Магнитофоретический перенос анионов левомицетина через плацентарные мембраны Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

металлических кластеров. На однородность покрытия указывает и уменьшение ширины линии Si 2р в сравнении с шириной линии исходного носи-теля..Полученные данные указывают на то, что в образце 3 взаимодействие между Аи и № наименьшее из рассматриваемых катализаторов.

а б

Рис. а. Фотоэлектронные спектры Ni 2p3/2 катализаторов 3 и 4. Fig.а. Photoelectronic spectra of Ni 2p3/2 catalysts 3 and 4. Рис. б. Фотоэлектронные спектр С 1s катализатора 3. Fig. б. Photoelectronic spectrum of С 1s catalyst 3.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 05-03-33065)

ЛИТЕРАТУРА

1. Бухтияров В.И., Слинько М.Г. // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 2. С. 167-181.

2. Meyer R. et al. J. Surface Chemistry of Catalysis by Gold // Gold Bulletin. 2004. V. 37. № 1-2. P. 72-124.

3. Николаев С.А. и др. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. С. 915-920.

4. Смирнов В.В. и др. Адсорбция и каталитические превращения углеводородов на наноразмерных частицах золота, иммобилизованных на частицах алюминия // Изв. АН. Сер. хим. 2005. № 10. С. 2215-2218.

5. Морозова Н.И. и др. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. № 5. С. 353-358.

6. Солодовников С.П. и др. // Доклады АН СССР 1990. Т. 310. № 4. С. 912.

7. Vasil'kov A.Yu. et al. // J. Colloid and Interface Sci. 1995. Vol. 169. P. 356.

8. Kondakov S.E., Olenin A.Yu., Smirnov V.V. // Bulletin des societes chimiques belges. 1995. Vol. 104. P. 369.

Кафедра химии нефти и органического катализа

А.В.Иваненко, Ю.В.Серянов

МАГНИТОФОРЕТИЧЕСКИЙ ПЕРЕНОС АНИОНОВ ЛЕВОМИЦЕТИНА ЧЕРЕЗ ПЛАЦЕНТАРНЫЕ МЕМБРАНЫ

(Саратовский государственный технический университет) e-mail: [email protected]

Приведены результаты исследований кинетики переноса анионов левомицетина через плацентарные мембраны insitu, стимулированного воздействием вращающихся синусоидальных и пульсирующих магнитных полей. Показано, что наиболее целесообразным направлением модернизации прибора антибиотиковой офтальмотерапии «Атос» является повышение индукции магнитных катушек до 0,1 Тл.

В современной медицине физические поля все чаще вытесняют химиотерапию и делают ее применение более ограниченным. Но при этом прослеживается четкая зависимость - чем выше уровень знаний о биофизических свойствах полей, тем шире они применяются в здравоохранении. Этому способствует также неблагоприятная экологическая обстановка и повышенная аллергиза-ция населения, не позволяющая использовать

имеющийся арсенал лекарственных препаратов в обычных терапевтических дозах.

Проблема локальной антибиотиковой терапии из-за различных побочных эффектов уже давно является одной из самых приоритетных, однако успехи биохимии и биофизики не всегда достаточно оперативно используются медициной. В частности, форетические свойства такого повсеместно используемого в технике поля, как маг-

нитное, по отношению к антибиотикам обнаружено сравнительно недавно, в 1982 году [1].

В настоящей работе будет рассмотрено влияние переменных магнитных полей на ускорение переноса анионов левомицетина через модельный биологический барьер в виде препарированной плацентарной мембраны, что имеет значение для усовершенствования прибора офтальмо-магнитотерапии «Атос». В традиционной версии этого аппарата, выпускаемого ООО «ТРИМА» (г.Саратов), используются шесть последовательно включаемых магнитных катушек, позволяющих реализовать вращающиеся синусоидальные или пульсирующие магнитные поля с индукцией до 30 мТл, что отвечает ускорению переноса аниона ле-вомицетина через модельный биобарьер примерно на 50-60% [1].

Для получения большего ускоряющего эффекта мы модифицировали конструкцию магнитных катушек таким образом, что максимальная индукция в них составила Втах=0,1-0,2 Тл..

Согласно [2] индикатрису распределения линий магнитного поля можно рассчитать по формуле:

В =

N

-8Ш 9 .

1 + к

(1)

где а - радиус заготовки излучателя, г -расстояние от нее, рассчитанное по нормам, к< 1 -безразмерный конструктивный коэффициент, 9 -угол между плоскостями витков катушки и вектором магнитной индукции.

Из результатов расчета следует, что максимальные амплитуды индукции реализуются в зонах центров катушек излучателей и поле должно быть минимальным как по краям головки, так и в ее центре.

