ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. Биологическая роль молибдена 5
1.2. Основные классы радиозащитных препаратов 9
1.3. Основные принципы фармакокинетики 11
1.4. Методы определения молибдена в объектах окружающей среды и биологических объектах 13
1.4.1. Спектрофотометрический метод 13
1.4.2. Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) 15
1.4.3. Масс-спектрометрические методы анализа 22
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 28
2.1. Основы метода 28
2.2. Оборудование и реактивы 30
2.2.1. Средства измерений 30
2.2.2. Стандартные образцы и реактивы 30
2.2.3. Подготовка посуды 31
2.2.4. Приготовление рабочих стандартных растворов 31
2.2.5. Приготовление градуировочных растворов 31
2.2.6. Отбор и хранение проб 31
2.2.7. Протокол доклинических исследований 32
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 33
3.1. Выбор температурно-временной программы 33
3.2. Построение градуировочной зависимости и оценка предела обнаружения 38
3.3. Оценка воспроизводимости и правильности методики 39
3.4. Анализ реальных образцов крови для получения фармакокинетической кривой 40
ВЫВОДЫ 43
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 44
Одной из современных проблем медицины является лечение онкологических заболеваний. Для удаления и предотвращения развития опухолей предложено большое количество способов: от хирургического вмешательства до генной терапии.
В настоящее время одним из широко развитых направлений в лечении раковых опухолей является облучение их различными видами ионизирующего излучения: рентгеновским, гамма-излучением, бета-излучением, нейтронами и пучками элементарных частиц. Высокая эффективность данных методов привела к возникновению большого числа их вариаций, таких как радиохирургия или нейтрон-захватная терапия. В совокупности такие методы лечения называют радиационной терапий.
Известно, что скорость деления клеток влияет на их восприимчивость к ионизирующему излучению. Под действием радиации происходит либо непосредственное нарушение структуры ДНК, либо радиолиз воды и повреждение ДНК свободнорадикальными частицами. Вследствие этого раковые клетки более уязвимы для ионизирующего излучения. Однако, несмотря на повышение терапевтической эффективности современных установок для лучевой терапии за счёт возможностей точной фокусировки ионизирующего пучка, деструктивное воздействие радиации сказывается и на здоровых клетках. Особенно когда невозможно обеспечение прямого контакта между опухолевыми тканями и источником излучения. Также, кроме поражения окружающих тканей ионизирующим излучением, при некрозе опухоли продукты её распада попадают в кровь и вызывают так называемые поздние лучевые осложнения. Совокупность данных факторов обуславливает высокую токсическую нагрузку на организм пациента при проведении радиационной терапии. Соответственно, обеспечение поддерживающей терапии является важным фактором, позволяющим достичь большей эффективности лечения и повышения качества жизни пациентов. Одним из видов поддерживающей терапии является радиопротекторная терапия. Применение различных радиопротекторных препаратов позволяет не только снизить интенсивность проявления побочных эффектов, но и применять более высокие дозы облучения. При создании новых лекарственных препаратов важную роль играют химико-аналитические исследования, в первую очередь, для получения фармакокинетических данных.
Целью данной работы является разработка методики определения молибдена в крови методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и её апробация при проведении фармакокинетических исследований нового молибденсодержащего радиомитигаторного препарата ВР-С2.
1. Разработана методика определения молибдена в крови методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермическим способом атомизации.
2. Выбраны и оптимизированы условия определения молибдена в крови
3. Оценены метрологические характеристики разработанной методики
4. Получена фармакокинетическая кривая курсового введения препарата BP-C2
1. Бернини, И. Биологическая неорганическая химия: структура и реакционная способность / Г. Грей, Э. Стифель, Дж. Валентине. - М., Бином, 2006. - Т. 1. - 283 – 315 с.
2. Emsley, J. Nature's Building Blocks / J. Emsley, - Oxford: Oxford University Press., 2001. - p. 262–266.
3. Considine, Glenn D. ed. "Molybdenum". Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry / D. Glenn Considine - New York: Wiley-Interscience. 2005. - p. 1038–1040.
