Методы исследования биологически активных веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Крымский Федеральный университет им. В.И. Вернадского

Медицинская академия им. С.И. Георгиевского

1 медицинский факультет

Кафедра медицинской химии

Реферат

По дисциплине: медицинская химия

Методы исследования биологически активных веществ

Выполнила:

Студентка 1 курса

Группы № 215(2)

Калиева Джеваир Серверовна

Научный руководитель:

Гавриченко Юлия Юрьевна

Симферополь - 2021



Содержание

биологический активный вещество

Введение

1. Биологически активные вещества

1.1 Характеристика БАВ

1.2 Классификация БАВ

1.3 Применение БАВ

2. Методы исследования биологически активных веществ

2.1 Качественный химический анализ биологически активных веществ

2.2 Методы количественного определения биологически активных веществ

2.3 Физико-химические методы анализа БАВ

Справочная литература



Введение

Общество в течение всего своего развития, использует в своей деятельности законы химии и физики, для решения всевозможных проблем и удовлетворения большинства потребностей.

В древние времена данный процесс шел двумя разными путями: осознанно, исходя из накопленного опыта либо случайно. К ярким примерам осознанного использования законов химии относятся: скисание молока, и его дальнейшее применение для приготовления сырных продуктов, сметаны и прочего; брожение отдельных семян, к примеру, хмеля и последующие производство пивоваренных продуктов; брожение соков разных плодов (главным образом, винограда, который содержит большое количество сахара), в итоге давало винные продукты, уксус.

Революцией в жизни человечества стало открытие огня. Люди стали использовать огонь для приготовления еды, для тепловой обработки глиняных изделий, для работы с различными металлами, для получения древесного угля и множества другого.

С течением времени у людей появилась необходимость в более многофункциональных материалах и продуктах на их основе. Большое влияние на решение этой проблемы оказали их познания в области химии. Особенно большую значимость химия сыграла, при получении чистых и сверхчистых веществ. Если при производстве новых материалов, первое место принадлежит физическим процессам и технологиям на их основе, то синтез сверхчистых веществ, как правило, более легко реализовать при помощи химических реакций.

Используя физико-химические методы, изучают физические явления, которые появляются при протекании химических реакциях. К примеру, в колориметрическом методе измеряют интенсивность окраски в зависимости от концентрации вещества, в кондуктометрическом методе измеряют изменение электрической проводимости растворов, оптические методы применяют связь между оптическими свойствами системы и ее составом.

Физико-химические методы исследование используют и для комплексного исследования строительных материалов. Применение таких методов позволяет углубленно изучать состав, структуру и свойства строительных материалов и изделий. Диагностика же состава, структуры и свойств материала на различных стадиях его изготовления и эксплуатации позволяет разрабатывать прогрессивные ресурсосберегающие и энергосберегающие технологии



1. Биологически активные вещества

1.1 Характеристика БАВ

Биологически активные вещества (БАВ) -- химические вещества, обладающие при небольших концентрациях высокой физиологической активностью по отношению к определённым группам живых организмов (в первую очередь -- по отношению к человеку, а также по отношению к растениям, животным, грибам и так далее) или к отдельным группам их клеток. Вследствие своих физико-химических свойств вызывают биохимические, физиологические, генетические и другие изменения в живых клетках и организме.

Биологически активными веществами являются:

Витамины - вещества, являющиеся основной для синтеза других веществ, оказывающие регуляторную функцию в организмах

Гормоны - вещества, которые регулируют процессы жизнедеятельности животных и человека

Фитогормоны - гормоны растений (ауксин, гиббереллин, цитокин)

Антибиотики - вещества, которые способны разрушать клеточную стенку бактерий

Феромоны - вещества, которые служат для привлечения особей противоположного пола

Алкалоиды - вещества, которые вырабатываются растениями с целью защиты от поедания. Эти вещества способны выделять отравления, галлюцинации, смерть (никотин, морфин, атропин, кофеин, танины)

Нейромедиаторы - вещества, с помощью которых осуществляется передача электрохимического импульса от нервной клетки к мышечной ткани или железистым клеткам.

Эфирные масла - легко летучие смеси биологически активных веществ, которые продуцируются растениями

Также к БАВ относят как вещества первичного синтеза (витамины, липиды, углеводы), так и преимущественно вещества вторичного синтеза (эфирные масла, горечи, сердечные гликозиды, сапонины, алкалоиды, кумарины, хромоны, лигнаны, флавоноиды, дубильные вещества и так далее).

