Начало >> Статьи >> Архивы >> Полимеры медицинского назначения

Способ кругового дихроизма - биоматериаловедение - Полимеры медицинского назначения

Оглавление
Полимеры медицинского назначения
Исследование в области полимерных материалов
Перспективный план разработки искусственных органов
О проблематике в области полимеров медицинского назначения
Искусственная кожа
Контактные линзы
Мембраны для искусственных легких
Искусственная почка
Мембраны для диализа крови
Возможности новых мембран для диализа крови
Искусственные почки других разновидностей и модификаций
Разделение и диффузия веществ, заключение
Полимеры, совместимые с живым организмом
Вредное действие полимеров на организм
Многозначность и многообразие понятия биосовместимости
Способы оценки биосовместимости
Естественный механизм свертывания крови и тромбообразования
Растворение фибрина и предотвращение свертывания крови
Способы оценки тромборезистентности
Получение антитромбогенных полимерных материалов
Гидрогели
Введение гепарина в полимерный материал
Фиксация системы растворения фибрина
Феномен поверхностей и гемосовместимость
Взаимодействие полимера с составляющими крови
Адгезия, когезия и элиминирование тромбоцитов
Заключение по полимерам, совместимым с живым организмом
Полимеры фармакологического назначения
Полимеризация лекарственных веществ
Полимеры вспомогательного фармакологического назначения
Полимерные покрытия
Использование полимеров в виде жидких субстанций, вводимых в организм
Система пролонгированного введения лекарств
Микрокапсулирование
Практические примеры микроинкапсулирования
Ликвация лекарственного вещества из микрокапсулы
Разработка медицинских полимеров и биоматериаловедение
Подход к биосовместимости полимера
Электрические явления на поверхности полимера - биосовместимость
Применение спектроскопических методов анализа - биоматериаловедение
Способ кругового дихроизма - биоматериаловедение
Микрокалориметрия - биоматериаловедение
Электрофорез - биоматериаловедение
Гистологическая и гистохимическая микроскопия
Использованиее ферментативных реакций и радиоактивных изотопов - биоматериаловедение
Заключение - биоматериаловедение

Первые шаги по использованию кругового дихроизма (КД) в области биоматериаловедения (а именно для исследования стереоструктуры биополимеров) принадлежат автору данной главы. Цель работ состояла в том, чтобы, совместно используя методы КД и УФ спектроскопии, количественно проанализировать процесс адсорбции белка поверхностью полимера наиболее простым и легким способом в условиях, максимально близких к естественным, существующим в живом организме.

схема спектроскопии методом кругового дихроизма
Рис. 78. Принципиальная схема спектроскопии методом кругового дихроизма (КД). Объяснение в тексте.


Рис. 79. Методическая схема способа КД с использованием кюветы, покрытой пленкой полимера.
Общий принцип реализации способа КД представлен схематически на рис. 78. Луч света падает от источника 1 (ксеноновая лампа) на фокусирующее зеркало 2 и попадает в монохроматор 3 и далее в поляризующий элемент 4. Здесь монохроматический поляризованный луч приобретает плоскую поляризацию и поступает затем в кювету Покеля 5, где разделяется на поляризованные лучи левого и правого вращения. Далее пучок проходит через кювету 6 с образцом полимера и поступает в детектор 7, представляющий собой фотоэлектронный умножитель. Здесь определяется разность между экстинкциями образца по отношению к лево- и правовращающим поляризованным круговым лучам [34, 35].
В результате работ автора с сотр. [36] был создан способ анализа, основанный на использовании кюветы с покрытием из исследуемого материала. Методика способа состоит в следующем. Используют кювету из кварца, пригодную как для УФ спектроскопии, так и для способа КД. На внутреннюю поверхность такой кюветы или на поверхность вставленной в нее прокладки наносят покрытие в виде пленки из исследуемого полимера. Далее вводят в кювету раствор белка (pH 7,4; 37 °С) и осуществляют контактирование его с полимером в течение заданного времени. Затем тщательно промывают кювету фосфорнокислым буферным раствором. Наконец, наполняют ее этим буфером и анализируют один и тот же образец путем последовательных УФ спектроскопии и способа КД.
Рис 80. Спектральные кривые КД а-спирали (1), p-структуры (2) и беспорядочного клубка (3).

Таким образом, предложенная методика позволяет практически одновременно определять количество белка, адсорбированного полимером, и отмечать всего денатурационно-деградационные изменения. Общая схема такой методики представлена на рис. 79.
Используя УФ пик при 220 нм, строили калибровочную кривую для альбумина кровяной сыворотки коровы (log I/I0 = e/c; I — длина кюветы, с — концентрация). Результаты анализов позволили констатировать, что этот пик >не зависит от денатурационных изменений белка, а определяется его концентрацией. Используя коэффициент эллиптичности Ф222 для 22 нм, который был определен способом КД, вычисляли коэффициент [0]г22 среднего числа остаточных групп адсорбированного белка. Расчет вели по формуле:
где М0 — средний объем остатка, равный 118.
На рис. 80 приведены спектральные кривые КД а-спирали,  p-структуры и беспорядочного клубка. Как видно из кривых, одна из характерных особенностей конфигурации спектрального контура КД а-спирали состоит в том, что при 222’ нм и 208 нм этот контур имеет два отрицательных пика примерно одинаковой величины. Известно, что отрицательный пик при 222 нм не зависит от природы и разновидности белка и составляет —40 000, поэтому по приводимой ниже формуле можно определить процентное содержание в белке а-спиральной структуры.
Содержание а-спиральной структуры,
По описанной методике была исследована адсорбция альбумина и глобулина в результате 15-секундного контакта с

полиионными комплексами. В частности, манипулировали с комплексом, формулу которого предложил Цурута Тэйдзи.
На рис. 81 показаны спектры КД раствора альбумина, а также альбумина, адсорбированного на пленке из полиионного комплекса. Сравнение спектральных кривых позволяет утверждать, что масштабы денатурации белка практически незначительны. На рис. 82 приведены спектры КД раствора глобулина, а также гамма-глобулина, адсорбированного на пленке полиионного комплекса.
При сопоставлении спектральных кривых очевидно, что адсорбция вызывает весьма значительные изменения в пространственной структуре белка.
Из кривых на обоих графиках (рис. 81, 82) видно, что даже после 15-секундного поглощения на поверхности полимера образуется слой белка толщиной в несколько макромолекул. Было установлено также, что у у-глобулина содержание p-структуры меняется от 16 до 31%, т. е. очень сильно.

В заключение следует подчеркнуть, что, в отличие от ИК спектроскопии способом ATR, метод КД не связан с необходимостью сушки образцов и позволяет манипулировать в условиях, достаточно близких к естественным, поэтому он может с полным основанием рассматриваться как весьма перспективный.
Рис. 81. Спектры КД раствора альбумина (А) и альбумина, адсорбированного на пленке полиионного комплекса (Б).



 
« Пограничная интеллектуальная недостаточность   Полиурия и полидипсия »