RU2652231C1 - Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов - Google Patents
Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652231C1 RU2652231C1 RU2017103540A RU2017103540A RU2652231C1 RU 2652231 C1 RU2652231 C1 RU 2652231C1 RU 2017103540 A RU2017103540 A RU 2017103540A RU 2017103540 A RU2017103540 A RU 2017103540A RU 2652231 C1 RU2652231 C1 RU 2652231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- sorbent
- magnetic
- particles
- magnetic sorbent
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 28
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 abstract description 2
- -1 iron oxide FeO Chemical class 0.000 abstract description 2
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009007 Diagnostic Kit Methods 0.000 description 2
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000012502 diagnostic product Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- 206010013647 Drowning Diseases 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 208000034784 Tularaemia Diseases 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008105 immune reaction Effects 0.000 description 1
- 239000003547 immunosorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012678 infectious agent Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000012762 magnetic filler Substances 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000004850 protein–protein interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
- B01J20/0225—Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
- B01J20/0229—Compounds of Fe
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сорбентам для биотехнологии, иммунологии и микробиологии и может быть использовано при конструировании медицинских иммунобиологических препаратов для диагностики инфекций. Предложен способ получения стандартного образца магнитного сорбента на основе мелкодисперсного алюминия кремнекислого мета, мелкокристаллического оксида железа FeO, модифицированного полиглюкином. Высушенный магнитный сорбент подвергают сухому размолу на планетарной микромельнице. Размол производят при длине трека качения шаров диаметром 0,01 м, равной 4,2×102 м, и контролируют адсорбционную емкость сорбента. Изобретение обеспечивает получение магнитного сорбента с высокой стандартностью, чувствительностью и стабильностью. Способ позволяет оптимизировать получение стандартных пулов частиц сорбента с откалиброванными размерами и воспроизводимыми физико-химическими и иммунобиологическими параметрами. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил., 10 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии, иммунологии и микробиологии и может быть использовано при конструировании медицинских иммунобиологических препаратов (МИБП) для диагностики особо опасных и других инфекций, а также в опытно-конструкторской экспериментальной работе.
Известен метод получения магнитных сорбентов на основе растворов сульфата железа - FeSO4×7Н2О (II), водного раствора аммиака - NH4OH и сернокислого железа, при котором оксид железа приобретает переменную валентность и магнитные свойства в завершение химических реакций. Мелкодисперсные магнитные частицы с размером 0,5 мкм имеют кристаллическую структуру шпинели с довольно высоким уровнем гидрофильности, инертны и могут включаться в гранулы полиакриламида [1].
Недостатком вышеприведенного метода получения магнитных частиц является необходимость использования химических реактивов и возможность их нестабильного включения в полиакриламидные гранулы, а также необходимость дополнительной обработки агаром, агарозой или желатином для повышения эффективности их включения в гранулы. Кроме того, магнитные частицы оксида железа перед включением в микрогранулы с целью предотвращения образования конгломератов требуют размагничивания.
Известен также способ получения магноиммуносорбента (МИС) для обнаружения бактериальных антигенов, включающий синтез магнитных латексов в присутствии коллоидно-дисперсных ферромагнитных частиц оксида железа. При этом оксид железа вводят в микросферы полиакролеиновых сорбентов путем их последовательной обработки 25-35%-ными растворами сульфата железа (II) в течение 48±2 часов и 20-25%-ными водными растворами аммиака в течение 48±2 часов, при этом объемы суспензии латексов и обрабатывающих жидкостей составляют 1:4-1:5 [2].
Недостатком приведенного способа получения МИС, включающего придание магнитных свойств микросферам латексов за счет оксида железа, является необходимость использования более 4-5-ти кратных объемов растворов реагентов сульфата железа (II) и водного раствора аммиака в сравнении с объемами суспензии латексов. Кроме того, вышеприведенный способ придания магнитных свойств латексам является длительным и требует около 96±4 часов, а также в значительной степени ингибирует иммунобиологические свойства конструируемых диагностикумов, а относительно мелкие размеры использованных микросфер пролонгируют этапы их магнитной сепарации при выполнении исследований.