Биологическая активность вещества - это его способность влиять на состояния биообъекта в зависимости от количества этого вещества в организме. Каждое вещество обладает определенной биологической активностью. Биологическая активность вещества характеризуется его дозой, вызывающей определенные изменения в организме (биологический эффект).

1.2 Классификация БАВ

По принципу действия выделяют такие БАВ, как:

Действующие БАВ

Действующие биологически активные вещества - вещества, содержащиеся в лекарственном растительном сырье, которые определяют, его терапевтическое или профилактическое действие (иногда эти действия сопутствуют друг другу)

Сопутствующие БАВ

Сопутствующие биологически активные вещества - соединения, содержащиеся в лекарственном растении, которые оказывают влияние на проявление у лекарственного растительного сырья лечебного эффекта, его силу и продолжительность.

Балластные вещества

Балластные вещества - соединения, с которыми не связана терапевтическая активность того или иного лекарственного растения.

По характеру взаимодействия с организмом БАВ разделяют на:

Биоинертные - вещества, которые не усваиваются организмом (целлюлоза, лигнин, поликарбонат и другие)

Биосовместимые - вещества, которые медленно растворяются или ферментируются в организме (спирт, полиэтиленоксид, водорастворимые эфиры целлюлозы и другие)

Бионесовместимые - вещества, которые вызывают поражение тканей организма ( некоторые полиамиды, полиантрацены и многие другие)

Биоактивные направленного действия

1.3 Применение БАВ

Биологически активные вещества применяют в пищу в виде пищевых добавок.

Вместе с пищей человек получает большинство биологически активных веществ, которые необходимы ему для нормальной жизнедеятельности; среди них -- алкалоиды, гормоны и гормоноподобные соединения, витамины, микроэлементы, биогенные амины, нейромедиаторы.

В медицинской практике широкое применение находят эфирные масла и другие препараты, которые получают на основе переработки сырья растительного происхождения.

Также биологически активные вещества, такие, как алкалоиды, малыми дозами используются в медицине. Наиболее широко известными из них являются: морфин, кодеин, атропин, скополамин, никотин, кофеин, резерпин, хинин. Все вышеперечисленные вещества получают из растений



2. Методы исследования биологически активных веществ

2.1 Качественный химический анализ биологически активных веществ

Реакции на стероидную структуру базируются на способности стероидного ядра сердечных гликозидов и стероидных сапонинов подвергаться дегидратации под действием кислотных реагентов (уксусный ангидрид, концентрированная серная кислота, трихлоруксусная кислота) с образованием окрашенных комплексных соединений (реакция Либермана-Бурхарда).

Реакции на ненасыщенное лактонное кольцо сердечных гликозидов основаны на способности ненасыщенного лактонного кольца легко окисляться полинитросоединениями (нитропруссид натрия, пикриновая кислота) в щелочной среде с образованием окрашенных в желтый или красный цвет продуктов реакции.

Реакции на углеводную часть молекулы гликозида основаны на способности моносахаридов углеводной цепи образовывать окрашенные комплексы с разными реактивами. Моносахара, входящие в состав гликозида вступают во все цветные реакции, характерные углеводам (с раствором Феллинга, серебряного зеркала).

Фенольные гликозиды дают:

- растворимые в воде феноляты с гидроксидом натрия: флавоноиды и кумарины - желтого; антрагаикозиды - вишнево-красного цвета;

- окрашенные комплексные соли с хлоридом окисного железа или железоаммонийными квасцами от зеленой до фиолетовой окраски (простые фенолы, кумарины, лигнаны, флавоноиды, дубильные вещества);

- с хлоридом алюминия - желтую окраску с желто-зеленой флюоресценцией (флавоноиды);

- с ацетататом свинца и магния, солями меди, молибдена, циркония (все фенольные соединения);

- реакцию азосочетания с солями диазония с образованием азокрасителя в зависимости от структуры от желтого до вишнево-красного цвета.

Флавоноиды способны восстанавливаться (проба Синода), простые фенольные соединения - (гидрохинон) окисляться раствором йода.

Дубильные вещества очень легко окисляются кислородом воздуха, перманганатом калия и многими другими окислителями. Они могут образовывать прочные межмолекулярные связи с белками и другими полимерами (например, пектиновые вещества, целлюлоза), легко адсорбироваться на кожном порошке, клетчатке, целлюлозе. Из водных растворов дубильные вещества осаждаются желатином, алкалоидами - основным ацетатом свинца, сердечными гликозидами, бихроматом калия.

Алкалоиды образуют малорастворимые (или нерастворимые) осадки с высокомолекулярными неорганическими кислотами, комплексными йодидами металлов, высокомолекулярными органическими веществами кислого характера (общеалкалоидные осадочные реакции).

