Kimya problemləRİ №4 2016 377



Yüklə 164,13 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix21.03.2018
ölçüsü164,13 Kb.
#32827


                                  KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2016                                                     377 

 

                                                                                           KİMYA PROBLEMLƏRİ  №  4 2016

 

 

UOT 544.23.02/.03 



POLİAKRİL TURŞUSU ƏSASLI HİDROGELƏ DOKSORUBİSİNİN İMMOBİLİZƏ 

OLUNMASI VƏ ŞİŞMƏ QABİLİYYƏTİNİN ÖYRƏNİLMƏSİ 

 

S.M.Məmmədova, Ş.Z.Tapdıqov, S.F.Hümbətova, S.F.Səfərəliyeva,  

M.X.Həsənova, N.A.Zeynalov  

 

AMEA akad.M.Nağıyev ad. Kataliz və Qeyri-üzvi Kimya İnstitutu, 

 AZ 1143, Bakı ş. H.Cavid pr. 113, e-mail: Samira_m@mail.ru 

Bu  iş  bioloji  aktiv  maddələrin  daxil  edilməsi  və  nəzarətli  azad  olması  qabiliyyətinə  malik  olan 

polimer daşıyıcının sintezinə həsr olunmuşdur.Orta molekul kütləsi 230 kDa olan poliakril turşusu 

əsasında  5,  10,  15  və  20%  (kütlə)  nisbətlərində  N,N’-metilen-bis-akrilamidlə  ultrabənövşəyi  şüa 

vasitəsilə tikilməsindən polyar mühitdə yüksək şişmə qabiliyyətinə malik torvari polimerlər sintez 

olunmuşdur  və  onların  müxtəlif  qatılıqlı  şəkər  və  fizioloji  (0.9%  NaCl)  məhlullarda  şişmə 

dərəcələri öyrənilmişdir. Alınmış hidrogellə doksorubisin hidroxloridin su mühitindən absorbsiyası  

öyrənilmişdir.  Müəyyən  olunmuşdur  ki,  sintez  olunmuş  hidrogel  yüksək  sorbsiya  qabiliyyətinə 

malikdir. Bu tədqiqatın nəticələri yeni sinif nanomaterialların inkişafında xüsusi əhəmiyyət daşıyır, 

eləcə də nanopolimerlər əsasında terapevtik və diaqnostik molekulların xərçəng şişlərinə ünvanlı 

çatdırılmasında funksional sistemlərin yaradılması üçün başlıca rol oynayır.  

Açar sözlər: poliakril turşusu, metilen-bis-akrilamid, doksorubisin, çarpaz tikilmə, hidrogel, şişmə 

dərəcəsi,  sorbsiya dərəcəsi 

1. Giriş 

Təbii 


toxumalar 

kimi 


yumşaq 

xüsusiyyətlərə  malik  olan  hidrogellər  bioloji 

tətbiqlər 

üçün 


çox 

istifadə 

olunan 

materiallardır.  Bioloji  cəhətdən  parçalanan 



hidrogellərin əlavə üstünlükləri ondan ibarətdir 

ki,  sulu  mühitdə  parcalanırlar  və  beləliklə  də 

istifadə 

müddəti 


bitdikdən 

sonra 


bu 

hidrogelləri  su  mühitindən  təmizləməyə 

ehtiyac  qalmır.  Hidrogellər  suda  yaxşı  şişən, 

lakin həll olmayan üç ölçülü polimer torlardır 

[1-3].  Xüsusilə,  mühitin  pH-ı,  temperatur  və 

ion  konsentrasiyası  kimi  xarici  amillərin təsiri 

nəticəsində həcmləri dəyişilən hidrogellər  çox 

geniş  öyrənilmişdir.  Belə  "ağıllı"  hidrogellər 

biotibb  və  biotexnologiya  [4],  o  cümlədən 

yumşaq  kontakt  linzalar  [5],  fermentlər  və 

zülalların  immobilizasiyasında  [6],  antitel  və 

antigenlərin  [7]  və  dərmanların  daşınması 

üçün  matrislərin  [8-12]  alınmasında  geniş 

tətbiq  sahəsi  tapmışdır.  Bu  hidrogellərin 

xüsusiyyəti  onların  ətraf  mühitə,  dərmanların 

yükləmə  artımına  cavab  vermə  qabiliyyəti  və 

mədə-bağırsaq  traktında  olduğu  kimi  ekoloji 

şəraitin  qorunmasını  təmin  etməkdir  [13]. 

Bununla  əlaqədar  olaraq  qıcıqlandırıcılar, 

dərman 


maddələrinin 

konkret 


hissələrə 

(məsələn,  yoğun  bağırsağın  dərman  daşınma 

sistemi) daşınmasını təmin etmək üçün, mühitə 

həssas  hidrogellərə  faydalı  ola  bilər.  Bu 

hidrogellərin  adi  hidrogellərdən  fərqlənən 

digər mühüm üstünlüyü aktiv tərkib hissəsinin 

orqan  və  ya  toxumalarda  uzun  müddət 

qalmasıdır [14-18]. 

Bundan başqa antibakterial polimerlər də 

hal-hazırda  aktualdır.  Onlar  polimer  biosidlər 

kimi  də  qeyd  olunurlar.  Müəyyən  edilmişdir 

ki,  polimer  zəncirinin  tərkibindəki  alkil 

fraqmentlərin uzunluğu və fəza quruluşu onun 

antibakterial 

aktivliyinə 

təsir 


edir. 

Ümumiyyətlə  nəticələr  göstərir  ki,  alkil 

qrupları  çoxaldıqca  polimer  daha  yüksək 

aktivlik  göstərir.  Bu  təsiri  iki  cür  izah  etmək 

olar.  Birincisi  uzun  zəncirlərin  bakteriyanın 

hüceyrə  divarı  və  sitoplazma  membranı  ilə 

adsorbsiya 

qabiliyyətli  daha  çox  aktiv 

məsamələri  var.  İkincisi  uzun  zəncirlərin 

aqreqasiya  forması  qısa  zəncirlərdən  fərqlənir 

ki,  bu  da  adsorbsiyanın  daha  yaxşı  formada 

baş verməsini təmin edir [19-21]. 