Известен «Магнитный композиционный сорбент» [3], который содержит полимерное связующее в виде гуминовых кислот и магнитный наполнитель - магнетит с частицами размером 7-30 нм. Массовое отношение магнетита к гуминовым кислотам составляет от 1:4 до 4:1. Эффективность очистки природных водных сред от загрязнений этим сорбентом составляет 97-100% по отношению к экотоксикантам - ионов тяжелых металлов и радионуклидов. Кроме того, авторы вышеуказанного патента отмечают, что размеры частиц синтезированного композита зависят от условий его получения, типа мельницы, времени диспергирования, числа оборотов, количества шаров, соотношения веса шаров к весу образца и содержания компонентов.
Недостатком вышеприведенного способа является использование наноразмерных частиц магнетита и основное его предназначение для очистки природных водных сред от загрязнений. А стандартизация механохимического воздействия в шаровой мельнице при получения сорбента направлена на сохранение размеров магнетита и увеличение эффективности сорбционной емкости в отношении загрязнений. По сути, эта технология полностью не подходит для получения стандартного образца магнитного сорбента.
Известен «Наноразмерный сорбент для сорбции штаммов аэробных микроорганизмов Microccus albus и Pseudomonas putida» [4], который представляет собой суспендированные в воде наноразмерные частицы нестехиометрических кубических феррошпинелей с размерами 3-15 нм повышающие сорбционную способность по отношению к указанным микроорганизмам до 100%. Однако для клеток Pseudomonas putida при исходной их концентрации 124 млн/мл эффективность сорбции составляет 99,99%, т.е. не сорбированными остаются еще 12,4 тыс.микробных клеток. Только в одном примере таблицы 3 авторы показали 100% сорбцию микробных клеток.
Недостатком наноразмерного сорбента является его изначальное предназначение для высокоэффективной сорбции клеток вышеуказанных штаммов из суспензий с концентрацией клеток в пределах 64-124 млн/мл. При этом следует отметить, что предлагаемое изобретение предназначено для обнаружения клеток патогенных микроорганизмов в пределах их концентрации 102-103 м.к./мл, биотехнологическая система диагностической реакции включает в качестве основного природного сенсора биоспецифические молекулы - антитела с размерами около 20 нм, иммобилизованные на гигантских частицах магнитного сорбента в сравнении с последними.
Известна методика получения аффинных композиционных микрогранулированных сорбентов, представленная в работе Е.В. Алиевой с соавт. [5]. На основе кремнезема-алюмосиликата, 3% водного раствора полиглюкина и магнитного порошка авторы получали аффинные композиционные микрогранулированные магнитные сорбенты (МС) с высокой адсорбционной активностью за счет развитой поверхности и привитого специфического лиганда, что в совокупности приводило к относительной стандартности структурных характеристик, достаточной механической прочности, химической и микробиологической устойчивости; магнитная метка обеспечивала упрощение и удобства манипуляций с сорбентами при проведении анализов.
Недостатками описанного метода приготовления аффинного композиционного микрогранулированного сорбента с магнитными свойствами являются отсутствие жесткого контроля при измельчении высушенного исходного МС и выделение методом рассева фракций с размером частиц 80-120 мкм. Кроме того, не представлены сравнительные результаты адсорбционной активности довольно крупных частиц МС в отношении лиганда, а также не определены уровни удельной намагниченности фракции с вышеуказанными размерами частиц.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является методика сухого размола частиц для оптимизации воспроизведения физико-химических и иммунобиологических параметров при конструировании диагностических препаратов за счет метрологической аттестации удельной намагниченности композиционного органокремнеземного микрогранулированного МС. При измельчении МС планетарной микромельницей методом сухого размола в течение от 1-й до 5-ти минут распределение частиц по размерам, соответственно, составило 6,8±0,5; 4,8±0,5; 3,8±0,5; 3,0±0,3; 2,5±0,3 мкм. Удельную намагниченность каждого размерного пула МС измеряли в таблетках диаметром 4,5 и высотой 4 мм с массой в пределах 55-60 мг, было установлено, что уровни удельной намагниченности не существенно отличались в зависимости от размеров их частиц [6].
