Равновесие, кинетика и динамика сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах

Тощевикова, Анастасия Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Равновесие, кинетика и динамика сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах
ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Равновесие, кинетика и динамика сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах"

Направахрукописи

ТОЩЕВИКОВА АНАСТАСИЯ ЮРЬЕВНА

РАВНОВЕСИЕ, КИНЕТИКА И ДИНАМИКА СОРБЦИИ АНТРАЦИКЛИНОВЫХ АНТИБИОТИКОВ НА ПОЛИМЕРНЫХ

СОРБЕНТАХ

03.00.23 - биотехнология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в Институте высокомолекулярных соединений РАН

Научный руководитель:

кандидат химических наук, ст. н. с. Писарев ОА

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, ст. н. с. Копейкин В.В.

кандидат химических наук, доцент Глазова Н.В.

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет.

Защита состоится «3/» М-АД/ 2005 г. в часов на заседании

диссертационного совета К 084.63.01 при Санкт-Петербургской Государственной Химико-Фармацевтической Академии по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат диссертации разослан а • 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Караваева А.В.

Актуальность темы. Повышение требований к качеству лекарственных препаратов приводит к развитию и совершенствованию современных экономически и экологически выгодных методов получения лекарственных субстанций.

Антибиотики являются одной из самых распространенных групп лекарственных средств, которая широко используется в практической медицине. Настоящая работа посвящена исследованию сорбционных систем с участием антибиотиков антрациклинового ряда. Антрациклиновые антибиотики (рубомицин, карминомицин и доксорубицин) широко применяются в клинической практике для лечения раковых заболеваний различной этиологии.

Исследование равновесия, кинетики и динамики сорбции антрациклинов на полимерных сорбентах актуально в теоретическом плане с точки зрения изучения закономерностей взаимодействия органических веществ незначительной молекулярной массы с сетчатыми полимерными системами. С другой стороны, действующая технология получения антибиотиков антрациклинового ряда включает биосинтез и последующую многостадийную экстракционную очистку с использованием органических растворителей. Это часто приводит к разрушению нативной структуры лекарственной субстанции и к ухудшению фармакологических свойств антибиотиков. Кроме того, использование в экстракционных процессах больших объемов органических растворителей экологически небезопасно. Поэтому создание экономически выгодной и экологически безопасной технологии получения антрациклиновых антибиотиков также является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлась разработка на основе анализа межмолекулярных взаимодействий между сорбентом и сорбатом эффективного хроматографического метода выделения и очистки субстанций антрациклиновых антибиотиков, соответствующих требованиям фармакопейных статей.

Исследование, проведенное в диссертации, включает в себя:

1. Изучение равновесия сорбции антрациклиновых антибиотиков на сорбентах с различной структурной организацией полимерной сетчатой матрицы и анализ межмолекулярных взаимодействий в системе сорбент-сорбат на основе физико-химических характеристик антибиотиков и полимерных материалов.

2. Исследование особенностей кинетики сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах. Анализ математических моделей кинетики сорбции и возможностей применения этих моделей для конкретных сорбционных систем с участием антрациклиновых антибиотиков и гетеросетчатых полиэлектролитов.

компонента. Расчет параметров масштабирования для осуществления процесса выделения и очистки.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Антрациклиновые антибиотики взаимодействуют с матрицей сорбентов по ион-ионному и гидрофобному механизмам. Наиболее селективная сорбция осуществляется на структурно сегрегированном карбоксильном катеоните БДМ-12.

2. Расчет кинетических параметров показал возможность описания кинетики сорбционного процесса при помощи модели бипористого сорбента.

3. На возникновение и развитие концентрационных колебаний оказывают влияние, как физико-химические параметры сорбционной среды, так и структура сорбента.

4. Полная десорбция целевого компонента осуществляется при использовании кислого водно-спиртового элюирующего раствора, когда наблюдается образование резких границ концентрационного фронта.

Научная новизнаработы.

1. Исследованы равновесные характеристики сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерах с различной структурной организацией сетчатой матрицы. Проведен анализ вкладов ион-ионного и гидрофобного взаимодействия в общее изменение свободной энергии в системе сорбент-сорбат. Впервые сопоставлены равновесные характеристики сорбции рубомицина, доксорубицина и карминомицина в средах с различным значением рН.

2. Изучены кинетические параметры сорбции и впервые проведена адаптация математической модели бипористого сорбента для описания закономерностей сорбции антрациклиновых антибиотиков во времени. Разработана методика расчета кинетических параметров для конкретной сорбционной системы.

3. Впервые исследовано влияние физико-химических свойств сорбционной среды и структуры сорбента на возникновение и развитие концентрационных колебаний.

4. Изучено влияние скорости подвижной фазы на динамические характеристики сорбции. Впервые разработан одноактный хроматографический метод выделения и очистки антибиотиков антрациклинового ряда. Проведено масштабирование хроматографического метода получения рубомицина.

Практическая значимость работы состоит в том, что в работе исследованы сорбционные процессы с участием антрациклиновых антибиотиков. Найдены оптимальные физико-химические параметры сорбционного процесса, что дает возможность использовать хроматографический метод выделения антибиотиков данной группы на производстве.

Апробаиия_работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на 10-й международной конференции студентов и аспирантов "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка

высокомолекулярных соединений" (Вторые Кирпичниковские чтения, Казань, 2001), на Втором конгрессе молодых ученых "Научная молодежь на пороге XXI века" (Томск, 2001), на 25-й Международной конференции по высокоэффективным жидкофазным разделениям (Голландия, 2001), на Международном симпозиуме по ионному обмену и хроматографии (Воронеж, 2001), на 4-ом Международном симпозиуме "Молекулярный порядок и подвижность полимерных систем" (Санкт-Петербург, 2002), на Международных конференциях по препаративной и индустриальной хроматографии "SPICA 2002" (Heidelberg, 2002) и "SPICA 2004" (Aachen, 2004), на Всесоюзных симпозиумах "Структура и динамика молекулярных систем" (Яльчик 2002, 2003), на 3-ем Международном симпозиуме по разделениям в бионауках (Москва, 2003), на 27-ом симпозиуме по высокоэффективным жидкофазным разделениям "HPLC 2003" (Nice, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Объем и структура диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы (158 ссылок). Работа изложена на 136 страницах и содержит 51 рисунок и 13 таблиц.

Материалы и методы.

Объектами исследования диссертационной работы явились рубомицин, доксорубицин и карминомицин, являющиеся представителями группы антрациклиновых антибиотиков. Антрациклиновые антибиотики применяются в клинической практике в виде гидрохлоридов. Гидрохлориды антрациклинов хорошо растворимы в воде и физиологическом растворе, а также в метаноле, плохо растворимы в ацетоне и хлороформе. Основания антрациклинов растворимы в хлороформе, плохо растворимы в спиртах и практически не растворимы в воде. При кислотном гидролизе антибиотики теряют нативную структуру и распадаются на соответствующий агликон и аминосахар даунозамин. Структура и физико-химические свойства антрациклиновых антибиотиков представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Структура Антибиотик: R. Rj мм рКа

R, о он я Ъ он nh2 н Карминомицин ОН сн3 514 8,1

Рубомицин осн3 сн3 528 8,2

Доксорубицин осн3 СН2ОН 544 8,4

В качестве сорбентов для исследования были выбраны неионогенные и ионогенные гелевые, гетеросетчатые и макропористые полимерные материалы. В работе использовались: макропористый сульфокатионит КУ-23 и гелевый сульфокатионит КУ-2-8, полученные сульфированием

сополимеров стирола и дивинилбензола (ДВБ); карбоксильный катионит с поверхностно привитыми ионогенными группами ПММ-10 (синтезирован в ИВС РАН) на основе метилметакрилата и диметакрилата этиленгликоля (ДМЭГ); фосфорсодержащий катионит СФ-5, полученный окислением трехмерной полистирилфосфонистой кислоты; макросетчатый карбоксильный катионит СГ-1М на основе метакриловой кислоты (МАК) и триэтиленгликольдиметакрилата; карбоксильные катеониты группы БДМ и БДА, полученные в ИВС РАН путем радикальной сополимеризации МАК или акриловой кислоты (АК) и ДМЭГ; молекулярный сорбент Полисорб, являющийся сополимером стирола и ДВБ.

Опыты по изучению равновесия и кинетики сорбции антрациклиновых антибиотиков проводились в статических условиях. Для определения равновесной концентрации антибиотиков использовали предварительно построенные калибровочные графики в координатах На основании экспериментальных данных по равновесию сорбции определяли равновесные коэффициенты распределения антрациклинового антибиотика, между подвижной и неподвижной фазами хроматографической системы:

^ раю .

О)

где: С - концентрация антибиотика в фазе сорбента, мг/мл, С^ равновесная концентрация антибиотика, мг/мл;

Кинетические эксперименты проводили в термостатированном сосуде с мешалкой. Обработку экспериментальных данных по кинетике сорбции осуществляли:

1. По квазигомогенной модели, учитывающей равномерное распределение сорбтива в объеме сорбента:

где: Я - радиус зерна ионита в набухшем состоянии, см; I - среднее время сорбции, сек; - эффективный коэффициент диффузии, см2/сек.

2. Для расчета кинетических параметров по модели "оболочка-ядро" пользовались уравнением:

где - эффективный сорбционный слой, см; - относительный радиус несорбирующего "ядра".

3. В результате анализа данных по кинетике сорбции было установлено, что сорбция антрациклиновых антибиотиков на использованных карбоксильных катеонитах соответствует бипористой модели. Эта модель предполагает наличие бимодального распределения пор по размерам.

В динамических сорбционных экспериментах исследовалось влияние физико-химических свойств подвижной и стационарной фаз, геометрических размеров колонки, нагрузки целевого компонента на форму, ассиметрию и порядок выхода хроматографических зон. Скорость подвижной фазы характеризовалась приведенной величиной, ©:

где: ® - приведенная скорость, сек 1; и - объемная скорость, мл/сек; V объем колонки, мл.

Результаты и обсуждение. Исследование равновесия сорбции аитрациклиновых антибиотиков на сорбентах с различной структурной организаиией полимерной сетчатой матрииы.

