Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД ПРИКАРПАТСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВАСИЛЯ СТЕФАНИКА

01.04.18 - фізика і хімія поверхні

УДК 544.72

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

АДСОРБЦІЯ БІЛІРУБІНУ ІЗ ІНДИВІДУАЛЬНИХ ТА СУМІСНИХ З БІОЛОГІЧНО АКТИВНИМИ СПОЛУКАМИ РОЗЧИНІВ НА ПОВЕРХНІ КРЕМНЕЗЕМНИХ АДСОРБЕНТІВ

СЕВЕРИНОВСЬКА

ОЛЬГА ВАЛЕРІЇВНА

Івано-Франківськ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті хімії поверхні ім. О. О. Чуйка Національної академії наук України

Науковий керівник: кандидат хімічних наук, Власова Наталія Миколаївна, старший науковий співробітник

Інституту хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор

Тьортих Валентин Анатолійович, головний науковий співробітник Інституту хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України доктор хімічних наук, професор Солтис Михайло Миколайович, професор кафедри фізичної та колоїдної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка

Захист відбудеться «12» березня 2010 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 20.051.03 у Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника за адресою: 76025, м. Івано-Франківськ, вул. Шевченка, 79.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника (76025, м. Івано-Франківськ, вул. Шевченка, 57).

Автореферат розісланий “ 4 ” лютого 2010р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В. М. Кланічка

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Білірубін (Bil) - гепатичний пігмент, який утворюється в людському організмі і є кінцевим продуктом розкладу гемоглобіну (70%-80%) та інших гемовмісних сполук. В організмі білірубін взаємодіє з жовчними солями та транспортним білком альбуміном. Поява надлишкових кількостей білірубіну в організмі людини свідчить про суттєві порушення діяльності гепатобіліарної системи, наслідком яких є гепатити різної етиології та мозкові порушення. Коли було виявлено гепато- та нейротоксичні властивості Bil, пошук шляхів для безпечного та ефективного видалення його надлишків з організму став актуальною задачею. Але в сучасній науковій літературі описано велику кількість гемосорбентів для екстракорпорального очищення крові і практично відсутні роботи, які присвячені ентеросорбентам.

Високодисперсний кремнезем (ВДК) було успішно застосовано для лікування гіпербілірубінемії. Механізм його дії полягає в адсорбції токсичних надлишків Bil безпосередньо зі шлунково-кишківної порожнини. Але величини адсорбції Bil на поверхні ВДК невеликі, тому є необхідним пошук та дослідження властивостей адсорбентів, що мають більшу адсорбційну здатність відносно білірубіну та не порушують фізиологічних процесів в організмі людини.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано згідно з планами науково-дослідних робіт Інституту хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України за темами «Дослідження властивостей супрамолекулярних утворень біологічно активних молекул з поверхнею нанопоруватих та нанорозмірних кремнеземних, органокремнеземних та вуглецевих матриць» (номер держреєстрації 0109U006246), «Хімічні та фізико-хімічні процеси в граничних шарах нанодисперсних оксидів з функціоналізованою поверхнею в газовому, водному, органічному та біосередовищах» (№ Держреєстрації 0108U00226) та «Закономірності адсорбційної взаємодії та хімічних перетворень на поверхні дисперсних оксидів в суспензіях біоактивних молекул, полімерів, клітин та мікроорганізмів» (№ Держреєстрації 0103U006286).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було створення нових підходів до визначення механізму (фізико-хімічних характеристик) адсорбції Bil з індивідуальних та сумісних з біологічно активними сполуками розчинів на поверхні високодисперсних кремнеземів з різним ступенем гідрофобності.

Завдання дослідження:

- вивчити взаємодію Bil з бичачим сироватковим альбуміном (BSA) та солями жовчних кислот (дезокси- (DC), гліко- (GC), тауро- (TC), тауродезоксихолатом (TDC) та холатом (C) натрію) в розчині;

-дослідити адсорбції Bil на кремнеземах з різною будовою поверхні в залежності від рН та іонної сили розчину;

-досліджити адсорбції Bil та BSA на поверхні гідроксильованого ВДК з індивідуальних та сумісних розчинів;

-дослідити адсорбції Bil та жовчних солей (BS) на поверхні гідроксильованого, гідрофобного та частково гідрофобного адсорбентів з індивідуальних та сумісних розчинів;

- кількісно оцінити міжмолекулярні взаємодії в досліджених системах.