Dərman  maddələri  arasında  tibbdə  və 

biotexnologiyada  xüsusi  əhəmiyyətə  malik 

olan  preparatlardan  biri  də  antibiotiklərdir. 

Antibiotiklərin qeyri-adiliyi onunla bağlıdır ki, 

digər  dərman  vasitələrindən  fərqli  olaraq 



378                                               S.M.MƏMMƏDOVA   və b. 

 

KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4  2016

 

 

onların  hədəf  reseptoru  insan  toxumasında 



deyil,  mikroorqanizm  hüceyrələrində  yerləşir. 

Bundan  başqa  antibiotikin  aktivliyi  həmişəlik 

deyil,  vaxt  keçdikcə  azalır  [22,23].  Bu 

nöqteyi-nəzərdən  antibiotikləri  xüsusilə  də 

şişəleyhinə istifadə olunan preparatları polimer 

materiallara 

bərkitməklə 

onların 


kiçik 

qatılıqlarında  daha  uzun  müddətli  təsirinə 

malik  kompozitlərinin  alınması  hazırda  dünya 

biokimyaçılarının  diqqət  mərkəzindədir  [24-

26]. 

Bu  sahəyə  aid  araşdırmalar  göstərir  ki, 



novokain, 

insulin, 

penisillin, 

tetratsiklin, 

ofloksasin,  eremomisin  və  s.  antibiotiklərin 

poli-N-vinilpirrolidon, polivinil spirti, dekstran 

və  s.  kimi  polimerlərlə,  hətta  kimyəvi  rabitə 

olmadan  belə  qarışıq  halında  orqanizmə  daxil 

edilməsi  onların  təsir  müddətini  artırır, 

toksikliyini isə azaldır [27,28]. 

Antibiotiklərin  polimer  törəmələrinin 

alınmasında  iki  istiqaməti  qeyd  etmək 

lazımdır:    polimer  duzların  sintezi  və 

antibiotiklərin  polimer  zəncirilə  kovalent 

rabitə  ilə  birləşməsi  nəticəsində  “poli-

antibiotik”-lərin  alınması  [23].  Məsələn,  o-

suksinin xitozan ilə poliuron turşularının calaq 

sopolimerlərinə  doksorubisinin  bərkidilmə- 

sindən  50  nm  ölçülü  polimer  mitsellalar 

alınmışdır.  Bu  zaman  73-74%  enkapsullaşma 

effektivliyi müəyyən olunmuşdur [26,29]. 

Məlumdur  ki,  doksorubisin  hidroxlorid 

qan  xərçəngi  kimya  terapiyasında  istifadə 

olunan  antratsiklik  halqaya  malik  yüksək 

effektli  anti-neoplastik  preparatdır.  Bir  neçə 

kardiotoksiki,  alopesiya,  qusma,  stomatit  kimi 

əlavə  təsirlərin  olmasına  baxmayaraq  tibbdə 

geniş 

istifadə 



olunur. 

Bu 


baxımdan 

doksorubisinin  əlavə  təsirlərini  azaltmaq  üçün 

müxtəlif 

polimer 


materiallar 

vasitəsilə 

enkapsullaşdırılması  tədqiqatçıların  bu  gündə 

diqqət mərkəzindədir. 

Təqdim  olunan  işdə  poliakril  turşusu 

(PAT) əsasında sintez edilmiş hidrogelin tikici 

agentin  müxtəlif  kütlə  nisbətlərində  alınmış 

torvari  polimerin  şişmə  xassələri,  hidrogelə 

immobilizə  olunmuş  doksorubisinin  sorbsiya 

qabiliyyəti öyrənilmişdir. 

 

 

                                                           2. TƏCRÜBİ HİSSƏ 



 

          2.1. Materiallar 

          PAT 90% kimyəvi təmizliyə malik olub 

ortamolekul  kütləsi  230  kDa-dur  və  Fluka 

firmasından  alınmışdır.  Tikici  agent  kimi 

istifadə  edilən  N,N`-metilen-bis-akrilamid 

(MBAA)  Sigma-Aldric  tərəfindən  təchiz 

olunmuşdur  və  hər  iki  reaktiv  təcrübələrdə 

təmizlənmədən 

istifadə 

olunmuşdur. 

Doksorubisin  hidroxlorid  (DOK)-kodu  ATX 

L01DB01  İsrailin TEVA Farmaseptik Sənaye 

firmasından 

alınmışdır. 

Məhlulların 

hazırlanması üçün istifadə olunan deionlaşmış 

su,  PAT-nu  çökdürmək  üçün  dietilefiri  və 

buffer  məhlulları  üçün  analitik  kimyəvi  təmiz 

NH

4

OH,  CH



3

COONH


4

,    KOH    Aldriç 

firmasının  məhsullarıdır. 

İşdə  bidistillə 

suyundan istifadə olunmuşdur. 

          2.2. Metodlar 

          2.2.1. Hidrogellərin hazırlanması

 

          100  mq  PAT  50  ml  etanolda  tam  həll 



edilir.  Polimerin  kütləsinin  5;  10;  15  və  20  % 

miqdarında  tikici  reagent  -  MBAA  etanolda 

həll  edilib  məhlula  əlavə  edilir  və  tam  həll 

olana  qədər  qarışdırılır.  Homogen  system 

əmələgəldikdən  sonra  məhlul  Petri  qabına 

tökülür.  Adi  atmosfer  təzyiqində  məhlul 

həlledicidən  azad  edildikdən  sonra  nazik 

plyonkaya UB şüa vasitəsilə 6 saat müddətində 

fasiləsiz təsir edilir. Lampa ilə nümunələr arası 

məsafə  30  sm  təşkil  edir  və  termometrlə 

temperatura  (303  K)  nəzarət  etməklə  məsafə 

tənzimlənir.  Şüalanmadan  sonra  nümunələr 

əvvəlcə  deionlaşmış  su  və  etil  spirtiilə  iki-üç 

dəfə yuyulmaqla həm polimerin, həm də tikici 

reagentin  tikilmə  prosesində  iştirak  etməyən 

hissələrindən  təmizlənir.  Nümunələr  adi 

atmosfer  təzyiqində  313-323  K-də  qurudulur 

və sabit çəkiyə gətirilir [4]. 



