Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы в области химии и технологии высоко-молекуляршх соединений сформировалось и активно развивается научное направление, связанное с созданием и исследованием полимеров медико-биологического назначения.
Одной из важнейших задач, решаемых в рамках этого направления, является создание высокоэффективных гетерофазных нерастворимых носителей, предназначенных для иммобилизации различных биологически активных веществ.
Такие полимерные носители широко используются в различных областях, связанных с биотехнологией, медициной, биоорганической и Оиоаналитической химией в качестве важнейших компонентов иммобилизованных биокатализаторов, аффинных и иммунносорбентов, реагентов для синтеза и анализа природных соединений.
Несмотря на наличие достаточно широкого круга известных'' в
настоящее время носителей, для получения которых применялись раз
личные, как природные, так и синтетические высокомолекулярные сое
динения, вопрос создания носителей, отвечающих всем предъявляемым к
ним требованиям нельзя считать решенным. .
Так наиболее распространенными недостатками известных, в том числе производимых промышленностью, полимеров-носителей являются, в частности, биодеструктируемость некоторых носителей под действием микроорганизмов, низкий уровень осмотической устойчивости, наличие неспепифической сорбции белковых веществ на носителе, недостаточная стерическая доступность функциональных групп, расположенных в массе носителя, недостаточная реакционная способность групп носителя, не позволяющая проводить процессы активации носителя в мягких условиях, недостаточная механическая прочность матрицы носителя.
Вышеизложенное определяет постановку задачи разработки новых типов полимерных носителей, лишенных этих недостатков.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы явилось создание нового типа полимерных носителей, обладающих низким уровнем неспепифической сорбции, улучшенными гидродинамическими и механическими свойствами, на основе криогелей сшитого поливинилового спирта, предназначенных для иммобилизации различшх биологически активных лигпндов. Формирование таган носителей в криоуслсвиях в водной среди определяло их развитую макропористость, способствующую иммобилизации лигпндов различной молекулярной массы.
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:
разработка методов синтеза сшитых криогелей поливинилового спирта, то есть методов, позволяющих зафиксировать химическими связями физическую структуру криогеля;
исследование химического строения, микроструктуры, гидродинамических, механических свойств получаемых сшитых криогелей, их осмотических характеристик в различных средах;
исследование возмокносги активации носителей различными методами и иммобилизации на них белков-
Обоснование выбора объектов исследования.
Для получения носителей, лишенных вышеуказанных недостатков, был выбран поливиниловый спирт, доступный водорастворимый синтетический полимер, выпускаемый в промышленности, образующий криогели с высокой гидрофильностью и устойчивостью к биодеструкции, обладающие хорошими механическими свойствами, наличием достаточно реакционно-способных гидроксилышх групп.
В работе была рассмотрена возможность использования для фиксирования пористой структуры криогелей различных сшивающих агентов, в том числе эпихлоргидрина, реакция которого с поливиниловым спиртом обеспечивала высокую эффективность сшивки и позволяла реализовать легко технологически осваиваемый процесс получения гранулированных носителей.
Для активирования сшитых криогелей поливинилового спирта были использованы его реакция с глутаровым альдегидом, позволяющая вводить в носитель ' высокореакционноспособные и стерически' доступные альдегидные группы, а также взаимодействие с аллилглицидиловым эфиром, вводящее в носитель ненасыщенные группы, позволяющие активировать носитель прививкой на него реакционноспосоОных ненасыщенных мономеров.
В качестве модели иммобилизируемого высокомолекулярного лиган-да белкового типа в работе использовали бычый сывороточный альбумин.
Научная новизна. В работе впервые синтезированы сшитые криогели поливинилового спирта, отличающиеся от несшитых аналогов повышенной термостабильностью и улучшеннными механическими свойствами.
Впервые осуществлен сравнительный анализ свойств сшитых криогелей, полученных с помощью различных сшивающих агентов.
Впервые сшитые криогели поливинилового спирта активированы с помощью процессов привитой сополим'зризации и показано, что полу-
- 5 -ченные полимеры способны связывать значительное количество белковых макромолекул.
Практическая значимость работы. В работе синтезирован и охарактеризован новый тип полимерных носителей, сшитые криогелй поливинилового спирта, обладающие развитой пористостью, доступностью для высокомолекулярного лиганда, низкой неспецифической сорбцией и хорошими механическими свойствами. Показана принципиальная возможность создания на основе сшитых криогелей поливинилового спирта активированных носителей, пригодных для иммобилизации биологически активных соединений.
Апробация работы. Тезисы работы были представлены на 9-ой Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии МКХТ-9.
Публикации. По результатам работы имеется три публикации.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части и списка используемой литературы.
Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, включает в себя 23 рисунков и 10 таблиц. Список используемой литературы содержит 118 наименований.
