Способ количественной оценки химически связанного органического вещества с наноалмазом

Способ количественной оценки химически связанного органического вещества с наноалмазом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к области фармации, а именно к фармацевтической технологии, и касается способа количественной оценки химически связанных органических веществ, прежде всего, биологически активных и лекарственных веществ, с поверхностью наноносителя - наноалмаза в конъюгатах и системах доставки этих веществ. Способ основывается на использовании метода количественной ИК-спектроскопии конъюгата и модельных смесей определяемого органического вещества с наноалмазом. Строят калибровочные кривые зависимости «интенсивность сигнала в ИК-спектре от количества органического вещества» в модельной смеси, по которым определяют его содержание в конъюгате.

Известен способ количественной оценки адсорбированного противоракового препарата 10-гидроксикамптотецина на поверхности наноалмаза [1], заключающийся в построении кинетических кривых адсорбции с использованием метода спектрофотометрии в видимой области при длине волны 380 нм.

С этой целью раствор лекарственного вещества суспензируют в воде, добавляя раствор NaOH для повышения его растворимости до рН=8,2. Раствор с концентрацией лекарственного вещества 4 мг/мл перемешивают с водной суспензией наноалмаза с концентрацией 2 мг/мл при 25°С в течение до 120 ч. После центрифугирования при 13000 об/мин в течение 1 ч супернатант удаляют для адсорбционного анализа при длине волны 380 нм на спектрофотометре. Аналогичный раствор лекарственного вещества без наноалмазов используют в качестве контроля. Количество лекарственного вещества, адсорбированного на частицах наноалмаза, определяют из степени поглощения супернатанта и контроля при 380 нм. Количества лекарственного вещества, определенного для разного времени адсорбции, используют для построения адсорбционной кривой.

Недостатком данного метода является необходимость использования раствора лекарственного вещества и его взаимодействие с суспензией наноалмаза. Он не применим для определения количества органического вещества, уже связанного с частицами наноалмаза и находящегося в твердой фазе.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, а именно упрощение способа оценки и возможность его применения к твердофазным конъюгатам наноалмаза.

Цель достигается за счет применения метода количественной ИК-спектроскопии конъюгата и модельных смесей определяемого органического вещества с наноалмазом. Для этого строят калибровочные кривые зависимости «интенсивность сигнала в ИК-спектре от количества органического вещества» в модельных смесях, по которым определяют его содержание в конъюгате. После построения калибровочных кривых модельных смесей наноалмаза с определяемым органическим веществом изобретение дает возможность получения количественной оценки, исходя только из ИК-спектра образца конъюгата наноалмаза с органическим веществом.

Предложенный способ состоит в том, что готовят смеси наноалмаза с разным содержанием определяемого органического вещества. Берут навески каждой смеси и определяемого конъюгата наноалмаза с органическим веществом равной массы. Регистрируют их ИК-спектры, выбирают на них наиболее интенсивные характеристические сигналы, которые соотносят с полосами ИК-спектра исходного органического вещества. Затем строят калибровочные кривые зависимости «интенсивность сигнала в ПК-спектре от содержания органического вещества» в навеске. Далее, по интенсивности выбранных характеристических полос исследуемого конъюгата наноалмаза с органическим веществом по калибровочным кривым определяют количественное содержание в нем органического вещества. Из полученных калибровочных кривых от выбранных полос в ИК-спектре вычисляют среднее значение величины содержания органического вещества в конъюгате с наноалмазом.

ИК-спектры регистрировали на приборе FTIRS IR200 Thermonicolet (Thermo Scientific, США). Разрешение 2 см^-1, количество сканов 64. Для анализа навески образцы смешивали с порошком KBr и прессовали в таблетку.

Способ иллюстрируется следующим примером.

Определение количественной оценки аминокислоты глицина в конъюгате наноалмаза с глицином предложенным способом.

Испытуемый образец конъюгата получают по методике, заключающейся в том, что частицы наноалмаза, модифицированные хлором, растворяют в смеси вода:метанол с образованием суспензии, добавляют триэтиламин и глицин, полученную смесь обрабатывают ультразвуком с последующими выдерживанием при температуре 65°С, центрифугированием, промывкой растворителем и сушкой. Далее снимают его ИК-спектр (Фиг.1).