Об'єкт дослідження: взаємодія Bil, BSA та BS в розчині та з поверхнею високодисперсних кремнеземів.

Предмет дослідження: комплексоутворення Bil з дослідженими біомолекулами в розчині, їх адсорбція з індивідуальних та сумісних розчинів на кремнеземній поверхні з різним ступенем гідрофобності, фізико-хімічні характеристики цих процесів.

Методи дослідження: електронна спектроскопія поглинання та відбиття в УФ та видимій області; інфрачервона (ІЧ) спектроскопія; матрично-активована лазерна десорбція/іонізація (МАЛДІ); потенціометричне титрування; методики розрахунку кількості гідрофобних груп на поверхні модифікованих кремнеземних адсорбентів; методики вивчення адсорбції з розчинів; комп'ютерна програма GRFIT для розрахунку фізико-хімічних характеристик рівноважних процесів в гомо- та гетерогенних системах.

Наукова новизна одержаних результатів: Встановлено механізм адсорбції Bil на поверхні високодисперсних кремнеземів з різними властивостями поверхні. Визначено вплив на адсорбцію Bil рН та іонної сили розчину. Показано, що гідрофобність поверхні є вирішальною для адсорбції Bil та жовчних солей з індивідуальних та сумісних розчинів. Встановлено, що з сумісних з жовчними солями розчинів на поверхні адсорбується лише незв'язаний Bil на противагу до розчинів з BSA, з яких білірубін сорбується у вигляді комплексу з білком. Показано, що адсорбція Bil визначається процесами комплексоутворення в розчині. Визначено кількісні характеристики процесів комплексоутворення та адсорбції. На модельних системах показано, що для видалення надлишків Bil найбільш придатним є ВДК зі змішаними гідрофільно-гідрофобними властивостями поверхні.

Практичне значення одержаних результатів. В роботі показано, що найбільшу адсорбційну здатність відносно Bil демонструє гідрофобний ВДК, який непридатний для внутрішнього вживання, на відміну від гідроксильованого. Одержані в роботі результати дозволяють обирати адсорбенти, які поєднують високу адсорбційну здатність відносно Bil з придатністю до вживання внаслідок того, що на його поверхні містяться як гідрофобні, так і гідроксильні групи.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом проведено підбір та аналіз літературних даних що стосуються теми дослідження. Адсорбційні, спектрофотометричні, потенціометричні експерименти проведено спільно з к.х.н. Н.М. Власовою та к.х.н Л.П. Головковою. Мас-спектрометричні дослідження проведені в Центрі колективного користування науковим приладом «Мас-спектромтричний комплекс з лазерною десорбцією та іонізацією AUTOFLEX®IILRF20» Інституту хімії поверхні ім.. О. О. Чуйка НАН України. ІЧ-спектроскопічні дослідження за сприяння груп к.х.н. Зуба Ю.Л. та к.х.н. Богатирьова В.М. Постановку роботи, обговорення, інтерпретацію результатів, їх узагальнення у вигляді публікацій, а також формулювання висновків дисертації проведено спільно з науковим керівником к.х.н. Н.М. Власовою. Розрахунки кількісних характеристик досліджених реакцій виконано під керівництвом к.х.н. Н.М. Власової.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на 5 українських та міжнародних конференціях: конференції “Наноматеріали в хімії та біології”, Київ (2004); “Композиційні матеріали”, Київ (2004); Х науковій конференції “Львівські хімічні читання-2005” Львів (2005);; International Conference `Nanomaterials in Chemistry, Biology and Medicine”, Kyiv (2005); конференції молодих вчених «Наноматеріали в хімії, біології та медицині», Київ (2006) та симпозіумі IX Polish-Ukrainian Symposium, Lublin, 2005.