          2.2.2. Quruluş analizləri 

          Poliakril turşusu və PAT əsasında sintez 

olunmuş  hidrogellərin  funksional  qrupları 

SHIMADZU  IR  Furye  çevrilməyə  malik 

infraqırmızı  (FTİR)  spektroskopiya  üsulu 

vasitəsilə  tətqiq  olunmuşdur.  FTİR  spektrlər 

KBr diskləri vasitəsilə alınmışdır və 4000-400 

cm

–1



spektr  aralıqda  çəkilmişdir.  PAT  əsaslı 


                   POLİAKRIL TURŞUSU ƏSASLI HİDROGELƏ DOKSORUBİSİNİN         379 

 

                                                                                             KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2016

  

 

hydrogel 



və  DOK  arasında  funksional 

qrupların  qarşılıqlı  təsir  formasını  müəyyən 

etmək 

üçün 


ultra-bənövşəyi 

(UB) 


(SHIMADZU 

IR-affinity) 

spektroskopiya 

üsulundan istifadə olunmuşdur. 

          2.2.3.  Şişmə  dərəcəsinin  təyini  və 

absorbsiya təcrübələri 

          Tikilmiş  hidrogel  nümunələri  təxminən 

30  mq  ölçüdə  disk  formasında  fraqmentlərə 

ayrılır  və  dəqiq  çəkilir.  Bu  fraqmentlər 

bükslərə yerləşdirilir, hər birinə 10 ml müxtəlif 

pH-ı  olan  məhlullar  əlavə  edilir  və  310  K-də 

termostatik  vannada  saxlanılır.  pH  1  və  2 

məhlulları  müxtəlif  konsentrasiyalı  HCl 

məhlullarından,  pH=3÷10  ammonium  asetat 

buffer  məhlulları  və  pH  11  və  12  məhlulları 

KOH-ın  müxtəlif  qatılıqlı  məhlullarından 

bidistillə  olunmuş  su  vasitəsilə  hazırlanır. 

Adsorbsiya  olunan  suyun  miqdarı  (W) 

müxtəlif  vaxtlarda  səliqə  ilə  nümunənin  səthi 

filtr  kağızı  vasitəsilə  silinərək,  nümunənin 

kütləsinin  artmasının  ölçülməsi  yolu  ilə 

hesablanmışdır. 

Qurudulmuş 

hidrogellər 

çəkilir  və  bidistillə  olunmuş  suda  şişməyə 

qoyulur.  Şişmə  dərəcəsi  (W)  aşağıdakı  ifadə 

ilə hesablanır: 

%

100




d

d

w

W

W

W

W

 

Burada  W



nümunənin    quru  çəkisi,  W

isə  


şişmədən sonrakı çəkisidir. 

 

          Bundan  başqa  PAT  əsaslı  hidrogel  ilə 



DOK-nin  müxtəlif  pH-larda,  fizioloji  və 

qlükoza məhlullarında sorbsiyası  aparılmışdır: 

MBAA-in 5, 10, 15 və 20% (kütlə) nisbətində 

tikilməsindən alınan gellərdən 0.5 mq-ı 10 ml 

deionlaşmış suda 24 saat saxlanılır. Sonra 5 ml 

uyğun  1÷10  pH-lı  məhlullar  əlavə  edib  30 

dəqiqə saxladıqdan sonra üzərlərinə 1 ml ×10

-3

 



mol/l qatılıqlı DOK əlavə edib yenidən 24 saat 

qapalı  halda  qaranlıq  yerdə  saxlanılır.  Sonra 

məhlul  süzülür,  filtratda  qalan  antibiotikin 

qatılığı  380-700  nm  sahəsində  optiki  sıxlığını 

(UV-VIS  1800,  SHIMADZU)  əvvəlcədən 

qurulmuş dərəcəli qrafik ilə muqayisə etməklə 

sorbsiyadan  sonrakı  qatılıq  müəyyən  edilir. 

Qatılıqlar  fərqinə  əsasən  DOK-nin  sorbsiya 

dərəcəsi hesablanılır [30]. 

???????????? =

??????

???????????? ş



− ??????

??????????????????

??????

???????????? ş



× 100 % 

Burada,  C

baş

.  və  C


son

  uyğun  olaraq  DOK-nin 

sorbsiyadan əvvəl və sonrakı qatılıqlarıdır. 

                                                      3. NƏTİCƏLƏRİN  MÜZAKİRƏSİ 

PAT-nun  MBAA  ilə  tikilmə  prosesinin 

mexanizmini  müəyyənləşdirmək  üçün  ilkin 

maddələrin  və  tikilmiş  polimerin  FTİR-

spektroskopiya üsulu ilə tədqiqatı aparılmışdır. 

PAT makromolekulundakı funksional qruplara 

aid  olan  udulma  zolaqlarının  qiymətinin 

dəyişməsinə əsasən tikilmə prosesinin ehtimal 

olunan  mexanizmi  müəyyənləşdirilmişdir. 

Belə  ki,  PAT-nun  FTİR  spektrində  >CH

2

,  -


CH,  >C=O,  -OH  funksional  qruplarına  uyğun 

olan  1430,  1230,  1638  və  3345  sm

-1

  tezlikli 



udulma zolaqları müşahidə olunur (şəkil 1). 