Недостатками известной методики являются отсутствие параметров процесса размола микромельницы, связанных с соотношением длины трека качения шаров с диаметром шара, величины центробежного ускорения, а также отсутствие соотношений: объема размольного стакана с объемом исходного образца МС, объема исходной массы измельчаемого МС с объемом шаров, поверхности шаров и поверхности размольного стакана, объема размольного стакана с объемом шаров.
Применение МИС позволяет на этапе подготовки пробы путем многократных промываний сорбента с фиксированным на нем инфекционным агентом освобождаться от всевозможных примесей, тем самым исключая их отрицательное влияние на реакцию, максимально концентрируя искомый патоген, что повышает специфичность и чувствительность методов экспресс-анализа, при этом значительно сокращается время проведения анализов - в 1,5-2 раза (до 1-3 часов).
Целью изобретения является разработка стандартного образца магнитного сорбента (СО МС) путем оптимизации воспроизведения физико-химических и иммунобиологических параметров, установленных в результате метрологической аттестации ингредиентов композиционного органокремнеземного микрогранулированного МС, используемого для конструирования МИБП.
Технический результат изобретения заключается в том, что процесс измельчения исходного МС, который обеспечивали путем его сухого размола с помощью планетарной шаровой микромельницы при длине трека качения шаров диаметром 0,01 м, равной 4,2×102 м, то есть при длине трека качения шаров, превышающей диаметр шара в 4,2×104 раза, и центробежном ускорении 42,3-46,8 «g». При этом соблюдается выдерживание утоняющих параметров размола, выраженных в виде относительных величин соотношений: объема размольного стакана с объемом исходного образца МС 13:1, объема исходной массы измельчаемого МС с объемом шаров не более 2/3, поверхности шаров и поверхности размольного стакана 1:2, объема размольного стакана с объемом шаров 1:8.
Указанный технический результат достигается тем, что физико-химические свойства МС, используемого в реакциях и, в первую очередь, размер частиц играют ведущую роль в скорости реакции, ее точности, воспроизводимости, чувствительности и специфичности.
В связи с чем, именно применение для измельчения исходного магнитного сорбента планетарной шаровой микромельницы «Fritsch Р-7» (Германия) позволило оптимально подобрать параметры размола и сгруппировать пулы А, В, С, D, Е размельченного МС по размерам, в зависимости от длины трека качения шаров. Кроме того, магнитные свойства носителя в соответствии с размерами его частиц неодинаково проявляются в реакциях, с неравнозначной эффективностью управляются постоянным магнитным полем и по-разному влияют на конечные результаты иммунологических реакций.
Одним из основных этапов при получении МС является получение однородной фракции частиц с оптимальными размерами. Распределение частиц МС по размерам, полученным в пулах А, В, С, D, Е при измельчении исходного образца МС на планетарной микромельнице в зависимости от длины трека качения шаров 1,4×102 - 7,0×102 м, составило, соответственно, 6,8±0,5 (А); 4,8±0,5 (В); 3,8±0,5 (С); 3,0±0,3 (D); 2,5±0,3 (Е) мкм. Из частиц вышеотмеченных пулов в специальной матрице с помощью разведенного ацетоном полимерного клея (стандарт ZN-10U-UNR) были изготовлены цилиндрические таблетки диаметром 4,5 и высотой 4 мм с массой 55-60 мг. Для определения удельной намагниченности А/м2/кг использовали вибрационный магнетометр «VSM Lake Shove 7400» (USA) с эталоном «NIST» (USA).
Некоторые отличия пулов частиц МС по массе приводили к снижению управления постоянным магнитным полем более мелких частиц пулов D и Е и значительной пролонгации в манипуляциях, а также более выраженному снижению адсорбционной активности у частиц пулов А, В и Е.
Одним из основных показателей эффективности МС является их адсорбционная емкость. Решение по выбору оптимальной длины трека качения шаров при измельчении и размера частиц МС было сделано после определения их адсорбционных свойств. Результаты приведены в таблице 1.