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі проаналізовано літературні дані щодо біологічних властивостей білірубіну та його ролі в організмі. Розглянуто механізм його взаємодії з біологічно активними сполуками, такими як сироватковий альбумін та солі жовчних кислот. Проведено порівняльний аналіз наведених в літературі фізико-хімічних параметрів цих взаємодій. Представлено огляд сучасних матеріалів, які використовуються для виведення надлишку білірубіну з організму. Показано перспективність використання високодисперсних кремнеземів. Сформульовано напрям дисертаційного дослідження.

В другому розділі представлено характеристики кремнеземних носіїв та хімічних реагентів, які використовувались для проведення експериментів.

Описано дослідження реакцій в розчині та в приповерхневому шарі високодисперсного кремнезему за допомогою електронної спектроскопії в УФ- та видимій області, мас-спектрометричні дослідження складу розчинів таурохолату натрію, потенціометричне титрування суспензій кремнезему та методики вивчення адсорбції досліджених розчинів на кремнеземній поверхні. Наведено методики розрахунку концентрації гідрофобних груп поверхні модифікованих кремнеземів за допомогою методу ІЧ-спектроскопії, а також узагальнені розрахунки кількісних параметрів досліджених реакцій (констант зв'язування та асоціації), які були проведені за допомогою програми GRFIT.

Третій розділ присвячено вивченню стану Bil в індивідуальному розчині в залежності від змінних параметрів (рН та іонної сили) спектрофотометричним методом для з'ясування механізму його взаємодії з кремнеземною поверхнею.

Для розрахунків теоретичних кривих адсорбції, діаграм розподілу та констант звязування поверхневих груп адсорбентів з різними формами Bil за допомогою програми GRFIT з літературних даних було обрано константи дисоціації пропіонових залишків Bil (реакції 1 та 2).

Білірубін

H2Bil HBil- + H+, pKa1 = 5,4

HBil- Bil2- + H+ pKa2 = 6,0.

Адсорбцію Bil було досліджено на поверхні кремнеземів А-300, ТМС-5 та АМ-1-300. Для розрахунків констант взаємодії з поверхнею всіх досліджених кремнеземів було застосовано неелектростатичну модель комплексоутворення на поверхні, яка застосовується у випадках, коли невідома будова подвійного електричного шару (ПЕШ) адсорбенту. В цій моделі реакційні взаємодії між Bil та поверхнею адсорбентів були розглянуті як взаємодія частинок в розчині. Вибір реакцій комплексоутворення з поверхнею (реакції 3 та 4) та розрахунок відповідних констант рівноваги за програмою GRFIT. Для всіх досліджених кремнеземів криві адсорбції мають однакову форму (рис. 1), а при заданих константах дисоціації білірубіну, розраховані теоретичні криві адсорбції найкраще співпадють з експериментальними, якщо припустити, що з поверхнею зв'язується нейтральна форма та дианіон Bil:

SiOH + H2Bil SiOHH2Bi

SiOH + Bil2 SiOHBil2

Залежність адсорбції Bil на поверхні АМ-1-300 (а), ТМС-5 (б) та А-300 (в) від рН, С(Bil) - 1мкмоль/л, концентрації ВДК та NaCl 10 г/л та 0.02 М відповідно. Символами позначені експериментальні дані, лінії - теоретично розраховані криві: 1- теоретична крива адсорбції; 2, 3 - криві розподілу поверхневих комплексів молекулярної форми S…Н2Bil та дианіону S…Bil2- на поверхні, відповідно.

Порівняння одержаних значень констант зв'язування (табл. 1) показує, що нейтральна форма Bil зв'язується з поверхнею тим сильніше, чим більше концентрація гідрофобних груп на поверхні, тобто адсорбція відбувається за гідрофобним механізмом.

Константи зв'язування нейтральної форми та дианіону білірубіну з поверхнею досліджених адсорбентів.