По структуре и физико- химическим свойствам антрациклиновых антибиотиков можно полагать, что исследуемые вещества будут взаимодействовать с сорбентами по ион-ионному механизму, а наличие хромофора не исключало и дополнительных неионных взаимодействий. Для выбора оптимального хроматографического носителя был исследован ряд ионогенных (КУ-23; КУ-2-8; СФ-5; СГ-Ш; БДМ-12, ПММ-10) и неионогенных (Полисорб) сорбентов, выпускаемых как в промышленном масштабе, так и в качестве экспериментальных образцов.

На основе полученных экспериментальных данных (рис.1) можно сделать вывод, что при изменении гетерогенности структуры от гелевой до макропористой равновесная проницаемость по антибиотикам увеличивается. Значительные величины емкости сорбции на молекулярном неионогенном сорбенте свидетельствует о наличии существенного гидрофобного взаимодействия между матрицей и антибиотиком.

Для изучения влияния степени гетерогенности сорбента на равновесную селективность сорбции были поставлены статические сорбционные эксперименты на систематических рядах сорбентов групп БДМ

и БДА Рассчитаны Кр и концентрация антибиотика в неподвижной фазе (С) при изменении мольного процента сшивающего агента в сорбенте от 3 до 13,5. На рис.2 показано, что в ряду БДА с увеличением количества ДМЭГ от 3 до 13,5 уменьшается коэффициент набухания (Кнаб) сорбента в воде, а концентрация антибиотика в неподвижной фазе увеличивается. Это связано с тем, что значительный вклад в изменение свободной энергии сорбции антибиотика помимо ион-ионных взаимодействий вносят гидрофобные взаимодействия. С увеличением количества гидрофобного сшивающего агента общая гидрофобность системы увеличивается.

В ряду сорбентов БДМ (рис.3) с содержанием ДМЭГ от 3 до 9 ситуация аналогична выше описанной, но при дальнейшем увеличении количества кросс-агента при синтезе происходит расслоение фаз на более ранней стадии процесса в связи с ухудшением термодинамического качества

растворителя по отношению к мономеру (МАК более гидрофобна и компактизована за счет гидрофобных взаимодействий между метильными радикалами). В связи с этим структура сетчатой матрицы меняется от гелевой до структурно сегрегированной. От БДМ-3 до БДМ-9 полимерная сетка довольно однородна, по мере увеличения количества сшивающего агента матрица становится более жесткой и К„аб уменьшается. Однако, при дальнейшем увеличении количества ДМЭГ термодинамически выгодно образовывать густо сшитые участки (клубки) и редко сшитые области (псевдогели), которые и определяют резкое увеличение К^б Следует отметить, что максимальная концентрация карминомицина в фазе сорбента и значение коэффициента распределения на сорбентах ряда БДМ выше, чем на ионообменниках ряда БДА.

После оценки экспериментальных данных по равновесной сорбции антибиотиков на различных видах сорбентов для дальнейших экспериментов был выбран гетеросетчатый карбоксильный катионит БДМ-12. Этот выбор обусловлен, прежде всего, высокой равновесной селективностью данного карбоксильного катеонита по отношению к антрациклиновым антибиотикам.

Экспериментальные данные по влиянию рН на равновесие сорбции представлены на рис.4. Наличие максимума на кривой отражает взаимное влияние ионизации смолы и диссоциации антибиотика на характер распределения сорбата между раствором и сорбентом. В кислой области значений рН по мере уменьшения концентрации ионов водорода величина коэффициента распределения увеличивается, что связано с ростом степени ионизации функциональных групп ионита. Дальнейшее увеличение рН раствора приводит к сдвигу равновесия диссоциации антибиотика в сторону образования недисоциированной формы, и соответственно, снижению ион-ионного притяжения сорбента и сорбата. Следует отметить, что как при рН=3.0 (неионизированная форма смолы), так и при рН=10.0 (недиссоциированные молекулы антибиотика) величины коэффициентов

распределения остаются довольно большими. Это свидетельствует о наличии в системе неионных взаимодействий сорбент-сорбат. 180 Ц

Особенности кинетики сорбции антраииклиновых антибиотиков на полимерныхсетчатых сорбентах.

По мере миграции целевого вещества по хроматографической колонке его концентрационный профиль размывается под влиянием кинетических факторов. Поэтому при использовании хроматографических методов для выделения и очистки органических веществ возникают значительные трудности из-за небольшой скорости установления термодинамического равновесия. Это определяется замедленной диффузией сорбтива в сорбционной среде.

На рис.5, показано влияние размеров частиц сорбента БДМ-12 на кинетику сорбции рубомицина. При уменьшении размеров частиц наблюдается очевидное улучшение кинетического параметра - угла наклона начального участка, а, характеризующего скорость насыщения сорбента сорбтивом. Наличие линейных участков на экспериментальных кинетических кривых в координатах Б- -77 является подтверждением внутридиффузионного типа кинетики сорбции, поскольку внешнедиффузионный тип кинетики, также как и смешанные типы не дают такой начальной зависимости.

Принимая квазигомогенную модель за основу при расчетах кинетических параметров, невозможно адекватно описать экспериментальные данные. С уменьшением диаметра зерна экспериментально уменьшается среднее время сорбции процесса. Из

квазигомогенной модели следует, что зависимость должна

носить линейный характер и проходить через начало координат, но этого не происходит (рис.6.). Из этого был сделан вывод о неприменимости данной

модели для интерпретации экспериментальных данных по кинетике сорбции антрациклиновых антибиотиков на сорбенте БДМ-12.

Другая математическая модель учитывает, что характерной особенностью сорбции биологически активных веществ (БАВ) является стерическая недоступность части сорбционных центров и, соответственно, неравномерность распределения молекул сорбированного вещества в зерне сорбента.

Методом наименьших квадратов была рассчитана величина поглощающего слоя (Ь) и коэффициент диффузии (2Т ) при которых

9фф .

теоретическая зависимость наиболее точно описывает экспериментальные данные ^бЗ'Ю"* м., ЦТ^ =6,2-10 ~''смг1сек)- Однако, с другой

стороны при измельчении зерен до величины Ь должна увеличиваться емкость сорбции за счет увеличения эффективности использования объема зерна сорбента. Из рис.7, видно, что в области диаметров зерен сорбента 4 • Ю"6 - 145 • 10"6 м сорбционная емкость постоянна. Из этого можно сделать вывод, что и эта модель сорбции не подходит для описания экспериментальных кинетических данных.

В описанных выше кинетических моделях принималось допущение о квазигомогенности структуры сорбента. Учет неоднородности сорбентов при описании экспериментальных данных опытов по кинетике сорбции возможен при использовании модели диффузии в бипористом сорбенте.

Леек"2)

Рис.5.Кинетика сорбции рубомицина на БДМ-12 при различных радиусах зерен. 1-64мкм; 2-104мкм; 3-190мкм;

4-286мкм Среда:0.1М СН 3 СООШ 4;

С„„ =0.3 мг/мл;Т=295К.

Рис.6. Зависимость среднего времени ( от В?.

В работах [1,2] были получены уравнения для кинетических кривых в рамках бидисперсной модели при учете изменения концентрации сорбата вдоль радиуса зерна сорбента. Нами было обнаружено, что если вместо концентраций сорбата, зависящих от положения внутри зерна, использовать усредненные значения, то выражения для кинетических кривых принимают

более простой вид. В этом случае зависим F = f(t) сывается уравнением с двумя экспонентами (рис.8):

Наличие двух характерных времен Г] и Т2 обусловлено присутствием двух диффузионных процессов в гетерогенной системе - диффузией сорбата внутрь транспортных пор и микрогранул. Tj и Т2 определяются временами Tj, ТА (среднее время сорбции в межглобулярное и во внутриглобулярное пространство сорбента, соответственно):

где: КА - коэффициент распределения сорбата внутри микрогранул; а- доля

микрогранул в общем объеме сорбента. Из соотношения (6) получается, что

п 2

бипористая модель предсказывает линейные зависимости ( Т, + Г,) от Л и (г,-1 +г2_1)от Я'2.

1/г, + 1/тг = Л, + 5,/К1 (7)

(В) аК

г, +г2 = А2 + В2 ■ R

где: Ах =

здесь:

1 +

аК, 1

г, =

а ) т R

, =15D,, Аг =тА, В2 =

15 D,

1 + -

1 -а)

(9) (10)

15 D,

где:

- эффективные коэффициенты диффузии антибиотика в межглобулярном и во внутриглобулярном пространстве сорбента, см2/сек.

Были вычислены характерные времена Tj and Т2 и построены экспериментальные зависимости Т] +Т2 = и Г[1 = f(R 2)

(рис.9. 10.). Видно, что эксперимент хорошо описывается линейными уравнениями (7) и (8), предсказанными теорией бипористого сорбента.

Рис.7. Зависимость емкости сорбции рубомицина на БДМ-12 при различных значениях диаметра зерна сорбента. Среда: 0.1М СН 3 СООШ 4; Т=295К.

35 30

Рис.8. Зависимость (1-Р) в логарифмическом масштабе от времени течения сорбционного процесса.

Т7 - степень завершенности процесса, радиус зерна сорбента Л=104мкм.

(1 /т, + I/1,)10\ ссг '

Рис.9. Зависимость от Л2. Рис.10. Зависимость //ту+У/г? от

Беря за основу бипористую модель кинетики сорбции и пользуясь уравнениями (7-10) были рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии в межглобулярное (Рх ) и внутриглобулярное (Д^) пространства сорбента.

= 6,8-10

см

И, = 1.1-10

сек сек

Таким образом, можно сделать вывод о возможности применения бипористой модели для описания кинетики сорбции в системах, содержащих гетерогенный сорбент и БАВ невысокой молекулярной массы. В системах же содержащих БАВ большой молекулярной массы на кинетические параметры более сильно, чем гетерогенность ионита будет влиять неэффективность использования всего объема сорбента и, как следствие, для описания таких систем больше будет подходить модель "оболочка-ядро".