Для определения массовой доли глицина в полученном конъюгате готовят 3 смеси наноалмаза с глицином с соотношением последнего относительно друг друга 1:1,75:3,5, соответственно. Для каждой смеси берут навеску массой 3,5 мг и тщательно перетирают в ступке с 90 мг KBr.

Параметры модельных смесей приведены в Таблице 1.

Построение калибровочного графика.

70 мг полученной смеси с KBr прессуют в таблетку и снимают ее ИК-спектр (Фиг.2). Характеристические полосы выбирают при частотах 1407, 1332 и 504 см^-1, соответственно, и строят для них калибровочные графики (Фиг.3). Параметры ИК-спектров модельных смесей и определяемого конъюгата наноалмаза с глицином приведены в Таблице 2. Интенсивность полос соответствующих характеристических полос на ИК-спектре полученного образца конъюгата наноалмаза с глицином массой 3,5 мг составляет 0,23, 0,22 и 0,10 о.е., соответственно. Из калибровочных кривых (Фиг.3а, б, в) определяют величину содержания глицина в образце, которая составляет 0,57±0,08 мг глицина в образце. Отсюда, массовая доля глицина в навеске образца составляет 21±3% масс. (Таблица 3).

Применение заявляемого способа позволяет упростить способ количественной оценки химически связанного органического вещества с наноалмазом в конъюгате и/или системе доставки этого органического вещества в организм, а также его применять к твердофазным конъюгатам наноалмаза и/или твердофазным системам доставки органических веществ в организм на основе наноалмаза, т.к. исключает необходимость использования раствора органического вещества и его взаимодействие с суспензией наноалмаза. Кроме того, заявляемый способ характеризуется методикой количественной ИК-спектроскопии модельных смесей определяемого органического вещества с наноалмазом и определяемого конъюгата наноалмаза с органическим веществом, что повышает точность методики определения количества органического вещества в конъюгате наноалмаза по сравнению с определением его содержания спектрофотометрически только при одной длине волны 380 нм.

Таблица 1
Параметры модельных смесей
Параметры смеси	№ смеси
1	2	3
Масса наноалмаза, мг	3,1	2,8	2,1
Общая масса смеси, мг	3,5	3,5	3,5
Масса глицина, мг	0,4	0,7	1,4
Соотношение глицина в смесях	1	1,75	3,5
Кол-во глицина, % масс.	11,4	20	40

Таблица 2
Параметры ИК-спектров модельных смесей и определяемого образца конъюгата наноалмаза с глицином.
№ смеси	Интенсивность характеристических полос в ИК-спектрах, о.е.
1407 см-1	1332 см-1	504 см-1
1	0,149	0,15	0,085
2	0,25	0,253	0,15
3	0,52	0,499	0,295
Определяемый образец	0,23	0,22	0,10

Таблица 3
Количество глицина в определяемом образце конъюгата наноалмаза с глицином.
Параметры образца	Характеристические частоты ИК-спектра, см-1
для 1407	для 1332	для 504
Масса глицина в образце, мг	0,62	0,60	0,48
Среднее значение массы глицина, мг	0,57±0,08
Кол-во глицина в образце, % масс.	23,0	22,26	17,8
Среднее значение кол-ва глицина, % масс.	21±3

Список литературы

1. J. Li, Y. Zhu, W. Li et al. Nanodiamonds as intracellular transporters of chemotherapeutic drug // Biomaterials. 2010. - V.31 - P. 8410-8418.

Способ количественной оценки химически связанного органического вещества с наноалмазом, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и возможности его применения к твердофазным конъюгатам наноалмаза с органическим веществом, готовят модельные смеси наноалмаза с разным содержанием определяемого органического вещества, берут навески каждой смеси и определяемого конъюгата наноалмаза с органическим веществом равной массы, регистрируют их ИК-спектры, выбирают на них наиболее интенсивные характеристические сигналы, которые соотносят с полосами ИК-спектра исходного органического вещества, затем строят калибровочные кривые зависимости «интенсивность сигнала в ИК-спектре от содержания органического вещества» в навеске, по интенсивности выбранных характеристических полос исследуемого конъюгата наноалмаза с органическим веществом по калибровочным кривым определяют количественное содержание в нем органического вещества, из полученных калибровочных кривых от выбранных полос в ИК-спектре вычисляют среднее значение величины содержания органического вещества в конъюгате с наноалмазом.