Оптимальными адсорбционными свойствами обладали образцы МС пула С (№3), адсорбировавшие до 1,00±0,2 мг/мл IgG на 1 мл 10% взвеси МС, при иммобилизации в течение 2-х часов с сохранением хорошей магнитоуправляемости. Адсорбционная активность зависит от уровня развитости поверхности МС, аффинности IgG и определяется эффективностью взаимодействия их активных центров с активированной поверхностью частиц. Уровни удельной намагниченности МС показаны на рисунке 1. При этом уровни удельной намагниченности частиц пулов МС А, В, С, D, Е, соответственно, с размерами 6,8±0,5; 4,8±0,5; 3,8±0,5; 3,0±0,3; 2,5±0,3 мкм не существенно отличаются в зависимости от размеров их частиц. Максимальная величина удельной намагниченности частиц пула С (№3) при напряженности поля 104 эрстед составила 26139,189 emu/kg, сопоставима с таковыми у других пулов, однако за счет откалиброванных размеров частиц сохраняется хорошая магнитная управляемость, наряду с адсорбционной активностью. Использование частиц пула С в качестве матрицы позволит получать точные и сопоставимые результаты при производстве диагностических препаратов, что значительно повысит качество разрабатываемых и выпускаемых диагностикумов.
По отношению к прототипу, в качестве которого выбрана методика воспроизведения физико-химических и иммунобиологических параметров при конструировании диагностических препаратов за счет метрологической аттестации удельной намагниченности композиционного органокремнеземного микрогранулированного МС [6], предлагаемый способ отличается:
- позволяет стандартно и конститутивно воспроизводить методику получения твердофазного носителя - СО МС с оптимальными размерами частиц, равными 3,8±0,5 за счет длины трека качения шаров и ее соотношения с диаметром шара 1:4,2×104;
- проводится при центробежном ускорении 42,3-46,8 «g»;
Уточняющие параметры размола выражены в виде относительных соотношений:
- объема размольного стакана с объемом исходного образца МС 13:1;
- объема исходной массы измельчаемого МС с объемом шаров не более 2/3;
- поверхности шаров и поверхности размольного стакана 1:2, объема размольного стакана с объемом шаров 1:8.
При этом уровни удельной намагниченности пулов А, В, С, D, Е частиц МС, определенные вибрационным магнетометром относительно эталона «NIST» (USA), разнились несущественно.
Предлагаемый способ способствует получению стандартных пулов частиц МС с их откалиброванными размерами при производстве МИБП, а также предоставляет возможности научного обоснования взаимодействия иммунобиологических и неорганических носителей (МС) с позиций их размеров и других особенностей реагирующих биологических систем в сравнении с физико-химическими.
Распределение частиц МС по размерам, полученное в пулах А, В, С, D, Е показано на рисунке 2.
Длины треков качения шаров 1-5 составили 1,4×102 (1); 2, ×102 (2); 4,2×102 (3); 5,6×102 (4); 7,0×102 (5) м, что, соответственно, определило размеры частиц пулов: 6,8±0,5; 4,8±0,5; 3,8±0,5; 3,0±0,3; 2,5±0,3 мкм.
Отличия линейных размеров частиц пулов А, В, С, D и Е соответствуют их отличиям по площади - в квадрате, а по массе или объему - в кубе, то есть, кратность массовых (объемных) отличий пулов возрастает примерно в 20 раз. Эти отличия способствуют негативным проявлениям магнитной управляемости частиц пулов Е и D. Преимущество эффективности использования частиц МС каждого из пулов А, В, С, D, Е, активированных ПАВ или периодатом натрия, определяли на основании специфической сорбции белковых молекул. Лучшие результаты среди вышеуказанных МС продемонстрировал пул С (№3), активированный периодатом натрия с активностью 1,00±0,2 мг/мл.
Системы физических взаимодействий и химических реакций, обладающие новизной, соответствующие изобретательскому уровню и промышленной применимости, при введении их в биологические реакции, утрачивают свои преимущества точности и конкретности. Отмеченные системы в последующих манипуляциях, дезавуируются более сложной и неопределенной динамикой молекулярных белок-белковых взаимодействий, по результатам которой проводится биомедицинская оценка сконструированных частиц СО МС.
Возможность практического использования заявляемого способа подтверждается примерами конкретной иммобилизации туляремийных IgG на частицах полученных пулов МС для их испытания и пригодности конструирования МИБП.