Найбільше значення адсорбції та константи зв'язування нейтральної форми з поверхнею для фізіологічного значення рН 7,4 спостерігається у випадку гідрофобного сорбенту АМ-1-300 (0,09 мкмоль/г), але його використання має певні недоліки. Найбільш практично застосовним є адсорбент ТМС-5, який містить на поверхні як гідрофільні, так і гідрофобні групи. За рахунок розташованих на поверхні силанольних груп він може змочуватися водою, а триметилсилільні групи забезпечують високий рівень вилучення білірубіну з організму (0,07 мкмоль/г).

В четвертому розділі описано дослідження адсорбції Bil з сумісних розчинів з BSA на поверхні ВДК А-300 в залежності від рН розчину та концентрації білку та вплив комплексоутворення Bil та BSA на характер адсорбції, а також визначено константи стійкості комплексу. З рис. 2 видно, що при співвідношенні концентрацій компонентів розчину, близьких до 1, криві виходять на насичення, що свідчить про утворення між Bil та BSA комплексу.

Залежність оптичної густини D розчинів Bil з БСА від загальної концентрації БСА при рН = 5 (1) та рН = 7(2), довжина хвилі 438 нм; рН = 7 (3), довжина хвилі 457 нм. С(Bil) = 10 мкмоль/л.

На підставі залежності, наведеної на рис.2, було розраховано константу стійкості цього комплексу шляхом рішення системи рівнянь:

,

де [Bil], [BSA] и [BSABil] - рівноважні концентрації Bil, BSA та їх комплексу, відповідно. Величини коефіцієнтів молярного поглинання Bil та його комплексу з BSA визначені для індивідуальних розчинів Bil у відповідних буферних розчинах та по кривим насичення оптичної густини від концентрації BSA. Ці величини та розраховані константи стійкості комплексу BSA та Bil наведені в табл. 2. Константи стійкості комплексів, що розраховані для розчинів з двома різними значеннями рН, свідчать про те, що Bil як в молекулярній формі (рН=5), так і у вигляді двохзарядного аніону (рН=7), однаково міцно зв'язаний з активними центрами BSA, що є так званими «гідрофобними карманами».

Спектральні характеристики та константи стійкості комплексу Bil з БСА

Після вивчення складу сумісних розчинів Bil в з BSA, було досліджено їх адсорбцію на поверхні А-300. З рис. 3 видно, що додавання BSA в розчин міняє форму адсорбційної кривої Bil. Вона має максимум при рН 5, який є характерним для адсорбції самого BSA. Це дозволяє стверджувати, що в даному випадку адсорбція Bil визначається його комплексоутворенням з BSA.

рН-залежність адсорбції Bil (?), БСА ( ¦ ) з індивідуальних та сумісних розчинів (_) і (?), відповідно, на поверхні А-300: концентрації Bil та БСА - 10 мкмоль/л; концентрація кремнезему - 2 г/л; 0,02 М NaCl.

Додатковим підтвердженням цього є результати дослідження залежності адсорбції Bil від концентрації білку. Вони показують, що при концентраціях BSA, недостатніх для повного зв'язування Bil, відбувається адсорбція як вільного Bil, так і його комплексу. При співвідношеннях концентрацій Bil та BSA близьких до 1, величини їх адсорбції практично співпадають що свідчить про повне зв'язування Bil в комплекс. При подальшому збільшенні концентрації білку величина адсорбції Bil залишається постійною і не залежить від концентрації BSA. Це свідчить, що Bil сорбується в складі комплексу з BSA постійного складу. Таким чином, процеси комплексоутворення є вирішальним фактором для визначення характеру та величини адсорбції Bil з сумісних розчинів з BSA на поверхні дослідженого адсорбенту. білірубін кислота адсорбція іонний

В п'ятому розділі описано взаємодію Bil з жовчними солями (BS) в розчині та розрахунки відповідних констант зв'язування. BS є природними поверхнево-активними речовинами, які при досягненні критичної концентрації міцелоутворення (ККМ) здатні утворювати асоціати (табл. 3).

Загальна формула жовчних кислот

Будова та деякі фізико-хімічні властивості жовчних кислот

Для пояснення механізму взаємодії Bil з мономерами та асоціатами досліджених BS в розчині було проаналізовано залежності зсуву максимуму поглинання Bil від загальної концентрації ЖС. З рис.3 видно, що при концентраціях, менших ККМ спостерігається гіпсохромний зсув, який відповідає початковій взаємодії Bil з мономерами BS за гідрофільним механізмом та руйнуванню асоціатів Bil.

Рис. 4. Залежності положення максимуму поглинання в спектрі поглинання Bil (1) і оптичної густини його сумісних розчинів з DC (2) від загальної концентрації DC в розчині.

При концентраціях BS, близьких до ККМ та більших, відбувається зсув максимуму в довгохвильову область, який обумовлений солюбілізацією білірубіну первинними міцелами (димерами або тримерами) жовчних солей за гідрофобним механізмом.

В шостому розділі наведено результати дослідження адсорбції Bil та BS з індивідуальних і сумісних розчинів на поверхні досліджених кремнеземів.

Було вивчено адсорбцію п'яти BS на поверхні кремнеземів А-300, ТМС-5, АМ-1-300.

Рис.5. Адсорбція на поверхні АМ-1-300 (а) та ТМС-5 (б) DC (1) і TC (2) з індивідуальних розчинів (світлі символи) та з сумісних з Bil розчинів (темні символи) в залежності від загальної концентрації BS. Символи - експериментальні величини адсорбції, лінії - розраховані за неелектростатичною моделлю адсорбційні криві.

Найкраще співпадіння між теоретичними розрахунками та експериментальними даними спостерігається, якщо припустити, що на поверхні досліджених кремнеземів адсорбується лише мономер BS (табл.5):

?S + BS - ?S-BS

З рис. 5 видно, що адсорбційні криві мають однакову форму, яка пояснюється тим, що при підвищенні загальної концентрації BS в розчині збільшується загальна кількість молекул мономеру. Наявність білірубіну в розчині не впливає на величину адсорбції BS та не змінює загальний характер залежності.

Порівняння значень констант, наведених в табл. 6 показує, що на адсорбцію BS суттєво впливають як властивості поверхні, так і структура молекул BS. Найбільші величини адсорбції спостерігаються на поверхні АМ-1-300 у випадку самої гідрофобної серед досліджених BS - DC, що свідчить про гідрофобний механізм адсорбції.

Константи рівноваги реакцій комплексоутворення (lgKзв) мономерів жовчних кислот з поверні

* - не сорбується на поверхні

Наступним кроком дослідження було вивчення адсорбції Bil з сумісних розчинів з BS. З рис. 5 видно, що форма всіх кривих адсорбції має спільний характер. Це свідчить про те, що білірубін адсорбується з усіх розчинів в однаковому стані. Найкраща відповідність між теоретичними та експериментальними даними спостерігається, якщо припустити, що на поверхні адсорбується тільки вільний Bil.

?S + Bil - ?S-Bil

Це показує, що взаємодія Bil з міцелами ЖС та його утримання в складі змішаних міцел приводить до його адсорбції тільки у вільному стані, на відміну від взаємодії з БСА, при якій Bil сорбується в складі комплексу.

Непрямим підтвердженням цього є той факт, що присутність Bil в розчині не впливає на адсорбцію BS. Крім того, форма адсорбційних кривих Bil співпадає з формою розрахованих теоретичних кривих розподілу вмісту вільного Bil в сумісних розчинах з BS.

ВИСНОВКИ

1. Досліджено взаємодію білірубіну з жовчними солями та БСА в розчині і його адсорбцію з індивідуальних та сумісних розчинів на кремнеземи з різною будовою поверхневого шару. Розраховано константи комплексоутворення між компонентами розчинів та зв'язування їх з поверхнею. На підставі аналізу одержаних даних запропоновано критерії підбору адсорбентів для видалення токсичних надлишків білірубіну з організму, серед яких найважливішими є велика питома поверхня і баланс гідрофобних та гідрофільних груп на поверхні, які з одного боку забезпечують високий рівень вилучення білірубіну з організму, а з іншого - роблять адсорбент придатним для внутрішнього вживання.

2. Встановлено, що адсорбція білірубіну з індивідуальних розчинів на досліджених кремнеземах відбувається за гідрофобним механізмом, а її величина збільшується пропорційно концентрації гідрофобних груп на поверхні.

3. Показано, що при еквімолярному співвідношенні білірубіну та БСА, між ними утворюється стійкий комплекс (lgКзв = 6,6). Дослідження адсорбції із сумісних розчинів показує, що при концентраціях БСА, недостатніх для повного зв'язування білірубіну в комплекс, відбувається адсорбція як вільного, так і зв'язаного білірубіну. При концентраціях білку, які перевищують співвідношення 1:1, білірубін адсорбується тільки в складі комплексу.

4. Встановлено, що білірубін в сумісних з ЖС розчинах утворює стійкі комплекси з їх первинними міцелами (ККМ від 4 до 12 ммоль/л) - димерами або тримерами.

5. Встановлено, що жовчні солі адсорбуються на кремнеземах з індивідуальних та сумісних розчинів у вигляді мономерів, а не первинних міцел. Величина їх адсорбції залежить від гідрофобних властивостей стероїдного скелету жовчної солі та поверхні адсорбенту.

6. Показано, що утворення білірубіном комплексу з первинними міцелами жовчних солей, які не сорбуються на поверхні кремнеземних сорбентів, приводить до адсорбції білірубіну тільки в вільному стані. Це підтверджується тим, що розраховані константи зв'язування білірубіну з поверхнею досліджених адсорбентів залежать тільки від властивостей самої поверхні (lgКзв (А-300) - 0,73, lgКзв (ТМС-5) - 1,4, lgКзв (АМ-1-300) - 1,8), а не від природи жовчних солей.

7. Показано, що характер адсорбції білірубіну з сумісних розчинів визначається спорідненістю до поверхні хімічної сполуки, яка утворює з ним комплекс. Саме тому міжмолекулярне комплексоутворення є вирішальним фактором, що обумовлює асорбцію білірубіну із складних біологічних рідин.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Власова Н.Н. Адсорбция билирубина на поверхности высокодисперсного кремнезема из водных растворов /Н.Н. Власова, Л.П. Головкова, О. В. Севериновская // Журн. физ. химии - 2005. - т. 79, № 8. - с. 1482 - 1485.

Здобувачем проведено дослідження адсорбції розчинів Bil при різних рН та іонній силі, здйснено потенціометричне титрування суспензій кремнезему.

2. Власова Н.Н. Адсорбция комплекса билирубина с альбумином на поверхности высокодисперсного кремнезема / Н.Н. Власова, Л.П. Головкова, О. В. Севериновская// Коллоидный журнал - 2005. - т. 68, № 6. - с. 748 - 752.

Здобувачем спектрофотометрично вивчено взаємодію Bil та BSA в розчині, їх адсорбцію на поверхні високодисперсного кремнезему в залежності від рН та концентрації BSA.

3. Власова Н.Н. Взаимодействие билирубина и дезоксихолата натрия и их адсорбция из смешанных растворов на поверхности кремнеземных сорбентов / Н.Н. Власова, Л.П. Головкова, О.В. Севериновская // Коллоидный журнал - 2006. - т. 68, № 6. - с. 753 - 758.

Здобувачем виконано спектрофотометричні та адсорбційні дослідження, прийнято участь в інтерпретації одержаних результатів та теоретичних розрахунках.

4. Власова Н.Н. Межмолекулярные взаимодействия в системе билирубин - соли желчных кислот - кремнезем / Н.Н. Власова, Л.П. Головкова, О. В. Севериновская // Журн. физ. химии - 2007. - т. 81, № 6. - с.

Здобувачем здійснено спектрофотометричні дослідженя та прийнято участь в розрахунках констант зв'язування для Bil та BS.

5. Модели комплексообразования на поверхности для количественного описания адсорбционных взаимодействий биомолекул с высокодисперсным кремнеземом / Н.Н. Власова, Л.П. Головкова, О.В. Севериновская, О.В. Маркитан, Н.Г. Стукалина, А. А. Чуйко // Химия, физика и технология поверхности [сб. науч. трудов / под ред. проф. П. П. Горбика]. - «Наукова Думка», 2006. - с. 119 - 135.

Здобувачем виконано адсорбційні експерименти та розрахунки, що стосуються адсорбції Bil та BSA.

6. Власова Н.Н. Супрамолекулярные взаимодействия в системах соли желчных кислот - билирубин - кремнезем / Н. Н. Власова, Л. П. Головкова, О. В. Севериновская // Физико - химия наноматериалов и супрамолекулярних структур [сб. науч. трудов / под ред. акад. А. П. Шпака и проф. П. П. Горбика]. - «Наукова Думка», 2006.

Здобувачем проведено адсорбційні та спектрофотометричні дослідження адсорбції BS та Bil на поверхні гідрофобного АМ-1-300.

7. Севериновская О.В. Исследование состава ассоциатов таурохолата натрия методом масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией /O.В.Севериновская, В.А.Покровский, Н.Н.Власова, С.В. Снегир / Масс-спектрометрия. - 2007. -№4 (2). - с. 99 - 102.

Здобувачем здійснено підготовку проб для мас-спектрометричного експерименту та проведено інтерпретацію одержаних мас-спектрів.

8. Vlasova N.N. Supramolecular complexes formed in system bilirubin - bile salts - silica / N.N. Vlasova, L.P. Golovkova, O.V. Severinovskaya // Nanomaterials and Supramolecular Structures, Physics, chemistry, and Applications [Shpak, Anatoliy Petrovych; Gorbyk, Petr Petrovych (Eds.)]. - Springer, 2010. - p. 293-303.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження та здійснено розрахунки для систем Bil -BS - сорбент

9. Власова Н.М. Вивчення адсорбції білірубіну на поверхні гідроксильованого та модифікованого кремнезему / Н.М. Власова, Л.П. Головкова, О.В. Севериновська // Наноматеріали в хімії та біології : міжнар. конф. мол. вч., 24 - 25 травня 2004 р.: тез. доп. - Київ, 2004. - с. 111.

10. Власова Н.М. Адсорбція дезоксихолату натрію та білірубіну із їх сумісних розчинів деякими кремнеземніми адсорбентами / Н.М. Власова, Л.П. Головкова, О.В. Севериновська // Львівські хімічні читання-2005 : десята наук. конф., 25 - 27 травня 2005р. : зб. наук. праць. - Львів, 2005. - с. Ф37.

11. Vlasova N.N. Interaction of bilirubin with bile salts and their adsorption onto highly disperse silica surface / N.N. Vlasova, L.P. Golovkova, O.V. Severinovskaya // IX Polish-Ukrainian Symposium : inf. conf., sept. 15 - 16, 2005 y. : book. abstr. - Lublin, 2005. - p. 315 - 318.

12. Vlasova N.N. Adsorption of bilirubin and bile salts from mixed solutions onto modified silica surface / N. N. Vlasova, L. P. Golovkova, O. V. Severinovskaya // Nanomaterials in Chemistry, Biology and Medicine : int. conf., sept. 15 - 16, 2005 y. : book. abstr. - K., 2005. - p. 75.

13. Севериновська О.В. Вивчення стану деяких жовчних кислот у розчині методом MALDI / О.В. Севериновська, С.В. Снегір, Н.М. Власова // Наноматеріали в хімії, біології та медицині : всеукр. конф. мол. вч. 2006 р. : автореф. доп. - К.: 2006. - с. 23 - 26.

14. Севериновська О.В. Дослідження асоціатів таурохолату натрію в твердих розчинах 2,5-дигідроксибензойної та синапової кислот методом MALDI MS / О.В. Севериновська, С.В. Снегір, В.О. Покровський // Наноматеріали в хімії, біології та медицині : всеукр. конф. мол. вч. 2006 р. : автореф. доп. - К.: 2006. - с. 158 - 161.

15. Vlasova N. N. Interaction of bile salts micelles containing bilirubin with hydrophobic silica nanoparticles / N.N. Vlasova, L.P. Golovkova O. V. Severinovskaya // Ukrainian-German Symposium on nanobiotechnology, dec. 14 - 16, 2006 y. : book. abstr. - K., 2006. - p.129.