Важными характеристиками, оказывающими влияние на кинетику сорбции, являются физико-химические свойства сорбционной среды. На рис.11 представлены кинетические кривые сорбции при различной ионной силе сорбционной среды в условиях конкуренции антибиотика и неорганических ионов за обменные сорбционные центры. Из экспериментальных данных видно, что колебания в процессе установления

динамического равновесия тем более интенсивны, чем больше ионная сила раствора, из которого осуществляется сорбция. Эффект обращения селективности сорбции связан с увеличением жесткости полимерной матрицы ионита вследствие экранировки фиксированных ионов сорбента противоположно заряженными неорганическими ионами. При малом количестве соли в сорбционной среде матрица катионита более гибкая и "сохраняет" реализованные необменные связи. Увеличение ионной силы соответствует росту конкуренции.

Известно, что колебания являются внутренним свойством динамических систем. Они возникают, когда имеется непериодический источник энергии, а в самой системе можно выделить как минимум две подсистемы с обратной динамической связью. Показано, что в сорбционных системах источником энергии является поле внутренних напряжений в активном поле полимерного сорбента, а подсистемами могут служить каналы переноса массы по сплошной структуре полимера и по возникающим порам.

Рис.11. Кинетика сорбции Рис.12. Кинетика сорбции доксорубицина на БДМ-12 из доксорубицина катеонитами

растворов ацетата аммония с различной структуры. Сорбенты: 1-ионной силой: 1- 1=0.1М.; 2- 1=0.2 БДМ-3; 2- БДМ-12; 3- ПММ-10. Среда: М.; 3- 1= 0.4М.; 4- 1=0.5М. Среда: 0 1М СН, СООШ,; рН=3.0;Т=295К. рН=7.0; Т=295К.

Относительная ошибка опыта не превышала 5%.

Два конкурирующих релаксационных процесса - образование и разрушение связей идут одновременно со сравнимыми скоростями, что и приводит к осциллирующему характеру кинетических кривых сорбции.

Установлено, что структурная организация сетчатой матрицы сорбента также влияет на возникновение и развитие колебаний концентрации антибиотиков при неустановившихся режимах (рис.12).

Из анализа кинетических кривых сорбции следует, что колебания наиболее ярко выражены на сорбентах с малой сорбционной емкостью и поверхностно расположенными ионогенными группами, а также на сорбентах с выраженной структурной сегрегацией "подвижного" и "неподвижного" участков полимерной сетки (кр.2,3). На гелевых сорбентах колебательные процессы проявляются значительно в меньшей степени. Этот экспериментальный факт объясняется большей проницаемостью сорбентов БДМ-12 и ПММ-10 для антибиотика и, как следствие, большими флуктуациями несвязанных молекул между зерном и сорбционным

раствором. Большая проницаемость сорбентов возникает при образовании микроглобул и больших межглобулярных пространств при введении значительного количества сшивающего агента (в случае БДМ-12). В случае сорбента ПММ-10 с поверхностно привитыми карбоксильными группами значительные флуктуации концентрации в фазе раствора и в фазе сорбента при отсутствии ион-ионных взаимодействий (рН=3.0) связаны с уменьшением диффузионного пути.

Изучение динамики сорбции антраииклиновыхантибиотиков на сорбенте БДМ-12

В практически осуществимых препаративных хроматографичсских процессах переход от равновесного к неравновесному режиму динамики сорбции, в основном, определяется скоростью подвижной фазы. При анализе формы фронтальных выходных кривых было установлено влияние скорости подвижной фазы на характер насыщения сорбента антибиотиком (рис. 13).

Для значений кривые

фронтальной сорбции симметричны и их точки перегиба близки к середине фронта. Соответственно, наблюдалось быстрое достижение равновесного насыщения колонки, после чего концентрация на выходе становилась равной исходной (кр.1,2). Дальнейшее увеличение (О приводило к ассиметризации выходных кривых и смещению точки перегиба в область малых объемов (кр.3,4). Таким образом, в изученном интервале скоростей подвижной фазы происходил переход от регулярного к нерегулярному режиму фронтальной хроматографии.

Эффективность динамического процесса сорбции зависит от наличия в сорбционной колонке достаточно резких границ между зонами сорбируемого и десорбируемого ионов и связана с подбором таких условий, которые обеспечивают максимальное разделение компонентов смеси. Одним из параметров, определяющих эффективность работы хроматографической колонки, является критерий регулярности который объединяет равновесные, кинетические и гидродинамические параметры сорбции:

где Ф- фазовое отношение колонки; Кр - коэффициент распределения

вещества между мобильной и стационарной фазами; Ъэфф - эффективный коэффициент диффузии вещества в зерна сорбента, см2/сек.; (О - приведенная скорость протекания подвижной фазы, - средний диаметр зерна

сорбента, см.

Этот параметр важен для предсказания изменения регулярности режима при варьировании величин входящих в уравнение (11) в случае динамики сорбции в гомогенное сферическое зерно сорбента. При реализации иных математических моделей диффузии вещества в зерно сорбента величина Я не может служить критерием регулярности режима. В

таких случаях удобно пользоваться обобщенным параметром регулярности

где - среднее время сорбционного процесса, сек.

В таблице 2 представлены значения обобщенного параметра регулярности иллюстрирующего поведение сорбционной системы при варьировании скорости подачи подвижной фазы. Сравнивая характер динамических сорбционных кривых на рис.13 и изменения значений критерия регулярности можно отметить, что при значении имеет

место нерегулярный режим динамики сорбции: происходит смещение точки перегиба (дифференциальный эффект нерегулярности режима) и уменьшение степени насыщения колонки сорбгивом (интегральный эффект нерегулярности режима). При значении динамический сорбционный

процесс проходит в регулярном режиме, когда положение точки перегиба фронтальной хроматографической кривой практически не зависит от скорости потока.

Приведенная скорость протекания подвижной фазы (со), сек"1. 5.2-10"2 15-10'2 32.3-10'2 50-10'2

Обобщенный критерий регулярности сорбционного процесса (Л) 4.3 1.5 0.7 0.45

Влияние скорости подвижной фазы на динамические режимы десорбции карминомицина показано на рис. 14. Видно, что при значениях (О,

равных 39.6х 10(сек1) и 16.6х 10"'(сек1) (кр.1,2) хроматографические элюционные зоны резко ассиметричны - наблюдается относительно резкий передний фронт и размытый задний фронт. Величины относительных объемов выхода смещены в сторону свободного объема колонки. В результате параметр симметрии хроматографической зоны принимал значение много меньшее 1, что свидетельствует о нерегулярном режиме элюции карминомицина. Снижение скорости протекания подвижной фазы приводило к симметризации хроматографических зон, а величина параметра симметрии стремилась к 1, тем самым, приближая форму кривой к гауссовой.

При значении равном параметр симметрии становился

равным 1- достигалось регулярное состояние десорбционной системы.

Само использование высокоспецифического хроматографического носителя для селективной сорбции затрудняет нахождение условий селективной элюции, при которых происходит обострение хроматографической зоны целевого вещества. Поэтому следующим важным этапом изучения динамики сорбции антрациклиновых антибиотиков являлось нахождение оптимальных условий десорбции.

Рис.13. Кривые фронтальной сорбции Рис.14. карминомицина.

Среда: 0.1М СН3СООШ4 ; рН=6.8;

1.<У=5.2х 10 ; 2.

,-2.

15.0 х 10"" -2

У(ыл)

Элюционные кривые карминомицина при различных скоростях протекания подвижной фазы. Сорбция - 0.1М СН,СООМН,: рН=6.8: элюция-

| изопропанол,

32.3 х 10"'; 4. 50.0х10~\ С-

концентрация на выходе колонки,

XII) ; ю./ххи ; ил

мг/мл ; С0- исходная конценграпця .

0 , хЮ ;4.3.4х 10 ,5.1.7x10 .

антибиотика, мг/мл

На рис.15, представлена десорбция доксорубицина 1М ацетатом аммония. В статических условиях при таких физико-химических условиях имеет место практически полная десорбция антибиотика с БДМ-12. Однако, в динамических условиях происходит концентрирование хроматографической зоны (характеризуемое величиной Стах/Сясх ) только в 2.5 раза. Очевидно, что такого концентрирования недостаточно для эффективной десорбции доксорубицина с полимерного сорбента. Незначительное концентрирование хроматографической зоны антибиотика в этом эксперименте еще раз свидетельствует о том, что во взаимодействии между сорбентом и сорбатом гидрофобные взаимодействия играют немаловажную роль. Поэтому последующие десорбционные эксперименты проводились при различных концентрациях изопропилового спирта, присутствие которого в элюирующем растворе разрушает гидрофобные связи между антибиотиком и сорбентом.

На рис.16, показано влияние ионной силы элюента на форму десорбционной хроматографической зоны доксорубицина в присутствии изопропанола. В отсутствии низкомолекулярной соли наблюдается широкая хроматографическая зона и концентрирование достигает незначительных величин (5,4 раза). Постепенное увеличение содержания ацетата аммония в элюате, а, следовательно, и рост ионной силы до 0.3-0.5М способствует снижению объема подвижной фазы, в котором элюируется антибиотик и резкому увеличению концентрирования в хроматографической зоне. При использовании элюентов с ионными силами О.ЗМ и 0.5М концентрирование антибиотика достигало значительных величин (в 13,3 и 16.1 раз соответственно). Дальнейшее увеличение ионной силы элюента приводит к большому содержанию в элюате неорганической соли, что невыгодно в практическом плане.

Рис. 15. Десорбция доксорубицина Рис.16. Влияние ионной силы элюента на

с БДМ-24 1М ацетатом аммония, рН=6.8, С0дес. = 1.1 X 10"3сек Сисх.= 0.33 мг/мл.

концентрирование хроматографической зоны доксорубицина. рН=1.5, (ояес = 1.1 х Ю^сек"1, Т=295К. Элюент: 70% юопропиловый спирт 1- в воде; 2- в 0.3М ацетате аммония; 3- 0.5М ацетате аммония. Сисх=0.34 мг/мл.