Пример 1. Для конструирования МС использовали алюминий кремнекислый мета, декстран, магнитный компонент - оксид железа FeO, представляющий собой мелкокристаллическое соединение, с выраженными магнитными свойствами. Соотношение ингредиентов синтеза составляло, соответственно, 1:1:2 при времени гелеобразования в течение 2-х часов и рН 7,0. Исходный МС высушивали при 100°С в течение 30 мин. Для получения частиц контролируемого размера измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей «Fritsch Р-7» (Германия) методом сухого размола при длине трека качения 10-ти шаров диаметром 0,01 м, равной 1,4×102 м, в соотношении МС, составившего 1/13-ю объема размольного стакана объемом 45 мл, диаметром 40 и высотой 40 мм. Размер частиц МС составил 6,8±0,5 мкм. Модифицирование поверхности МС осуществляли алкилсульфатом натрия (ПАВ) путем внесения 7,5 мл дистиллированной воды, содержащей 0,25 мл ПАВ, с экспозицией 2 часа при температуре 37,0±1,0°С. МС отмывали в 100 мл дистиллированной воды и 100 мл забуференного физиологического раствора. Адсорбционную активность МС определяли путем внесения его 10%-ной взвеси в раствор с белковыми молекулами лиганда с концентрацией 2,5 мг/мл в течение 2-х часов в объеме 0,4 мл 10%-ной суспензии МС. Адсорбционная активность частиц МС пула А составила 0,84±0,1 мг/мл IgG.
Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 2,8×102 м, размер частиц МС пула В составил 4,8±0,5 мкм. Адсорбционная активность частиц МС пула В составила 0,70±0,2 мг/мл IgG.
Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 4,2×102 м, размер частиц МС пула С составил 3,8±0,5 мкм. Адсорбционная активность частиц МС пула С составила 0,90±0,2 мг/мл IgG.
Пример 4. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 5,6×102 м, в течение 4-х минут, размер частиц МС пула D составил 3,0±0,3 мкм. Адсорбционная активность частиц МС пула D составила 0,89±0,1 мг/мл IgG.
Пример 5. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 7,0×102 м, в течение 5-ти минут, размер частиц МС пула Е составил 2,5±0,3 мкм. Адсорбционная активность частиц МС пула Е составила 0,59±0,2 мг/мл IgG.
Пример 6. Отличается от примера 1 тем, что модифицирование поверхности МС осуществляли периодатом натрия, а адсорбционная активность частиц МС размером 6,8±0,5 мкм пула А составила 0,91±0,1 мг/мл IgG.
Пример 7. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 2,8×102 м, модифицирование поверхности МС осуществляли периодатом натрия, а адсорбционная активность частиц МС размером 4,8±0,5 мкм пула В составила 0,91±0,1 мг/мл IgG.
Пример 8. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 4,2×102 м, модифицирование поверхности МС осуществляли периодатом натрия, а адсорбционная активность частиц МС размером 3,8±0,5 мкм пула С составила 1,0±0,2 мг/мл IgG.
Пример 9. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 5,6×102 м, модифицирование поверхности МС осуществляли периодатом натрия, а адсорбционная активность частиц МС размером 3,0±0,3 мкм пула D составила 0,90±0,2 мг/мл IgG.
Пример 10. Отличается от примера 1 тем, что измельчение исходной массы МС производили планетарной микромельницей при длине трека качения шаров, равной 7,0×102 м, модифицирование поверхности МС осуществляли периодатом натрия, а адсорбционная активность частиц МС размером 2,5±0,3 мкм пула Е составила 0,83±0,1 мг/мл IgG.
Таким образом, заявляемый способ практически осуществим, и имеет преимущество, так как обеспечивает получение МС с высокой стандартностью, чувствительностью, воспроизводимостью, стабильностью, демонстративностью регистрируемых результатов реакций, применение которого при разработке новых или выпуске коммерческих препаратов МИБП значительно повысит их биологические характеристики и, как следствие, достоверность результатов проводимых лабораторных исследований.
Список использованной литературы
1. Ефременко В.И. Магносорбенты в микробиологических исследованиях. - Ставрополь:, 1996. - 131 с.
2. Пат. RU №2246968. Опубл. 27.02.2005. Бюл. №6.
3. Пат. RU №2547496. Опубл. 10.04.2015. Бюл. №10.
4. Пат. RU №2545393. Опубл. 27.03.2015. Бюл. №9.