 

Şəkil 1. PAT (a) və 10% MBAA ilə tikilmiş PAT əsaslı hidrogelin (b) İQ spektrləri 

Hidrogellərin şişmə dərəcələrinin tədqiqi 

zamanı  prosesin  zamandan  asılı  olaraq 

müxtəlif  qatılıqlı  qlükoza  və  fizioloji 

məhlullarda  da  (0.9%-li  NaCl)  tədqiqi  vacib 




380                                               S.M.MƏMMƏDOVA   və b. 

 

KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4  2016

 

 

məsələlərdəndir.  Bu  məqsədlə  PAT-nun  10% 



MBAA  ilə  tikilməsindən  alınmış  hidrogelin  

qlükoza 


və 

fizioloji 

məhlulda 

şişmə 


dərəcələrinin  zamandan  asılılığı  öyrənilmişdir 

(cədvəl 1).  

Müəyyən  olunmuşdur  ki,  mühitin  ion 

gücü  dəyişdikdə  gelin  şişmə  dərəcəsi  də 

dəyişir. Sərbəst su molekulları ilə müqayisədə 

gelin  fizioloji  məhlulda  vahid  zaman 

müddətində  şişmə  dərəcəsinin  qiymətinin 

aşağı  olması  (t=24  saat,    %)  duzun  suda 

dissosiasiyası  nəticəsində  əmələ  gələn  Na

+

  və 



Cl

-

  hidratlarının  nüfuz  etməsi  ilə  əlaqədardır. 



Cədvəl  1-dən  göründüyü  kimi  0.9%-li  NaCl 

məhlulunda  tikici  reagentin  miqdarı  5%-dən 

20%-ə  qədər  artdıqda  hidrogelin  şişmə 

dərəcəsi  128%-dən  219%-ə  qədər  artır. 

Məlumdur  ki,  NaCl-un  suda  dissosiasiyası 

nəticəsində  Na

+

  və  Cl


ionları  su  dipolları  ilə 

əhatə  olunaraq  hidratlar  əmələ  gətirirlər.  Bu 

nöqteyi-nəzərdən  MBAA-in  miqdarı  artdıqca 

şişmə  dərəcəsində  80-90%  fərqin  yaranması 

hidrogel  tərkibində  tikici  reagentə  məxsus 

>C=O  və  -NH-  kimi  polyar  funksional 

qrupların  miqdarının  artması  ilə  bağlıdır

 

və 


nəticədə  funksional  qruplar  ilə  hidratlaşmış 

Na

+



 və Cl

ionları arasında qarşılıqlı cəzb etmə 



nisbətən  çoxalır.  Bu  isə  polimer  matrisanın 

tərkibindəki  funksional  qrupların  təbiəti  ilə 

bilavasitə bağlıdır. 

 

Cədvəl 1. Poliakril turşusu əsaslı gelin fizioloji və müxtəlif qatılıqlı şəkər məhlullarında şişmə 

dərəcəsinin tikici reagentin %-lə miqdarından asılılığının qiymətləri  

Tikici agentin 

kütləsi  % 

0.9% NaCl 

0.1%  C

6

H



12

O



1%  C

6

H



12

O

6



 

10%  C


6

H

12



O

6

 



128 


145 

234 


208 

10 


172 

199 


267 

212 


15 

185 


298 

364 


314 

20 


219 

238 


294 

275 


 

Bununla  yanaşı  müxtəlif  faiz  qatılıqlı 

qlükoza  məhlullarında  (0.1,  1  və  10%)  şişmə 

dərəcələrini  müqayisə  etdikdə  müəyyən 

edilmişdir 

ki, 


PAT-nun 

MBAA 


ilə 

tikilməsində  tikici  reagentin  miqdarı  artdıqca 

əmələ gələn hidrogellərin eyni kütlə miqdarları 

1%-li  C


6

H

12



O

6

  məhlulunda  yuxarı  şişmə 



dərəcəsinə malik olur. Ancaq bu qiymət su və 

pH  buferlərində  olan  şişmə  dərəcələrinin 

qiymətindən  2-3  dəfə  azdır.  Qlükozanın 

yüksək  qatılıqlarında  şişmə  dərəcəsinin  az 

olması  onun  qeyri-elektrolit  olmasıdır.  Çünki 

bu  zaman  polielektrolit  olan  hidrogelin 

funksional  qrupları  ilə  mühit  arasında 

elektrostatik  qarşılıqlı  təsir  baş  vermir. 

Həmçinin 

qlükozanın 

suda 

molekulyar 



formada  əmələ  gətirdiyi  kristalhidratların 

ölçülərinin 

hidrogelin 

məsamələrinin 

ölçülərindən dəfələrlə çox olması da diffuziya 

prosesini  çətinləşdirir.  MBAA-in  miqdarı 

artdıqca  şişmə  dərəcəsinin  artması  gelin 

tərkibində  absorbsiya  yarada  bilən  funksional 

qrupların miqdarının artması ilə əlaqədardır. 

Bundan  başqa  fizioloji  və  qlükoza 

məhlullarında  şişmə  dərəcələrini  müqayisə 

etdikdə  üzvi  maddə  iştirakında  şişmə 

dərəcəsinin  çox  olduğu  görünür.  Bunu  həmin 

maddələrin 

təbiəti 

və 


quruluşu 

ilə 


əlaqələndirmək  olar.  Belə  ki,  qlükozanın 

tərkibində  beş  -OH  (hidroksil)  və  bir 

–CHO  (aldehid)  funksional  qrupu  olduğunu 

nəzərə  alsaq  hidrogelin  tərkibindəki  >C=O,  -

NH-,  

-COOH və -OH qrupları ilə nisbətən daha çox 



sayda  hidrogen  rabitəsinin  yaranması  ilə  izah 

etmək olar. 