На рис.17 показано влияние кислотности элюента на процесс концентрирования хроматографической зоны антибиотика. При 70%-м содержании изопропилового спирта уменьшение рН с 3.0 до 15 приводит к добавочному увеличению концентрирования хроматографической зоны в 1.5 раза. Это связано со сдвигом рН в кислую область, где полностью отсутствует ионизация карбоксильных групп в матрице катионита и подавлены ион-ионные взаимодействия между антибиотиками и сорбентом. Очевидно, что значение рН=3.0 недостаточно для полного подавления ионизации карбоксильных групп в матрице сорбента.

Оптимизация десорбции по концентрации изопропилового спирта показана на рис.18. Использование 10% изопропанола приводит к получению широкой зоны доксорубицина с размытым задним фронтом, что свидетельствует о неэффективности десорбции. Увеличение содержания органического растворителя в подвижной фазе ведет к обострению заднего фронта хроматографической кривой и резкому повышению концентрирования целевого компонента.

На рис. 19, наряду с десорбционной кривой представлена зависимость рН раствора антибиотика на выходе из хроматографической колонки от объема элюата при оптимальном составе элюирующего раствора. Из экспериментальных данных следует важный факт, способствующий реализации высокоэффективных хроматографических методов выделения и очистки антрациклиновых антибиотиков: зона кислоты во фронтально-вытеснительном варианте хроматографического процесса двигается позади хроматографической зоны антибиотика, что предотвращает его кислотный гидролиз.

12 16 20 24 2» 32 30

Рис.17. Влияние кислотности элюента на концентрирование хроматографической зоны

доксорубицина. 70%

изопропиловый спирт, 1=0.5М, <од№ = 1.Ы0"3сек"\ Т=295К. 1. рН=3.0,2. рН=1.5.

60 80 V(м^>

Рис.18. Влияние концентрации изопропанола в элюенте на концентрирование хроматографической зоны рубомицина. 0.5М ацетат аммония, рН=1.5, (Ода. = 1.1 х 10"3сек Т=295К

1.10% изопропиловый спирт; 2.30%; 3. 70%; 4.90%.

Рис.19. Зависимость концентрации карминомицина (1) и рН на выходе хроматографической колонки (2) от объема элюата. (йд№_ = 1.1 х 10"3сек"',

Т=295К. Элюент: 90% изопропиловый спирт в 0.5М ацетате аммония, рН=1.5.

Для примера на рис.20, представлены стадии хроматографической очистки карминомицина. На первой стадии (зона 1) проводится селективная сорбция на карбоксильном катеоните БДМ-12. На второй стадии (зона 2) осуществляется промывка колонки растворителем для удаления несорбированных примесей.

Рис.20. Стадии хроматографической очистки карминомицина. Зона 1 - Сорбция на БДМ-12 (рН=6.8, 0.1М ацетат аммония, исорб =2 х 10'2 сек"1, Т=295К).

Зона 2 - Промывка 0.1М ацетатом аммония (рН=6.8, ш=2х10"2 сек"1,

100 150 У(мл)

Т=295К).

Зона 3 - Десорбция 70% изопропанолом (рН= 6.8, ш=2 х Ю"2 сек"1, Т=295К). Зона 4 - Десорбция 90% изопропанолом (рН= 1.5, о)дсс=11 х ДО"4 сек"1, Т=295К).

Далее (зона 3) происходит десорбция необменно сорбированных молекул, в том числе агликонов, вследствие разрушения гидрофобных

взаимодействий между веществом и сорбентом. Процесс происходит при нейтральном значении рН элюента, поэтому ионы антибиотика будут оставаться на сорбенте за счет ион-ионного связывания. На заключительной стадии (зона 4) десорбируется собственно антибиотик за счет подавления как ион-ионных, так и гидрофобных взаимодействий между сорбентом и сорбатом.

Масштабированиехром агиографического выделения антибиотиков антраииклиновогоряда.

Масштабирование процесса выделения и очистки антибиотиков необходимо при переходе от лабораторных к производственным условиям. Для масштабирования сорбционного процесса использовался обобщенный критерий регулярности динамических режимов сорбции. Когда изменение параметров сорбционной системы происходит внутри пределов, определяющих регулярный режим, можно ожидать, что при переходе от лабораторного масштаба к промышленному не произойдет существенного изменения режима работы сорбционной колонны.

Основными требованиями при масштабировании процесса были: реализация регулярного режима сорбции и определенное количество антибиотика, которое может уйти в проскок. Количество целевого компонента в проскоке принималось 1,5% от исходной массы антибиотика. Параметры масштабирования сорбционного процесса указаны в таблице 3. При указанной скорости сорбции обобщенный критерий регулярности больше 1 (Л = 8,6) и сорбционный процесс проходит в регулярном режиме.

_______________________ Таблица 3.

Укол> Л Усорб., л/ч Удес,л/Ч У„р. л Уд«., Л Г . Ч ' сорб . '

0.00171 0,06 0.006 0,3 0,04 5 6,7

3 105,3 10,5 526,3 70,2 5 6,7

5 175,4 17,54 877,2 116,9 5 6,7

10 350,9 35,1 1754 233,9 5 6,7

Где: V*

объем хроматографической колонки, у«^. - скорость сорбции,

Уд«. - скорость десорбции, Унр - объем нативного раствора, Удес - объем

*дес.

элюента,

Таблица 4.

Время хроматографической очистки антибиотика состоит из: времени сорбции времени водной промывки времени

промывки 70% изопропиловым спиртом ( г, ), времени десорбции (Т ).

2пр '

Общее время хроматографической очистки составляет:

Геометрические характеристики колонок, представленные в таблице 4 рассчитывали исходя из предположения, что И=3Б, где: Н и Б - высота и диаметр хроматографической колонки соответственно.

В результате исследований сорбционных систем с участием антрациклиновых антибиотиков и карбоксильного катионита БДМ-12 был предложен одноактный метод получения рубомицина из нативного раствора. Полученный препарат рубомицина гидрохлорида соответствует требованиям ФС-42-1877-88. Основные стадии выделения рубомицина из нативного раствора представлены на рис. 21. Нативный раствор предоставлен ОНПБ "Восток", г. Омутнинск (продуцент 8й-ер1:ошусе8 соеги1еогиЫёш зр. гиЬошусш).

Рис.21. Основные стадии получения рубомицина из нативного раствора с использованием хроматографического метода. Нативный раствор

Д Фильтрация и промывка Отфильтрованный нативный раствор

п Сорбция на сорбенте БДМ-12, водная промывка сорбента;

промывка 70% изопропиловым спиртом; Рубомицин в связанном с сорбентом состоянии

■Д Десорбция 90% изопропанолом при рН 1.5 Элюат, содержащий рубомицин гидрохлорид

Д экстракция хлороформом при рН 8,9—9,2 Хлороформный экстракт

д кристаллизация метанолом при рН 3,5-4,0 Кристаллический рубомицин С гидрохлорид

Выводы.

1. Антрациклиновые антибиотики взаимодействуют с полимерными сорбентами по ион-ионному и гидрофобному механизмам. Наиболее селективная сорбция происходит на структурно сегрегированном карбоксильном катионите БДМ-12. Показано, что максимум поглощения антрациклиновых антибиотиков сорбентом БДМ-12 находится в области нейтральных значений рН, когда в системе сорбент-сорбат реализуются как ион-ионные, так и гидрофобные взаимодействия.

2. Кинетика взаимодействия антрациклиновых антибиотиков со структурно сегрегированным катионитом БДМ-12 носит внутридиффузионный характер. При анализе применимости различных математических моделей для описания кинетических параметров сорбции, была показана предпочтительность модели бипористого сорбента, а также показана невозможность адекватной оценки кинетических характеристик по квазигомогенной модели и по модели "оболочка-ядро".

основании линейной зависимости характерных времен от радиуса зерна сорбента проведена оценка эффективных коэффициентов диффузии.

4. Из экспериментальных данных по изучению возникновения колебаний концентрации на сорбентах различной структуры при неустановившихся режимах следует, что колебания наиболее ярко выражены на сорбентах с малой сорбционной емкостью и поверхностно расположенными ионогенными группами, а также в условиях конкуренции антибиотика и неорганических ионов за сорбционные центры.

5. Полная десорбция с катионита БДМ-12 достигается при использовании кислого водно-аммониево-спиртового элюента. Проведено масштабирование и показана возможность осуществления одноактного хроматографического метода выделения и очистки антибиотиков при использовании больших скоростей протекания подвижной фазы. Предложена схема выделения и очистки рубомицина из нативного раствора.

Список литературы.

1. Ruckenstein E., Vaidyanathan A.S., Youngquist G.R. Sorption by solids with bidisperse pore structures.// Chem.Eng. Sci. 1971. V.26. №9. P.1305-1318.

2. Золоторев П.П., Дубинин М.М. Об уравнениях, описывающих внутреннюю диффузию в гранулах адсорбента.// ДАН СССР. 1973. Т.210. №1.С.136-139.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Ezhova N.M., Toshchevikova A.Y., Pisarev OA Synthesis and Characterization of Multicomponent Stationary Phases for Biomolecule Purification.// 25 th International Symposium on High Perfomance Liquid Phase Separations and Related Techniques. Amsterdam. 2001.P.48.

2. Тощевикова А.Ю., Писарев О.А. Оптимизация условий препаративной хроматографии карминомицина на карбоксильном катионите.//Прикл биохимия и микробиология. 2002.Т.38. №2. С. 128-131.

3. Тощевикова А.Ю., Писарев О А Изучение равновесия, кинетики и динамики сорбции антрациклиновых антибиотиков на карбоксильном катионитеУ/Сорбционные и хроматографические процессы. 2001.Т1ЖС.38-44.

4. Тощевикова А.Ю., Писарев ОА, Ежова Н.М. Структура и свойства полифункциональных сорбентов для ионно-гидрофобной хроматографии биологически активных веществ.// Сорбционные и хроматографические процессы. 2001.Т1. №5. С.833-837.

5. Toshchevikova AY., Ezhova N.M., Pisarev OA Optimisation of the

Experimental Conditions in Preparative Displacement Chromatography of Antitumors Antracycline Antibiotics on Carboxylic Sorbents.// International Symposium on Preparative and Industrial Chromatography and Allied Techniques. Heidelberg. 2002 P.60.

