Екстракция на млечна киселина с йонни течности

Екип от български учени синтезира хидрофобни (несмесваеми с вода) йонни течности (ЙТ) и разработи методика за изолиране на млечна киселина (МК) от водни разтвори. При проведените проучвания е оценено влиянието на вида на ЙТ, pH на средата, както и на различни добавки (неорганични соли или алкохоли) върху екстракционната ефективност както за правата, така и за обратната екстракция. В резултат от проведените изследвания са намерени оптимални условия за екстракция на МК с добиви над 95%. Това представлява най-високата екстракционна ефективност за подобни системи описана към момента в литературата.

Млечната киселина представлява ключова суровина за синтез на полимлечна киселина – основен компонент при производството на биоразградими полимери. Към момента, близо 90% от необходимата МК се добива от т. нар. възобновими източници, посредством микробна ферментация на въглехидрати, но нарастващите изисквания на пазара поставят постоянно нови предизвикателства пред учените за създаването на по-евтини и ефективни методи за изолиране на продуцираната МК. В резултат от многогодишни изследвания е установено, че най-ефективния подход за извличане на МК от ферментационните среди е посредством реактивна течно-течна екстракция с използването на смеси от органичнини разтворители и третични амини, но това е в разрез с широко възприетите принципи на зелената химия, според които употребата на вредни за околната среда и човека химикали трядва да се минимизира.

Оригинална статия: K. Tonova, I. Svinyarov, M.G. Bogdanov, Hydophobic 3-alky-1-methyllimidazolium saccharinates as extractants for L-lactic acid recovery, Sep. Purif. Technol. 125 (2014) 239-246.

Нова колоидна формулировка на противораковия агент епирубицин

Екип от български учени от Факултета по химия и фармация към СУ създаде нова колоидна формулировка на противораковия агент епирубицин на основата на наночастици от поли(стирен-съ-малеинова киселина), PSMA. От научната литература са известни мицеларни наноформулировки на антрациклини на базата на подобни полимери, които са показали изключително висока ефективност при третиране на солидни тумори и понижаване на системната токсичност на натоварените в тези мицели лекарства. Съществен недостатък на тези мицеларни форми обаче е сложната процедура по тяхното получаване и пречистване, както и липсата на практическа възможност да се получават мицеларни наноструктури с желан размер. Авторите от Факултета по химия и фармация решават тези проблеми чрез приготвяне на наночастици от PSMA чрез нанопреципитация, която позволява лесно контролиране на размера на наночастиците в широк диапазон от размери (от 100 до 350 nm), а натоврването с епирубицин се осъществява чрез сорбция. Изследването е фокусирано върху физикохимичните аспекти на получаването и охарактеризирането на наночастиците и включва резултати от изучаване на ефектите на полимерната концентрация и състава на преципитационната среда върху размера и зета-потенциала на наночастиците, изследване на флуоресцентните свойства на епирубицина преди и след натоварване в наночастиците, скоростта на лекарствено освобождаване, ефекта на присъствието на албумин върху зета-потенциала на частиците и др.

Оригинална статия: N. Angelova, G.Yordanov, Nanoparticles of poly(styrene-co-maleic acid) as colloidal carriers for the anticancer drug epirubicin, Colloids and Surfaces A, 452 (2014) 73-81.

Методи за разтваряне, разделяне и концентриране в химията

HA-225-online

Аналитиците-мечтатели от много лаборатории по света биха искали въобще да работят с аналитични процедури без привеждане в разтвор на твърдите проби, без разделяне на аналитите от пречещи компоненти и с помощта на директни методи, без предварително концентриране на микро- (нано-, пико- ) определяемите компоненти. За съжаление, реалностите в съвременната аналитична химия и в практиката на хилядите изпитвателни лаборатории по света демонстрират необходимостта от разтваряне, разделяне и концентриране с оглед решаване на многобройните аналитични задачи и преодоляване на проблеми, свързани с матрични ефекти, недостатъчна селективност и/или чувствителност, калибриране, контрол на качеството, технически и финансови съображения при химичните анализи и т.н. Поради всичко това, преработеното издание на учебника на проф. Александров беше необходимо и дългоочаквано, тъй като от публикуването на първото издание изминаха вече 18 години (Ст. Александров, Методи за разтваряне, разделяне и концентриране в аналитичната химия, Народна култура, С., 1995, 239 с., ISBN 954-04-0103-8).

