Разработка технологического процесса получения полиальдегиддекстранов окислением декстранов перманганатом калия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Медведев, Владимир Сергеевич

• Медведев, Владимир Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Медведев, Владимир Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ДЕКСТРАНАМ И ПОЛИАЛЬДЕГИДДЕКСТРАНАМ

1.1 Актуальность использования полиальдегиддекстранов для получения фармацевтических препаратов

1.2 Декстраны и способы их получения

1.3 Производственная линия получения клинического декстрана

1.4 Методы получения полиальдегиддекстранов

окислением декстранов

1.4.1 Окисление декстранов йодной кислотой и периодатами щелочных металлов

1.4.2 Окисление декстранов у-излучением

1.4.3 Окисление декстранов перманганатом калия

1.5 Молекулярная структура и механизм реакции получения ПАД

1.6 Аналитические методы определения количества карбонильных групп

в полиальдегиддекстранах

ГЛАВА 2 РАСЧЕТ КИНЕТИЧЕСКИХ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ ДЕКСТРАНА ПЕРМАНГАНАТОМ КАЛИЯ

2.1 Определение термодинамических параметров модели окисления декстрана перманганатом калия

2.2 Определение кинетических параметров модели окисления декстрана перманганатом калия

2.3 Влияние высокой молекулярной массы декстрана на параметры модели

окисления декстрана перманганатом калия

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ОКИСЛЕНИЯ ДЕКСТРАНА В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

3.1 Объекты и методы исследования процесса окисления декстрана

3.2 Определение влияющих параметров в контрольных технологических точках процесса получения ПАД

3.3 Приготовление клинических декстранов, ПАД и конъюгатов ПАД

с 2,4-динитрофенилгидразином и флуоресцеином

3.4 Определение содержания альдегидных групп в ПАД

3.5 Определение времени полуреакции процесса окисления декстрана

3.6 Определение количества окислителя (КМп04) в реакции

получения ПАД

3.8 Определение режима кислотности реакции окисления декстранов перманганатом калия

3.9 Физико-химический анализ структуры и состава декстранов, полиальдегиддекстранов и их конъюгатов (ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия, ПМР, ЯМР 13С, ВЭЖХ)

3.10 Очистка продуктов реакции ПАД с флуоресцеином

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ ДЕКСТРАНА

В УСЛОВИЯХ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Определение оптимальных параметров процесса окисления декстрана

в промышленном реакторе

4.2 Определение зависимостей окисления декстрана перманганатом калия

в условиях промышленного реактора

4.3 Очистка ПАД от диоксида марганца фильтрованием

4.4 Рекомендации по выбору аппаратурно-технического исполнения

производственной линии получения ПАД

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологического процесса получения полиальдегиддекстранов окислением декстранов перманганатом калия»

ВВЕДЕНИЕ

В современной медицине широкое применение нашли препараты на основе декстранов - природных полисахаридов биологического происхождения. К ним относят сульфат декстрана, диэтиламиноэтилдекстран, комплекс железо-декстран, гидрогели на основе декстрана. В качестве плазмозамещающих препаратов в клинической практике используют водные растворы декстранов: реополиглюкин, полиглюкин и др. В настоящее время одним из перспективных веществ на основе декстрана для создания новых фармацевтических препаратов являются окисленные декстраны, а именно полиальдегиддекстран (ПАД).

Разработка технологии получения ПАД способствует решению задач создания высокотехнологичного отечественного промышленного фармацевтического комплекса и повышения лекарственной независимости страны, определенной федеральной целевой программой «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу».

Наибольшее применение в практике получения полиальдегидцекстранов получили два метода: химический - с использованием периодатов щелочных металлов, и физический - с применением жесткого гамма-излучения. Основными недостатками существующих процессов окисления являются: необходимость применять трудозатратные процессы очистки конечного продукта от неорганических йодпроизводных, наличие которых ограничивает применение ПАД в медицине, нестабильность структуры получаемых физическим методом полисахаридов.

Учитывая недостатки существующих методов синтеза ПАД, разработка нового метода получения ПАД и создание технологии окисления декстранов для получения конкурентоспособных фармацевтических препаратов являются актуальным.

Исследования по разработке технологии получения

полиальдегиддекстранов проводились в рамках реализации Федеральной целевой

программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 годы» по государственному контракту № 16.522.12.2001 «Разработка технологии и создание опытного производства окисленных декстранов».

Цель исследования - разработка технологического процесса окисления декстранов при применении перманганата калия в качестве окислителя.

Задачи исследований:

1. Исследовать закономерности процесса окисления декстранов перманганатом калия.

2. Разработать методику оценки качества получаемого окисленного декстрана.

3. Изучить влияние технологических параметров процесса окисления декстранов (количество окислителя, температура, рН) на свойства получаемых ПАД.

4. Определить технологические режимы процесса получения окисленных декстранов в условиях опытно-промышленного производства и разработать практические рекомендации по применению результатов работы в производстве ПАД.

Объект, предмет и методы исследования. Объектом исследования является процесс получения ПАД с использованием перманганата калия. Предметом исследования являются параметры, влияющие на эффективность окисления (температура, рН, количество окислителя).

В процессе выполнения работы были использованы экспериментальные и расчетно-аналитические методы, методы теоретического и компьютерного моделирования.

Научная новизна работы:

1. Выполнено научное обоснование технологии получения ПАД с использованием в качестве окислителя перманганата калия, обеспечивающей выпуск продукта высокого качества.

2. Установлены зависимости выхода ПАД и количества окисленных групп в ПАД от технологических параметров процесса окисления, позволяющие оценить степень их влияния на свойства целевого продукта.

3. Разработана теоретическая модель процесса окисления ПАД, учитывающая различие в энергиях окисления глюкозных колец, позволяющая определять степень их окисляемости и поведение при окислении.

Теоретическая и практическая значимость:

1. Разработана методика определения содержания альдегидных групп для оценки качества получаемых ПАД.

2. Разработан способ окисления декстрана, который позволил обеспечить требуемое качество продукта с заданной производительностью.

3. Разработана технологическая схема производства ПАД.

4. Разработаны и внедрены в опытно-промышленное производство окисленных декстранов ОАО «ФНПЦ «Алтай» практические рекомендации по получению ПАД.

5. Результаты работы положены в основу при создании противотуберкулезного лекарственного препарата в рамках реализации федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу» по государственному контракту 14.N08.12.0007 «Доклинические исследования противотуберкулезной фармацевтической композиции на основе коньюгата гидразида изоникотиновой кислоты и декстрана».

Положения, выносимые на защиту:

1. Зависимости производительности процесса окисления и качества ПАД от технологических параметров.

2. Способ окисления декстрана перманганатом калия для получения ПАД.

3. Теоретическая модель процесса окисления декстрана, учитывающая различие в энергиях окисления глюкозных колец декстрана и высокую молекулярную массу объекта.

4. Методика определения содержания альдегидных групп для оценки качества получаемых ПАД.

Личный вклад автора. Разработка плана исследований, проведение экспериментальных исследований и теоретического моделирования процесса окисления декстранов, обработка полученных данных, обсуждение результатов, формулировка выводов, подготовка публикаций по теме диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на Ш-ей Всероссийской школе-семинаре для студентов, аспирантов и молодых ученых «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы» (Россия, г. Белгород, 2010 г.), VII-й Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством образования, продукции и окружающей среды» (Россия, г. Бийск, 2013 г.), кафедре «ТГВ ПАХТ» БТИ АлтГТУ, НТС ОАО «ФНПЦ «Алтай», общих семинарах ФГБУ «НЦКЭМ» СО РАМН.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано шесть печатных работ, в том числе один патент РФ, и три статьи в изданиях, входящих в перечень рецензируемых изданий и журналов.

Представленная диссертационная работа автора содержит ряд материалов, которые выполнены совместно со Шкурупием В.А., Беляевым В.Н. Троицким A.B., Глазевым Д.Ю., научным руководителем Певченко Б.В. и др.