6. Toshchevikova A.Y., Pisarev OA Studying High Perfomance Preparative Chromatography of Antitumors Antracycline Antibiotics on Carboxylic Sorbents. //26th International Symposium on High Perfomance Liquid Phase Separation and

Related Techniques. Montreal. 2002.P.84.

7. Ezhova N.M., Garcushina I.S,. Toshchevikova AY., Polyakova,I.y., Pisarev O.A. The New Approach to Constructing of the Grain Network Polymers With Ionogenic Groups on Surface Layer.// 4-th International Symposium "Molecular Order and Mobility in Polymer Systems".St.Petersburg. 2002.P.232.

8. Тощевикова А.Ю., Писарев OA, Ежова Н.М. Автоколебательные процессы сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах// 9 Всероссийская конференция "Структура и динамика молекулярных систем". Яльчик 2002.С.168.

9. Тощевикова А.Ю., Писарев O.A., Ежова Н.М., Полякова И.В.

Автоколебательные процессы сорбции антибиотиков на полимерных карбоксильных катионитах.//Структура и динамика молекулярных систем. Сб, статей. Яльчик. 2002. С.172-175.

10. Toshchevikova AY., Pisarev O.A. The Mobile Phase Flow Rate Effect on the Regularities of Preparative Frontal Dispasement Chromatography of Antitumors Antracycline Antibiotics on Carboxylic Sorbents.//' 100 Years of Chromatography" 3rd Int.Symposium on Separations in BioSciencies. SBS 2003. Moscow. P.177.

11. Toshchevikova AY., Pisarev O.A. Influence of Mobile Phase Composition on Features of Sorption and Desorption of Rubomycine on Carboxylic Cation Exchanger //27th International Symposium on High Perfomance Liquid Phase Separation and Related Techniques. Nice. 2003. P. 168.

12. Тощевикова А.Ю., Писарев O.A. Влияние структуры сетчатой матрицы полиэлектролита на эффективность сорбции карминомицина.// 10 Всероссийская конференция "Структура и динамика молекулярных систем". Яльчик. 2003. С.296.

13. Toshchevikova AY., Pisarev O.A. Optimisation of the Experimental

Conditions in Preparative Displacement Chromatography of Antitumors Antracycline Antibiotics on Carboxylic Sorbents. J.of Chromatogr. 2003.V. 1006. №1-2.P.121-126.

14. Тощевикова А.Ю., Писарев O.A. Влияние структуры сетчатой матрицы полиэлектролита на эффективность сорбции карминомицина.// Сб. «Структура и динамика молекулярных систем». Яльчик. 2003. т.2. С. 176-178.

15. Toshchevikova AY.,Toshchevikov V.P., Pisarev O.A. A Description of Mass Transfer Mechanism of Antitumor Anthracycline Antibiotic Rubomycin within Heterogeneous Carboxylic Sorbents.// International Symposium on Preparative and Industrial Chromatography and Allied Techniques. Aachen. 2004. P.101.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать«^ ¿Уд&гГ. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Уч. печ. л. 1,0 . Тираж /ОО. Заказ Л?.?.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29.

i'мащ

(

*ч

€ i* ' * í ■ » Ï i

i 5 / • /

¿77

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Тощевикова, Анастасия Юрьевна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Полимерные сорбенты для выделения антибиотиков и других биологически активных веществ.

1.1.1. Полимерные сорбенты гелевого типа.

1.1.2. Макропористые сорбенты.

1.1.3. Гетеросетчатые сорбенты. ^

1.1.4. Макросетчатые сорбенты.

1.1.5. Новые подходы к синтезу сорбентов.

1.2. Основные виды препаративной хроматографии биологически активных веществ.

1.3. Особенности кинетики сорбционных процессов с участием биологически активных веществ.

1.4. Антрациклиновые антибиотики (рубомицин, доксорубицин, карминомицин).

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Материалы.

2.1.1. Физико-химические свойства антрациклиновых антибиотиков.

2.1.2. Физико-химические характеристики полимерных сорбентов.

2.2. Методы.

2.2.1. Определение концентрации антибиотиков методом ВЭЖХ.

2.2.2. Определение концентрации антибиотиков спектрофотометрическим методом.

2.2.3. Определение содержания рубомицина в культуральной жидкости определение активности культуральной жидкости).

2.2.4. Определение полной обменной емкости сорбентов.

2.2.5. Потенциометрическое титрование сорбентов.

2.2.6. Методика постановки равновесных сорбционных экспериментов.

2.2.7. Методика постановки равновесных десорбционных экспериментов.

2.2.8. Методика постановки кинетических сорбционных экспериментов.

2.2.9. Методика постановки динамических сорбционных экспериментов.

Глава 3. Исследование равновесия и кинетики сорбции антрациклиновых антибиотиков.

3.1. Исследование равновесия сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сетчатых сорбентах различной структурной организации.

3.2. Особенности кинетики сорбции антрациклиновых антибиотиков на структурно сегрегированных сорбентах.

Глава 4. Анализ динамики сорбции антрациклиновых антибиотиков.

4.1. Динамика сорбции антибиотиков антрациклинового ряда.

4.2. Масштабирование хроматографического процесса и работа с нативным раствором. 115 Выводы. 123 Список литературы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Равновесие, кинетика и динамика сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах"

Повышение требований к качеству лекарственных препаратов приводит к развитию и совершенствованию современных экологически и экономически выгодных методов получения лекарственных субстанций.

Исследование равновесия, кинетики и динамики сорбции антрациклинов на полимерных сорбентах актуально в теоретическом плане с точки зрения изучения закономерностей взаимодействия органических веществ незначительной молекулярной массы с сетчатыми полимерными системами. Такие взаимодействия моделируют поведение небольших органических молекул в сложных биологических сорбционных системах. С другой стороны, технология получения антибиотиков антрациклинового ряда включает биосинтез и последующую многостадийную экстракционную очистку с использованием большого количества органических растворителей, вследствие чего часто наблюдается разрушение нативной структуры лекарственной субстанции. Это приводит к ухудшению фармакологических свойств антибиотиков. Использование в экстракционных процессах больших объемов органических растворителей экологически небезопасно. Поэтому создание экологически безопасной и экономически выгодной технологии получения антрациклиновых антибиотиков также является актуальной задачей.

Цели и задачи исследования. Целью работы являлось изучение равновесия, кинетики и динамики сорбции антибиотиков антрациклинового ряда на полимерных сетчатых сорбентах и разработка на основе анализа межмолекулярных взаимодействий между сорбентом и сорбатом эффективного хроматографического метода выделения и очистки субстанций антрациклиновых антибиотиков, соответствующих требованиям фармакопейных статей.

Исследование, проведенное в диссертации, включает в себя:

3. Исследование динамических параметров сорбции антибиотиков антрациклинового ряда и определение оптимальных физико-химических условий образования резких границ концентрационного фронта целевого компонента. Расчет параметров масштабирования для осуществления процесса выделения и очистки.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Показано, что антрациклиновые антибиотики взаимодействуют с матрицей сорбентов по ион-ионному и гидрофобному механизмам. При сорбции на сорбентах ряда БДМ (метакрилсодержащие катиониты) достигается большая концентрация антибиотика в фазе сорбента, чем при сорбции на сорбентах ряда БДА (акрилсодержащие катиониты). Наиболее селективная сорбция осуществляется на структурно сегрегированном карбоксильном катеоните БДМ-12.

2. Показано, что кинетика взаимодействия антрациклиновых антибиотиков с БДМ-12 носит внутридиффузионный характер. При анализе применимости различных математических моделей для описания кинетических параметров сорбции показана предпочтительность модели бипористого сорбента.

3. Исследовано влияние физико-химических параметров сорбционной среды и структуры сорбента на возникновение и развитие концентрационных колебаний в сорбционных процессах. Показано, что колебания наиболее ярко выражены на сорбентах с малой сорбционной емкостью и поверхностно расположенными ионогенными группами, а также на сорбентах с отчетливо выраженной структурной неоднородностью.

4. Изучено влияние скорости протекания подвижной фазы на обострение границ фронта целевого компонента при фронтальной и элютивной хроматографии. Проведен анализ критериального параметра регулярности режимов динамической сорбции. Оценены интервалы значений оптимальных скоростей протекания мобильной фазы. Показана возможность использования высоких скоростей сорбции при промышленном использовании хроматографического метода выделения и очистки антрациклиновых антибиотиков.

5. Проведен анализ возможностей полной десорбции целевого компонента и предложен оптимальный состав элюирующего раствора, при котором наблюдается образование резких границ концентрационного фронта антрациклинового антибиотика. Предложен одноактный хроматографический метод выделения и очистки антибиотиков антрациклинового ряда из нативного раствора.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

1. Исследованы равновесные характеристики сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерах с различной структурной организацией сетчатой матрицы. Проведен анализ вкладов ион-ионного и гидрофобного взаимодействия в общее изменение свободной энергии в системе сорбент-сорбат. Сопоставлены равновесные характеристики сорбции рубомицина, доксорубицина и карминомицина в средах с различным значением рН.

2. Изучены кинетические параметры сорбции и проведена адаптация математической модели бипористого сорбента для описания закономерностей сорбции антрациклиновых антибиотиков во времени. Разработана методика расчета кинетических параметров для конкретной сорбционной системы.

3. Исследовано влияние физико-химических свойств сорбционной среды и структуры сорбента на возникновение и развитие концентрационных колебаний.

4. Изучено влияние скорости подвижной фазы на динамические характеристики сорбции. Разработан одноактный хроматографический метод выделения и очистки антибиотиков антрациклинового ряда. Проведено масштабирование хроматографического метода получения рубомицина.