5. Алиева Е.В., Тюменцева И.С, Афанасьев Е.Н., Афанасьев Н.Е., Лаврешин М.П., Афанасьева Е.Е., Орлова Т.Н., Миронов А.Ю. Аффинные сорбенты для экспресс-диагностики заболеваний // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье», 2008, №1, С. 5-9.
6. Кальной С.М., Куникин С.А., Газиева А.Ю. Физико-химические и иммунобиологические параметры магносорбентов для конструирования диагностических препаратов. Международный научный журнал «Символ науки». 2. 2016. С. 33-35.
Claims (6)
1. Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов на основе мелкодисперсного алюминия кремнекислого мета, мелкокристаллического оксида железа FeO, с модификацией полиглюкином, последующим высушиванием, измельчением частиц магнитного сорбента планетарной микромельницей методом сухого размола, отличающийся тем, что размол производят при длине трека качения шаров диаметром 0,01 м, равном 4,2×102 м, с контролем их адсорбционной емкости.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения частиц магнитного сорбента контролируемого размера измельчение проводят при равнопеременном центробежном ускорении в пределах 42,3-46,8 «g».
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельчение осуществляют в размольных стаканах с объемом, 13-кратно превышающим объем исходного магнитного сорбента.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходная масса измельчаемого магнитного сорбента не превышает 2/3 объема мелющих шаров.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что измельчение магнитного сорбента проводят с использованием мелющих шаров среднего размера при соотношении их поверхности к функциональной поверхности камеры размольного стакана 1:2.
6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что измельчение магнитного сорбента проводят при объемном соотношении количества мелющих шаров и размольного стакана 1:8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103540A RU2652231C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103540A RU2652231C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652231C1 true RU2652231C1 (ru) | 2018-04-25 |
Family
ID=62045654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103540A RU2652231C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652231C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731696C1 (ru) * | 2020-03-18 | 2020-09-08 | Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «Метрология» | Способ изготовления стандартного образца массовой доли тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции |
| RU2762805C1 (ru) * | 2020-10-20 | 2021-12-23 | Федеральное казённое учреждение здравоохранения "Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Способ получения магнитных сорбентов для концентрирования патогенов с последующей постановкой масс-спектрометрии |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2068703C1 (ru) * | 1992-04-29 | 1996-11-10 | Виталий Иванович Ефременко | Способ получения магноиммуносорбентов |
| RU2092854C1 (ru) * | 1994-07-27 | 1997-10-10 | Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт | Способ получения биомагносорбента |
| RU2138813C1 (ru) * | 1997-11-20 | 1999-09-27 | Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт | Способ получения иммуносорбента (варианты) |
| RU2246968C2 (ru) * | 2003-03-31 | 2005-02-27 | Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт | Способ получения магноиммуносорбента для обнаружения бактериальных антигенов |
| RU2290641C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-12-27 | Российская Федерация в лице Федерального государственного учреждения здравоохранения - Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт Федерального агентства по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения | Способ проведения иммуноферментного анализа (ифа) |
| RU2363732C1 (ru) * | 2008-03-18 | 2009-08-10 | Федеральное государственное учреждение здравоохранения Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Способ получения иммуносорбента |
| RU2545393C1 (ru) * | 2013-10-29 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) | НАНОРАЗМЕРНЫЙ СОРБЕНТ ДЛЯ СОРБЦИИ ШТАММОВ АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ Micrococcus albus И Pseudomonas putida |
| RU2547496C2 (ru) * | 2012-07-10 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Магнитный композиционный сорбент |
-
2017
- 2017-02-02 RU RU2017103540A patent/RU2652231C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2068703C1 (ru) * | 1992-04-29 | 1996-11-10 | Виталий Иванович Ефременко | Способ получения магноиммуносорбентов |
| RU2092854C1 (ru) * | 1994-07-27 | 1997-10-10 | Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт | Способ получения биомагносорбента |
| RU2138813C1 (ru) * | 1997-11-20 | 1999-09-27 | Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт | Способ получения иммуносорбента (варианты) |
| RU2246968C2 (ru) * | 2003-03-31 | 2005-02-27 | Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт | Способ получения магноиммуносорбента для обнаружения бактериальных антигенов |
| RU2290641C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-12-27 | Российская Федерация в лице Федерального государственного учреждения здравоохранения - Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт Федерального агентства по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения | Способ проведения иммуноферментного анализа (ифа) |
| RU2363732C1 (ru) * | 2008-03-18 | 2009-08-10 | Федеральное государственное учреждение здравоохранения Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Способ получения иммуносорбента |
| RU2547496C2 (ru) * | 2012-07-10 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Магнитный композиционный сорбент |
| RU2545393C1 (ru) * | 2013-10-29 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) | НАНОРАЗМЕРНЫЙ СОРБЕНТ ДЛЯ СОРБЦИИ ШТАММОВ АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ Micrococcus albus И Pseudomonas putida |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| АЛИЕВА Е.В. и др., Аффинные сорбенты для экспресс-диагностики заболеваний, Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье", 2008, 1, 2008, с. 5-9. * |
| КАЛЬНОВ С.М. и др., Физико-химические и иммунобиологические параметры магносорбентов для конструирования диагностических препаратов, Международный научный журнал "Символ науки", 2, 2016, с. 33-35. * |
| КАЛЬНОВ С.М. и др., Физико-химические и иммунобиологические параметры магносорбентов для конструирования диагностических препаратов, Международный научный журнал "Символ науки", 2, 2016, с. 33-35. АЛИЕВА Е.В. и др., Аффинные сорбенты для экспресс-диагностики заболеваний, Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье", 2008, 1, 2008, с. 5-9. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731696C1 (ru) * | 2020-03-18 | 2020-09-08 | Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «Метрология» | Способ изготовления стандартного образца массовой доли тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции |
| RU2762805C1 (ru) * | 2020-10-20 | 2021-12-23 | Федеральное казённое учреждение здравоохранения "Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Способ получения магнитных сорбентов для концентрирования патогенов с последующей постановкой масс-спектрометрии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Whitesides et al. | Magnetic separations in biotechnology | |
| US9739768B2 (en) | Methods and reagents for improved selection of biological materials | |
| Safarik et al. | Potential of magnetically responsive (nano) biocomposites | |
| EP3311915B1 (en) | Manufacture of magnetic particles | |
| US20110139719A1 (en) | Magnetic particles and method for producing thereof | |
| US8288169B2 (en) | Surface mediated self-assembly of nanoparticles | |
| US20110183398A1 (en) | Microorganism-capturing compositions and methods | |
| Safarik et al. | Magnetic techniques for the detection and determination of xenobiotics and cells in water | |
| RU2573921C2 (ru) | Способ связывания mycobacteria | |
| Safarik et al. | Magnetically responsive yeast cells: methods of preparation and applications | |
| Magnani et al. | The use of magnetic nanoparticles in the development of new molecular detection systems | |
| RU2652231C1 (ru) | Способ получения стандартного образца магнитного сорбента для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов | |
| US20110151543A1 (en) | Cell separation method using hydrophobic solid supports | |
| Ozalp et al. | Design of a core–shell type immuno-magnetic separation system and multiplex PCR for rapid detection of pathogens from food samples | |
| KR100647335B1 (ko) | 소수성 고체 지지체를 이용한 세포 분리 방법 | |
| Ji et al. | Development of boronic acid-functionalized mesoporous silica-coated core/shell magnetic microspheres with large pores for endotoxin removal | |
| JP5636685B2 (ja) | ノロウイルス検出用材料および該材料を用いるノロウイルスの検出方法 | |
| US20040132044A1 (en) | Magnetic beads and uses thereof | |
| Buszewski et al. | Determination of pathogenic bacteria by CZE with surface‐modified capillaries | |
| Šafarík et al. | Overview of magnetic separations used in biochemical and biotechnological applications | |
| KR101800004B1 (ko) | 산화그래핀으로 수식된 자성 비드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 핵산의 분리방법 | |
| Zulquarnain | Scale-up of affinity separation based on magnetic support particles | |
| Šafařík et al. | Magnetically Responsive (Nano) Biocomposites | |
| Zharnikova | Biotic and Abiotic Carriers for Antibody Immobilization and Construction of Diagnostic Sets | |
| Yan et al. | Cryogel with Modular and Clickable Building Blocks: Toward the Ultimate Ideal Macroporous Medium for Bacterial Separation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190203 |