Məlumdur 

ki, 


sulu 

məhlullardan 

absorbentin üzvi və qeyri-üzvi ionları sorbsiya 

etməsinə təsir edən başlıca faktor mühitin pH-

dır.  Çünki  məhlulda  olan  H

+

  və  OH



-

  ionları 

absorbentin başqa sözlə hidrogelin səthinin və 

həcminin  yüklənməsinə,  yəni  ionlaşmasına 

səbəb  olur  ki,  bu  da  sorbatın  sorbsiya 

dərəcəsinə  və  hidrogelin  sorbsiya  tutumuna 

bilavasitə  təsir  göstərir  [20].  Bu  nöqteyi 

nəzərdən  PAT-nun  müxtəlif  %  (kütlə)  miqdar 

MBAA  ilə  tikilməsindən  alınan  hidrogellərin 

statik  şəraitdə  DOK  ilə  pH=1÷10  intervalında 

24  saat  ərzində  (qapalı  qabda,  qaranlıq) 



                   POLİAKRIL TURŞUSU ƏSASLI HİDROGELƏ DOKSORUBİSİNİN         381 

 

                                                                                             KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2016

  

 

sorbsiyası  aparılmış  və  nəticələr  cədvəl  2-də  verilmişdir. 



 

Cədvəl 2. 5÷20% nisbətlərində MBAA ilə tikilmiş PAT əsaslı gelin 

DOK-ə görə sorbsiya dərəcəsinin mühitin pH-dan asılılıq qiymətləri. 

m=0.5 qr, T=293 K, V=15 ml, C

DOK


=1×10

-2

 mq/l 



 

 

 



 

 

 



 

 

Cədvəl  2-dən  göründüyü  kimi  mühitin 



pH-ı  artdıqca  bütün  nümunələrdə  sorbsiya 

dərəcəsi 60-70%-ə qədər artır. Turş mühitlərdə 

(pH≤4) 

hidrogelin 



tərkibindəki 

aktiv 


funksional  qrupların  (>C=O,  -OH  və  -NH-) 

protonlaşması  baş verir.  Həm  hidrogelin, həm 

də  DOK-nin  eyni  yüklü  olması  onların 

elektrostatik  qarşılaşmasını  təmin  edə  bilmir. 

Həmçinin  aşağı  pH-larda  hidrogelin  şişmə 

dərəcəsinin  az  olması  antibiotik  molekulunun 

hidrogelin daxili məsamələrinə nüfuz etməsinə 

maneçilik törədir. Mühitin pH-ı qələviyə doğru 

getdikcə  hidrogelin  səthinin  deprotonlaşması 

və  əksinə  olaraq  mənfi  yüklənməsi  müsbət 

yüklü  DOK  molekulunun  asanlıqla  sorbsiya 

olunmasına  səbəb  olur.  Bu  zaman  sorbsiya 

dərəcəsinin  artmasına  digər  tərəfdən  qələvi 

mühitdə  hidrogelin  yüksək  şişmə  formasına 

keçməsi də köməklik göstərir. 

Eyni  zamanda  müəyyən  olunmuşdur  ki, 

bütün  pH-larda  hidrogelin  tərkibində  tikici 

reagentin miqdarı dəyişdikcə sorbsiya dərəcəsi 

də dəyişir. Müəyyən olunmuşdur ki, PAT-nun 

10%  MBAA  ilə  tikilməsindən  alınan  hidrogel 

pH=8-də DOK-ni maksimum sorbsiya edir. Bu 

həmin  pH-da  həm  hidrogelin  yüksək  şişmə 

dərəcəsinə  (600%)  və  götürülən  DOK-nin 

başlanğıc  qatılığının  qiyməti  ilə  əlaqədardır. 

Çünki 

pH=8-də 


istifadə  olunan  qatılıq 

qiymətində  sorbsiya  tarazlığının  yaranması 

hidrogelin  səthinin  həmin  qatılıq  qiyməti  ilə 

daha  optimal  yüklənmə  dərəcəsi  ilə  bilavasitə 

bağlıdır.  pH=9-dan  sonra  hidrogelin  şişmə 

dərəcəsinin  artmasına  baxmayaraq  DOK-nin 

sorbsiya dərəcəsi azalır. Bu isə daha çox qələvi 

mühitdə antibiotikin səthinin yüksüzləşməsi və 

nəticədə  hidrofilliyinin  azalmasına  səbəb  olur 

[21]. 


DOK  molekulu  ilə  PAT  əsaslı  gel 

arasında  qarşılıqlı  kimyəvi  əlaqənin  tipini 

müəyyən  etmək  məqsədilə  həm  başlanğıc 

maddələrin,  həm  də  komplekslərin  quruluşu 

İQ  spektroskopiya  üsulu  ilə  identifikasiya 

olunmuşdur (şəkil 2). DOK molekulu, MBAA 

və  polimer  makromolekulunun    quruluşuna 

baxsaq  tərkibdə  aktiv  funksional  qrupların 

miqdarının yetərincə olduğunu görə bilərik: 

pH 


Sorbsiya dərəcəsi, % 

5% MBAA 


10% MBAA 

15% MBAA 

20% MBAA 

4.26 



9.78 

6.27 


4.52 

9.34 



21.67 

14.36 


10.27 

22.41 



36.27 

29.42 


21.76 

31.64 



42.18 

36.82 


3241 

43.16 



51.76 

48.56 


42.63 

65.76 



74.62 

70.24 


54.82 

73.46 



81.74 

78.32 


70.46 

84.26 



88.24 

85.22 


79.16 

78.36 



84.36 

81.42 


72.86 

10 


60.24 

74.42 


68.23 

62.74 



382                                           S.M.MƏMMƏDOVA və b. 

 

KİMYA PROBLEMLƏRİ  №  4 2016

 

 

 



 

 

 



 

 

        Şəkil 2. Tikilmiş PAT və PAT/DOK kompozitinin FTİR spektrləri 

 

