|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Меченные тритием вещества: получение, анализ, применениеНИР
Tritium labeled compounds: preparation, analysis, application
- Руководитель НИР: Чернышева М.Г.
- Ответственные исполнители: Бадун Г.А., Буняев В.А., Куликова Н.А., Мясников И.Ю., Разживина И.А., Синолиц А.В., Чащин И.С., Шнитко А.В.
- Подразделение: Кафедра радиохимии
- Срок исполнения: 9 октября 2018 г. - 1 октября 2020 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 18-33-20147
- Номер ЦИТИС: АААА-А18-118101290049-2
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.23 Радиохимия
-
Ключевые слова:
метод сцинтиллирующей фазы, тритий, углеродные материалы, термическая активация трития, меченые соединения, лекарственные препараты, жидкостная сцинтилляционная спектрометрия, тритиевая планиграфия
liquid scintillation spectrometry, scintillation phase method, labeled compounds, tritium planigraphy, tritium thermal activation, carbon-based materials, tritium, drugs -
Описание:
Меченные тритием соединения применяются при анализе физико-химических свойств органических соединений, а также при проведении фармакокинетических испытаний лекарственных препаратов. Проект направлен на получение меченых соединений с помощью реакций изотопного обмена с газообразным тритием, активированным на вольфраме и катализаторах платиновой группы, а также использование реакций активных форм трития для анализа структуры адсорбционных слоев макромолекул на поверхности раздела раствор – воздух и твердое тело – воздух, и меченных тритием соединений для исследования их поведения на различных границах раздела фаз, в том числе моделирующих живые системы. С помощью указанных подходов тритиевая метка будет введена в пептиды, лекарственные средства и биополимеры, при этом будут выявлены неизвестные ранее закономерности взаимодействия активных форм водорода вступать в реакцию с органическим веществом. Радионуклидные исследования in vitro по выявлению взаимного влияния белка и лекарственных средств в системах, моделирующих липидные мембраны клеток, в совокупности со спектрометрическими методами позволят подробно описать межмолекулярные взаимодействия.
-
Abstract:
Tritium labeled substances are widely used in the analysis of physical chemical properties of organic compounds as well as pharmacokinetics studies of drugs. The project is focused on the tritium labeling organic compounds by means of isotopic exchange with tritium, activated either by tungsten or platinum group metal. Moreover, the reactions of active forms of tritium will be used for studying adsorption layers of macromolecules at the aqueous-air and solid-air interfaces. Tritium labeled compounds will be used for studying its behavior at the different interfaces including simulating the living systems. Tritium label will be introduced in peptides, drugs and biopolymers by means of the approaches mentioned above. Previously unknown regularities of the interaction of active forms of hydrogen with the organic substance will be revealed simultaneously. Radionuclide in vitro studies of the interference of protein and drugs in the systems modeling cellular lipid membranes, in combination with spectrometric methods will allow to describe in detail the intermolecular interactions.
-
Планируемые результаты:
1. Выявление механизма протекания изотопного обмена между водородом (тритием) и веществом, находящимся на разных типах подложек. Будут получены данные по общей и удельной радиоактивности, а также распределению трития по аминокислотным остаткам коротких пептидов и белка лизоцим после проведения реакции изотопного обмена с газообразным тритием при активации реакции двумя способами: термической активацией на вольфрамовом катализаторе или катализаторами платиновой группы. Будут найдены зависимости изменения радиоактивности пептидов и белка и распределения трития по отдельным типам аминокислотных остатков при изменении условий проведения экспериментов (давление газа, время реакции, температура катализатора и мишени). Полученные данные послужат основой для моделирования процессов, происходящих в рассматриваемой системе: возможных путей реакций изотопного обмена веществ-мишеней, способов перемещения активированного водорода по углеродной поверхности и факторов, способствующих спилловеру. 2. Тритиевая метка будет введена гуминовые вещества, выделенных из разных источников (торф, почва, каменный уголь, речная вода). Гуминовые вещества будут охарактеризованы по их гидрофобности и поверхностной активности в области концентраций, близкой к природной (ниже 100 мг/л). При использовании традиционных тензиометрических подходов для получения изотерм межфазного натяжения гуминовых веществ необходимы концентрации последних порядка нескольких грамм в литре, что существенно превышает природные концентрации и концентрации физиологического действия. Использование метода сцинтиллирующей фазы и меченных тритием веществ с высокой удельной радиоактивностью позволит проводить исследование в области низких концентраций. Также будет исследовано взаимное влияние гуминовых веществ и белков при образовании адсорбционных слоев сложного состава, выявлены неизвестных ранее закономерности связывания гуминовых веществ с белками. Такое исследование будет способствовать пониманию инкапсулирующего действия гуминовых веществ. 3. Анализ взаимодействия белка лизоцим с лекарственными средствами в области концентраций веществ, соответствующей физиологической концентрации белка и концентрации лекарственного средства равного дозировке препарата. Будет изучено действие следующих препаратов: даларгин, мирамистин, амикацин, левофлоксацин, а также веществ, имеющих потенциальное применение при лечении онкологических заболеваний, триблоксополимеры пропиленоксида и этиленокисда, известные как плюроники или полаксомеры. В in vitro исследованиях будет определен состав и строение образование возможных комплексов между белком и лекарственным средством, исследовано влияние лекарства на структуру белка и его ферментативную активность.