В [1] было показано, что при воздействии вращающегося магнитного поля (МП) на биобарьер с толщиной X относительная выходная концентрация аниона антибиотика описывается экспоненциальным выражением:

р|ф, + 0.5(фмм + Фив0.572,— - У2.Г02 (51 + -2 )ВХ(-ь-2 )| (2)

где С0 и Сх - исходная и входная концентрации аниона антибиотика, D - коэффициент диффузии аниона антибиотика в биобарьере, т - время переноса, фа - потенциал собственной электрической асимметрии биобарьера, фмм и фм5 - потенциалы электрической асимметрии биобарьера при воздействии постоянной МП «северной» и «южной» ориентации, - радиус кругового источника МП, В - индукция МП, ^ - частота синусои-

дальных колебаний амплитуды индукции МП, f2 -частота кругового вращения МП, Б=96500 Кл/моль, Я=8,314 Дж/(моль*К), Т - абсолютная

температура и

—2 ^Я^1

8т8л -1 - мо-+ -2 -2

дулирущая частоная функция.

Процесс переноса антибиотика в глаз можно считать законченным при условии Сх/(С0-Сх)=1, которое реализуется при некотором времени воздействия МП т=т . Поэтому из (2) получаем:

т* = X2{- 1т |фам - 0,5*— - ^(-1 + -2 )ВХ(-1,-2 )| ,(3)

где через фам обозначена сумма фа+0,5(фмк+фмз).

Аналогичным образом для вращающегося пульсирующего МП с «северной» ориентацией справедливы выражения [1]:

Сх =с Г_ е рфа + Фмк /У2- я-0г-2В/У2- У2ш-0г(-1 + -г )вх(-1,,-г )]| (4)

Сщ - Сх ехр

т* = X2 {- фаМЫ -"Г02-2В^л/2 -72^ (-1 + -2 )ВХ(-1,-2 )| ,(5)

где через фамы обозначена сумма ф, + фмы / .

Если т0 - время переноса аниона антибиотика через биобарьер без МП, то коэффициент магнитного ускорения может быть рассчитан из соотношения:

*

Ку = Т0 / т , (6)

а компромиссный индекс оптимизации (КИО) определяется по формуле [1]:

КУ Е К

КИО =■

К

(7)

.у +Е+К

где Е - суммарная биопараметричность МП, К -коэффициент сенситивности биобарьера.

В качестве модельного объекта для исследования кинетики переноса левомицетина мы использовали базальные части расщепленных абортных плацент, которые тщательно очищались и препарировались в водном растворе формальдегида. Толщина таких плацентарных мембран измерялась лазерным интерферометром и составляла в среднем Х=0,1 мм. Электролитом служил изотонический раствор 0,9% №С1. С добавкой 0.2% левомицетина. Тем самым, молярная концентрация №С1 составлял 150 ммоль/л, а исходная концентрация левомицетина была равна С0+8,5 ммоль/л. Этот электролит моделировал терапевтическую концентрацию левомицетина в плазме крови. Диссоциация левомицетина протекает по схеме:

и

3

Г

а

С - С

К!

х

предусматривающей отщепление протона от гид-роксила ключевого углеродного атома, находящегося в пара-положении по отношению к нитро-группе бензольного кольца.

Для опытов использовалась стеклянная двухкамерная ячейка, термостатируемая термостатом MLW при температуре Т0=309,7К с точностью поддержания ±0,1 К. В нижнюю камеру ячейки заливался чистый изотонический раствор, а в верхнюю камеру - изотонический раствор с добавкой левомицетина, предварительно термо-статируемый до рабочей температуры. Растворы разделялись плацентарной мембраной. После истечения определенного времени воздействия МП от модифицированной головки прибора "Атос" производился отбор пробы из нижней камеры ячейки. Концентрация левомицетина в пробе измерялась фотометрически на спектрофотометре СФ-2 со средней относительной погрешностью 3,5%.

Из результатов проведенных экспериментов для синусоидального вращающегося МП видно, что время окончания трансмембранного переноса левомицетина уменьшается со значения т0=116 мин без МП до значения т =7,4 мин при воздействии МП с частотой вращения f2=20Гц и амплитудой магнитной индукции В=0,2 Тл.

Коэффициент магнитного ускорения переноса левомицетина нарастает линейно с амплитудой синусоидальной магнитной индукции и частотой вращения МП. При Е=3-5 и К3=0,75 [1] расчетные значения КИО, как это видно из рис. 1, изменяются с амплитудой индукции МП по немонотонному закону с максимумами КИОтах=1,8-2,2 при Втах=0,1 Тл. При этом величины КИОтах нарастают с частотой вращения поля относительно мало.

5D 100 150 8,иТл

Рис. 1. Зависимости КИО от f2 и В для синусоидального вращающегося магнитного поля. Цифры на прямых - f2, Гц. Fig. 1. The dependencies CIO on f2 for sine wave rotating magnetic field. The figures on lines are the values of f2, Hz.

Из результатов проведенных экспериментов для пульсирующего вращающегося МП с «северной» ориентацией видно, что время окончания

трансмембранного переноса левомицетина уменьшается со значения т0=116 мин без МП до значения т =4,7 мин при воздействии МП с частотой вращения ^=20 Гц и амплитудой магнитной индукции В=0,2 Тл.