Автор выражает признательность соавторам публикаций за содействие в проведении диссертационных исследований и рекомендации при написании диссертации, а также В.Г. Васильеву, В.В. Кандауровой и Ю.В. Гатилову за помощь в организации и проведении совместных работ по регистрации ЯМР, ИК-спектров и элементного анализа экспериментальных образцов полиальдегиддекстранов.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ДЕКСТРАНАМ И

ПОЛИАЛЬДЕГИДДЕКСТРАНАМ

1.1 Актуальность использования полиальдегиддекстранов для получения

фармацевтических препаратов

Областями активных разработок в тематике создания фармацевтических субстанций на основе ПАД являются: создание новых наногелей и препаратов со свойствами адресной доставки лекарств. Области применения ПАД обширны и включают в себя как методы лечения, так и диагностику заболеваний. Например, в этих целях может использоваться модифицированный декстран с инкапсулированными люминесцентными красителями (Сё8е - для

последующей биологической маркировки. ПАД могут применяться для создания препарата с оксидом железа в целях замены дорогостоящих и токсичных маркеров для томографических исследований. Методики создания различных наногелей на основе декстрана принципиально схожи и состоят из трёх основных этапов: активации декстрана окислением, взаимодействия активированного декстрана с линкером, выделения геля в свободной форме. Процесс получения лекарственных препаратов с адресными свойствами можно разделить на несколько основных этапов:

1. Активация декстрана - обычно процесс заключается в формировании свободных альдегидных групп в составе молекулы декстрана её окислением. Другой способ активации заключается во введении в состав молекулы декстрана активных групп с помощью линкера. Иногда эти методики совмещают.

2. Присоединение лекарственного препарата к активированной молекуле ПАД. Зачастую этот процесс проходит селективно по месту активации и не сопровождается образованием побочных продуктов.

3. Выделение образовавшегося лекарственного препарата. Лекарственные препараты со свойствами адресной доставки имеют невысокую устойчивость

в свободной форме и требуют выделения в инактивированной форме.

Большое внимание к ПАД как к возможно новому препарату для создания лекарственных форм с направленным действием обусловлено его уникальными свойствами. ПАД, как структурный аналог декстрана не проявляет свойств аллергена и легко перерабатывается в организме. Наночастицы гелей на основе ПАД не отторгаются тканями человека, а возможность варьирования молекулярной массы исходных молекул позволяет увеличить направленное действие препарата.

1.2 Декстраны и способы их получения

Декстраны - представители гомополимеров целлюлозы с преимущественным содержанием а-(1-6) связей (50-97) % [1]. На рисунке 1.1 показана структура части основной цепи декстрана, содержащей разветвление на 2, 3 и 4 атомах углерода глюкозных циклов с образованием ответвлений а-(1-2), а-(1-3), а-(1^) боковых цепей соответственно. Степень и характер ветвления цепи полимера в основном зависит от штамма бактерий-продуцентов [2, 3]. Способность синтезировать содержащую декстран слизистую массу из сахарозы была открыта Луи Пастером в 1861 г. у бактерий, позже названных «Leuconostoc mesenteroides». В дальнейшем способность синтезировать декстран была обнаружена у штаммов Streptococcus и некоторых других [4, 5]. Наиболее изучены среди известных образцов декстрана фракции, полученные от штамма бактерий Leuconostroc mesenteroides (в частности Leuconostroc mesenteroides NRRL B-512(F)), что обусловлено коммерческой доступностью препарата и важностью для медицинского применения ввиду высокого содержания а-(1-6) связей [6]. Современный процесс получения коммерческих декстранов заключается в кислотном гидролизе неорганическими кислотами нативных декстранов, полученных из продуктов жизнедеятельности бактерий, и дальнейшем фракционировании водорастворимых фаз в целях получения чистых продуктов с заданной средней молекулярной массой (Mw) [7]. В таблице 1

приведены примеры составов цепей нескольких фракций декстрана, произведенных различными штаммами бактерий [8, 9].

о

он !

Рисунок 1.1- Структура декстрана

Таблица 1 - Количество различных типов гликозидных связей в декстранах разных штаммов бактерий

Продуцирующий штамм Растворимость в воде Виды а-связей, %

1->6 1—>2 1->3 1—>4

Lm NRRL В-512F + 95 5

Lm NRRL В—1355 + 54 46

Lm NRRL В-1299 + 68 29 3

Lm NRRL В-742 (фракция 2) — 87 13

S mutants 6715 + 64 36

S mutants GS5 + 70 30

S downei + 90 10

Предварительные данные о структуре декстранов можно получить методами оптического вращения, инфракрасной спектроскопии и в реакциях

окисления периодатами щелочных металлов по методу Смитта [10], а более детальные структурные данные применением реакции метилирования [11]. Процесс заключается в метилировании гидроксильных групп декстранов в присутствии йодистого метила с предварительной их активацией метилсульфонилметилом натрия (рисунок 1.2).

но но

НО—

ОН I

1 МаСНг-ЭО-СНз

2 СН31

Н,СО

Н*!НгОу---- н,СО

н3со '

Н3СО ''он

о о || II

НзСС-О-ССНз

н3со-

Н3СС0Н2С

II

о

о

II

СН2ОССН3

—ОСН3 —ОССН3

II

о

ЫаВН4

СН2ОН

— ОСН3

— ОСН3

—он сн2он

гжх-мс

Рисунок 1.2 - Анализ декстрана реакцией метилирования

Метилированные декстраны полностью гидролизуются неорганическими кислотами в соответствующие различные моносахариды, которые далее восстанавливаются боргидридом натрия и переацетилируются ангидридом уксусной кислоты. Полученные ацилпроизводные моносахаридов разделяются методом газовой хроматографии и идентифицируются по времени удержания. В частности, комбинированная капиллярная газожидкостная хромато-масс спектрометрия (ГЖХ-МС) является эффективным методом для определения структуры декстрана [12, 13]. Помимо выше перечисленных методов, данные о структуре могут быть получены с использованием деградирующих ферментов,

тонкослойной хроматографии, ВЭЖХ и ЯМР-спектроскопии 13С [14, 15]. Однако при использовании таких методов необходимо проводить трудоёмкую химическую модификацию декстранов и расщепление на составляющие компоненты, подразумевающие необратимое разрушение исследуемого образца.

Применение физико-химических методов ЯМР- и ИК-спектроскопии позволяет получить необходимые структурные данные без модификации или разрушения образца. Более того, метод ЯМР, по сравнению с прочими методами анализа, дает более подробную информацию о структуре полисахарида [16, 17]. Для ЯМР-спектров, снятых в растворе дейтерированного растворителя ДМСО-Б6, химические сдвиги атомов водорода и углерода глюкозного цикла декстрана, имеющего а-(1-6) гликозидную связь, имеют следующие значения: протоны гидроксильных групп, находящиеся у соответствующих атомов углерода 4.104.12 м.д. (ОН2), 4.51-4.52 м.д. (ОНЗ) и 4.63-4.64 м.д. (ОН4) [18, 19]. В спектре ЯМР-13С находятся шесть сигналов, соответствующие углеродным атомам глюкозных циклов основной цепи декстрана. Атомам углерода соответствуют следующие значения химических сдвигов: С1 - 98.9, С2 - 72.5, СЗ - 74.1, С4 -71.0, С5 - 71.1, С6 - 67.1 [20]. В дополнение к сигналам основной цепи, при наличии высокого содержания боковых цепей в структуре, могут быть установлены и сигналы разветвлений. На ЯМР-спектре декстрана, полученного от штамма бактерий Ьт В-512Р, помимо химического сдвига а-(1-6) атома

углерода, есть также два малоинтенсивных сигнала при 84,4 м.д. и 100,5 м.д., принадлежащие атомам углерода СЗ и С1 связи а-(1-3) соответственно. Ранее с использованием метода на основе реакции метилирования в декстране, полученном от штамма бактерий Ьт МШЬ В-512Р, было установлено наличие 5 % связей а-( 1-3) [21].

Определить среднюю молекулярную массу полимера можно методами ультрацентрифугирования, малоуглового рассеяния нейтронов, рассеяние лазерного излучения, оптического рассеяния и вискозиметрии [22]. Метод концевых групп и осмометрический мембранный метод дают информацию о величине средней молекулярной массы полимера. Нативный декстран, как

правило, обладает высокой средней молекулярной массой-порядка (0,5-9)-106 кДа и высокой полидисперсностью [23, 24]. Полидисперсность нативного декстрана, полученного от одного штамма бактерий, возрастает вместе с молекулярной массой, что обусловлено увеличением количества боковых цепей. Наибольший интерес для исследований представляет распределение фракций с различными молекулярными массами, полученными от одного штамма бактерий [25]. Такие данные можно получить с применением гель-проникающей хроматографии (ГПХ, SEC) с детектором молекулярной массы. Время удержания фракции напрямую зависит от молекулярной массы молекул в ней и увеличивается пропорционально. На рисунке 1.3 показана ГПХ хроматограмма частично гидролизованного неорганическими кислотами нативного декстрана, полученного от штамма бактерий Lm NRRL В-512F.