Müəyyən olunmuşdur ki, PAT-nun FTİR 



spektrində  CH

2

=CH-,  >C=O,  -OH  funksional 



qruplarına  uyğun  olan  1430,  1230,  1638  və 

3345  sm


-1

  tezlikli  udulma  zolaqları  müşahidə 

olunur (şəkil 2). Tikici reagentin tərkibində isə 

CH

2



=CH-,  >CH

2

,  >C=O  və  -NH  qruplarına 



xarakterik  1645,  1445,  1650  sm

-1

  udulma 



zolaqları  var.  Tikilmiş  polimerin  spektrində 

>CH


2

-ə  aid  udulma  zolağının  intensivliyinin 

azalması və spektrdə -CH

qrupuna  xarakterik 



intensivlik  müşahidə  olunur.  DOK-nin  UB 

spektrində  290  nm  və  450  nm-də  iki  əsas 

CH

2

-CH              CH



2

=CH-C-NH-CH

2

-NH-C-CH=CH



             COOH                          O                        O 

  Poliakril turşusu                  N,N`-metilen-bis-akrilamid 

 



Doksorubisin 


                   POLİAKRIL TURŞUSU ƏSASLI HİDROGELƏ DOKSORUBİSİNİN         383 

 

                                                                                             KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2016

  

 

maksimum  müşahidə  olunur.  485  və  525  nm-



də  isə  nisbətən  iki  kiçik  udulmalar  təyin 

olunur. 


PAT-DOK 

kompleksinin  FTİR 

spektrində  həm  polimerə,  həm  də  tikici 

reagentə  məxsus  funksional  qrupların  udulma 

zolaqlarında  kimyəvi  sürüşmələr  baş  verir. 

Antibiotikin  miqdarı  hidrogel  tərkibində  2%-

dən  az  olduğuna  görə  DOK-nə  məxsus 

funksional  qrupları  FTİR  spektrdə  izləmək 

olmur.  Yalnız  PAT  və  MBAA-ə  aid  udulma 

zolaqlarının  kimyəvi  sürüşmələrinə  görə 

absorbsiyada  hansı  funksional  qrupların  aktiv 

iştirak  etdiyini  müəyyən  etmək  olar.  Belə  ki, 

PAT və MBAA-in tərkibindəki >C=O, -OH, -

NH-,  -CO-NH  qruplarına  xarakterik  udulma 

zolaqlarının  1670,  1428,  1635,  3340  sm

-1

 



sahəsində  kimyəvi  sürüşməsi  baş  verir. 

Göstərilmişdir 

ki, 

kimyəvi 


sürüşmələr 

arasındakı fərqin az olması DOK-nin sorbsiya 

olunaraq  PAT  ilə  kovalent  rabitə  hesabına 

deyil, əsasən hidrogen rabitəsi və elektrostatik 

qarşılıqlı  təsir  qüvvələri  hesabına  kompleks 

əmələ gətirir. 

 

                                                                  4.  NƏTİCƏ 

Orta  molekul  kütləsi  230  kDa  PAT-un 

5÷20  %  (kütlə)  nisbətlərində  MBAA-lə 

ultrabənövşəyi  şüa  iştirakında  tikilməsindən 

suda,  fizioloji  və  müxtəlif  qatılıqlı  qlükoza 

məhlullarında  şişə  bilən  hidrogellər  sintez 

olunmuşdur.  Alınmış  hidrogellərin  quruluşları 

fiziki  tədqiqat  üsulları  ilə  öyrənilmişdir.  Otaq 

temperaturunda  24  saat  statik  şəraitdə  DOK-

nin  sorbsiya  dərəcəsi  88%  təşkil  edir.  Bunları 

nəzərə  alaraq,  qeyd  etmək  lazımdır  ki,  PAT 

əsaslı 


hidrogellərdən 

bioloji 


aktiv 

birləşmələrin  immobilizə  olunması  və  uzun 

müddətli  təsirə  malik  kompleks  birləşmələrin 

alınmasında istifadə etmək olar. 

 

                                                       REFERENCES 

 

1.



 

Prashant  P.K.,  Vivek  B.R.,  Deepashree 

N.D.,  Pranav  P.P.  Hydrogels  as  a  drug 

delivery  system  and  applications:  a 

review.    Int.  J.  Pharm.  Pharm.  Sci. 

2012, no. 4, pp. 1-7.  

2.

 

Peppas N.A., Bures P., Leobandung W., 



Ichikawa  H.  Hydrogels  in  pharma- 

ceutical  formulations.  Eur.  J.  Pharm. 



Biopharm. 2000, no. 50. pp. 27-46.  

3.

 



Lutolf  M.P.  Biomaterials:  Spotlight  on 

hydrogels.    Nat.Mater.  2009,  №  8,  pp. 

451–453.  

4.

 



Das  N.,  Bera  T.  Mukherjee  A. 

Biomaterial  hydrogels  for  different 

biomedical  applications.  Int.  J.  Pharm. 

Bio. Sci.  2012,  no. 3, pp. 586-595.  

5.

 



Oh J.K. Engineering of nanometer-sized 

cross-linked  hydrogels  for  biomedical 

applications. Can. J. Chem. 2010, no. 3, 

pp. 173–184.  

6.

 

Slaughter  B.V.,  Khurshid  S.S.,  Fisher 



O.Z.,  Khademhosseini  A.,  Peppas  N.A. 

Hydrogels  in  regenerative  medicine. 



Adv.  Mater.  2009,  no.  21,  pp.  3307–

3329.  


7.

 

Lin  C.C.,  Anseth  K.S.  PEG  hydrogels 



for 

the 


controlled 

release 


of 

biomolecules  in  regenerative  medicine.  



Pharm. Res. 2009, no. 26, pp. 631-643.  

8.

 



Hunt 

N.C., 


Grover 

L.M. 


Cell 

encapsulation using biopolymer gels for 

regenerative  medicine.    Biotechnol. 

Lett. 2010, no. 32,  pp. 733–742.  

9.