Коэффициент магнитного ускорения переноса левомицетина нарастает линейно с амплитудой магнитной индукции и частотой вращения МП. При Е=3-5 и К3=0,75 [1] расчетные значения КИО. Как это видно из рис. 2, варьируются с амплитудой по немонотонному закону с максимумами КИОтах=1,8-2,3 при Втах=0,1 Тл.

КИО 20 1 0

so то 150 в,мТп

Рис. 2 Зависимости КИ0 от f2 и В пульсирующего вращающегося магнитного поля с «северной» ориентацией. Цифры

на прямых - f2, Гц. Fig. 2. The dependencies CIO on f2 and B for pulsing rotating magnetic field with "north" orientation. The figures on lines are the values of f2, Hz.

Из этих модельных экспериментов и расчетов следует, что вращающееся пульсирующее магнитное поле с «северной» ориентацией должно более эффективно способствовать переносу анионов левомицетина через роговичную оболочку глаза по сравнению с вращающимся синусоидальным магнитным полем, т.к. происходит уменьшение т , рост Ку и КИO. Еще более наглядно это видно из данных рис. 3, где была выбрана частота вращения МП f2=10 Гц, на которой можно ожидать появления магнитомеханического резонанса проницаемости биомембран [1]. Действительно,

пульсации вращающегося магнитного поля с "се-

„„ „ *

верной ориентацией приводит к уменьшению т (а), росту Ку и КИO (в) по сравнению с вращающимся синусоидальным магнитным полем. При фа^<фаМ из аналитической формы уравнений (3) и (5) следует, что основной причиной этого преимущества является более эффективное воздействие вращающегося пульсирующего магнитного поля с «северной» ориентацией по сравнению с вращающимся знакопеременным синусоидальным полем. Это отвечает более сильному влиянию «омагничивания» воды в биобарьере, а также эффекта Холла [1].

-1__I_I_I

0 JO lira ijo в,мТл

Рис. 3 Расчетные зависимости т* (A), КИО (B) от В для вращающегося синусоидального (1) и пульсирующего вращающегося магнитного поля с «северной» ориентацией (2) при £2=10 Гц.

Fig. 3. Calculated dependencies of т* (A), CIO (B) on B for rotating sine wave (1) and pulsing magnetic field with "north" orientation (2) at £2=10 Hz.

Вращающиеся переменные магнитные поля обладают тем преимуществом по сравнению с постоянными, что их вектор магнитной индукции меняет свое направление, поэтому антибиотико-

вая обработка таких извилистых структур глаза, как кровеносные сосуды, проходит более эффективно.

Особенно полезным представляется применение описанного выше магнитофоретического транспорта антибиотиков через биобарьеры глаза в постоперационный период после вживления искусственного хрусталика, когда имеется примерно однонедельный срок повышенного риска воспалительных осложнений.

Таким образом, на основании проведенных модельных экспериментов in vitro и соответствующих расчетов показано, что наиболее целесообразным направлением модернизации прибора антибиотиковой офтальмомагнитотерапии «Атос» является повышение индукции магнитных катушек до величины Bmax=0,1 Тл., отвечающей оптимальному режиму трансмембранного магнито-стимулирования переноса левомицетина.

ЛИТЕРАТУРА

1. Райгородский Ю.М., Серянов Ю.В. , Лепилин А.В.

Форетические свойства физических полей и приборы для оптимальной физиотерапии в урологии, стоматологии и офтальмологии.- Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та. 2000. 268с.

2. Кугушев А.М., Голубева Н.С. основы радиоэлектроники. М.: Энергия. 1969. 800 с.

Е.Ю. Куликова, В.В. Зайцев, В.В. Куликов К ВОПРОСУ О СИНТЕЗЕ СОЕДИНЕНИЙ ФТОРА С БЛАГОРОДНЫМИ ГАЗАМИ

(Ивановский государственный университет) e-mail: [email protected]

Рассматривается процесс получения соединений аргона с фтором типа [ArF+SbF6-] в криогенных условиях и импульсном подведении энергии в химически-активную плазму. Реакция стабилизации аргона осуществлялась в реакторе из молибденового стекла, на стенках которого намораживался слой SbF5. Были получены спектры комбинационного рассеяния твердых продуктов на стенках реактора, для определения структуры исследуемого содинения.

Неравновесная система благородного газа с галогенами (фтором) представляет несомненный интерес, как с теоретической, так и с практической точек зрения. Ее рассматривают как среду для синтеза соединений благородных газов и получения инверсной заселенности уровней ЭF* газоразрядных лазеров (где Э Аг, Хе, Кг).

Известно, что XeF2 и К^2 взаимодействуют с пентафторидом сурьмы с образованием комплексных соединений типа ЭF 8ЬР6" или ЭF 8Ь2Р" п (Э = Хе, Кг) [1,2]. При этом неустойчивый при комнатной температуре, К^2 образует устойчивые комплексы КгР8ЬР"6 или КгЕ^Ь^'ц. Приведенные в литературе способы получения комплек-