Учебникът е структуриран в две основни части и 19 приложения. В Първата част (46 стр.) са разгледани основните методи за разтваряне на проби с течни разтворители (вода, киселини, хидроксиди, водороден пероксид и др. и техни смеси); стапяне или спичане; йонообменни смоли; комлексообразуващи реактиви; електрохимични методи и др.). Във Втората част (130 стр.) са разгледани методите за разделяне и концентриране чрез утаяване, съутаяване, кристализация, зонно стапяне, сорбция, йонен обмен, хроматография, екстракция, дестилация, сублимация, флотация, купелуване и електрохимични методи и др. Във второто издание са включени някои нови теми като екстракция при температура на коагулация (‘cloud point extraction’), 24 „Примерни методики за разтваряне на някои реални обекти или за извличане и концентриране на някои компоненти” (9 стр.), както и допълнителни, по-качествени фигури.

Учебникът съдържа 33 фигури, 5 схеми, 5 таблици, 131 уравнения, библиография от 12 заглавия (10 на кирилица и 2 на латиница), 19 приложения и 6 кратки раздела с 24 „Примерни методики”. Той отговаря в най-голяма степен на програмата на създадения от проф. Александров университетски курс „Методи за разделяне и концентриране”, но може да бъде полезен при обучение на студенти от бакалавърските и магистърски програми, специализиращи в областта на аналитичната химия, инструменталните методи, екохимията, охарактеризиране на нови материали и др. Учебникът съдържа голям брой примери и справочен материал с методичен характер, което го прави полезна книга за всяка една изпитвателна лаборатория в областта на химичните анализи с инструментални методи. Би могло да се препоръча при едно следващо издание да се обнови използваната литература и да включи материал или заключителен раздел, посветен на по-модерните подходи за интензификация на въздействието върху пробите (UV, микровълни, ултразвук, налягане, катализатори, високотемпературно стапяне, ензимно разлагане, алкално солюбилизиране и др.); специфични подходи за ‘по-меки’ третирания при определяне на органични компоненти и (химични) видове и форми на елементите при т.н. специационен анализ и при хроматографските методи и органичния анализ; миниатюризация и автоматизация, включитено с подходите на поточния, поточно-инжекционния и микроанализа.

Статистическа оценка на медицински данни с помощта на кластерен анализ Част II. Класификация на пациенти

Павлина Симеонова1, Данаил Симеонов2, Любомир Спасов3 и Васил Симеонов4

1Лаборатория по Физика на Околната среда, Институт по Физика на Твърдото тяло „Акад. Г. Наджаков”, БАН, бул. Цариградско шосе 72, 1784 София, България; 2Институт по Обща и Неорганична Химия, БАН, ул. Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 3Институт по Катализа, БАН, ул. Акад. Г. Бончев, Бл. 11, 1113 София, България; 4Лаборатория по Хемометрия и Екометрия, Катедра по Аналитична химия, Факултет по Химия и Фармация, Софийски Университет „Св. Кл. Охридски”, бул. Дж. Баучер 1, 1164 София, България 

Резюме: Целта на втората част на изследването е да интерпретира медицински клинични данни за пациенти, подложени на различно третиране в болнични условия (пролактинома, захарен диабет тип 2, различен тип захранване след операции). Тук се обръща внимание на класификация на пациентите. Търсени са образци на подобие за всеки един от разглежданите клинични състояния. Всеки идентифициран образец се разглежда и по отношение на специфичните клинични индикатори (дискриминиращи индикатори). Целта се постига при прилагане на кластерен анализ.

pdf Bulg. J. Chem. 3 (2014) 45-50

Ключови думи

, , , , , , ,

Нанофармацевтични формулировки на основата на поли(стирен-съ-малеинова киселина)

Надежда Ангелова, Георги Йорданов*

Факултет по химия и фармация, Софийски университет “Св. Кл. Охридски”, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България

Резюме: Съполимерите на стирена и малеиновата киселина с относително ниска молекулна маса притежават голям потенциал за приложение като компоненти на системи за лекарствено доставяне, особено в химиотерапията на ракови заболявания. Пионерските разработки в областта на приложението на тези полимери датират от 80-те години на 20-ти век, когато са направени първите макромолекулни конюгати на тази основа за селективно доставяне на лекарства до тумори. Към настоящия момент съществуват някои обещаващи формулировки на противоракови агенти на основата на тези съполимери, които са показали забележителна антитуморна активност при преклинични и клинични изпитания. Целта на настоящия обзор е да обобщи основните методи за получаване на мицели и наночастици от поли(стирен-съ-малеинова киселина) (PSMA), основните странтегии за доставяне на такива системи до солидни тумори, тяхната токсичност, фармакокинетика и ефикасност в преклинични и клинични изпитания. Очертани са настоящото състояние и бъдещите перспективи при използванетона тези системи за лекарствено доставяне. Описани са и някои оригинални приноси на авторите относно получаването на наночастици от PSMA чрез нанопреципитация.

Графично резюме:

GApdfBulg. J. Chem. 3 (2014) 33-43

Ключови думи

, , , , ,

Нива на хром в еритроцити, урина и нокти – информативна стойност и приложимост като биомаркери за експозиция

Росица Б. Георгиева1,*, Димитър Л. Цалев2

1 Национален център по обществено здраве и анализи, бул. Акад. Ив. Евст. Гешов № 15, 1431 София, България; 2 Софийски университет „Св. Кл. Охридски”, Факултет по химия и фармация, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България

Резюме: В работната среда хромът се среща под формата на различни хромни сплави и съединения – най-често Cr(VI) и Cr(III), които се различават значително по своята токсичност. Валидирани аналитични процедури за определяне на хром в еритроцити (Cr-E), нокти (Cr-N) и урина (Cr-U) са приложени при биологичен мониторинг за оценка на експозицията; изследвани са 151 лица, 50 контролни и 101 работници от производствата на специални стомани, минерални пигменти и хромиране на детайли. Установените средни нива при контролни групи за Cr-U са в диапазона 0.3-0.9 μg/l, за Cr-E 1.4-2.5 μg/l Er, Cr-N 0.8-1.4 μg/g. Не са констатирани промени в изследваните показатели при концентрации на хром във въздуха (Cr-А) под и около 0.02 mg/m3. При по-високи експозиции (Cr-А 0.1 mg/m3-0.48 mg/m3) средногруповите нива на Cr-U достигат до 5.7-18.2 μg/l, Cr-E 7.2-26.6 μg/l Er, Cr-N 7.2-27.1 μg/g и са статистически достоверно повишени спрямо контролните групи. Cr-E, Cr-N и Cr-U могат да се прилагат като биомаркери за оценка на експозицията на хром: Повишеният Cr-U свидетелства за увеличено постъпване и екскреция без преки указания за възможно увреждане; повишените нива на Cr-E и Cr-N могат да се тълкуват като белег за повишен здравен риск.

pdfBulg. J. Chem. 3 (2014) 21-31

Ключови думи

, , , ,

Имуноаналитични техники за анализ

Силвия Стойкова1,2,* и Васил Атанасов1,2

1 Факултет по химия и фармация, Софийски университет „Св. Климент Охридски“, бул. Джеймс Баучер № 1, 1164 София, България; 2Военномедицинска академия, Клиника Спешна токсикология, Токсикохимична лаборатория, ул. Св. Георги Софийски № 3, 1606 София, България

Резюме: През последните години нарасна изключително много приложението на имуноаналитичните техники и методи в биоаналитичната химия, клиничната лаборатория, съдебната токсикология и допинг контрола. Бързината на изпълнение, големият брой анализирани субстанции, възможността за получаване на първоначален количествен резултат и предимството от едновременен анализ на голям брой проби на сравнително ниска цена наложиха повсеместното им приложение. Настоящата работа има за цел да представи принципите на основните имуноаналитични техники (RIA, ELISA, EMIT, FPIA, CEDIA, KIMS), които се използват днес, с акцент върху тяхното приложение в съдебната токсикология и анализа на лекарствени средства, като са коментирани техните възможности, предимства, недостатъци и ограничения.

Графично резюме:

GApdfBulg. J. Chem. 3 (2014) 9-20

Ключови думи

, , , , , , , ,

Хемометрична експертиза и оценка на риска от замърсяване на почви

Петя Папазова1, Цветомил Войславов2, Павлина Симеонова1, Васил Симеонов2

1Лаборатория по физика на околната среда, Институт по физика на твърдото тяло „Акад. Г. Наджаков” , БАН, 1784 София, бул Цариградско шосе 72, България; 2Лаборатория по хемометрия и екометрия, Катедра Аналитична химия, Факултет по химия и фармация, Софийски Университет „Св. Кл. Охридски”, 1164 София, бул Д. Баучер 1, България

Резюме: Изследването се занимава с хемометрична оценка на качеството на почви с използване на различни методи на многовариационната статистика като кластерен анализ и самоорганизиращи се карти на Кохонен. Експертизата е извършена на набор от данни от мониторинг от 36 пробовземателни места за двугодишен период и за 12 химични индикатора за качество на почвите. Изследвани са два почвени слоя (0-20 cm) и (20-40 cm). Извършената класификация и моделиране разкриват няколко специфични типа корелирани параметри и корелирани локации на пробовземане. Тяхната интерпретация дава информация за възможните източници на замърсяване в региона, като транспорт, промишленост, наторяване, киселинни и горивни процеси. Допълнително са открити два главни типа почви по географски принцип – тип „крайбрежен и индустриален” от една страна и тип „извънградски и планински” от друга.

Графично резюме

GA-Simeonovpdf Bulg. J. Chem. 3 (2014) 1-8

Ключови думи

, ,

Химия на елементите и техните съединения

08-onlineНастоящото четвърто издание на учебника “Химия на елементите и техните съединения”, допълнено и преработено от автора проф. Елена Киркова, започва с общ преглед на произхода, разпространението и класификацията на химичните елементи. Разгледани са всички неорганични прости и сложни вещества – от водорода до трансурановите елементи, чиито свойства са обяснени на базата на съвременните физикохимични методи, химичната термодинамика и квантово-механичната теория за строежа на веществата.

Материалът е структуриран въз основа на съвременната класификация на химичните елементи по групи с изключение на водорода, които е разгледан отделно заедно с неговите съединения. Направени са обзорни прегледи за s-, p-, d- и f-елементите и са сравнени някои от техните свойства. Отразени са приложните аспекти на неорганичната химия, свързани с промишленото производство, енергийните източници, получаването на нови материали и производството на особено чисти вещества. Акцентира се върху дискусионните химични и екологични проблеми като замърсяването на околната среда, киселинните дъждове, парниковия ефект и др. Накратко са споменати биологичното значение и токсичното действие на отделни химични елементи. В края на книгата са поместени полезни литературни източници по темата, азбучен и предметен показалец.

Учебникът е предназначен както за студентите от Факултета по химия и фармация на СУ „Св. Кл. Охридски”, така и за сродни специалности в други университети, за преподаватели в средните училища и специалисти в областта на неорганичната химия.

Защитен ефект на Витамин C от UV-B лъчение върху фотосинтетичният апарат при растения

Екип български учени публикува проучване относно защитното влияние на аскорбат (Витамин C) върху фотосинтетичния апарат при UV-B облъчване. Изследван е ефектът на външно добавен аскорбат върху причиненото от UV-B лъчение инхибиране на функциите на фотосистема II (PSII) в изолирани от грахови зърна тилакоидни мембрани. Резултатите показват, че Витамин C намалява щетите от UV-B лъчите върху донорния и акцепторния участък на PSII при облъчване до 60 мин. Добавеният аскорбат проявява различно UV-защитно действие в граната и стромалната ламела, като ефектът е по-силно изразен при PSIIβ, отколкото при PSIIα центровете. От получените резултати авторите изказват предположение, че наблюдаваното действие на Витамин C може да се дължи на модифициране на кислород oтделящия комплекс във фотосинтетичните мембрани чрез повлияване началното разпределение на S0-Sенергетичнитенива на мангановите комплекси на тъмно.

UV-B лъчите водят до образуването на голям брой реактивни кислородни частици, които повишават оксидативния стрес в клетките като по този начин ги увреждат и нарушават нормалните им функции. Получените резултати дават ценна информация за влиянието на концентрацията на външно добавен аскорбат върху тилакоидните мембрани, които са естествен защитен орган срещу UV-B лъчи при растенията.

Оригинална статия: A.G. Dobrikova, V. Krasteva, E.L. Apostolova, Damage and protection of the photosynthetic apparatus from UV-B radiation. I. Effect of ascorbate, J. Plant Physiol. 170 (2013) pp 251-275.

Механизъм на взаимодействие на цианинови багрила с нуклеинови киселини

Съвместни изследвания на екип от български учени от Факултета по химия и фармация при СУ” Св. Кл. Охрдиски” и хърватски изследователи от Институт „Ruđer Bošković” Загреб доведоха до определяне механизма на взаимодействие на новосинтезирани несиметрични цианинови багрила, съдържащи трифенил- и трибутилфосфониеви групи с нуклеинови киселини. Изясняването на процесите при нековалентното свързване на малки молекули с различни типове нуклеотидни последователности и влиянието на заместителите върху модела на взаимодействие е от съществено значение при дизайна на флуорогенни маркиращи агенти със специфична селективност.

Проведеният скрийнинг за антипролиферативната активност на изследваните багрила с различни типове нормални и туморни клетъчни линии показа много ниска цитотоксичност при повечето структури, което е важно условие в техниките за биомаркиране. Всички новосинтезирани съединения се свързват селективно с митохондриалните нуклеинови киселини, което ги прави особеноо ценни за селективно визуализиране на клетъчни субструктури.

 Оригинална статия: I. Crnolatac, L.-M. Tumir, N. Lesev, A. Vasilev, T. Deligeorgiev, K. Mišković, L. Glavaš-Obrovac, O. Vugrek, I. Piantanida. Probing the Structural Properties of DNA/RNA Grooves with Sterically Restricted Phosphonium Dyes: Screening of Dye Cytotoxicity and UptakeChemMedChem 8 (2013) pp. 1093-1103.

Екстракционен метод за селективно извличане и разделяне на метали при преминаването им от солнокисела в сярнокисела среда

Светлана Живкова

Институт по Инженерна Химия – Българска Академия на Науките, ул. Акад. Г. Бончев, бл. 103, 1113 София, България

Резюме: Хлоридната хидрометалургия предоставя металите разтворени в хлоридна среда. При използване на течно-течна екстракция те се извличат предимно под формата на хлоридни комплекси. След реекстракцията им те се получават отново в хлоридна среда. Провеждането на директна електролиза на метали от такива разтвори е свързано с редица неудобства и затруднения. Използването на класически електролизни вани изисква сярнокисел разтвор на металите, свободен от хлоридни аниони. В настоящия обзор е направен преглед на работата на колектив от Института по инженерна химия към БАН под ръководството на проф. д.т.н. Георги Кючуков, намерилa отражение в патентована екстракционна технология за обработка на металсъдържащи солнокисели разтвори. Показани са предимствата на създадения метод за селективно извличане и разделяне на метали от съвместен солнокисел разтвор, при преминаването им от солнокисела в сярнокисела среда чрез използване на различни смесени екстрагенти, получени от комбинацията на екстрагенти извличащи метали по различни механизми, както и чрез използването на един бифункционален екстрагент.

Графично резюме

GA-SZhivkova

pdf Bulg. J. Chem. 2 (2013) 117-132

Ключови думи

, , , ,

Нива на олово в кръв, нокти и зъби – информативна стойност и приложимост като биомаркери за експозиция

Росица Б. Георгиева,1,* Димитър Л. Цалев2

1Национален център по обществено здраве и анализи, бул. Акад. Ив. Евст. Гешов № 15, 1431 София, България; 2Софийски университет „Св. Кл. Охридски”, Факултет по химия и фармация, бул. Дж. Баучер № 1, 1164 София, България

Резюме: Оловото е силнотоксичен  кумулиращ метал, с изразено невротоксично действие при деца. Оценката на степента на абсорбция в организма и свързаните с това ефекти върху здравето се извършва чрез подходящи биомаркери. Валидирани са аналитични процедури за определяне на Pb в кръв (Pb-B), в нокти (Pb-N) и в зъби (Pb-T), които са приложени при изследване на 44 експонирани работници и на 595 деца от селища в района на КЦМ-Пловдив в периода 1986-2000 г. Установените нива на Pb-B и Pb-N при работниците са в съответствие с експозицията и корелират помежду си. При децата индивидуалните резултати варират в широк диапазон: Pb-B от 77 до 631μg/l; Pb-N от 2.1 до 54.5 µg/g; Pb-T от 2.4 до 34.2 µg/g; установена е корелация между Pb-В и Pb-T. Получената информация е за различна по време експозиция, не е идентична, а взаимно допълваща се. При епидемиологичните проучвания от първостепенно значение е използването на валидирани биомаркери за предоставяне на надеждни данни за оценка на риска, които могат да бъдат използвани по-късно за разработването на политики за управление на риска.

Графично резюме

GA-RGeorgievapdf Bulg. J. Chem. 2 (2013) 133-142

Ключови думи

, , , ,