Алкалоиды вступают в реакции, которые зависят от наличия в их молекулах различных функциональных групп. Например, морфин включает в свой состав фенольный гидроксил, поэтому со щелочами он образует феноляты, а также дает реакции с хлоридом окисного железа и иными реактивами.

2.2 Методы количественного определения биологически активных веществ

Гравиметрический (весовой) метод анализа БАВ.

Данный метод основан на осаждении полисахаридного водного извлечения 95% спиртом.

Данный анализ включает в себя такие стадии:

1) экстракция полисахаридов водой;

2) осаждение полисахаридов из водного извлечения 95% спиртом

3) высушивание осадка и доведение его до постоянной массы.

В слоевишах ламинарии, помимо этого, определяют содержание йода после сжигания навески бромйодометрическим методом.

Там же определяют содержание песка (диоксид кремния ).

В сырье алтея, мать-и-мачехи, льна, липы, подорожника блошного количественного определения биологически активных веществ и экстрактивных веществ не проводят.

Титриметрические (объёмные) методы анализа БАВ.

Данные методы весьма разнообразны. Они зависят от химических свойств соединений, подвергающихся исследованию. Для этих целей используются методы прямого и обратного титрования.

В основу титриметрических методов могут быть положены реакции следующих типов:

кислотно-основные

окислительно-восстановительные

реакции осаждения комплексных соединений

образования комплексных соединений.

Для некоторых оснований и кислот, титрование которых в воде невозможно или затруднено ввиду малой растворимости или слабых кислотно-основных свойств (например, некоторые алкалоиды, аминокислоты и пр.), проводят определение в неводных растворах.

Помимо этого, широко распространены методы титрования окислителями:

перманганатометрия (определение дубильных веществ в сырье)

йодометрия (определение арбутина в листьях толокнянки и брусники)

другие

Точку эквивалентности фиксируют потенциометрически (за счёт скачка потенциала индикаторного электрода) или с помощью цветных индикаторов. Потенциометрическое титрование в анализе лекарственного растительного сырья используется достаточно редко. Например, при количественном определении суммы аралозидов в корнях аралии маньчжурской.

2.3 Физико-химические методы анализ БАВ

К наиболее широко распространённым в настоящее время современным методам анализа растительного сырья относятся методы фотометрического анализа и хроматографические методы. Важнейшей особенностью этих методов является возможность объективной оценки количественного содержания фармакологически активных веществ. Это, в свою очередь, определяет качество сырья.

Хроматографические методы анализа

хроматография применяется как в ходе непосредственного качественного и количественного анализов, так и на этапе очистки анализируемого компонента или смеси компонентов от сопутствующих примесей.

Данные методы анализа используются для разделения смеси веществ или частиц (например, ионов). Они основаны на различии в скорости их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.

По механизму разделения различают следующие виды :

Адсорбционная хроматография

Распределительная хроматография

Ионообменная хроматография

Тонкослойная хроматография, или ТСХ (адсорбционная хроматография в тонком слое сорбента)

Газовая хроматография

Адсорбционная хроматография.

В основе данного анализа лежит непрерывный обмен хроматографируемым веществом между подвижной и неподвижной (жидкой или твердой) фазами. Он обусловлен существованием динамического равновесия между процессами адсорбции и десорбции хроматографируемого вещества, растворенного в подвижной фазе на поверхности фаз.

Распределительная хроматография.

В основе этого анализа лежит процесс непрерывного перераспределения вещества, подвергаемго хроматографии, между неподвижной и подвижной фазами, причем это вещество растворимо в каждой фазе.

Ионообменная хроматография.

В основе этого метода анализа лежит обратимая хемосорбция ионов раствора, подвергаемого анализу, ионогенными группами сорбент. По характеру ионогенных групп иониты (ионообменные сорбенты) подразделяются на катиониты (катионобменные) и аниониты (анионообменные).

Тонкослойная хроматография (ТСХ). Адсобционная хроматография в тонком слое сорбена.

Данный способ чаще всего применяется при качественном анализе лекарственного сырья или для очистки анализируемых компонентов (на стадии пробоподготовки).

Газовая хроматография (ГХ)

Это вид хроматографии, при котором подвижная фаза находится в состоянии газа или пара. В фармацевтическом анализе применяют газожидкостную (ГЖХ) и газоадсорбционную хроматографию.



Справочная литература

1. Тихомирова Л.И. Лекарственное растительное сырье. - АГУ, 2018.

2. Третьякова Ю.Д. Неорганическая химия. - 1 том, 2004

3. Дополнительный источник информации - Интернет.

Размещено на Allbest.ru

...