Практическая значимость работы состоит в том, что в работе исследованы сорбционные процессы с участием антрациклиновых антибиотиков, разработка методов выделения и очистки которых является актуальной задачей современной биотехнологии. Нахождение оптимальных физико-химических параметров сорбционного процесса дает возможность использовать хроматографический метод выделения антибиотиков данной группы на производстве.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на 10-й международной конференции студентов и аспирантов "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (Вторые Кирпичниковские чтения, Казань, 2001), на Втором конгрессе молодых ученых "Научная молодежь на пороге XXI века" (Томск, 2001), на 25-й Международной конференции по высокоэффективным жидкофазным разделениям (Голландия, 2001), на Международном симпозиуме по ионному обмену и хроматографии (Воронеж, 2001), на 4-ом Международном симпозиуме "Молекулярный порядок и подвижность полимерных систем" (Санкт-Петербург, 2002), на Международной конференции по препаративной и индустриальной хроматографии "SPICA 2002" (Heidelberg, 2002) и "SPICA 2004" (Aachen, 2004), на Всесоюзных симпозиумах "Структура и динамика молекулярных систем" (Яльчик 2002, 2003), на 3-ем Международном симпозиуме по разделениям в бионауках (Москва, 2003), на 27-ом симпозиуме по высокоэффективным жидкофазным разделениям "HPLC 2003" (Nice, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Объем и структура диссертационной работы.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Тощевикова, Анастасия Юрьевна

Выводы.

3. Показано, что сорбционный процесс описывается двумя характерными временами, соответствующими сорбции антибиотика в межглобулярное и внутриглобулярное пространства полимерной сетки. На основании линейной зависимости характерных времен от радиуса зерна сорбента проведена оценка эффективных коэффициентов диффузии.

5. Полная десорбция с катеонита БДМ-12 достигается при использовании кислого водно-аммониево-спиртового элюента. Проведено масштабирование и показана возможность осуществления одноактного хроматографического метода выделения и очистки антибиотиков при использовании больших скоростей протекания подвижной фазы. Предложена схема выделения и очистки рубомицина из нативного раствора.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тощевикова, Анастасия Юрьевна, Санкт-Петербург

1. Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж. Биотехнология.// М.: Мир. 1988. 298с.

2. Самсонов Г.В., Меленевский А.Т. Сорбционные и хроматографические методы физико-химической биотехнологии.// JL: Наука. 1986. 230с.

3. Самсонов Г.В., Тростянская Е.Б., Елькин Г.Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ.//J1.: Наука. 1969. 336с.

4. Leonard М. New packing materials for protein chromatography.// J.Chromatogr. B. 1997. V.699. №1. P.3-27.

5. Buchmeiser M. New synthetic ways for preparation of high-performance liquid chromatography supports.// J.Chromatogr. A. 2001. V.918. №2. P.233-266.

6. Черкасов A.H., Пасечник B.A. Мембраны и сорбенты в биотехнологии.// JL: Химия. 1991.240с.

7. Tsyurupa М.Р., Davankov V.A. Hypercrosslinked polymers: basic principle of preparing the new class of polymeric materials.// Reactive Polymers. 2002. V.53. №2. P. 193-203.

8. Unger K.K. Packing and Stationary Phases In Chromatographic Techniques.// N.Y. 1990. 252p.

9. Писарев O.A., Глазова H.B. Применение новых методов препаративной хроматографии низкого давления для повышения качества лекарственных препаратов.// Сорбционные и хроматографические процессы. 2001. Т.1. №2. С.415-423.

10. Либинсон Г.С. Физико-химические свойства карбоксильных катионитов.// М.: Наука. 1969. 168с.

11. Гельферих Ф. Иониты.// М.: Иностранная литература. 1962. 490с.

12. Либинсон Г.С. Сорбция органических соединений ионитами.// М.: Медицина. 1979. 182с.

13. Шатаева Л.К., Кузнецова Н.Н., Елькин Г.Э. Карбоксильные катиониты в биологии.//Л.: Наука. 1979. 288с.

14. Самсонов Г.В., Дмитренко Л.В., Юрченко B.C. Изучение распределения пор по размерам в ионообменных смолах.// В кн.: Синтез и свойства ионообменных материалов. М.: 1968. С. 169-172.

15. Белая С.Ф., Елькин Г.Э., Самсонов Г.В. Кинетика сорбции стрептомицина карбоксильными ионообменными смолами.// В кн.: Избирательная ионообменная сорбция антибиотиков. JI.: Тр. ЛХФИ, вып.25. 1968. С. 147-163.

16. Клих С.Ф., Кузнецова Н.Н., Елькин Г.Э., Самсонов Г.В. Влияние структуры ионитов на сорбцию эритромицина.// В кн.: Избирательная ионообменная сорбция антибиотиков. Л.: Тр. ЛХФИ, вып.25. 1968. С.37-41.

17. Кильфин Г.Н., Самсонов Г.В. Избирательность сорбции неомицина (мицерина) на сульфо- и карбоксильных катионитах.// В кн.: Избирательная ионообменная сорбция антибиотиков. Л.: Тр. ЛХФИ, вып.25. 1968. С.74-84.

18. Millar J.R., Smith D.G., Kressman T.R. Solvent-modified polymer networks. Styrene-divinylbenzene copolymers made in presence of non-solvating diluents.// J.Chem.Soc. 1965. P.304-310.

19. Millar J.R., Smith D.G., Marr W.E., Kressman T.R.E. Solvent-modified polymer networks. Part II. Effection of structure on cation-exchange kinetics in sulphonated styren-divinylbenzene copolymers.// J. Chem. Soc. 1963. P.2779-2784.

20. Millar J.R., Smith D.G., Marr W.E., Kressman T.R.E. Solvent-modified polymer networks. Part III. Cation-excgange equilibria with some univalent inorganic and organic ions.// J. Chem. Soc. 1964. P.2740-2744.

21. Муравьева Т.Д. Синтез, струюура и свойства гетеросетчатых сорбентов на основе акриловых кислот: Канд. дисс. Л. 1989.

22. Кузнецова Н.П., Рожецкая И.М., Москвичев Б.В. и др. Карбоксильные сетчатые полиэлектролиты как сорбенты для выделения биологически активных веществ.// Высокомолек. соед. 1976. Т18А. № 2. С.355-360.

23. Писарев О.А., Муравьева Т.Д., Самсонов Г.В. Энергетическая неравноценность карбоксильных групп сшитых гетерогенных полиэлектролитов.// Высокомолек. соед. 1986. Т.28Б. №4. С.262-264.

24. Samsonov G.V., Elkin G.E. Sorption and chromatography of organic ions.// In: Marinsky J. A.; Marcus J. (eds) Ion Exchange and Solvent Extraction. Dekker.Inc.N.Y.Bals. 1985. V.9. P.211-301.

25. Селезнева A.A., Дубинина H.A., Бабенко Г.А. и др. Особенности сорбции белков карбоксильными катионитами.// Коллоидн. Журн. 1975. Т.37. №6. С. 11381142.

26. Самсонов Г.В., Кузнецова H.H., Юрченко B.C. и др. О структуре и проницаемости биосорбента "КМТ-М'7/Высокомолек. соед. 1979. Т.21Б. №4. С.244-248.

27. Самсонов Г.В., Селезнева A.A. Проницаемость карбоксильных катеонитов для белков и ферментов//Хим.-фарм. ж. 1981. №7. С.77-85.

28. Кузнецова Н.П., Мишаева Р.Н., Кузнецова H.H. и др. Исследование неоднородности структуры карбоксильных сетчатых полиэлектролитов методом потенциометрического титрования.// Высокомолек. соед. 1980. Т.22Б. №11. С.874-877.

29. Писарев O.A., Добродумов A.B., Муравьева Т.Д. и др. Вторичная пористость и состояние воды в гетеросетчатых карбоксильных электролитах.// Высокомолек. соед. 1987. Т.28Б. №1. С. 14-16.

30. Гаврилова H.H., Пирогов B.C., Морозова А.Д. и др. Исследование взаимосвязи структуры сетчатых полиэлектролитов основного типа и кинетики взаимодействия их с органическими ионами.// ЖПХ. 1981. Т.54. №5. С. 1190-1192.

31. Ваншейдт A.A., Динабург В.А., Генендер K.M. и др. Способ получения монофункциональных ионообменных смол.// Авт.свид. СССР №168427. Бюл.изобр. 1965. № 4. С.59.

32. Динабург В.А., Самсонов Г.В., Генендер K.M., Пасечник В.А. и др. Синтез и изучение свойств макросетчатых ионообменных смол с N, N'-алкилендиметакриламидами в качестве сшивающих агентов.// ЖПХ. 1968. Т.41. №4. С.891-897.

33. Краковяк М.Г., Ануфриева Е.В., Готлиб Ю.Я. и др. Реакционная способность и внутримолекулярная подвижность макромолекул в растворе.// ДАН СССР. Т.224 №4. С.873-876.

34. Kalghatgi K., Horvath C. Rapid peptide mapping by high-performance liquid chromatography.// J.Chromatogr.A 1988. V.443. №2. P.343-354.

35. Rodrigues A. Permeable packihg and perfusion chromatography in protein separation.// J. Chromatogr.B 1997. V.699. №1. P.47-61.

36. Chen H., Horvath C. High-speed high performance liquid chromatography of peptides and proteins.// J. Chromatogr A. 1995. V.705. №1. P.4-20.

37. Boshetti E. Advanced sorbents for preparative protein separation purposes// J. Chromatogr.A 1994. V.658. .№2. P.207-236.

38. Unger K.K. Packing and Stationary Phases In Chromatographic Techniques.// N.Y. 1990. 252p.

39. Ezhova N.M., Garcushina I.S., Toshchevikova A.Y., Polyakova I.V., Pisarev

40. O.A. The new approach to constructing of the grain network polymers with ionogenic groups on surface layer.// 4-th International Symposium "Molecular Order and Mobility in Polymer Systems. 2002. C.32.

41. Davankov V.A., Tsyurupa M.P. Structure and properties of porous hypercrosslinked polystyrene sorbents Styrosorb.// Pure and Appl. Chem. 1989. V.61. №11. P.l881-1888.

42. Davankov V.A., Tsyurupa M.P. Structure and properties of hypercrosslinked polystyrene the 1st representative of a new class of polymer networks.// Reactive Polymers. 1990. V.13. №1. P.27-42.

43. Белякова Л.Д., Василевская O.B., Цюрупа М.П., Даванков В.А.

44. Адсорбционные и хроматографические свойства полимерных сорбентов типа «Стиросорб».// ЖФХ. 1995. Т.69. №4. С.696-700.

45. Белякова Л.Д., Василевская О.В., Цюрупа М.П., Даванков В.А.