4. Polyak, D. Molybdenum Statistics and Information / D. Polyak, - U.S. Geological Survey. 2007. – р. 13.
5. Fierro, J. G. L. ed. Metal Oxides, Chemistry and Applications / J. G. L. Fierro -CRC Press. 2006. - p. 414–455.
6. Centi, G. Selective Oxidation by Heterogeneous Catalysis / G. Centi, F. Cavani, F. Trifiro // Kluwer Academic - Plenum Publishers. 2001. - p. 363–384.
7. Chi Chung, Lee. Chapter 7. Cleaving the N, N Triple Bond: The Transformation of Dinitrogen to Ammonia by Nitrogenases / Lee. Chi Chung, W. Markus Ribbe Hu. Yilin // The Metal-Driven Biogeochemistry of Gaseous Compounds in the Environment. Metal Ions in Life Sciences. Springer. 2014. - p. 147–174.
8. Mendel, Ralf R. Chapter 15 Metabolism of Molybdenum. In Banci, Lucia. Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences. Springer. 2013.- р. 26.
9. Fischer, B. A chemical approach to systematically designate the pyranopterin centers of molybdenum and tungsten enzymes and synthetic models / B. Fischer, JH. Enemark, P. Basu // Journal of Inorganic Biochemistry. 1998.-Vol.72 - р. 13–21.
10. Барашков, Г.К. Медицинская бионеорганика. Основы, аналитика, клиника /Г.К.Барашков. М. – Бином.- 2011. – 61 с.
11. Bibudhendra S. Heavy Metals In The Environment / S. Bibudhendra. CRC Press. 2002. - p. 456.
12. Feng C. Sulfite oxidizing enzymes / C. Feng, G. Tollin, JH. Enemark // Biochim. Biophys. Acta. 2007. - Vol.5 - p. 527–39.
13. Karakas E. Structural analysis of missense mutations causing isolated sulfite oxidase deficiency / E. Karakas, C. Kisker. – 2005. - p. 30.
14. Harrison R. Structure and function of xanthine oxidoreductase: where are we now? / R. Harrison // Free Radical Biology & Medicine. 2002. - Vol.33. – p. 774–97.
15. Hille R. Molybdenum-containing hydroxylases / R. Hille //Archives of Biochemistry and Biophysics. 2005. - Vol.1. - p. 107–16.
16. Калетина, Н.И. Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов: Учебное пособие для вузов / Н.И. Калетина. М. - Издательскаягруппа «ГЭОТАР-Медиа». - 2008. - 874 – 876 с.
17. Bartholomew, G.W. Alexander, M. Microbial metabolism of carbon monoxide in culture and in soil / G.W. Bartholomew, M. Alexander // Applied and Environmental Microbiology. 1979. - Vol.5 – p.93.
18. Coughlan, M. P. The role of molybdenum in human biology / M. P. Coughlan // Journal of Inherited Metabolic Disease. 1983. - Vol.6. – p.70–77.
19. Плетенева, Т. В. Токсикологическая Химия: Учебник для вузов / Т. В. Плетенева, Е.М. Саломатин, А.В. Сыроешкин, Р.М. Бархударов, Н.А. Денисова, О.А. Избаш, А.Е. Коваленко, П.И. Попов, Н.А. Ходорович М. - «ГЭОТАР-Медиа». 2005. – 370 с.
20. Скальный А.В. Элементный статус населения России / А.В. Скальный Санкт-Петербург. - Медкнига «ЭЛБИ-СПб» 2010. - Часть 1. - 210 – 212. с.
21. Тиц Н. Клиническое руководство по лабораторным тестам / Н. Тиц. М., Юнимед-пресс. -2003. - 212 с.
22. Suttle N. F. Recent studies of the copper-molybdenum antagonism / N. F. Suttle // Proceedings of the Nutrition Society. CABI Publishing. 1974 – Vol.33 - p.299–305.
23. Curzon M. E. Environmental Effects of Molybdenum on Caries / M. E. Curzon, J. Kubota, B. G. Bibby // Journal of Dental Research. 1971. - Vol.50 -p.74–77.
24. Sigel A. Metal Ions in Biological Systems, Molybdenum and Tungsten: Their Roles in Biological Processes / A. Sigel, H. Sigel //Marcel Dekker, Inc. New York. 2002 - Vol.39. – p. 54.
25. Yang Chung S. Research on Esophageal Cancer in China: a Review. / S. Yang Chung //Cancer Research. 1980 – Vol.40 – p.44.