-
Научный задел:
В коллектив проекта входят сотрудники и аспиранты химического факультета, факультета почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова и ИНЭОС РАН, имеющие опыт работы в области радиохимии, физико-химической биологии, экологии, а также материаловедения. Метод термической активации трития, в котором реакции атомарного трития используют для получения меченых соединений и исследования состава и структуры приповерхностных слоев твердых тел (замороженных водных растворов), активно используется коллективом. Разработаны оригинальные методики введения тритиевой метки в полимеры и низкомолекулярные вещества [Патент на изобретение № RU 2499785. Приоритет изобретения 01.07.2011. Опубликовано 27.11.2013], в различные углеродные наноматериалы [Патент на изобретение RU 2538862 Приоритет изобретения 18.03.2013. Опубликовано 27.09.2014], [Badun et al. Radiochimica Acta. 2016], гуминовые и гуминоподобные вещества. У коллектива есть весь комплекс приборов для проведения экспериментов с газообразным тритием (специальная вакуумная установка и вакуумный пост, жидкостные сцинтилляционные спектрометры, проточный детектор радиоактивности, сканер радиоактивности, хроматографы и аминокислотные анализаторы для разделения и определения аминокислот, пептидов, белков). Для проведения различных физико-химических анализов могут привлекаться приборы из Центра коллективного пользования МГУ.
- Добавил в систему: Чернышева Мария Григорьевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 9 октября 2018 г.-1 октября 2019 г. | Меченные тритием вещества: получение, анализ, применение |
| Результаты этапа: I. Разработаны 3 методики восстановления оксида графена (ОГ): 1. с использованием химических восстановителей (аспарагиновая кислота, бета-меркаптоэтанол); 2. гидротермальный способ; 3. обработка атомарным водородом (а также дейтерием или тритием), полученном диссоциацией на нагретой электрическим током вольфрамовой проволоке. II. Получение меченных тритием веществ. С помощью метода термической активации трития радиоактивная метка введена в мирамистин, даларгин, амикацин, лизоцим, хитозан и гуминовые вещества, поюроники L121 и F127 из различных источников. III. С помощью метода сцинтиллирующей фазы проведена характеризация гуминовых веществ по их гидрофобности и поверхностной активности. IV. С помощью метода сцинтиллирующей фазы поведено исследование конкурентной адсорбции лизоцима и лекарственных средств на межфазной границе вода-ксилол | ||
| 2 | 1 октября 2019 г.-1 октября 2020 г. | Меченные тритием вещества: получение, анализ, применение |
| Результаты этапа: С помощью метода термической активации трития радиоактивная метка введена в лизоцим, даларгин, мирамистин, амикацин, левофлоксацин, хитозан, гуминовые и фульвокислоты из разных источников, а также производное лигнина, предложенное как новый фармпрепарат. Удельная радиоактивность и чистота меченых соединений соответствует требованиям, предъявляемым к препаратам, используемых на стадиях in vitro и in vivo фармакокинетических исследований. Предложены новые и усовершенствованы известные методики восстановления оксида графена: химическое восстановление бета-меркаптоэтанолом в кислой среде, гидротермальное восстановление, обработка атомарным водородом (дейтерием, тритием). Показано, что восстановление оксида графена с образованием С=С связей происходит при гидротермальном восстановлении и при использовании бета-меркаптоэтанола. При обработке атомарным водородом и его изотопами происходит замещение карбонильных и гидроксильных групп на водород. Показано, что при использовании углеродных материалов в качестве подложки при введении трития в органические вещества с помощью метода термической активации, радиоактивная метка находится преимущественно в ароматических фрагментах. С помощью метода сцинтиллирующей фазы проведено изучение гидрофобности и адсорбции на границе водный раствор – органическая жидкость полученных меченых соединений, в том числе большого набора гуминовых веществ. Показано, что гидрофобность гуминовых веществ меняется в следующе последовательности: фульвокислоты почв < гуминовые кислоты почв < речные фульвокислоты < речные гуминовые кислоты ≈ гуминовые и фульвокислоты торфа < гуминовые кислоты угля, а максимальная адсорбция на границе раздела фаз водный раствор –толуол: фульвокислоты почвы < гуминовые кислоты почвы ≈ речные фульво- и гуминовые кислоты < гуминовые кислоты угля < фульвокислоты торфа < гуминовые кислоты торфа. Предложен алгоритм in vitro анализа образования комплексов белок-лиганд на межфазных границах и в объеме раствора. Методика включает радионуклидный подход (метод термической активации трития, жидкостная сцинтилляционная спектрометрия) и спектроскопические методы. Подход апробирован на системах лизоцим-лиганд, где роль лиганда выполняют плюроники P123, L121 и F127, Бридж-35, бромиды алкилтриметиламмония, мирамистин, даларгин, амикацин, левофлоксацин и гуминовые вещества. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".