Хелатная платина

Хелатная платина — это ионизированная форма платины , которая образует две или более связи с противоионом . ^[1] Утверждается, что некоторые хелаты платины обладают противомикробной активностью.

Синтез

Хотя концепция и практическое использование хелатирования металлов широко распространены, о хелатировании инертных металлов, таких как платина, сообщалось редко, а выход был чрезвычайно низким. ^[2] Для получения хелатного раствора платины хелатирующий агент типа тетрааммония ЭДТА , NTA, DTPA или HEDTA смешивали с платиной или химическими соединениями платины. Полученная хелатная платина будет в 4 формах:

ЭДТА: (i) (NH ₄ ) ₄ -(ЭДТА)n•Pt, (ii) (NH ₄ ) ₄ -n(ЭДТА•Pt), (iii) K ₄ -n(ЭДТА•Pt) или (iv) К ₂ -n(ЭДТА•Pt).
НТА: (i) (NH ₄ ) ₄ -(NTA)n•Pt, (ii) (NH ₄ ) ₄ -n(NTA•Pt), (iii) K ₄ -n(NTA•Pt) или (iv) К ₂ -n(NTA•Pt).
DTPA: (i) (NH ₄ ) ₄ -(DTPA)n•Pt, (ii) (NH ₄ ) ₄ -n(DTPA•Pt), (iii) K ₄ -n(DTPA•Pt) или (iv) К ₂ -n(ДТПА•Pt).
ГЭДТА: (i) (NH4 ₎ 4- ₍ HEDTA•Pt), (ii) (NH4 ₎ 4 _- n(HEDTA•Pt), (iii)K ₄ ; _{-n(HEDTA•Pt) или (iv) K 2} -n(ГОЛОВКА•Pt).

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

Серебро , платина и золото – самые известные драгоценные металлы . Однако с более всеобъемлющей и химической точки зрения их следует описывать как инертные металлы. Инертные металлы очень стабильны. Они с трудом принимают непосредственное участие в обычных кислотно-основных реакциях и превращаются в соединения металлов. Поэтому они могут оставаться в природе в виде единого элемента. Превратить серебро, платину и золото в металлокомплекс можно только в очень специальной и специфической реакционной среде. Кроме того, гораздо труднее перевести инертные металлы в их хелатную форму, устойчивую в кислых и основных условиях. Основная причина заключается в том, что для достижения водорастворимого состояния он должен пройти процесс обработки, требующий большого количества энергии.

Антимикробные и противовирусные свойства

Как правило, перевести инертный драгоценный металл непосредственно в водорастворимое ионное состояние — непростой процесс. Материал, подвергшийся высокоэнергетической обработке, получит определенное количество энергии в соответствии с эффектом накопления энергии . Следовательно, когда инертный металл непосредственно переходит в 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, что аналогично ситуации электрического короткого замыкания , может привести к взрыву клеток и вызвать бактерицидный эффект. . Кроме того, ион платины в хелатном состоянии гораздо более стабилен, чем ион обычного металла в водном растворе. Кроме того, концентрацию и плотность хелатных ионов платины можно свободно регулировать, эта характеристика обеспечивает эффективную концентрацию для антимикробной и противовирусной активности. Кроме того, платина, как известно, является лучшей. катализатор в мире. Концепция катализатора заключается в том, что он, с одной стороны, запускает катализирующие и обратимые реакции, но, с другой стороны, 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 влияния на поверхностную энергию, предполагается, что антимикробные и противовирусные свойства платины будут включать следующие аспекты. Так же, как ионы других противомикробных и противовирусных металлов, таких как серебро, ^[3] золото, ^[4] и медь ^[5] Ион платины также заряжен положительно. В зависимости от химических характеристик поверхность грамположительных и грамотрицательных бактерий заряжена отрицательно. ^[6] Между тем, сходные характеристики поверхности можно обнаружить у грибов и вирусов с оболочкой . ^[7] Положительно заряженные ионы платины будут притягиваться отрицательно заряженной поверхностью клетки посредством электростатического взаимодействия и участвовать в переносе электронов. При дестабилизации клеточной мембраны, изменении мембранного потенциала, pH и местной проводимости проницаемость мембраны значительно увеличивается, что приводит к разрыву внешнего мембранного слоя микроба или вируса. Более того, некоторые функциональные группы белков могут связываться с ионами металлов, что приводит к денатурации белков . В конечном итоге произойдет гибель клеток или разрушение структуры вируса. ^[5]^[7]^[8]^[9]^[10] Помимо структурного повреждения мембраны, ионы металлов также способствуют образованию активных форм кислорода (АФК) внутри клетки. АФК окисляют глутатион , который является жизненно важным соединением бактерий, обеспечивающим систему антиоксидантной защиты для борьбы с АФК. ^[8] Следовательно, клетка будет разрушена из-за снижения внутриклеточного уровня АТФ, денатурации клеточных ферментов, 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, которые присутствуют в большинстве клеточных биомолекул, очень сильное и неспецифическое, следовательно, ион металла может обладать широким спектром антимикробных свойств. ^[13]

Безопасность

Что касается безопасности, платина не усваивается организмом. Платина широко используется во многих видах медицинских имплантатов , таких как стоматологические сплавы, катушки для аневризмы, электроды для медицинских устройств, коронарные стенты и катетеры. ^[14] Аллергия на металлическую платину у человека регистрировалась редко. Только соединения платины, которые обладают лабильными уходящими группами, координированными с платиной, такие как комплексные галогенированные соли платины или цисплатин, проявляют гиперчувствительность и/или токсичность для человека. ^[15]^[16] Поскольку хелатный ион платины прочно связан с хелатирующим агентом в форме макромолекулы, проблема токсичности не будет проблемой.

Ссылки

^ МакНевин, В.М.; Криге, Огайо (1 апреля 1955 г.). «Хелирование металлов платиновой группы». Аналитическая химия . 27 (4). США: Американское химическое общество : 535–536. дои : 10.1021/ac60100a012 .
^ Помогайло А.Д., Уфлянд ИП (октябрь 1990 г.). «Макромолекулярные хелаты платиновых металлов» (PDF) . Обзор платиновых металлов . 34 (4): 185–91.
^ Чен X, Schluesener HJ (январь 2008 г.). «Наносеребро: нанопродукт в медицинском применении». Письма по токсикологии . 176 (1): 1–12. дои : 10.1016/j.toxlet.2007.10.004 . ПМИД 18022772 .
^ 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 . ПМИД 30028030 . S2CID 51701685 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Лара Х.Х., Аяла-Нуньес Н.В., Икстепан-Туррент Л., Родригес-Падилья С (январь 2010 г.). «Способ противовирусного действия наночастиц серебра против ВИЧ-1» . Журнал нанобиотехнологий . 8 (1): 1. дои : 10.1186/1477-3155-8-1 . ПМЦ 2818642 . ПМИД 20145735 .
^ Славин Ю.Н., Аснис Ю., Хефели У.О., Бах Х. (октябрь 2017 г.). «Металлические наночастицы: понимание механизмов антибактериальной активности» . Журнал нанобиотехнологий . 15 (1): 65. дои : 10.1186/s12951-017-0308-z . ПМЦ 5627441 . ПМИД 28974225 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ким Дж., Ли Дж., Квон С., Чон С. (февраль 2009 г.). «Получение биоразлагаемого композита полимер/наночастицы серебра и его антибактериальная эффективность» . Журнал нанонауки и нанотехнологий . 9 (2): 1098–102. дои : 10.1166/jnn.2009.C096 . ПМИД 19441464 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Стенсберг MC, Вэй Кью, Макламор ES, Портерфилд DM, Вэй А, Сепульведа MS (июль 2011 г.). «Токсикологические исследования наночастиц серебра: проблемы и возможности в оценке, мониторинге и визуализации» . Наномедицина . 6 (5): 879–98. дои : 10.2217/nnm.11.78 . ПМЦ 3359871 . ПМИД 21793678 .
^ Дакал Т.К., Кумар А., Маджумдар Р.С., Ядав В. (16 ноября 2016 г.). «Механистические основы антимикробного действия наночастиц серебра» . Границы микробиологии . 7 : 1831. дои : 10.3389/fmicb.2016.01831 . ПМК 5110546 . ПМИД 27899918 .
^ Рен Дж., Ху Д., Ченг Э.В., Варгас-Реус М.А., Рейп П., Аллакер Р.П. (июнь 2009 г.). «Характеристика наночастиц оксида меди для антимикробного применения». Международный журнал противомикробных средств . 33 (6): 587–90. дои : 10.1016/j.ijantimicag.2008.12.004 . ПМИД 19195845 .
^ 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 активными формами кислорода» . Арабский химический журнал . 10 (6): 862–876. дои : 10.1016/j.arabjc.2015.08.008 .
^ Цуй Ю, Чжао Ю, Тянь Ю, Чжан В, Люй Х, Цзян Икс (март 2012 г.). «Молекулярный механизм действия бактерицидных наночастиц золота на кишечную палочку». Биоматериалы . 33 (7): 2327–33. doi : 10.1016/j.bimaterials.2011.11.057 . ПМИД 22182745 .
^ Юань П., Дин X, Ян YY, Сюй QH (июль 2018 г.). «Металлические наночастицы для диагностики и терапии бактериальных инфекций». Передовые материалы по здравоохранению . 7 (13): e1701392. дои : 10.1002/adhm.201701392 . ПМИД 29582578 . S2CID 4430566 .
^ Ламберт Дж. М. (июль 2006 г.). «Природа платины в силиконах для биомедицинского и медицинского использования». Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть B: Прикладные биоматериалы . 78 (1): 167–80. дои : 10.1002/jbm.b.30471 . ПМИД 16470825 .
^ «Платина (EHC 125, 1991 г.)» . inchem.org .
^ «Токсичность платины и платиновых соединений (с краткими сведениями для других МПГ). Безопасное использование Platin Gr Met Work» (PDF) . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[1] МакНевин, В.М.; Криге, Огайо (1 апреля 1955 г.). «Хелирование металлов платиновой группы». Аналитическая химия . 27 (4). США: Американское химическое общество : 535–536. дои : 10.1021/ac60100a012 .

[2] Помогайло А.Д., Уфлянд ИП (октябрь 1990 г.). «Макромолекулярные хелаты платиновых металлов» (PDF) . Обзор платиновых металлов . 34 (4): 185–91.

[3] Чен X, Schluesener HJ (январь 2008 г.). «Наносеребро: нанопродукт в медицинском применении». Письма по токсикологии . 176 (1): 1–12. дои : 10.1016/j.toxlet.2007.10.004 . ПМИД 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 . ПМИД 30028030 . S2CID 51701685 .

[:2-5] Перейти обратно: ^а ^б Лара Х.Х., Аяла-Нуньес Н.В., Икстепан-Туррент Л., Родригес-Падилья С (январь 2010 г.). «Способ противовирусного действия наночастиц серебра против ВИЧ-1» . Журнал нанобиотехнологий . 8 (1): 1. дои : 10.1186/1477-3155-8-1 . ПМЦ 2818642 . ПМИД 20145735 .

[6] Славин Ю.Н., Аснис Ю., Хефели У.О., Бах Х. (октябрь 2017 г.). «Металлические наночастицы: понимание механизмов антибактериальной активности» . Журнал нанобиотехнологий . 15 (1): 65. дои : 10.1186/s12951-017-0308-z . ПМЦ 5627441 . ПМИД 28974225 .

[:3-7] Перейти обратно: ^а ^б Ким Дж., Ли Дж., Квон С., Чон С. (февраль 2009 г.). «Получение биоразлагаемого композита полимер/наночастицы серебра и его антибактериальная эффективность» . Журнал нанонауки и нанотехнологий . 9 (2): 1098–102. дои : 10.1166/jnn.2009.C096 . ПМИД 19441464 .

[:4-8] Перейти обратно: ^а ^б Стенсберг MC, Вэй Кью, Макламор ES, Портерфилд DM, Вэй А, Сепульведа MS (июль 2011 г.). «Токсикологические исследования наночастиц серебра: проблемы и возможности в оценке, мониторинге и визуализации» . Наномедицина . 6 (5): 879–98. дои : 10.2217/nnm.11.78 . ПМЦ 3359871 . ПМИД 21793678 .

[9] Дакал Т.К., Кумар А., Маджумдар Р.С., Ядав В. (16 ноября 2016 г.). «Механистические основы антимикробного действия наночастиц серебра» . Границы микробиологии . 7 : 1831. дои : 10.3389/fmicb.2016.01831 . ПМК 5110546 . ПМИД 27899918 .

[10] Рен Дж., Ху Д., Ченг Э.В., Варгас-Реус М.А., Рейп П., Аллакер Р.П. (июнь 2009 г.). «Характеристика наночастиц оксида меди для антимикробного применения». Международный журнал противомикробных средств . 33 (6): 587–90. дои : 10.1016/j.ijantimicag.2008.12.004 . ПМИД 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 активными формами кислорода» . Арабский химический журнал . 10 (6): 862–876. дои : 10.1016/j.arabjc.2015.08.008 .

[12] Цуй Ю, Чжао Ю, Тянь Ю, Чжан В, Люй Х, Цзян Икс (март 2012 г.). «Молекулярный механизм действия бактерицидных наночастиц золота на кишечную палочку». Биоматериалы . 33 (7): 2327–33. doi : 10.1016/j.bimaterials.2011.11.057 . ПМИД 22182745 .

[13] Юань П., Дин X, Ян YY, Сюй QH (июль 2018 г.). «Металлические наночастицы для диагностики и терапии бактериальных инфекций». Передовые материалы по здравоохранению . 7 (13): e1701392. дои : 10.1002/adhm.201701392 . ПМИД 29582578 . S2CID 4430566 .

[14] Ламберт Дж. М. (июль 2006 г.). «Природа платины в силиконах для биомедицинского и медицинского использования». Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть B: Прикладные биоматериалы . 78 (1): 167–80. дои : 10.1002/jbm.b.30471 . ПМИД 16470825 .

[15] «Платина (EHC 125, 1991 г.)» . inchem.org .

[16] «Токсичность платины и платиновых соединений (с краткими сведениями для других МПГ). Безопасное использование Platin Gr Met Work» (PDF) . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]