 



Ulijn R.V., Bibi N., Jayawarna V. et al. 

Bioresponsive hydrogels. Mater. Today. 

2007, no. 10, pp. 40–48.  

10.


 

Tapdigov  Sh.Z.,  Mammadova  S.M., 

Zeynalov  N.A.  Spectroscopic  Investi- 

gated 


Interaction 

between 


Silver 

Nanocomposites  Based  of  Poly-N-

Vinylpyrrolidone  and  Doxorubicin  for 

Drug  Delivering.    J.  Chemistry  & 



Chemical Engineering. 2014,  no. 8, pp. 

800-804. 

11.

 

Yang  F.,  Williams  C.G.,  Wang  D.,  Lee 



H., Manson P.N., Elisseeff J. The effect 

of  incorporating  RGD  adhesive  peptide 

in 

polyethylene 



glycol 

diacrylate 

hydrogel  on  osteogenesis  of  bone 

marrow  stromal  cells  .  Biomaterials

2005, no. 26, pp. 5991–5998.  



384                                               S.M.MƏMMƏDOVA və b. 

 

KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4  2016

 

 

12.



 

Zeynalov 

N.A., 

Babayeva 



D.T., 

Nasiyyati 

E.F., 

Humbatova 



S.F. 

Copolymerization 

of 

N-vinylpyrro- 



lidone 

with 


N,N-methylen-bis-

acrylamide:properties  and  Structure. 

American  Journal  of  Polymer  Science.  

2015, no. 1, pp. 18-23. 

13.

 

Minhas  M.,  Ahmad  M.,  Ali  L.  and 



Sohail  M.  Synthesis  of  chemically 

cross-linked  polyvinyl  alcohol-co-poly 

(methacrylic  acid)  hydrogels  by  copo- 

lymerization;  a  potential  graft-poly- 

meric carrier for oral delivery of 5-fluo- 

rouracil  DARU.  Journal  of  Pharma- 



ceutical Sciences. 2013,  no. 21, pp. 44.  

14.


 

Benamer  S.,  Mahlous  M.,  Boukrif  A., 

Mansouri B., Youcef S.L. Synthesis and 

characterisation  of  hydrogels  based  on 

poly(vinyl  pyrrolidone).    Nucl.Instrum. 

Methods  Phys.  Res.  2006,  no.  248,  pp. 

284-290.  

15.

 

Thomas V., Yallapu M.M., Sreedhar B., 



Bajpai  S.K.    A  versatile  strategy  to 

fabricate  hydrogel-silver  nanocompo- 

sites 

and 


investigation 

of 


their 

antimicrobial activity.  J. Colloid. Inter- 



face Sci. 2007, no. 315, pp. 389-395.  

16.


 

Krishna  Rao  K.S.V.,  Vijaya  Kumar 

N.B.,  Subha  M.C.S.,  Sairam  M., 

Aminabhavi T.M. Novel chitosan-based 

pH-sensitive  interpenetrating  network 

microgels  for  the  controlled  release  of 

cefadroxil.  Carbohydr.  Polym.  2006, 

no. 66, pp. 333-344.  

17.

 

Imamura E., Sawatani O., Koyanagi H., 



Noishiki  Y  and  Miyata  T.  Epoxy 

Compounds  As  a  New  Cross-Linking 

Agent  for  Porcine  Aortic  Leaflets: 

Subcutaneous  Implant  Studies  in  Rats.  



Journal  of  Cardiac.  Surgery.  1989,  no. 

4, pp. 50–57.  

18.

 

Denizli B.K., Can H.K., Rzaev Z.M.O., 



Guner  A.  Preparation  conditions  and 

swelling equilibria of dextran hydrogels 

prepared  by  some  crosslinked  agents.  

Polymer. 2004, no. 19, pp. 6431–6435.  

19.


 

Chung  H.J.,  Go  D.H.,  Bae  J.W.,  Jung 

I.K.,  Lee  J.W.  and  Park  K.D.  Synthesis 

and characterization of Pluronic grafted 

chitosan 

copolymer 

as 



novel 



injectable  biomaterial.  Current Applied. 

Physics. 2005, no. 5, pp. 485–488. 

20.


 

Keith  W.  G.,  Jon  C.,  James  D.K., 

Andrew  R.Z.,  Susan  L.B.  Sorption  of 

the  antibiotic  ofloxacin  to  mesoporous 

and  nonporous  alumina  and  silica.  

Journal  of  Colloid  and  Interface 

Science. 2005, no.283,  pp. 160-170. 

21.


 

Chen S., Zhang X.Z., Cheng S.X., Zhuo 

R.X.,  Gu  Z.W.  Functionalized  amphi- 

philic  hyberbranched  polymers  for 

targeted 

drug 


delivery. 

Biomacro- 

molecules. 2008, no. 9,  pp. 2578-2585. 

22.


 

Wang  Y.Z.,  He  F.  and  Zhuo  R.X. 

Synthesis 

and 


Characterization 

of 


Amphiphilic 

Block 


Copolymer 

Containing  PVP  and  Poly  (5-benzyl- 

oxytrimethylene  carbonate).  Chinese 

Chemical  Letters.  2006,    no.  17,  pp. 

239-242. 

23.

 

Korshak  V.V.,  Shitilman  M.I.  Polymers 



in 

processe 

immobilization 

and 


modification  of  nature  compounds. 

Book,  Moscow,  1984, p. 260.  

24.

 

Aryal S., Prabaharan M., Pilla S., Gong 



S.  Biodegradable  and  biocompatible 

multi-arm 

star 

amphilic 



block 

copolymer  as  a  carrier  for  hydrophobic 

drug  delivery.    Int.  J.  Biol.  Macromol. 

2009, no. 44, pp. 346-352. 

25.

 

Cuvier  C.,  Roblot  T.L.,  Millot  J.M.,  et 



al.  Doxorubicin-loaded  nanospheres  by 

pass  tumor  cell  multidrug  resistance. 

Biochem.  Pharmacol.  1992,  no.3,  pp. 

509-517. 

26.

 

Chen J., Ouyang J., Kong J., Zhong W., 



Xing  M.M.  Photo-cross-linked  and  pH-

sensitive  biodegradable  micelles  for 

doxorubicin delivery.  ACS Appl. Mater. 

Interfaces. 2013, no. 5, pp. 3108–3117. 

27.


 

Valuev  L.I.,  Valueva  T.A.,  Plate  N.A. 

Polymer 

system 


for 

controller 

separation biological active compounds.  

Uspekhi 

biologicheskoy 

khimii 



Biological  Chemistry  Review.  2003, 

no.43,  pp. 307-328. (In Ruassian). 

28.

 

Missirlis  D.,  Kawamura  R.,  Tirell  N. 



and 

Hubbell 


J.A. 

Doxorubicin 

encapsulation  and  diffusional  release 

from 


stable, 

polymeric, 

hydrogel 

nanoparticles.    European  journal  of 




                   POLİAKRIL TURŞUSU ƏSASLI HİDROGELƏ DOKSORUBİSİNİN         385 

 

                                                                                             KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2016

  

 

pharmaceutical sciences. 2006,  no. 29, 



pp. 120–129. 

29.


 

Pruitt  J.,  Husseini  G.,  Rapoport  N. 

Stabilization of Pluronic P-105 Micelles 

with  an  Interpenetrating  Network  of  N, 

N-diethylacrylamide.    Macromolecules. 

2000, no. 33, pp. 9306-9309. 

30.

 

Polyakova I.V., Toshevikova A.Yu. et al. 



и  др.  Dynamics  of  sorption  of 

antibacterial  eromomycin  on  carboxyl 

cationite. 

Struktura 



dinamika 

molekulyarnikh  system  -  Structure  and 

dynamics  of  molecular  systems.  2003, 

no. 2, pp. 173-175. (In Russian). 

31.

 

Weenen  H.,  Osterop  A.P.,  Poort  S.E., 



Lankelma  J.  Analysis  of  doxorubicin, 

4'-epidoxorubicin, and their metabolites 

by  liquid  chromatography.  J.  Pharm. 

Sci. 1986, no.12, pp. 1201-1204. 

 

 



RESEARCH INTO HYDROGEL SWELLING CAPACITY ON THE BASIS OF POLYACRYLIC 

ACID AND IMMOBILIZATION OF DOXORUBICIN THEREUPON  

S.M.Mammadova, Sh.Z.Tapdigov, S.F.Humbatova, S.F.Safaraliyeva, M.Kh.Hasanova, N.A.Zeynalov  

 

M.Nagiyev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry  

113, H.Cavid ave., AZ 1143, Baku, Azerbaijan, e-mail: Samira_m@mail.ru 

 

 

The  paper  deals  with  synthesis  of  polymer  carrier  which  is  able  to  include  and  controlledly  release 

biologically  active  substances.  Cross-linked  polymers  on  the  basis  of  polyacrylic  acid  with  average 

molecular mass of 230 kDa sown together by N, N-methylene-bis-acrylamide in the ratio 5, 10, 15 and 

20% (by mass) in the presence of ultraviolet rays. Also, authors examined a degree of their swelling in 

sugar  solution  of  varied  concentration  and  physiological  solutions  (0.9%  NaCl).    Absorption  of  the 

obtained hydrogel and doxorubicin hydrochloride from water environment has been studied. It found that 

the  synthesized  hydrogel  has  high  sorption  ability.  The  results  of  the  research  matter  most  for  the 

development  of  nanopolymer-based  functional  systems  for  a  new  class  of  nano-materials  to  deliver 

theraupetic and diagnostic molecules into cancer tumors. 

Keywords:  polyacrylic  acid,  methylene-bis-acrylamide,  doxorubicin,  cross-linking,  hydrogel,  swelling 

degree, sorption degree 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ НАБУХАЕМОСТИ ГИДРОГЕЛЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И 

ИММОБИЛИЗАЦИИ НА НЕМ ДОКСОРУБИЦИНА 

С.М.Мамедова, Ш.З.Тапдыгов, С.Ф.Гумбатова, С.Ф.Сафаралиева, 

М.X.Гасанова, Н.А.Зейналов 

Институт Катализа и Неорганической Химии имени акад. М.Нагиева НАНА 

АZ 1143 Баку, пр.Г.Джавида, 113, e-mail:

Samira_m@mail.ru

 

 

Данная  работа  посвящена  синтезу  полимерного  носителя,  который  способен  включать  и  контрольно 

высвобождать  биологически  активные  вещества.  Синтезированы  сетчатые  полимеры  на  основе 

полиакриловой кислоты со средней молекулярной массой 230 kDa, сшитые N,N’-метилен-бис-акриламидом в 

соотношении  5,  10,  15  и  20%  (массовых)  в  присутствии  ультрафиолетовых  лучей.  А  также  изучена 

степень  набухаемости  их  в  растворах  сахара  разной  концентрации  и  физрастворе  (0.9%  NaCl).  Изучена 

адсорбция  полученного  гидрогеля  и  гидрохлорида  доксорубицина  из  водной  среды.  Установлено,  что 

синтезированный  гидрогель  обладает  высокой  сорбционной  способностью.  Результаты  этого 

исследования  имеют  принципиальное  значение  для  развития    нового  класса  наноматериалов  и  создают 

основу  для  разработки  функциональных  систем  на  основе  нанополимеров    для  направленной  доставки 

терапевтических и диагностических молекул в раковые опухоли. 

Ключевые  слова:  полиакриловая  кислота,  метилен-бис-акриламид,  доксорубицин,  сшивание,  гидрогель, 

степень набухаемости, степень сорбции. 

 

 

                                                                                                                             Redaksiyaya daxil olub 27.06.2016.

 

Yüklə 164,13 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə