Хелатированная платина - Chelated platinum

Хелатированная платина является ионизированный форма платина что образует два или более облигации с противоион.[1] Утверждается, что некоторые хелаты платины содержат противомикробный Мероприятия.

Синтез

Хотя концепция и практическое использование хелатирования металлов является обычным явлением, о хелатировании инертных металлов, таких как платина, сообщалось редко, и выход был чрезвычайно низким.[2] Для получения раствора хелатной платины тетрааммоний EDTA, НТА, DTPA или же HEDTA Тип хелатирующего агента смешивали с платиной или химическими соединениями платины. Полученная хелатная платина будет в 4 формах:

  • ЭДТА: (i) (NH4)4- (ЭДТА) n • Pt, (ii) (NH4)4-n (EDTA • Pt), (iii) K4-n (EDTA • Pt) или (iv) K2-n (ЭДТА • Pt).
  • NTA: (i) (NH4)4- (NTA) n • Pt, (ii) (NH4)4-n (NTA • Pt), (iii) K4-n (NTA • Pt) или (iv) K2-n (NTA • Pt).
  • ДТПА: (i) (NH4)4- (ДТПА) n • Pt, (ii) (NH4)4-n (DTPA • Pt), (iii) K4-n (DTPA • Pt) или (iv) K2-n (DTPA • Pt).
  • HEDTA: (i) (NH4)4- (HEDTA) n • Pt, (ii) (NH4)4-n (HEDTA • Pt), (iii) K4-n (HEDTA • Pt) или (iv) K2-n (HEDTA • Pt).

Основным методом было использование гетерогенной хелатной архитектуры мостикового типа для захвата металла в стабильном водорастворимом состоянии. Удивительно, но ион платины в этом конкретном многофазном мостиковом хелатном состоянии удивительно стабилен. Раствор хелатной платины представляет собой водный раствор высокоэнергетического диэлектрика.

Серебро, платина и золото наиболее известны драгоценные металлы. Однако с более полной и химической точки зрения их следует охарактеризовать как инертные металлы. Инертные металлы очень стабильны. Им сложно напрямую участвовать в обычных кислотно-основные реакции и превращаются в соединения металлов. Поэтому они могут оставаться в одиночестве в виде единого элемента в природе. Превратить серебро, платину и золото в комплекс металлов можно только в очень специальной и конкретной реакционной среде. Кроме того, гораздо сложнее превратить инертные металлы в его хелатный форма, устойчивая в кислых и основных условиях. Важнейшая причина заключается в том, что он должен пройти процесс обработки, требующий большого количества энергии, чтобы достичь водорастворимого состояния.

Противомикробные и противовирусные свойства

Как правило, не просто превратить инертный благородный металл непосредственно в его водорастворимое ионное состояние. Материал при высокоэнергетической обработке получит определенное количество энергии в соответствии с эффект накопления энергии. Следовательно, когда инертный металл непосредственно переходит в свое ионное водорастворимое состояние при высокоэнергетической обработке, несомненно, что этот водный раствор будет обладать большим количеством энергии. Из-за высокого энергетического состояния и диэлектрических свойств иона металлической платины в хелатном состоянии преобразование энергии в точке контакта между ионом платины и бактериями аналогично ситуации электрическое короткое замыкание, приведет к взрыву клеток и вызовет бактерицидный эффект. Кроме того, ион платины в хелатном состоянии намного более стабилен, чем обычный ион металла в водном растворе. Кроме того, можно свободно регулировать концентрацию и плотность хелатного иона платины, эта характеристика обеспечивает эффективную концентрацию для антимикробной и противовирусной активности. Кроме того, платина известна как лучшая катализатор в мире. Концепция катализатора заключается в том, что, с одной стороны, он запускает каталитические и обратимые реакции, но, с другой стороны, он не участвует непосредственно в химической реакции. Таким образом, во время процесса уничтожения микробов не происходит ухудшения содержания хелатных ионов платины, так что бактерицидное действие может быть продолжительным и устойчивым.

Помимо эффекта поверхностной энергии, также предполагается, что антимикробные и противовирусные свойства платины будут включать следующие аспекты. То же, что и другие противомикробные и противовирусные ионы металлов, такие как серебро,[3] золото,[4] и медь[5] Ион платины также заряжен положительно. Исходя из химических характеристик, поверхность либо Грамположительный и Грамотрицательный бактерии заряжены отрицательно[6] Между тем, подобные поверхностные характеристики можно найти у грибов и оболочечный вирус.[7] Положительно заряженные ионы платины будут притягиваться отрицательно заряженной поверхностью ячейки за счет электростатического взаимодействия и участвовать в переносе электронов. При дестабилизации клеточной мембраны, изменении мембранного потенциала, pH и локальной проводимости проницаемость мембраны будет значительно увеличиваться, что приведет к разрыву внешнего мембранного слоя микроба или вируса. Кроме того, некоторые функциональные группы белков могут связываться с ионом металла, что вызывает денатурация белка. В конце концов, это приведет к гибели клеток или нарушению структуры вируса.[5][7][8][9][10] Помимо структурного повреждения мембраны, ионы металлов также способствуют образованию активные формы кислорода (ROS) внутри камеры. ROS будет окислять глутатион, который является жизненно важным компонентом бактерий, выполняющих систему антиоксидантной защиты для борьбы с ROS.[8] Следовательно, клетка будет разрушена из-за снижения внутриклеточного уровня АТФ, денатурации клеточного фермента, прерывания синтеза белка и повреждения ДНК, вызванного окислительным стрессом или прямым взаимодействием с ионом металла.[11][12] Поскольку взаимодействие иона металла с некоторыми атомами, такими как азот, кислород и сера, которых много в большинстве клеточных биомолекул, является очень сильным и неспецифическим, ион металла может обладать широким спектром антимикробных свойств.[13]

Безопасность

Что касается безопасности, платина не усваивается организмом. Платина широко использовалась во многих видах медицинские имплантаты, например, стоматологические сплавы, спирали для аневризмы, электроды для медицинских устройств, коронарные стенты и катетеры.[14] Сообщалось об аллергии на металлическую платину у человека. Только соединения платины, которые имеют лабильные уходящие группы, координированные с платиной, такие как сложные галогенированные соли платины или цисплатин, проявляют гиперчувствительность и / или токсичность для человека.[15][16] Поскольку хелатированный ион платины прочно связан с хелатирующим агентом в форме макромолекулы, проблема токсичности не будет проблемой.

Рекомендации

  1. ^ MacNevin, W. M .; Криге, О. Х. (1955-04-01). «Хелатирование металлов платиновой группы». Аналитическая химия. НАС.: Американское химическое общество. 27 (4): 535–536. Дои:10.1021 / ac60100a012.
  2. ^ Помогайло А.Д., Уфлянд И.Е. (октябрь 1990 г.). «Хелаты высокомолекулярных металлов платины» (PDF). Обзор платиновых металлов. 34 (4): 185–91.
  3. ^ Чен X, Шлюзенер HJ (январь 2008 г.). «Наносеребро: нанопродукт в медицине». Письма токсикологии. 176 (1): 1–12. Дои:10.1016 / j.toxlet.2007.10.004. PMID  18022772.
  4. ^ Абдель-Карим М.М., Зохри А.А. (ноябрь 2018 г.). «Внеклеточный микосинтез наночастиц золота с использованием Trichoderma hamatum: оптимизация, характеристика и антимикробная активность». Письма по прикладной микробиологии. 67 (5): 465–475. Дои:10.1111 / lam.13055. PMID  30028030.
  5. ^ а б Лара Х. Х., Аяла-Нуньес Н. В., Икстепан-Туррент Л., Родригес-Падилья К. (январь 2010 г.). «Способ противовирусного действия наночастиц серебра против ВИЧ-1». Журнал нанобиотехнологий. 8 (1): 1. Дои:10.1186/1477-3155-8-1. ЧВК  2818642. PMID  20145735.
  6. ^ Славин Ю.Н., Аснис Дж., Хафели Ю.О., Бах Х. (октябрь 2017 г.). «Металлические наночастицы: понимание механизмов антибактериальной активности». Журнал нанобиотехнологий. 15 (1): 65. Дои:10.1186 / s12951-017-0308-z. ЧВК  5627441. PMID  28974225.
  7. ^ а б Ким Дж., Ли Дж., Квон С., Чжон С. (февраль 2009 г.). «Приготовление биоразлагаемого композита полимер / наночастицы серебра и его антибактериальная эффективность». Журнал нанонауки и нанотехнологий. 9 (2): 1098–102. Дои:10.1166 / jnn.2009.C096. PMID  19441464.
  8. ^ а б Стенсберг М.С., Вэй К., МакЛамор Е.С., Портерфилд Д.М., Вей А., Сепульведа М.С. (июль 2011 г.). «Токсикологические исследования наночастиц серебра: проблемы и возможности в оценке, мониторинге и визуализации». Наномедицина. 6 (5): 879–98. Дои:10.2217 / нм.11.78. ЧВК  3359871. PMID  21793678.
  9. ^ Дакал ТК, Кумар А., Маджумдар Р.С., Ядав V (2016-11-16). «Механические основы антимикробного действия наночастиц серебра». Границы микробиологии. 7: 1831. Дои:10.3389 / fmicb.2016.01831. ЧВК  5110546. PMID  27899918.
  10. ^ Рен Г., Ху Д., Ченг Э. У., Варгас-Реус М. А., Рип П., Аллакер Р. П. (июнь 2009 г.). «Характеристика наночастиц оксида меди для антимикробного применения». Международный журнал противомикробных агентов. 33 (6): 587–90. Дои:10.1016 / j.ijantimicag.2008.12.004. PMID  19195845.
  11. ^ Дас Б., Даш С.К., Мандал Д., Гош Т., Чаттопадхьяй С., Трипати С. и др. (2017). «Зеленые синтезированные наночастицы серебра уничтожают бактерии с множественной лекарственной устойчивостью посредством повреждения мембран, опосредованного реактивными формами кислорода». Арабский химический журнал. 10 (6): 862–876. Дои:10.1016 / j.arabjc.2015.08.008.
  12. ^ Цуй И, Чжао И, Тянь И, Чжан В., Лю Х, Цзян Х (март 2012 г.). «Молекулярный механизм действия бактерицидных наночастиц золота на Escherichia coli». Биоматериалы. 33 (7): 2327–33. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2011.11.057. PMID  22182745.
  13. ^ Юань П., Дин Х, Ян Й., Сюй QH (июль 2018 г.). «Металлические наночастицы для диагностики и лечения бактериальной инфекции». Передовые медицинские материалы. 7 (13): e1701392. Дои:10.1002 / adhm.201701392. PMID  29582578.
  14. ^ Ламберт Дж. М. (июль 2006 г.). «Природа платины в силиконах для использования в биомедицине и здравоохранении». Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть B, Применяемые биоматериалы. 78 (1): 167–80. Дои:10.1002 / jbm.b.30471. PMID  16470825.
  15. ^ «Платина (EHC 125, 1991)». inchem.org.
  16. ^ «Токсичность платины и ее соединений (с резюме для других МПГ). Безопасное использование Platin Gr Met Work» (PDF).[постоянная мертвая ссылка ]