а 1000 Да ь аоооДа

Рисунок 1.3 - Распределение фракций нативного декстрана по молекулярной массе, полученное методом гельпроникающей хроматографии

Физико-химические свойства, такие как вязкость или величина оптического вращения, водных растворов декстрана имеют сложный характер и в значительной степени зависят от молекулярной массы растворенного декстрана и концентрации раствора. Молекулы декстрана с молекулярной массой ниже 2000 Да имеют близкое к линейному строение полимерной цепи, вследствие чего для них зависимость вязкости от концентрации раствора линейна [26].

Исследования методом малоуглового рентгеновского излучения растворов декстранов с молекулярной массой более 2000 Да показали, что молекулы в них находятся в виде глобул и не сочетаются между собой механически [27, 28]. При определённых концентрациях разветвлённые молекулы декстрана с молекулярной массой более 20 кДа переплетаются между собой, образуя четвертичные структуры в виде более плотных глобул. Основное следствие из возникновения процесса межмолекулярного механического взаимодействия молекул декстрана друг с другом это появление у растворов с высокой концентрацией свойств неньютоновских жидкостей [29, 30]. Одним из простых методов оценки размеров молекул декстрана в растворе является радиус инерции молекулы. С увеличением молекулярной массы вещества возрастает и радиус инерции, в тоже время повышение концентрации вещества без изменения его молекулярной массы или появление примесей снижают его радиус инерции [31]. Нативные декстраны, ввиду особенностей нерегулярного строения их полимерной цепи, в основном аморфные. Тем не менее удается получить пластинчатые монокристаллы сокристаллизацей из растворов вода/полиэтиленгликоль при Т — 120-200 °С [32]. Исследование монокристаллов декстрана комбинированными методами электронной и рентгеновской дифракции показывает, что элементарная ячейка состоит из двух остатков глюкопиранозных колец от двух антипараллельно расположенных полимерных цепей [33].

Как было отмечено выше, структурное разнообразие декстрана обусловлено многообразием производящих декстран штаммов бактерий. Свойства образцов весьма разнообразны и зависят от строения полимерной цепи. Появление в структуре полимера а-(1—>6) гликозидной связи, как правило, увеличивает конформационное разнообразие полимерной цепи в растворе и, как следствие, повышает мобильность и растворимость в полярных жидкостях (вода, диметилсульфоксид, диметилформамид, этиленгликоль) [34, 35]. Средняя молекулярная масса фракции декстрана также может влиять на время растворения. Помимо этого, растворимость декстрана также зависит от побочных гетерофазных процессов. Так, в 10 %-м водном растворе декстрана со средней

молекулярной массой 40 кДа при хранении на воздухе будет появляться осадок, что указывает на нестабильность раствора [36]. Процесс образования осадка или золирования обусловлен адсорбцией молекул декстрана на границе раздела фаз воздух-жидкость. Локальное увеличение концентрации декстрана в растворе и его взаимодействие с кислородом воздуха приводит к возникновению микроскопических нерастворимых частиц. Стабилизация водных растворов декстрана возможна кипячением или добавлением ДМСО [37].

Растворы декстранов, как и растворы простых моносахаров, проявляют оптическую активность и способны вращать плоскость поляризованного света. Основными факторами, влияющими на оптическую активность, являются растворитель и структурные особенности полимерной цепи конкретного образца [38, 39]. При температуре 25 °С в воде и формамиде отклонение пучка поляризованного света находится в пределах от +195 до +201 °С, и от + 208 до +233 °С соответственно. Для оптически активных декстранов концентрация и состав раствора могут быть определены с использованием метода мутаротации [40].

Важным аспектом при рассмотрении химических свойств декстрана являются исследования, в первую очередь, реакционной способности экваториально расположенных групп НО-2, НО-3 и НО-4. Это связано с большим содержанием а-(1-6) гликозидных связей в составе молекулы декстрана [41, 42]. Небольшой вклад в химические процессы с участием декстрана вносят первичные гидроксильные группы (около 1,5 %), это значение несколько увеличивается со снижением средней молекулярной массы и повышением числа невосстанавливающихся концевых групп [43]. Для определения реакционной способности вторичных гидроксильных групп на первом этапе проводят реакцию тритилирования для блокады первичных и концевых гидроксильных групп, а полученный продукт вводят в реакцию частичного метилирования [44], исследования по которому выявили следующие относительные реакционные способности экваториально расположенных гидроксильных групп НО-2, НО-3 и НО-4 - к2 : к3 : к4 = 8 : 1 : 3,5. У декстрана, как и у других глюканов, реакционная

способность НО-2 к алкилирующим агентам выше, чем у НО-3 и НСМ1. Это объясняется большей кислотностью группы НО-2 благодаря близко расположенному аномерному центру [45, 46]. Практические результаты по замещению остатком метилового эфира гидроксильных групп в декстране хорошо сочетаются с теоретическими данными только в случае рассмотрения одного замещения на одну глюкозную единицу. Так, замещение гидроксильных групп при втором и четвертом атомах углерода приводит к увеличению константы реакции для третьего атома углерода в 5,2 раза. В случае, если гидроксильные группы НО-2 и Н0^1 ионизированы, реакционная способность НО-3 снижается [47, 48]. Данные о реакционной способности могут применяться на практике для реакций и реагентов родственного типа, в случае же использования других веществ или реакций необходима их корреляция. Процесс ацилирования, в отличие от алкилирования, является термодинамически контролируемый за счет миграции заместителя [49]. Исследования частичного ацилирования декстрана ангидридом уксусной кислоты в пиридине показали, что константы реакции для гидроксильных групп НО-2, НО-3 и НО-4 имеют порядок к2 > к3 = к4 [50, 51]. Такой порядок реакционной способности аналогичен реакции метилирования с небольшим отличием для констант 1с3 и к4. Однако проведение процесса в водном растворе щелочи приводит к усреднению и выравниванию показателей реакционной способности для всех трёх гидроксильных групп, что может свидетельствовать о миграции ацильного остатка [52, 53]. Исследование распределения сульфатных групп в частично сульфатированных декстранах показало аналогичную для реакции ацилирования зависимость реакционной способности гидроксильных групп [54, 55]. При этом процент дизамещённых пиранозных колец был достаточно высок даже при низкой степени замещения [56].

1.3 Производственная линия получения клинического декстрана

Разработка промышленной технологии получения декстранов способом ферментации для дальнейшего использования в медицинских целях относится к 50-м годам XX века [57-59]. Основной отличительной чертой первых технологий получения декстрана для медицины было использование кислотного гидролиза для снижения молекулярной массы нативного декстрана, что приводило к образованию многочисленных биологически активных побочных продуктов [60]. Современные технологии получения декстранов со средней молекулярной массой 35 и 60 кДа в большей мере удовлетворяют требованиям безопасности медицинских препаратов, чем продукты, полученные ранее. За более чем полувековую историю технология получения декстранов претерпела значительные изменения и нововведения [61, 62]. Повышение качества продукта и производительности промышленных линий было достигнуто благодаря введению новых материалов (полиионитные ионообменные очистные колонки) [63], оптимизации технологий, вводу новых методов гидролиза нативных декстранов (ферментативный, ультразвуковой, тепловой) [64, 65]. Масштабной промышленной технологии получения ПАД не существует, в связи с чем на сегодняшний момент получение ПАД позиционируется как научно-исследовательский лабораторный метод. Существуют многочисленные исследования в области процессов окисления декстранов [66, 67], но работы по созданию технологии получения ПАД отсутствуют. Физические свойства ПАД (вязкость, плотность и пр.) с низким содержанием альдегидных групп схожи с таковыми для декстранов [68], вследствие чего определенные блоки производственной линии получения декстранов могут использоваться для создания производственной линии выпуска ПАД.

Рассмотрим более детально производственную линию получения декстрана с использованием ферментирующих бактерий в качестве продуцентов основного продукта [69]. В основу ее построения заложен принцип разделения на функциональные блоки. Так как конечный продукт должен обладать высокой

степенью чистоты от химических примесей и быть стерильным [70], необходимо территориального разобщить блоки производственной линии (рисунок 1.4). Разделяют этапы, отвечающие за синтез продукта (грязный этап - сырьевая емкость, проточный стерилизатор, ферментёр, осадительная емкость, гидролизер и фильтр) и его очистку (чистый этап - испаритель, ёмкость для растворения, фильтр, стабилизационная ёмкость, распылительная сушка, линия фасовки) [71].

Рисунок 1.4 - Схема производственной линии получения декстрана

Помимо этапов синтеза продуктов и их очистки, технология производства декстрана содержит этап фракционирования (фракционная емкость, ёмкость для растворения, ионообменная колонка). Фракционирование декстранов на производстве проводят с применением спиртов, в частности метилового, как наиболее доступного, однако это предъявляет повышенные требования к обеспечению техники безопасности [72, 73].

Процесс производства клинического декстрана начинается с приготовления питательной среды для бактерий-продуцентов. В промышленную емкость в необходимых пропорциях помещают сахарозу, воду, минералы и витамины, перемешивают при нагревании водяным паром и далее стерилизуют на двупластинчатом проточном стерилизаторе. Часть питательной среды (примерно двадцатая часть от общего объема) используется для поддержания колонии бактерий в инкубаторе, остальная часть раствора направляется в ферментер и смешивается с бактериальным материалом для синтеза нативного декстрана. Затем полученную биомассу пропускают через осадитель для отделения декстрана от биоматериала. Грязный нативный декстран подвергают кислотному гидролизу с использованием водного раствора соляной кислоты [74]. Для стабилизации в процессе гидролиза и дальнейшей лучшей очистки в гидролизер добавляют кизельгур [75]. Последующая первичная фильтрация позволяет получать достаточно чистый декстран без содержания биологического материала. Для выделения декстранов с молекулярной массой (35 и 60 кДа) отфильтрованный раствор прогоняют через фракционную емкость. Разделение декстранов на отдельные фракции достигается за счет создания градиента концентрации метилового спирта [76, 77]. Низкомолекулярные фракции (менее 20 кДа) после разделения возвращаются для регенерации метилового спирта, а высокомолекулярные (свыше 100 кДа) снова проходят через гидролизер со следующей партией [78]. Полученные клинические декстраны пропускают через ионообменную колонну, после чего чистый раствор подвергают финальной ультратонкой фильтрации и стабилизации. Сухой клинический декстран производят из раствора, применяя распылительную сушку. Для разделения конечного продукта по степени дисперсности используют систему двухкаскадных циклонов [79-81].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Медведев, Владимир Сергеевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Taylor, С. Application of high-performance liquid chromatography to a study of branching in dextrans / C. Taylor, N.W.H. Cheetham, G.J. Walker // Carbohydrate Research.- 1985.-№ 137.-P. 1-12.

2. Sidebotham, R.L. Dextrans / R.L. Sidebotham // Advanced Carbohydrate Chemical Biochemistry. - 1974. - № 30. - P. 371-444.

3. Dextran / G.H. Bixler, G.E. Hines, R.M. McGhee, R.A. Shurter // Industrial and Engineering Chemistry. - 1953. - Vol. 45. - P. 692-705.

4. Van Tieghem, P. On sugar-mill gum / P.Van Tieghem // Annual Science Nature Botanic Vegetable Biology. - 1878. -№ 7. - P. 180-203.

5. Samassa, M.G. The manufacture of dextran / M.G. Samassa // S.A. Medical Journal. - 1954. - P. 549-550.

6. Characterization of dextransucrases from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1299 / M. Dols, M. Remaud-Simeon, R.M. Willemot [et al] // Application Biochemical Biotechnol. - 1997. - № 62. - P. 47-53.

7. Seymour, F.R. Metylation structural analysis of unusual dextrans by combined gas-liquid chromatography-mass spectrometry / F.R. Seymour, E.C.M. Chen, S.H. Bishop // Carbohydrate Research. - 1979. - № 68. - P. 113-121.

8. Сиггиа, С. Количественный органический анализ по функциональным группам: Перевод с английского / С. Сиггиа, Дж.Г. Ханна. - М.: Химия, 1983. -672 с.

9. An improved procedure for the methylation analysis of oligosaccharides and polysaccharides / P.J. Harris, R.J. Henry, A.B. Blakeney, B.A. Stone // Carbohydrate Research. - 1984. - № 127. - P. 59-73.

10. Six unusual dextrans: methylation structural analysis by combined g.l.c. - m.s. of per-O-acetyl-aldononitries / F.R. Seymour, M.E. Slodki, R.D. Plattner, A. Jeanes // Carbohydrate Research. - 1977. - № 53. - P. 153-166.

11. Metylation analyses of NRRL dextrans by capillary gas-liquid chromatography / M.E. Slodki, R.E. England, R.D. Plattner, W.E. Dick // Carbohydrate Research. - 1986.

- № 156.-P. 199-206.

12. Metylation analyses of NRRL dextrans by capillary gas-liquid chromatography / M.E. Slodki, R.E. England, R.D. Plattner, W.E. Dick // Carbohydrate Research. - 1986.

- № 156.-P. 199-206.

13. Leuconostoc dextransucrase and dextran: production, properties and application / M. Naessens, A. Cerdobbel, W. Soetaert, E.J. Vandamme // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. - 2005. - Vol. 80. - P. 845-860.

14. Hare, M.D. Characterization of the extracellular, water-insoluble glucans of oral streptococci by methylation analysis, and by enzymic synthesis and degradation / M.D. Hare, S. Svensson, G.J. Walker // Carbohydrate Research. - 1978. - № 66. -P. 245-264.

15. Gagnaire, D. Etude par 13C NMR et 'H NMR du dextrane et de ses derives acetyles et denzyles / D. Gagnaire, M. Vignon // Die Makromolekulare Chemie. - 1977. -Vol. 178.-P. 2321-2333.

16. Cheetham, N. W. H. Dextran structural details from high-field proton NMR spectroscopy / N.W.H. Cheetham, E. Fiala-Beer // Carbohydrate Polymers. - 1991. -№ 14.-P. 149-158.

17. Seymour, F.R. Determination of the structure of dextran by 13C-nuclear magnetic resonance spectroscopy / F.R. Seymour, R.D. Knapp, S.H. Bishop // Carbohydrate Research. - 1976. -№ 51. - P. 179-184.

18. Gilmore, K. S. Analysis of the Streptococcus downei gtfS gene, which specifies a glycosyltransferase that synthesizes soluble glucans / K.S. Gilmore, R.R. Russell, J.J. Ferretti // Infection and Immunity. - 1990. - № 58. - P. 2452-2458.

19. Heinze, T. Chemical characteristics of cellulose acetate / T. Heinze, T. Liebert // Macromolecular Symposia. - 2004. - Vol. 208. - P. 167-238.

20. Quality assurance in clinical dextran manufacture by molecular weight characterization / R.M. Alsop, G.A. Byrne, J.N. Done [at al] // Process Biochemistry. -1977.-№ 12.-P. 15-35.

21. loan, C. E. Structure Properties of dextran 2. Dilute solution / C.E. loan, T. Aberle, W. Burchard // Macromolecules. - 2000. - № 15. - P. 5730-5739.

22. Gekko, K. Physicochemical studies of oligodextran II. Intrinsic viscosity-molecular weight relationship / K. Gekko // Die Makromolekulare Chemie. - 1971. -№ 148.-P. 229-238.

23. Small-angle X-ray scattering studies of moderately concentrated dextran solution / Y. Hirata, Y. Sano, M. Aoki [at al] // Carbohydrate Polymers. - 2003. - № 53. -P. 331-335.

24. Structural changes in dextran: mechanism of insolubilization by absorption on the air-liquid interface / Y. Hirata, Y. Sano, M. Aoki [at al] // Journal of Colloid and Interface Science. - 1999. - Vol. 212. - P. 530-534.

25. Properties of dextran as a cryo-protectant in ice cream / R.D. McCurdy, H.D. Goff, D.W. Stanley, A.P. Stone // Food Hydrocolloids. - 1994. - № 8. -P. 625-633.

26. loan, C.E. Light scattering and viscosity behavior of dextran in semidilute solution / C.E. loan, T. Aberle, W. Burchard // Macromolecules. - 2001. - № 34. -P. 326-5739.

27. DeBelder, A.N. Dextran / A.N. DeBelder // Amersham Biosciense. - 2003. -№ 18-1166-12.-P. 1-57.

28. Chanzy, H. Single crystals of dextran: High temperature polymorph / H. Chanzy, G. Excoffier, C. Guizard // Carbohydrate Polymers. - 1981. - № 1. -P. 67-77.

29. Guizard, C. Molecular and crystal structure dextrans: a combined electron and X-ray diffraction study. 1. The anhydrous high-temperature polymorph / C. Guizard, H. Chanzy, A. Sarko // Macromolecules. - 1984. - № 17. - P. 100-107.

30. Shingel, K.I. Determination of structural peculiarities of dextran, pullulan and C-irradiated pullulan by Fourier-transform IR spectroscopy / K.I. Shingel // Carbohydrate Research. - 2002. - № 337. - P. 1445-1451.

31. Insolubilization of water-soluble dextran / Y. Hirata, M Aoki, H. Kobatake, H. Yamamoto // Biomaterials. - 1999. - № 20. - P. 303-307.

32. Stenekes, R.J.H. Formation of dextran hydrogels by crystallization / R.J.H. Stenekes, H. Talsma, W.E. Hennink // Biomaterials. - 2001. - № 22. -P.1891-1898.

33. A generalized correlation for the viscosity of dextrans in aqueous solution as a function of temperature, concentration, and molecular weight at low shear rates / F. Carrasco, E. Chornet, R.P. Overend, J. Costa // Journal of Applied Polymer Science. - 1989. - № 37. - P. 2087-2098.

34. Larm, O. Studies on the length of the side chains of dextran elaborated by Leuconostoc mesenteroids NRRL B-512 / O. Larm, B. Lindberg, S. Svensson // Carbohydrate Research. - 1971. - № 20. - P. 39^8.

35. Norrman, B Partial methylation of dextran / B. Norrman // Acta Chemica Scandinavica. - 1968. - № 22. - P. 1381-1385.

36. Garreg, P.J. Partial methylation of benzyl 4-0-methyl-|3-D-xylopyranoside / P.J. Garreg // Acta Chemica Scandinavica. - 1963. -№ 17. - P. 1343-1347.

37. DeBelder, A.N. Partial methylation studies on methyl p-D-glycopyranoside and some derivatives / A.N. DeBelder, B. Lindberg, O. Theander // Acta Chemica Scandinavica. - 1962. - № 16. - P. 2005-2009.

38. Ceska, M. Enzymatic reactions in the presence of non ionic polymer / M. Ceska // Experientia. - 1971. - № 27. - P. 767-768.

39. Ceska, M. Enhancement of enzymatic catalysis of cross-linked dextran in the presence of non ionic polymer / M. Ceska // Experientia. - 1972. - № 28. - P. 146-147.

40. Yuan, G.I. Chemical synthesis of optically active polyaniline in the presence of dextran sulfate as molecular template / G.I. Yuan, N. Kuramoto // Chemestry Letters. -2002.-№ 5.-P. 544-545.

41. Zhang, J Aqueous biphase formation by mixtures of dextran and hydrophobically modified dextran / J. Zhang, R. Pelton, L. Wagberg // Colloid Polymer Science. - 1998. -№276.-P. 476-481.

42. Arranz, F. Functionalization of dextran: incorporation of carboxy groups by O-succinoylation / F. Arranz, M. Sanchez-Chaves, J.C. Ramirez // Die Angewandte Makromolekulare Chemie. - 1992. - Vol. 194. - P. 79-89.

43. Arranz, F. Adducts of succinylated dextran-benzocaine. Synthesis and controlled release behavior / F. Arranz, M. Sanchez-Chaves, J.C. Ramirez // Die Makromolekulare Chemie, Rapid Communications. - 1992. - Vol. 13. - P. 403-407.

44. Усманов, Т.И. Исследование распределения заместителей в

» о

карбоксиметиловых эфирах полисахаридов методом ЯМР ,JC /Т.И. Усманов, У.Г.Каримова, А. Сарымсаков // Высокомолекулярные соединения. 1990. -T. 32А. -№6. - С. 1176-1183.

45. Mauzac, M. Anticoagulant activity of dextran derivatives. Part I. Synthesis and characterization / M. Mauzac, J. Jozefonvicz // Biomaterials. - 1984. - № 5. -P. 301-304.

46. Synthesis and structure - anticoagulant property relationship of functionalized dextrans: CMDBS / F. Chaubet, J. Champion, O. Maiga [at al] // Carbohydrate Polymers. - 1995. - № 28. - P. 145-152.

47. Non degradative sulfation of polysaccharides. Synthesis and structure characterization of biologically active heparan sulfate mimetic / D. Papy-Garcia, V. Barbier-Chassefiere, V. Rouet [at al] // Macromolecules. - 2005. - № 38. -P. 4647^1654.

48. Owen, Wm. L. Development of microorganisms during sugar manufacture / Wm. L. Owen // Industrial and Engineering Chemistry. - 1951. - № 3. - P. 606-609.

49. Home, W.D. Sugar chemistry / W.D. Home, S.M. Cantor, R.W. Liggett // Industrial and Engineering Chemistry. - 1951. - № 4. - P. 804-808.

50. Sylvan, B.L. Fermentation / B.L. Sylvan // Industrial and Engineering Chemistry. - 1951.-№ 9.-P. 1948-1969.

51. Barker, P.E. A new process for the continuous fraction of dextran / P.E. Barker, F.J. Ellison, B.W. Hatt // Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development. - 1978. - № 3. - P. 302-309.

52. Tsuchiya, H.M. An unusual streptococcus that yields low molecular weight (clinical type) dextran directly [abstract A22] / H.M. Tsuchiya, D.M. Hamilton, A.S. Carlson // Bacterial Processes. - № 23. - P. 1-84.

53. Lawford, G.R. Dextran biosynthesis and dextransucrose production by continuos culture of Leuconostoc mesenteroids / G.R. Lawford, A. Klingerman, T. Williams // Biotechnology and Bioengineering. - 1979. - № 21. - P. 1121-1127.

54. Neely, W.B. Dextransucrase, an induced enzyme from Leuconostoc mesenteroids / W.B. Neely, J. Nott//Biochemistry. - 1962. - № l.-P. 1136-1140.

55. Михалев, М.Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи для вузов / М.Ф. Михалев, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко, В.В. Зобнин: под ред. М.Ф. Михалева. -JL: Машиностроение, 1984. -301 с.

56. Lopez, A. Dextran synthesis by immobilized dextran sucrase / A. Lopez, P. Monsan // Biochemie. - 1980. -№ 62. - P. 323-329.

57. Biomimetic surfaces via dextran immobilization: grafting density and surface properties / D. Miksa, E.R. Irish, D. Chen [at al] / Material Research Society Symposium Proceeding. - 2004. - № 826E. - P. 2.2.1-2.2.7.

58. Zhao, H. Determination of degree of substitution of formyl groups in polyaldehyde dextran by the hydroxylamine hydrochloride method / H. Zhao, N.D. Heindel // Pharmaceutical Research. - 1991. - № 3. - P. 400^102.

59. Mazurkirwicz, J. Viscosity of solutions of dextrans with selected sweeteners / J. Mazurkiewicz, K. Rebilas, P. Tomasik // European Food Research Technology. -2001. -№213. -P. 470^473.

60. Robyt, J.F. Production, purification and properties of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroids NRRL B-512F / J.F. Robyt, T.F. Walseth // Carbohydrate Research. - 1979. - № 68. - P. 95-111.

61. Nilsson, G. Molecular-weight distribution determination of clinical dextran by gel permeation chromatography / G. Nilsson, K. Nilsson // Journal of Chromatography. - 1974.-№ 101.-P. 137-153.

62. Alsop, R.M. Industrial production of dextrans. In: BUSHELL / R.M. Alsop // Microbial Polysaccharides. - 1983. -№ l.-P. 1-44.

63. Fukui, К. Purification and properties of dextransucrase and invertase from Streptococcus mutans / K. Fukui, Y. Fukui, T. Moriyama // Journal of Bacteriology. -1974.-№ 118.-P. 796-804.

64. Kim, M. Optimization of oligosaccharide synthesis from cellobiose by dextransucrase / M. Kim, D.F. Day // Application Biochemistry and Biotechnology. -2008.-№ 148.-P. 189-198.

65. Effect of pH and aeration on dextran production by Leuconostoc mesenteroids / M.L. Lazic, V.B. Veljkovic, J.I. Vucetic, M.M. Vrvic // Enzyme Microbiology Technology. - 1993.-№ 15.-P. 334-338.

66. Dextransucrase production from Leuconostoc mesenteroids NRRL B-640 in batch fermentation / R.K. Purama, G. Singh, A. Majumder [at al] // Internet Journal of Chemistry Science. - 2007. - № 5. - P. 1497-1504.

67. Shamala, T.R. Preliminary studies on the production of high and low viscosity dextran by Leuconostoc spp. / T.R. Shamala, M.S. Prasad // Process Biochemestry. -1995.-№30.-P. 237-241.

68. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. - 11-е изд. - М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004. - 576 с.

69. Willemot, R.M. Effects of dextran on the activity of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroids / R.M. Willemot, P. Monsan, G. Durang // Annals of the New York Academy of Science. - 1988. - № 542.-P. 169-172.

70. Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1983. - 272 с.

71. Santos, М. Production of dextransucrase, dextran and frutose from sucrose using Leuconostoc mesenteroids NRRL B-5125(F) / M. Santos, J. Teixeira, A. Rodrigues // Biochemical Engeneering. - 2000. - № 4. - P. 177-188.

72. Girard, E. Activity and stability of dextrans from Leuconostoc mesenteroids NRRL R-512(F) in the presence of organic solvent / E. Girard, M.D. Legoy // Enzyme and Microbial Technology. - 1999. - № 24. - P. 425^132.

73. Higher antitumor efficacy of daunomycin when linked to dextran / A. Bernstein, E. Hurwitz, R. Maron [at al] // Journal of the National Cancer Institute. - 1978. -№ 112.-P. 285-298.

74. Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности»: учеб.пособие для техникумов / М.Н. Кувшинский, А.П. Соболева. - 2-е изд. - М.: Высш. школа, 1980.-223 с.

75. Directed covalent immobilization of aminated DNA probes on aminated plates / M. Fuentes, C. Mateo, L. Garcia [at al] // Biomacromolecules. - 2004. - № 5. -P. 883-888.

76. Дробченко, С. H. Таутомерные структуры диальдегидцекстранов / С.Н. Дробченко, JI.C. Исаева-Иванова, С.А. Грачев, Г.Н. Бондарев // Высокомолекулярные соединения. - 1990. - Т. 32. - № 4. - С. 254-258.

77. Foster, R.L. Preparation and properties of a soluble trypsin-dextran conjugate/ R.L. Foster // Experentia. - 1975. - № 31. - P. 772-773.

78. Effects of molecular weight of dextran and NAD+ density on coenzyme activity of high molecular weight NAD+ derivative covalently bound to dextran / S. Adachi, M. Ogata, H. Tobita, K. Hashimoto // Enzyme and Microbial Technology. - 1984. -№ 6.-P. 259-262.

79. Huiru, Z. Determination of degree of substitution of formyl groups in polyaldehyde dextran by the hydroxylamine hydrochloride method / Z. Huiru, N.D. Heindel // Pharmaceutical Research. - 1991. - № 8. - P. 400^102.

80. Polysaccharide-oligoamine based conjugates for gene delivery / T. Azzam, H. Eliyahu, L. Shapira [at al] // Journal of Medical Chemistry. - 2002. - № 45. -P. 1817-1824.

81. Sokolsky-Papkov, M Impact of aldehyde content on amphotericin В - dextran imine conjugate toxicity / M. Sokolsky-Papkov, A.J. Domb, J. Golenser // Biomacromolecules. - 2006. - № 7. - P. 1529-1535.

82. Hydrazide pharmaceuticals as conjugates to polyaldehyde dextran: synthesys, characterization, and stability / N.D. Heindel, H. Zhao, J. Leiby [at al] // Bioconjugate Chemistry. - 1990.-№ l.-P. 77-82.

83. Cationic polysaccharides as antiprion agent / I. Yudovin-Farber, T. Azzam, E. Metzer [at al] // Journal of Medical Chemistry. - 2005. - Vol. 48. - P. 1414-1420.

84. Usov, D. Dextran coating for aggregation control of layer-by-layer assembled polyelectrolyte microcapsules / D. Usov, G.B. Sukhorukov // Langmuir. - 2010. -Vol. 26.-P. 12575-12584.

85. Mann, J.S. Molecular amplifiers: synthesis and functionalization of a poly(aminopropyl)dextran bearing a uniquely reactive terminus for univalent attachment to biomolecules / J.S. Mann, J.C. Huang, J.F.W. Keana // Bioconjugate Chemistry. -1992.-№3.-P. 154-159.

86. Fluorescent neoglycoproteins: antibody-aminodextran-phycobiliprotein conjugates / O. Siimar, J. Wilkinson, A. Burshteyn [at al] // Bioconjugate Chemistry. -1999.-№ 10.-P. 1090-1106.

87. Semisynthetic hydrophilic polyals / M.I. Papisov, A. Hiller, A. Yurkovetskiy // Biomacromolecules. - 2005. - № 6. - P. 2659-2670.

88. Pietersz, G.A. The linkage of cytotoxic drugs to monoclonal antibodies for the treatment of cancer / G.A. Pietersz // Bioconjugate Chemistry. - 1990. - № 1. -P. 89-95.

89. Protein conjugates of defined structure: synthesis and use of a new carrier molecule / L.A. Vilaseca, K. Rose, R. Werlen [at al] // Bioconjugate Chemistry. - 1990. - № 1. - P. 89-95.

90. A study of aluminum-substituted iron dextran complexes by Mossbauer spectroscopy and X-ray diffraction / T. Cheng, R. Bereman, E.D. Grave, L.H. Bowen // Chemistry of Materials. - 2001.- № 13.-P. 136-140.

91. Dextran functionalized surfaces via reductive amination: morphology, wetting, and adhesion / D. Miksa, E.R. Irish, D. Chen [at al] / Biomacromolecules. - 2006. -№ 7.-P. 557-564.

92. Devakumar, J. A novel affinity-based controlled release system involving derivatives with enhanced osmotic activity / J. Devakumar, V. Mookambeswaran // Bioconjugate Chemestry. - 2007. - № 2. - P. 477^483.

93. Launer, H.F. Alkali sensitivity of polysaccharides: periodate starches, periodate dextran and a polygalacturonide / H.F. Launer, Y. Tomimatsu // Journal of Organic Chemistry. - 1961.-№26.-P. 541-545.

94. Thomas, J.J. Unraveling the intracellular efficacy of dextran-histidine polycation as an efficient nonviral gene delivery system / J.J. Thomas, M.R. Rekha, C.P. Sharma // Molecular Pharmaceutics. - 2012. - № 1. - P. 121-134.

95. Иозеп, А.А. Ацилирование аминов азидами карбоксиметилпроиз-водных полисахаридов / А.А. Иозеп, М.Н. Пономаренко, Б.В. Пассет // Журнал прикладной химии. 1998. - Т.71. - Вып. 1.-С. 140-145.

96. Шарпатый, В. А. Проблемы радиационной химии полисахаридов /

B.А. Шарпатый // Радиационная биология. Радиоэкология. - 1999. - №1. -Р. 156-161.

97. Ahmed, N.U. Radiation chemistry of carbohydrates. XVIII. The extreme and variable susepectibility of crystalline lactose to ionizing radiations / N.U. Ahmed, G.O. Philips, P. Baugh // Journal of Chemical Society Perkin Transaction. . - 1972. -№ 10.-P. 1305-1309.

98. Lofroth, G.O. Yilds in the radiation degradation of solid carbohydrates / G.O. Lofroth // Acta Chemica Scandinavica. - 1967. - № 21. - P. 1997-2001.

99. Von Sonntag, C. Chain Reaction of radicals in crystalline lactose monohydrate /

C. Von Sonntag, M. Disdaroglu // Z. Natureforsh. - 1973. - № 28. - P. 367-378.

100. Суппе, А.А. Оптическое поглощение облучённых углеводов / А.А. Суппе, Ю.Е. Тиликс // Химия высоких энергий. - 1994 - № 3. - С. 224-228.

101. Singn, A. Introduction: intel-conversion of singlet oxygen arid related R-pecies / A. Singn // Photochemistry and Photobiology. - 1978 - Vol. 28. - P. 429^130.

102. Пострадиационные и лиохимические реакции радикалов пентаэритрита / М.Ю. Суслов, И.В. Юдин, C.JI. Панасюк, Е.А. Малинина // Химия высоких энергий. - 1988- № 5.-е. 413^117.

103. Матюшков, В.В. Исследование механизма хемилюминесценции при растворении облученных углеводов / В.В. Матюшков, И.В. Юдин, C.JI. Панасюк // Химия высоких энергий. - 1982 -№ 2. - Р. 135-138.

104. Bothe, E. Radiation chemistry of carbohydrate. Kinetics of HO 2. Elimination from peroryl radicals derived from glucose and polyhydric alcohol / E. Bothe, D. Schulte-Prohlinde, C. Von Sonntag // Journal of Chemical Society Perkin Transaction. . - 1979. - № 5. - P. 416^120.

105. Schuchmann, M.N. Radiation chemistry of carbohydrates. Part 14. Hydroxyl radical induced oxidation of D-glucose in oxygenated aqueous solution / M.N. Schuchmann, C. Von Sonntag // Journal of Chemical Society Perkin Translation. - 1977.-№2.-P. 1958-1963.

106. Mechanisms of oxidative degradation of carbohydrates during oxygen delignification. 2. Reaction of photochemically generated hydroxyl radicals with methyl P-callobioside / D.F. Guay, B.J.W. Cole, R.C. Fort [at al] // Journal of Wood Chemistry and Technology. - 2001. - № 1. - P. 67-69.

107. Gilbert, B.C. Radical reaction of carbohydrates. Part 4. Electron spin resonance studies of radical-induced oxidation of some aldopentoses, sucrose, and compounds containing furanose ring / B.C. Gilbert, D.M. King, T.C. Barry // Journal of Chemical Society Perkin Transaction. - 1983. - № 2. - P. 675-683.

108. Reactivity of carbohydrate radicals derived from iodo sugars and dibenzoyl peroxide. Homolytic heteroaromatic and aromatic substitution, reduction, and oxidation / E. Vismara, A. Donna, F. Minisci // Journal of Organic Chemistry. - 1993. - № 4. -P. 959-963.

109. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов в 2 ч. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты / Ю.И. Дытнерский. - изд. 3-е. - М.: Химия, 2002. - 368 с.

110. Identification of a novel structure in heparin generated by potassium permanganate oxidation / D. Beccati, S. Roy, F. Yu // Carbohydrate Polymers. - 2010. -№ 82.-P. 699-705.

111. Odebunmi, E.O. Kinetics of oxidation of fructose, sucrose and maltose by potassium permanganate in NaHC03/Na0H buffer and iridium(IV) complex in sodium acetate/acetic acid buffer / E.O. Odebunmi, S.A. Iwarere, S.O. Owalude // International Journal of Chemistry. -2006.-№ 3.-P. 167-176.

112. Шкурупий В.А. Фагоцитоз макрофагами молекулярно-наносомальных гибридных композиций с окисленными декстранами, конъюгированными с гидразидом изоникотиновой кислоты / В. А. Шкурупий, С. А. Архипов,

A.В. Троицкий и др // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2009. - Т. 148. - № 12. - С. 633 - 635.

ИЗ. Шкурупий В.А. Эффекты молекулярно-наносомальных гибридных композиций с окисленными декстранами, конъюгированными с гидразидом изоникотиновой кислоты, на перитонеальные макрофаги in vitro /

B.А. Шкурупий, С.А. Архипов, В.О. Ткачев и др. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2008. - Т. 146. - № 11. - С. 563 - 566.

114. Kinetics and mechanism of permanganate oxidation of iota- and lambda-carrageenan polysaccharides as sulfated carbohydrates in acid perchlorate solution / R.M. Hassan, A. Fawzy, G.A. Ahmed // Carbohydrate Research. - 2011. - № 14. -P. 2260-2267.

115. Raheela, N Kinetics of oxidation of some reducing sugars by potassium permanganate in acidic medium by visible spectrophotometry a thesis submitted for the degree of doctor of philosophy: Raheela Naz. - Karachi, 2008. - 226 p.

116. Tetianec, L. An unexpectedly high reactivity of carbohydrate oxidase to permanganate / L. Tetianic, J. Kulys // Biologija. - 2004. - № 2. - P. 22-25.

117. Structure of periodate oxidation product with characteristic partial structures of zooxanthellatoxin-A, a potent vasoconstructive polyol from a symbiotic dinoflagellate / H. Nakamura, T. Asari, A. Murai [at al] // Journal of Organic Chemistry. - 1993. - № 2. -P. 313-314.

118. Synthesis of ultrasmall superparamagnetic iron oxides using reduced polysaccharides / G.P. Kenneth, T.B. Frigo, J.Y. Groman, E.V. Groman // Bioconjugate Chemistry.-2004.-№ 2.-P. 394-401.

119. Barbour, R.F. The determination of glycerol by the I.U.P.A.C. form of the Malaprade method / R.F. Barbour, J. Devine // Analyst. - 1971. - № 96. -P. 288-195.

120. Stereochemical studies of polyols from the polyene macrolide lienomycin / J. Pawlak, K. Nakanishi, T. Iwashita, E. Borowski // Journal of Organic Chemistry. -1987.-№ 13.-P. 2896-2901.

121. Tipper, D.J. Structures of the cell wall peptidoglycans of Staphylococcus epidermidis texas 26 and Staphylococcus aureus Copenhagen. I. Chain length and average sequence of cross-bridge peptides / D.J. Tipper, M.F. Berman // Biochemistry. - 1969,-№5.-P. 2183-2192.

122. Валян, В.А. Баромембранные технологии и оборудование/ В.А. Валян // Молочная промышленность. - 2007. - №7. - С. 13 - 18.

123. William L. Е. The mechanism of carbohydrate oxidation. VII. The action of potassium hydroxide on dihydroxy acetone / L. E. William, R. C. William // Journal of American Chemical Society. - 1928. - №50. - C. 486 - 492.

124. Seca A.M.L. Structural characterization of the lignin from the nodes and internodes of Arundo donax reed / A. M. L. Seca, Cavaleiro, J.A.S., Domingues F.M.J., et al // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 2000. - №48. - C. 817 - 824.

125. Tarentino, A.L. The isolation and structure of the core oligosaccharide sequences of IgM / A.L. Tarentino, Т.Н. Plummer, F. Maley // Biochemistry. - 1975. - № 25. -P. 5516-5523.

126. Baddiley, J. Structure, biosynthesis, and function of teichoic acid / J. Baddiley // Accounts of Chemical Research. - 1970. -№ 3. - P. 98-105.

127. Injectable in situ cross-linking hydrogels for local antifungal therapy / S.P. Hudson, R. Langer, G.R. Fink, D.S. Kohane // Biomaterials. - 2010. - № 6. -P. 1444-1452.

128. Ocular injectable formulation assessment for oxidezed dextran-base hydrogels / J. Maia, M.P. Ribeiro, C. Ventura // Acta Biomaterialia. - 2009. - № 6. - P. 1948-1955.

129. Synthesis and characterization of new injectable and degradable dextran-based hydrogels / J. Maia, L. Ferreira, R. Carvalho // Polymer. - 2005. - № 46. -P. 9604-9614.

130. Guthrie, R.D. The "dialdehydes" from the periodate oxidation of carbohydrates / R.D. Gothrie // Advaced Carbohydrate Chemistry. - 1961. - № 16. - P. 105-158.

131. Ishak, M.F. Kinetic evidence for hemiacetal formation during the oxidation of dextran in aqueous periodate / M.F. Ishak, T.J. Painter // Carbohydrate Research. -1978.-№64.-P. 189-197.

132. Bouhadir, K.H. Synthesis of cross-linked polyaldehyde guluronate hydrogels // Polymer. - 1999. -№ 40. - P. 3575-3584.

133. Иозеп, А.А. Синтез замещенных амидов карбоксиметилдекстрана / А.А. Иозеп, Т.Ю. Ильина, Б.В. Пассет // Журнал прикладной химии. 1994. - Т. 67. -Вып. 1.- С. 470-474.

134. Иозеп, А.А. Синтез и анализ гидразидов карбоксиметилпроизводных некоторых микробных полисахаридов / А.А. Иозеп, JI.H. Куприянова, М.Н. Пономаренко, Б.А. Ивин, Б.В. Пассет // Журнал прикладной химии. 1996. -Т. 69,-№9.-С. 1537- 1542.

135. Иозеп, А.А. Спектрометрические методы анализа водорастворимых полисахаридальдегидов / А.А. Иозеп, О.Б. Суворова, Л.И. Иозеп, Б.В. Пассет // Журнал прикладной химии. 1998. - Т. 71. -№ 7. - С. 1202 - 1205.

136. Тищенко, Е.В. Реакции декстранполиальдегида с аминогидрокси-пиримидинами / Е.В. Тищенко, А.А. Иозеп, Б.А. Ивин // Журнал прикладной химии. - 2002. - Т. 75. № 4. - С. 694 - 696.

137. A new procedure for the determination of the fine structure of polysaccharides / M. Abdel-Akher, J.K. Hamilton, R. Montgomery, F. Smith // Journal of American Chemical Society. - 1952. -№ 74. - P. 4970-4971.

138. Hamilton, J.K. Reduction of the products of periodate oxidation of carbohydrates. II. A new method for the end-group assay of amylopectin / J.K. Hamilton, F. Smith // Journal of American Chemical Society. - 1956. - № 78. - P. 5907-5909.

139. Reduction of the products of periodate oxidation of carbohydrates. V. The constitution of cellulose / I.J. Goldstein, J.K. Hamilton, R. Montgomery, F. Smith // Journal of American Chemical Society. - 1957. - № 79. - P. 6469-6473.

140. Abdel-Akher, M. Reduction of the products of periodate oxidation of carbohydrates. VII. The constitution of glycogen / M. Abdel-Akher, F. Smith // Archives of Biochemistry and Biophysics. - 1958. -№ 78. - P. 451^59.

141. Controlled degradation of polysaccharides by periodate oxidation, reduction, and hydrolysis / I.J. Goldstein, G.W. Hay, B.A. Lewis, F. Smith // Methods in Carbohydrate Chemistry. - 1965. - № 5. - P. 361-370.

142. Ederer, H.J. Modeling of polymer degradation reaction / H.J. Ederer, A.M. Basedow, K.H. Ebert // Modelling of Chemical Reaction System. Springer Series in Chemical Physics. - 1981. - Vol. 18.-P. 189-215.

143. Mahvar, R. Dextrans for targeted and sustained delivery of therapeutic and imaging agents / R. Mehvar // Journal of Controlled Release. - 2000. - № 69. - P. 1-25.

144. Xu, X. Hydrodynamic properties of aqueous dextran solution / X. Xu, L.H. Zhang, X. Qi // Journal of Applied Polymer Science. - 2009. - № 111. -P.1523-1529.

145. Fritz, S.S. Determination of carbonyl compound / J.S. Fritz, S.S. Yamamura, E.C. Bradford // Analytical Chemistry. - 1959. -№31. - P. 260-264.

146. Molteni, L. Dextran and inulin conjugates as drug carriers / L. Molteni // Methods in Enzymology. - 1985. - № 112. - P. 285-298.

147. Robyt, J.F. Reducing value methods for maltodextrains / J.F. Robyt, W.J. Whelan // Analytical Biochemistry. - 1972. - № 45. - P. 510-516.

148. Polymeric prodrug. Dextran-bound antirheumatic agent Naproxen / M. Azori, J. Pato, E. Csakvari, F. Tudos // Makromolecular Chemistry. - 1986. - № 187. -P.2073-2080.

149. Dextran-spermine conjugate: an efficient vector for gene delivery / T. Azzam, H. Eliyahu, A. Makovitzki, A.J. Domb // Macromolecular Symposia. - 2003. - № 195.-P. 247-261.

150. Robyt, J.F. Reducing value method for maltodextrins / J.F. Robyt, R.J. Ackerman, J.G. Keng // Analytical Biochemistry. - 1972. - № 45. - P. 517-524.

151. Reiner, R.H. Periodic acid-oxidized soluble polysaccharides as polyfunctional links for covalent binding of enzymes / R.H. Reiner, H.G. Batz // Makromolecular Chemistry. - 1981.-№ 182.-P. 1641-1648.

152. Superiority of an acid-labile daunorubicin-monoclonal antibody immunoconjugate compared to free drug / R.O. Dillman, D.E. Johnson, D.L. Shawler, J.A. Koziol // Cancer Research. - 1988. - № 48. - P. 6097-6102.

153. Diaz, J.V. Nonenzymatic degradation of citrus pectin and during prolonger heating: effects of pH, temperature, and degree of methyl esterification / J.V. Diaz, G.E. Anthon, D.M. Barrett // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 2007. -№55.-P. 5131-5136.

154. Жужиков, B.A. Фильтрование: Теория и практика разделения суспензий / В.А. Жужиков. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1980. - 400 с.

155. Дытнерский, Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1975. - 232 с.

156. Хванг, С.-Т. Мембранные процессы разделения / С.-Т. Хванг, К. Каммермейер; под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1981. - 464 с.

157. Хадаханэ, Н.Э. Фильтрация воды через тонкопористые стеклянные мембраны / Н.Э. Хадаханэ, В.Д. Соболев, Н.В. Чураев // Коллоидный журнал. -1980. - № 5. - С.911 - 915.

158. Мачигин, B.C. Ультрафильтрация - альтернатива реагентным физикохимическим методам очистки жирсодержащих сточных вод /

B.C. Мачигин // Масложировая промышленность. - 2007. - №4. - С. 25 - 31.

159. Дытнерский, Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1978. - 293 с.

160. Медведев, B.C. Определение оптимального режима технологического процесса окисления декстрана / B.C. Медведев, В.Н. Беляев, Д.Ю. Глазев // Управление качеством образования, продукции и окружающей среды: Материалы 7-й Всероссийской научно-практической конференции - Бийск, 2013. -

C. 140-142.

161. Медведев, B.C. Получение меченного флуоресцеином окисленного декстрана и определение эффективности его захвата клетками-мишенями / B.C. Медведев, Н.С. Зайцева // Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы:

Материалы ежегодной 8-й Всероссийской школы-семинара для студентов, аспирантов и молодых ученых - Белгород, 2010. - С. 89-92.

162. Патент 2426554 РФ, МПК А61К 31/721, C08L 5/02, С07С 245/12, A61J 3/00 Способ получения флуоресцентных производных декстранов / Шкурупий В.А., Лузгина Н.Г, Троицкий A.B., Гуляева Е.П., Быстрова Т.Н., Медведев B.C.; заявитель и патентообладатель НЦКЭМ СО РАМН. - заявл. 26.04.10, опубл. 20.08.11 -бюл. №23.-5 с.

163. Медведев, B.C. Методы определения количества альдегидных групп в полиальдегиддекстране с применением 2,4-динитрофенилгидразина /

B.C. Медведев, A.B. Троицкий, Т.В. Быстрова, В.А. Шкурупий // Химико-фармацевтический журнал - Москва: Изд-во ООО «Фолиум» - 2012. - №8. -

C. 78-82.

164. Медведев, B.C. Метод получения меченных флуоресцеином декстранов и полиальдегиддекстранов / B.C. Медведев, A.B. Троицкий, Е.П. Гуляева, Н.С. Зайцева, В.А. Шкурупий, В.Н. Беляев // Вестник новых медицинских технологий - Тула: Изд-во ФГБОУ ВПО ТулГУ - 2012. - № 4. - с. 104-106.

165. Медведев, B.C. Совершенствование технологии окисления декстранов / B.C. Медведев, A.C. Жарков, Б.В. Певченко, Д.Ю. Глазев, Е.В. Копылов // Ползуновский вестник - Бийск: Изд-во ГОУ ВПО АлтГТУ им. И.И. Ползунова -2013.-№3.-С. 143-148.

«УТВЕРЖДАЮ»

Первый зам. ген. директора

АКТ

использования результатов научного исследования

На базе лаборатории ультрадисперсных алмазов ОАО «ФНПЦ «Алтай» Медведевым B.C. была проведена работа по исследованию процесса окисления декстранов для получения полиальдегиддекстранов (ПАД).

При выполнении работы были исследованы основные закономерности процесса окисления декстранов, получены данные по молекулярной структуре ПАД, позволяющие определить строение молекулы ПАД и механизм реакции, определены оптимальные значения технологических параметров процесса окисления декстранов, предложен фотометрический метод для определения содержания альдегидных групп в ПАД, предложен метод получения меченных флуоресцеином конъюгатов ПАД с использованием 1,Г-карбонилдиимидазола и сохранением целостности карбонильных групп, предложено математическое описание процесса окисления ПАД.

Результаты исследований Медведева B.C. были использованы при разработке технологии и создании опытно-промышленного производства окисленного декстрана на ОАО «ФНПЦ «Алтай».

Нач. отдела 20

Вандель А.П.