26. Nouri M. Molybdenum and Zinc Contents in Populations with Low and Moderate Incidence of Esophageal Cancer / M. Nouri, H. Chalian, A. Bahman, H. Mollahajian // Archives of Iranian Medicine. 2008. - Vol.11 – p.392.
27. Ridge O. Risk Assessment Information System: Toxicity Summary for Molybdenum / O. Ridge // National Laboratory Retrieved. 2008 - Vol.4 - p.23.
28. Barceloux D. G. Molybdenum / D. G. Barceloux// Clinical Toxicology. 1999 - Vol.37 - p.231–237.
29. Schwarz G. Molybdenum in Human Health and Disease. / G. Schwarz, A. A. Belaidi, // Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases. Metal Ions in Life Sciences. Springer. 2013 – Vol.13 - p.415–450.
30. Тиунов Л.А. Противолучевые средства / Л.А. Тиунов, Г.А. Васильев, Э.А. Вальдштейн. М. – 1964. -137 с.
31. Бак З. М. Химическая защита от ионизирующей радиации / З. М. Бак. М. - 1968. – 67 c.
32. Васин М.В. Классификация противолучевых средств как отражение современного состояния и перспективы развития радиационной фармакологии. / М.В. Васин. Научно-исследовательский испытательный центр (авиационно-космической медицины и военной эргономики) ЦНИИ МО РФ, Москва. 2013 –Том 53. - 459-467 c.
33. Граевский Э. Я. Сульфгидрильные группы и радиочувствительность / Э. Я. Граевский. М. - 1969. – 32 c.
34. Ярмоненко А. Радиобиология человека и животных / А. Ярмоненко, А. Вайнсон. M. - 2004. 23 c.
35. Stig L. Investigations into the antiradition effects of BP-C2, a benzene-poly-carboxylic acid complex with molybdenum / L. Stig, F. Fuad, L. Steen. University of Oslo. University of Haifa, Haifa, Israel. Imperial College, Hammersmith Hospital, London, United Kingdom. General Poster Session, Tumor Biology. 2014. – p. 17.
36. Shupov V.P. RDInnovation Aps, applicat. Benzene polycar-boxylic acid compounds and their ase as drug / V.P. Shupov, E.S. Pigarev, E.I. Fedoros. 2013. – p.70.
37. Ale-EbrahimM,Eidi A, Mortazavi P et al. // J Trace Elem Med Biol. 2015. - Vol.29. - p.242-248.
38. Стародубцева А.К. Клиническая фармакология и фармакотерапия / А.К. Стародубцева, В.Г. Гукес. 2012. - 840 с.
39. Каркищенко Н.Н. Фармакокинетика / Н.Н. Каркищенко, В.В. Хоронько, С.А. Сергеева, В.Н. Каркищенко. Издательство «Феникс». Серия «Гиппократ». Ростов-на-Дону. 2001. - 384 с.
40. Аналитическая химия, под ред. Москвина Л.Н. в 3 томах, Т. 2., M.: Академия.
41. Золотов Ю.А. Основы Аналитической химии / Ю.А. Золотов. Т.2 М. Высшая школа, 2004. - 275 – 277 c.
42. Krystyna P. Determination of molybdenum in environmental samples / P. Krystyna // Warsaw University, Department of Chemistry, Poland, AnalyticaChimicaActa. 2007. - p.590
43. Filik H. Use of the molybdenum–thiocyanate–rhodamine 6G ternary complex for spectrophotometric molybdenum determination without extraction / H. Filik, E. T¨utem, R. Apak. // Anal. Chim. Acta Vol.505. - 2004. - p.77.
44. A. Molina-Diaz, M.I. Pascual-Reguera, E. Li˜n´an-Veganzones, M.L. Fernandez de Cordova, L.F. Capit´an-Vallvey, Talanta 43 (1996) 185.
45. Ahmed T. Mubarak, Ashraf A. Mohamed, Khaled F. Fawy, Ayed S. Al-Shihry, Highly sensitive catalytic determination of molybdenum, Department of Chemistry, Faculty of Science, King Khalid University, Saudi Arabia, 2006.
46. Walter Slawin, D.C Manning., G.R. Carnrick / The Stabilized Temperature Platform Furnace / Atomic Spectroscopy 2 (5), 1981, pages 137-145.
47. Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. М.: Техносфера, 2009. 782 с
48. Wagner K.A., Levine K.E., Jones B.T., A. Simple Low – Cost, Multielement Atomic-Absorption Spectrometer with a Tungsten Coil Atomizer. // SpectrochimicaActa, Part B – Atomic Spectroscopy. – Vol. 53, № 11. 1998. – p.1507-1516.
49. Smith S.B. Jr., G.M. Hieftje. A new background - correction method for atomic absorption spectrometry. // Applied spectroscopy. – Vol. 37, № 5, 1983. – p.419-424.
50. Stephens R., Ryan R.E. An application of the Zeeman effect to analytical atomic absorption. II. Background correction. // Talanta.- Vol. 22, 1975. – p.659 – 662.
51. Koizumi H., Yasuda K. Determination of lead, cadmium and zinc using the Zeeman effect in atomic absorption spectrometry. // Anal. Chem. – Vol. 48, № 8. - 1976. – p.1178-1182.
52. Koizumi H., Yasuda K. An application of the Zeeman effect to atomic absorption spectrometry: a new method for background correction. // Spectrochim. ActaPartB.- Vol. 31B. № 5, 1976. – p.237–255.
53. Ганеев А.А., Шолупов С.Е., Сляднев М.Н. Зеемановская модуляционная поляризационная спектрометрия как вариант атомно-абсорбционного анализа: возможности и ограничения. // Журнал аналитической химии. – Том 51, 1996. – 855 - 864 с.
54. Burguera J.L., Burguera M., Rondon C. An on-line flow-injection microwave-assisted mineralization and a precipitation/dissolution system for the determination of molybdenum in blood serum and whole blood by electrothermal atomic absorption spectrometry. // Talanta. – Vol.58. - 2002. – p. 1167–1175.
55. Burguera J.L. Electrothermal atomic absorption spectrometry determination of molybdenum in whole blood / J.L. Burguera, C. Rondo´n, M. Burguera, M.E. Roa, Y. Petit de Pen˜a. Venezuelan Andean Institute for Chemical Research, Faculty of Sciences, Los Andes University, Venezuela // Elsevier 2001. - p.700-732
56. Пупышев, А.А. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов / А.А. Пупышев, В.Т. Суриков. - Екатеринбург, 2006. – 276 c.
57. Пупышев, А.А. Спектральные помехи полиатомных ионов в методе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. / А.А Пупышев, Э.Н Эпова // Аналитика и контроль. – 2001. - №5. – c. 335-369.
58. Большаков, А.А. Перспективы аналитической атомной спектрометрии. / А.А Большаков, А.А Ганеев, В.М Немец // Успехи химии. – 2006. - №75. – c. 322-328.
59. Fenn J.B. Electrospray ionization - principles and practice. / J.B. Fenn, M. Mann, C.K. Meng, S.F. Wong, C.M. Whitehouse // Mass Spectrometry Reviews. – 1990. – Vol.9. – p. 37.
60. Rahmi D., Zhu Y., Fujimori E., Umemura T., Haraguchi H. Multielement determination of trace metals in seawater by ICP-MS with aid of down-sized chelating resin-packed minicolumn for preconcentration. // Talanta. – Vol. 72, 2007. – p.600–606.
61. Batista B.L., Grotto D., Rodrigues J.L., de Oliveira Souza V.C., Barbosa F. Jr. Determination of trace elements in biological samples by inductively coupled plasma mass spectrometry with tetramethylammonium hydroxide solubilization at room temperature. // AnalyticaChimicaActa. – Vol.646. - 2009. – p. 23–29.
62. Heitland P., Koster H.D. Biomonitoring of 37 trace elements in blood samples from inhabitants of northern Germany by ICP–MS. // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. – Vol. 20, 2006. – Pages 253–262.
63. D’Ilio S., Violante N., Di Gregorio M., Senofonte O., Petrucci F. Simultaneous quantification of 17 trace elements in blood by dynamic reaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry (DRC-ICP-MS) equipped with a high-efficiency sample introduction system. // AnalyticaChimicaActa. – Vol.579. - 2006. – p. 202–208.
64. Спектрометр атомно-абсорбционный «МГА-915» Руководство по эксплуатации. ООО «Люмекс», СПб, 2002.
65. Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике / В.В. Меньшиков // М.Ж Медицина. 1987. - 175 c.