46. Адсорбционные и хроматографические свойства микросферических полимерных сорбентов типа «Стиросорб».// ЖФХ. 1996. Т.70. №8. С. 1476-1481.

47. Кейлеманс А. Хроматография газов.// М.: Наука. 1959. 320с.

48. Березкин В.Г. Хроматография: перспективы развития.// Росс. хим. журн. 2000. № 1.С. 115-122.

49. Адам Н.К. Физика и химия поверхностей.// M.-JI.: Гостехиздат. 1947. 332с.

50. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров.// М.: ИЛ. 1948. 244с.

51. Райди Э.К. Химия поверхностных явлений.//Л.: ОНТИ. 1936. 157с.

52. Салдадзе К.М., Пашков А.Б., Титов B.C. Ионообменные высокомолекулярные соединения.//М.: Госхимиздат. 1960. 356с.

53. Jungbauer A. Preparative chromatography of biomolecules.// J.Chromatogr.A 1993. V.693. №1. P.3-16.

54. Писарев O.A., Самсонов Г.В. Влияние кинетической селективности сорбции эремомицина на концентрирование компонентов в хроматографических зонах.// Прикл. биохим. и микробиол. 1997. Т.ЗЗ. №4. С.363-366.

55. Писарев О.А., Юнышева С.Г., Самсонов Г.В. Фронтально-вытеснительная хроматография мелиттина на сетчатых полимерных ионитах.// Прикл. биохим. микробиол. 1998. Т.34. №5. С.480-484.

56. Калиничев А.И. Нелинейная теория многокомпонентной динамики сорбции и хроматографии.// Усп.химии. 1996. Т.65. №2. С.103-125.

57. Ghose S., Cramer S.M. Characterization and modeling of monolithic stationary phases: application to preparative chromatography.// J. Chromatogr.A. 2001. V.928. №1. P.13-23.

58. Gallant S.R., Cramer S.M. Productivity and operating regimes in protein chromatography using low-molecular-mass displacersy/J. Chromatogr.A. 1997. V.771. №1. P.9-22.

59. Tugcu N., Deshmukh R.R., Sanghvi Y.S., Cramer S.M. Displacement chromatography of anti-sense oligonucleotide and proteins using saccharin as a non-toxic displacer.//Reactive Polymers. 2003. V.54. № 1. P.37-47.

60. Золоторев П.П., Кокотов Ю.А., Елькин Г. Э. Кинетика и динамика ионного обмена.//М.: Наука. 1992. 322с.

61. Samsonov G.V., Pisarev О.А. High Capacity Reversible Sorption and Effective Chromatographic Preparative Bioseparation at Low Pressure.// Isolation & Purification. 1996. V.2. №1. P.93-102.

62. Писарев O.A., Кручина-Богданов И.В., Глазова H.B., Быченкова О.В.

63. Кинетическое регулирование селективности сорбции в жидкостной хроматографии низкого давления.// ДАН. 1998. Т.362. №3. С.362-365.

64. Писарев О.А., Кручина-Богданов И.В. Кинетически селективное разделение веществ новое развитие хроматографического метода.// ДАН. 1998. Т.362. №1. С.61-65.

65. Кокотов Ю.А., Золоторев П.П., Елькин Г. Э. Теоретические основы ионного обмена. Сложные ионообменные системы.// JL: Химия. 1986. 280с.

66. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции.// М.: АН СССР. 1962. 252с.

67. HelfTerich F.G. Theory of multicomponent chromatography. A state- of the- art-report.// J. Chromatogr A. 1986. V.373. №1. P.45-60.

68. Генеди А.Ш., Самсонов Г.В. Особенность проницаемости сульфокатионитов в процессе ионного обмена тетрациклина.// В кн.: Избирательная ионообменная сорбция антибиотиков. Тр. ЛХФИ, вып. 25. 1968. С. 164-170.

69. Boyd G.E., Adamson A.W., Myers L.S. The exchange adsorption of ions from aqueous solutions by organic ceolits. II. Kinetics.// J.Amer.Chem.Soc. 1947. V.69. P.2836-2848.

70. Туницкий H.H., Каминский В.А., Тимашев С.Ф. Методы физико-химической кинетики.// М.: Химия. 1972. 197с.

71. Лыков A.B. Теория теплопроводности.// М.: Гос. изд. техн.-теорет. лит. 1952. 392с.

72. Polyakova I.V., Kolikov V.M., Pisarev O.A. Mass Transfer Effects in Preparative Chromatography of Antibacterial Antibiotic Eremomycin on Polymeric Sorbents.// J.Chrom.A. 2003. V.1006. №2. P.251-260.

73. Рогинский C.3. Адсорбция и катализ на неоднородных поверхностях.// М.: АН СССР. 632с.

74. Золотарев П.П. Проблемы дифференциального массопереноса и сорбции в микронеоднородных материалах.// ЖФХО. Т.62. №4. С. 106-111.

75. Мамлеев В.Ш., Золоторев П.П., Гладышев П.П. Неоднородность сорбентов.// Алма-ата.: Наука. 1989.287с.

76. Золоторев П.П. Развитие бидисперсной сорбционно кинетической модели микронеоднородных сред.// ЖФХ. 1996. Т.70. №4. С.583-590.

77. Золоторев П.П., Дубинин М.М. Об уравнениях, описывающих внутреннюю диффузию в гранулах адсорбента.// ДАН СССР. 1973. Т.210. №1. С. 136-139.

78. Ruckenstein Е., Vaidyanathan A.S., Youngquist G.R. Sorption by solids with bidisperse pore structures.// Chem.Eng. Sei. 1971. V.26. №9. P.1305-1318.

79. Эфендиев A.A., Карагедов C.C., Попков Ю.М. и др. Механизм диффузии ионов меди в карбоксильных ионообменниках, находящихся в водородной форме.// Высокомолек. соединения. 1987. Т.29Б. №2. С. 127-131.

80. Bhatia S.K. Transport in bidisperce adsorbents: significance of the macroscopic adsórbate flux.// Chem. Eng. Sei. 1997. V.52. №8. P. 1377-1386.

81. Ping Li, Arup К., SenGupta. Intraparticle diffusion during selective ion exchange with a macroporous exchanger.// React. Polymers. 2000. V.44. №2. P.273-287.

82. Wang K., Qiao S., Hu X., Do D.D. Discrimination of Adsorption Kinetic Models for the Description of Hydrocarbon Adsorption in Activated Carbon.// Adsorption. 2001. V.7. №1. P.51-63.

83. Helfferich F.G Models and physical reality in ion-exchange Kinetics.// React. Pol. 1990. V.13.№.2. P.191-194.

84. Граник В.Г. Основы медицинской химии.// М.: Вузовская книга. 2001. 384с.

85. Комов Д.В., Рощин Е.В., Гуртовая И.Б. Лекарственное лечение первичного и метастатического рака печени.// М.: Триада-Х. 2002. 158с.

86. Красильников Н.А., Кореняко А.И. Бактерицидное вещество актиномицетов. //Микробиология. 1939. Вьш.8. С.673-685.

87. Brockmann Н. Anthracyclinone und Anthracycline.// Fortschr. Chem. Org. Naturs. 1963. V.21.№1. C.121-124.

88. Di Marco A., Gaetani H., Dorigotti L. et al. Daunomycin: a new antibiotic with antitumor activity.// Cancer Chemother. Rep. 1964. V.38. P.3138-3140.

89. Tong C. L., Lim P., Gudman L. Indentity of rubidomycin and daunomycin.// Pharm. Sci. 1967. V.56. P.1691-1692.

90. Бражникова М.Г., Константинова H.B., Помозкова B.A. и др. Физико-химические свойства противоопухолевого антибиотика рубомицина, образуемого Act. coeruleorubidus.//Антибиотики. 1966. Т.П. №9. С.763-766.

91. Гаузе Г.Ф. Биохимические механизмы действия противоопухолевых антибиотиков в связи с проблемой изыскания новых активных препаратов// Вести. АМН СССР. 1965. №1. С.46-52.

92. Гаузе Г.Ф., Дудник Ю.В. Противоопухолевые антибиотики.// М.: Медицина. 1987. 176с.

93. Arcamone F., Casinelli G., Fantini G. et al. Adriamycin, 14-hydroxydaunomycin, a new antitumor antibiotic from S. peucetius van caesius.// Biotechn. Bioengin. 1969. V.ll. №8. P.l 101-1110.

94. Arcamone F. Doxorubicin. Anticancer antibiotic.// N.Y.: Acad. Press. 1981. 369p.

95. Гаузе Г.Ф., Свешникова M.A., Ухолина P.C. и др. Образование противоопухолевого антибиотика карминомицина культурой Actinomadura carminata sp. nov.// Антибиотики. 1973. Т. 18. №8. С.675-678.

96. Гаузе Г.Ф., Терехова Л.П., Максимова Т.С. и др. Новый продуцент карминомицина Streptomyces cremeospinus sp. nov.// Антибиотики. 1975. Т. 20. №5. С.389-392.

97. Бражникова М.Г., Збарский В.Б., Кудинова М.К. и др. Новый противоопухолевый антрациклин карминомицин.// Антибиотики. 1973. Т. 18. №8. С.678-681.

98. Шорин В.А., Баженов B.C., Авербух JI.A. Противоопухолевая активность компонентов карминомицинового комплекса.// Антибиотики. 1977. Т.22. №1. С. 6974.

99. Шорин В.А., Бажанов B.C., Авербух JI.A. и др. Противоопухолевая активность нового антибиотика карминомицина.// Антибиотики. 1983. Т. 18. №8. С.681-684.

100. Гольдберг JI.E., Вертоградова Т.П., Филиппосьянц С.Т. и др. Токсичность и фармакологические свойства компонентов карминомицинового комплекса.// Антибиотики. 1976. Т.21. №5. С.416-422.

101. Гольдберг JI.E., Филиппосьянц С.Т., Кунрат И.А. и др. Изучение токсичности, фармакокинетики и фармакодинамики нового противоопухолевого антибиотика карминомицина.// Антибиотики. 1974. Т. 19. №1. С.57-62.

102. Шепелевцева Н.Г., Белова И.П., Вертоградова Т.П. и др. Сравнительное изучение кардиотоксичности антрациклиновых антибиотиков рубомицина, карминомицина и дигидрокарминомицина в опытах на белых мышах.// Антибиотики. 1978. Т.23. №1. С.78-87.

103. Шорин В.А., Бажанов B.C., Авербух JI.A. Противоопухолевая активность антибиотика карминомицина при пероральном применении.// Антибиотики. 1976. Т.21. №11. С.1005-1007.

104. Baker L.H., Kessel D.H., Comis R.L. American experience with carminomycin.// Cancer Treat. Rep. 1979. V.63. №5. P.899-902.

105. Reich S.D., Crooke S.T. Carminomycin.// In: Anthracyclines: Current status and new developments. Crooke S. Т., Reich. S. D. (eds). N.Y.: Acad. Press. 1980. P.296-313.

106. Блохин H.H., Переводчикова Н.И. Химиотерапия опухолевых заболеваний.// М.: Медицина. 1984. 303с.

107. Противоопухолевый антибиотик карминомицин и его применение в клинике// под ред. Гаузе Г.Ф. М.: Медицина. 1980. 102с.

108. Merski J.A., Daskal Y., Crooke S.T. et al. Acute ultrastructural effects of the antitumor antibiotic carminomycin on nucleoli of rat tissues.// Cancer Res. 1979. V.39. №4. P. 1239-1244.

109. Гольдберг JI.E., Вертоградова Т.П., Филиппосьянц С.Т. и др. Влияние карминомицина на организм животных при многократном пероральном введении.// Антибиотики. 1978. Т.23. №7. С.611-617.

110. Брикенштейн В.Х., Баранов Е.П. Механизм взаимодействия даунорубицина с ДНК.//Антибиотики. 1985. Т.ЗО. №2. С.90-96.

111. Брикенштейн В.Х., Баранов Е.П., Питина Л.Р. и др. Влияние молекулярной структуры соединений антрациклинового ряда на их интеркаляцию в ДНК.// Биоорган, химия. 1985. Т. 18. №7. С.934-937.

112. Chaires J.B. Equilibrium studies on the interaction of daunomycin with deoxypolynucleotides.// Biochemistry. 1983. V.22. №18. P.4204-4211.

113. Graves D.E., Krugh T.R. Adriamycin and daunorubicin bind in a cooperative manner to deoxyribonucleic acid.// Biochemistry. 1983. V.22. №16. P.3941-3947.

114. Schwartz H.S. Mechanism of selective cytotoxicity of adriamycin, daunomycin and related anthracyclines.// In: Molecular aspects of anticancer drug action. Neidle S., Waring M.J. (eds). London: The Mac Millan Press. 1983. P.93-125.

115. Тренин A.C. Исследование репарации повреждений ДНК, вызываемых противоопухолевым антибиотиком карминомицином.// Вести. АМН СССР. 1981. №5. С.71-75.

116. Pommier Y., Schwartz R.E., Kohn K.W., Zwelling L.A. Formation and rejoining of deoxyribonucleic acid double-strand breaks induced in isolated cell nuclei by antineoplastic intercalating agents.// Biochemistry. 1984. V.23. №14. P.3194-3201.

117. Tewey K.M., Chen G.L., Nelson E.M., Liu L.F. Intercalative antitumor drugs interfere with the breakage reunion reaction of mammalian DNA topoisomerase II.// J.Biol.Chem. 1984. V.259. №14. P.9182-9187.

118. Zwelling L.A., Kerrigan D., Michaels S. Cytotoxicity and DNA strand breaks by 5-iminodaunorubicin in mouse leukemia L1210 cells: Comparison with adriamycin and 4-(9-acridinylamino-methanesulfon-m-anisidide.// Cancer Res. 1982. V.42. №7. P.2687-2691.

119. Myers C.E., Gianni L., Simone C.B. et al. Oxidative destruction of erythrocyte ghost membranes catalyzed by the doxorubicin-iron complex.// Biochemistry. 1982. V.21. №8. P.1707-1713.

120. Промышленный регламент на получение рубомицина гидрохлорида ПО "Мосмедпрепараты" им. Л.Я. Карпова (1972-1985гг.).

121. Писарев О.А., Кручина-Богданов И.В., Глазова Н.В. Эффект кинетической селективности и инверсия выхода хроматографических зон. //ЖФХ. 1999. Т.73. №3. С.364-367.

122. Писарев О.А., Кручина-Богданов И.В., Глазова Н.В. и др.

123. Хроматографическое разделение биологически активных веществ в кинетически селективных режимах динамики сорбции. //ЖФХ. 1999. Т.73.№9. С.1634-1637.

124. Войта J., Beijnen J.H., Bult A., Underberg W.J.M. Anthracycline antitumor agents. A review of physicochemical, analytical and stability properties.// Pharmac. Weekblad. Sci. Edition. 1986. V.8. №1. P. 109-133.

125. Exborg S. Extraction of daunorubicin and doxorubicin and their hydroxyl metabolites; self-association in aqueous solution.// J. Pharm. Sci. 1978. V.67. №5. P.782-785.

126. Barthelemy-CIavey V., Maurizot J.C., Dimicoli J.L., Sicard P. Self-association of daunorubicin.// FEBS Lett. 1974. V.46. №1. P.5-10.

127. Menozzi M., Valentini L., Vannini E., Arcamone F. Self-association of doxorubicin and related compounds in aqueous solution.// J. Pharm. Sci. 1984. V.73. №5. P.766-770.

128. Иониты.// Черкассы: НПО "Пластмассы". 1980. 32с.

129. Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки.// под ред. Ласкорина Б.Н. //М.: ВНИИХТ. 1985. 208с.

130. Лурье А.А. Хроматографические материалы.// М.: Химия. 1978. 440с.

131. Gregor Н.Р., Luttinger L.B., Loeble Е.М. Titration of polyacrylic acid with quaternaiy ammonium basis.//J.Amer.Chem.Soc. 1954. Y.76. P.5879-5880.

132. Gregor H.P. Gibbs-Donnan equilibria in ion-exchange resin systems.// J.Amer.Chem.Soc. 1951. V.73. P.642-650.

133. Писарев O.A., Добродумов A.B., Денисов B.M. и др. Вторичная пористость и состояние воды в гетеросетчатых карбоксильных полиэлектролитах.// Высокомолекуляр. соединения. 1987. Т.29Б. №1. С.4-8.

134. Писарев O.A., Самсонов Г.В., Богданова Л.П. Ионно-гидрофобное взаимодействие эремомицина с сетчатыми структурно сегрегированными биосорбентами.// ЖПХ. 1993. Т.66. №12. С.2825-2828.

135. Богданов А.П., Каверзнева Е.Д., Рассулин Ю.А. и др. Синтез и некоторые свойства катионита КБ-51-2, пригодного для выделения и очистки протеаз.// АН СССР. Сер.хим. 1969. № 2. С.469 -473.

136. Селезнева АЛ., Дубинина Н.И., Лукницкая О.Ф. и др. Особенности сорбции белков карбоксильными катионитами.// Коллоид, журн. 1975. Т.37. №6. С. 11381142.

137. Kirkland I.I. Modem size-exclusion liquid chromatography. Practice of gel permeation and gel filtration chromatography.// N.Y. 1979. 476p.

138. Polyakova I.V., Kolikov V.M., Pisarev O.A. Mass Transfer Effects in Preparative Chromatography of Antibacterial Antibiotic Eremomycin on Polymeric Sorbents.// J.Chrom.A 2003. V.1006. №2. P.251-260.

139. Полякова И.В., Коликов В.М., Писарев O.A. Особенности сорбции эремомицина карбоксильными катеонитами.//ЖПХ. 2002.1.15. №4. С.549-553.

140. Писарев O.A., Муравьева Т.Д., Самсонов Г.В. Энергетическая неравноценность карбоксильных групп сшитых гетерогенных полиэлектролитов.// Высокомолек. соед. 1986. Т.28Б. №4. С.262-264.

141. Кузнецова Н.П., Мишаева Р.Н., Гудкин JI.P. и др. Потенциометрическое титрование и конформационные переходы в карбоксильных сетчатых полиэлектролитах.// Высокомолек. соед. 1978. Т.20А. №3. С.629-635.

142. Чернова И.А., Погодина Т.Е., Шатаева JI.K. и др. Электронная микроскопия гетерогенных карбоксильных катионитов.// Высокомолек. соед. 1980. Т.22А. №11. С.2403-2410.

143. Ануфриева Е.В., Кузнецова Н.П., Краковяк М.Г. и др. Внутримолекулярная подвижность в сетчатых полимерных системах.// Высокомолек.соед. 1977. Т.19А. №1. С. 102-106.

144. Агеев Е.П. Колебания проницаемости и селективности в системе асимметричная мембрана из поливинилтриметилсилана изопропанол - вода.// Коллоидн. ж. 1987. Т.49. № 1. С. 126-129.

145. Матвеева М.В., Селеменев В.Ф., Карпов С.И.// Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж. 1999. Вып.24. С.54.

146. Рачинский В.В., Гарнецкий В.А. Теория динамики ионного обмена. XI. Условия образования и инверсии фронтальных хроматограмм.// ЖФХ. 1968. Т.42. №8. С.2005-2011.

147. Рачинский В.В. Введение в общую теорию динамики сорбции и хроматографии.//М.: "Наука". 1964. 137с.

148. Елькин Г.Э. Концепция регулярности режима сорбции в теории и практике ионного обмена органических ионов.// Межвузовский сборник. Ионный обмен и ионометрия. 1990. Вып.7. С.3-15.

149. Самсонов Г.В. Сорбция и хроматография антибиотиков.// M.-JI.: АН СССР. 1960. 176с.

150. Глазова Н.В., Елькин Г.Э., Рудометова Н.В. Оптимизация ионообменных процессов с использованием ПЭВМ.// СПХФИ. 1993. 19с.

Информация о работе

Тощевикова, Анастасия Юрьевна
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2005
ВАК 03.00.23

Диссертация

Равновесие, кинетика и динамика сорбции антрациклиновых антибиотиков на полимерных сорбентах - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы