |
JP3102593B2 (ja) | 固相抽出媒体 | |
RU2064429C1 (ru) | Углеродный сорбент и способ его получения | |
Šekuljica et al. | Immobilization of horseradish peroxidase onto kaolin | |
WO1993012877A1 (en) | Low density materials having high surface areas and articles formed therefrom for use in the recovery of metals | |
Ma et al. | Facile one-pot synthesis of magnetic nitrogen-doped porous carbon for high-performance bilirubin removal from BSA-rich solution | |
RU2680600C1 (ru) | Композиционный материал на основе угля активированного и тритерпенового сапонина | |
Zhou et al. | Horseradish peroxidase immobilized on multifunctional hybrid microspheres for aflatoxin B1 removal: will enzymatic reaction be enhanced by adsorption? | |
JP4666467B2 (ja) | 活性炭及びその製造方法並びに腎肝疾患治療薬 | |
Bhadra et al. | Porous carbon nanoarchitectonics for the environment: detection and adsorption | |
Chen et al. | Synthesis of ultralight chitosan/activated biochar composite aerogel globules for ketoprofen removal from aqueous solution | |
Alsohaimi et al. | Development of activated carbon-impregnated alginate* β-cyclodextrin/gelatin beads for highly performance sorption of 2, 4-dichlorophenol from wastewater | |
Razzaque et al. | Development of functionalized hollow microporous organic capsules encapsulating morphine–an in vitro and in vivo study | |
Setter et al. | Acid-etched Halloysite nanotubes as superior carriers for ciprofloxacin | |
CN104437365B (zh) | 担载纳米银的微晶竹炭陶珠及其制备方法 | |
Gupta et al. | Carbon Nanomaterials and Biopolymers Derived Aerogels for Wastewater Remediation | |
Ramachandran et al. | Nostoc calcicola immobilized in silica-coated calcium alginate and silica gel for applications in heavy metal biosorption | |
Aiello et al. | Mesoporous silicate as matrix for drug delivery systems of non-steroidal antinflammatory drugs | |
JP2859919B2 (ja) | 難溶性薬物の溶出性改善方法 | |
EP0180934B1 (de) | Verwendung grob gekörnter Schichtsilikate als Adsorbentien für Proteine |