16. Severinovskaya O. V. MALDI MS investigation of biological surfactant sodium taurocholate nano-clasters / O. V. Severinovskaya, S. V. Snegir, V. A. Pokrovskiy // Ukrainian-German Symposium on nanobiotechnology, dec. 14 - 16, 2006 y. : book. abstr. - K., 2006. - p. 139.

АНОТАЦІЯ

Севериновська О. В. Адсорбція білірубіну із індивідуальних та сумісних з біологічно активними сполуками розчинів на поверхні кремнеземних адсорбентів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18. - фізика і хімія поверхні. - Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України. - Київ, 2010.

Дисертація присвячена вивченню взаємодії токсичного пігменту білірубіну з БСА і ЖС та їх адсорбції з розчинів на поверхні кремнеземних адсорбентів з різними властивостями.

Встановлено, що Bil адсорбується на поверхні всіх досліджених кремнеземів. Показано, що величина адсорбції Bil та ЖС тим більше, чим вище гідрофобність поверхні. Встановлено, що солі жовчних кислот адсорбуються у вигляді мономерів і величина їх адсорбції залежить від гідрофобних властивостей стероїдного скелету. Встановлено, що стан, в якому адсорбується білірубін визначається процесами комплексоутворення в розчині. У випадку сумісних розчинів з БСА Bil адсорбується в формі комплексу, а із розчинів з ЖС адсорбується лише вільний Bil. Найбільш придатним для використання в медичних цілях є адсорбент, що має змішані гідрофільно-гідрофобні властивості поверхні.

Ключові слова: білірубін, жовчні солі, альбумін, константа асоціації, константа зв'язування, адсорбція, комплексоутворення, спектрофотометрія.

Севериновская О. В. Адсорбция билирубина из индивидуальных и совместных с биологически активными веществами растворов на поверхности кремнеземных адсорбентов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 01.04.18. - физика и химия поверхности. - Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины. - Киев, 2010.

Диссертация посвящена изучению взаимодействия токсичного пигмента билирубина с БСА и ЖС и их адсорбции из растворов на поверхности адсорбентов с различными свойствами.

Установлено, что Bil адсорбируется на поверхности всех исследованных кремнеземов. Показано, что величина адсорбции Bil и ЖС тем выше, чем больше гидрофобность поверхности. Показано, что ЖС адсорбируются в виде мономеров, а величина их адсорбции зависит от гидрофобных свойств стероидного скелета. Форма, в которой адсорбируется Bil определяется процессами комплексообразования в растворе. Из растворов с БСА Bil адсорбируется в виде комплекса, а из растворов с ЖС - в свободной форме. Установлено, что наиболее приемлемым для использования в медицинских целях является адсорбент, который имеет смешанную гидрофильно-гидрофобную поверхность.

Ключевые слова: билирубин, соли желчных кислот, альбумин, константа ассоциации, константа связывания, адсорбция, комплексообразование, спектрофотометрия.

Severinovskaya O. V. Bilirubin adsoption from individual and mixed solutions with biologically active substances on highly dispersed silica surfaces.

Thesis of Candidate's scientific degree (chemistry) by speciality 01.04.18 - physics and chemistry of surface. - O. O. Chuiko Institute of Surface chemistry, National Academy of science of Ukraine. - Kyiv, 2010.

The thesis deals with interaction of toxic pigment bilirubin with albumin and salts of bile acids in solutions and their adsorption on various silica adsorbents.

It was found that bilirubin was adsorbed by the surface of all investigated types of ultrafine silica. It was proved that adsorption value for Bil and salts of bile acids was proprtional to their hydrophobicity. It was discovered, that the form in which bilirubin was adsorbed, was predetermined by formation of complexes in solution. From solutions with albumin, bilirubin was adsorbed in complex form, whereas from solutions with bile salts only free bilirubin was bound to the surface. It was shown that salts were adsorbed as monomers and their adsorption values depended upon hydrophobic properties of a steroid skeleton.

Keywords: bilirubin, bile salts, albumin, association constant, adsorption, complex formation, spectrophotometry.

Размещено на Allbest.ru