Անօրգանական միներալների կելատացված ձևերը շատ նման են կենսաբանորեն ակտիվ նյութերին: Այս հատկությունը օգտագործվում է գյուղատնտեսության մեջ՝ ընտանի կենդանիների համար պարարտանյութերի և արժեքավոր սննդային հավելումների արտադրության համար։ Բժշկության մեջ նման միացություններն օգտագործվում են որպես հակաթույններ և սննդային հավելումներ։
Ի՞նչ է նշանակում «քելատացված ձև»:
Չելատները բարդույթ են, որն առաջանում է դրական լիցքավորված մետաղական իոնների (համալիրող նյութի կենտրոնական ատոմը) փոխազդեցության արդյունքում տարբեր տեսակի կենսամոլեկուլների հետ քիմիական միացություններ կազմող լիգանդների հետ։ Պարզ ասած, չելատները հանքանյութի և բարդ օրգանական միացության համակցություն են: Լիգանդները ներառում են ամինաթթուներ, պեպտիդներ, սպիտակուցներ, պուրիններ, պորֆիրիններ, մակրոլիդներ, ինչպես նաև դրանց սինթետիկ անալոգները (թագի եթերներ, կրիպտանդներ):
Քելացնող լիգանդները պետք է ունենան 2-ից ավելի ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք կարող են մետաղի հետ ստեղծել կովալենտային կապեր և օղակաձև կառուցվածք: «Չելատ» բառը գալիս է լատիներեն chela («ճանկ») բառից: Արտաքինից այս քիմիական միացությունների ձևը նման է հանքանյութ պահող ծովախեցգետնի ճանկերին։
Բնության մեջ՝ ամենապայծառՊորֆիրինի վրա հիմնված այս տեսակի միացությունների ներկայացուցիչներն են մարդու հեմոգլոբինը, որտեղ Fe (երկաթի կելատ) և քլորոֆիլը (մագնեզիումի քելատ) հանդես են գալիս որպես կոմպլեքսավորող նյութի կենտրոն: Ժամանակակից կենսաքիմիական տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս ստանալ նման նյութերի տարբեր ձևեր։
Օրինակներ
Գոյություն ունեն քելատային ձևերի 3 խումբ (կախված լիգանդի և մետաղի իոնի լիցքի հարաբերակցությունից):
- Կատիոնիկ. Ամենատարածված ներկայացուցիչները մետաղական իոններով պոլիամինների միացություններն են։ Կապակցող նյութը այս դեպքում չեզոք է, ուստի միացության ընդհանուր լիցքը որոշվում է կենտրոնական իոնով։
- Անիոնիկ. Տիպիկ անիոնային քելատները էթիլենդիամինոտետրաքացախաթթվի (EDTA) վրա հիմնված բարդույթներ են։
- Չեզոք (ներբարդ միացություններ): Կենտրոնական դրական լիցքը չեզոքացվում է՝ ավելացնելով հավասար թվով բացասական լիցքավորված լիգանդներ, այդպիսով ձևավորելով «ներքին աղ»:
Շատ մետաղներ ձևավորում են կայուն քելատներ, որոնք ունակ են միանալ մակրոմոլեկուլային նյութերի: Այս էֆեկտը կիրառվում է բազմաբաղադրիչ բարձր ցրված օքսիդ նյութերի սինթեզում, որոնք օգտագործվում են դիէլեկտրիկների, բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչների և ծածկույթների արտադրության համար։
Կենսաբանական հատկություններ
Chelated հանքանյութերը նյութեր են, որոնք ունեն մի շարք արժեքավոր բնութագրեր, ինչպիսիք են՝
- Բարձր դիմադրություն շրջակա միջավայրի տարբեր թթվայնությանը և միկրոօրգանիզմների ազդեցությանը։
- Լավ կլանվածություն և լուծելիություն ջրում:
- Մետաղների կենսաբանական ակտիվություն, նրանց համար անսովոր ազատ վիճակում։
- Ավելի քիչ թունավորություն՝ համեմատած միացությունների այլ ձևերի հետ:
- Բարձր կենսահասանելիություն, այսինքն՝ լավ մարսողություն և՛ բույսերի, և՛ կենդանիների համար:
- Չլուծվող նստվածք չկա:
Հանքանյութերը հիմնականում ներծծվում են բարակ աղիքներում, և ավելի կայուն կելատային ձևը պաշտպանում է դրանք ստամոքսի աղաթթվի կողմից քայքայվելուց: Այս հատկությունն օգտագործվում է բժշկության և անասնաբուծության մեջ՝ փոխհատուցելու միկրոտարրերի պակասը։
Արտադրություն
Միացությունների քելացված ձևերը ստացվում են քելացիայով (կամ քելացիայով): Այս տերմինը ընդհանուր առմամբ ճանաչված չէ քիմիական գիտության մեջ: Ամենապարզ մեթոդը մետաղական աղերի լուծույթների խառնումն է քելատացնող նյութերի հետ: Որպես վերջինս, օրգանական նյութեր, ինչպիսիք են՝
- նիտրիլոտրացախային, էթիլենդիամինետրաքացախային և էթիլենգլիկոլտետրաքացախաթթու;
- տրիս (կարբոքսիմեթիլ) էթիլենդիամին;
- հիդրօքսիէթիլիդենդիֆոսֆոնաթթու;
- լիզին;
- methionine և այլն:
Ամինաթթուները և մանր պեպտիդները պատրաստվում են լաբորատորիայում ֆերմենտների ազդեցության տակ։ Չելացիոն գործընթացն իրականացնելիս հաշվի են առնվում հետևյալ պարամետրերը՝
- միջավայրի թթվայնությունը (անհրաժեշտության դեպքում ավելացնել ալկալի);
- ջերմաստիճան;
- նյութի հարաբերակցություն;
- ամինաթթուների լուծելիություն.
Նստեցված քելատային համալիրը լվանում են թորած ջրով և այնուհետև չորացնում:
Ագրոնոմիական հավելվածներ
Չելացված պարարտանյութերն ունեն հետևյալ առավելությունները՝
- Կենսաբանական կառուցվածքների հետ սերտ կապ, որի շնորհիվ նյութերը հեշտությամբ թափանցում են բույսերի բջիջների թաղանթ։
- Բարելավված լուծելիություն.
- Քելատային պարարտանյութերի ավելի քիչ սպառում սովորական աղերի համեմատ։
- Հնարավորություն ինչպես արմատային, այնպես էլ սաղարթային կերակրման։
- Ավելացնել սերմերի բողբոջումը.
- Ցածր ֆիտոտոքսիկություն.
- Կայունություն հողի թթվայնության տարբեր մակարդակներում:
- Լավ համատեղելիություն այլ քիմիական նյութերի, թունաքիմիկատների հետ:
Չելացված երկաթը ամենամեծ նշանակությունն ունի, քանի որ այս տարրը բույսերի հյուսվածքներում ավելի մեծ քանակությամբ է հանդիպում, քան մյուս մետաղները: Դրա պակասը հանգեցնում է բազմաթիվ հիվանդությունների, այդ թվում՝ քլորոզի զարգացմանը։ Օգտագործվում են նաև այլ խելատներ՝ պղինձ, ցինկ, բոր, որոնք խթանում են բույսերի աճը և ձվարանների ձևավորումը։ Աճող սեզոնի վաղ փուլերում խորհուրդ է տրվում կերակրել կելատային կալցիումով, որը նպաստում է արմատային համակարգի զարգացմանը։
Կենդանիների օգտագործում
Միկրոէլեմենտների կելատացված ձևերն օգտագործվում են գյուղատնտեսական բոլոր տեսակի կենդանիների և թռչունների սնուցումն ուժեղացնելու համար: Այս նյութերը փոքր կոնցենտրացիաներում կարող են փոխարինել անօրգանական միներալների մինչև 40%-ը և ունենալ հետևյալ ազդեցությունը՝
- բարձրացնել իմունիտետըուժը հիվանդության, կանանց հղիության կամ անբարենպաստ պայմանների ժամանակ;
- վերարտադրողական ֆունկցիայի բարելավում;
- կաթում սոմատիկ բջիջների քանակի նվազում, ինչը բարելավում է դրա որակը (ջերմային կայունությունը և այլ տեխնոլոգիական հատկություններ);
- երիտասարդ կենդանիների աճի արագացում.
Չելացված երկաթը, ի տարբերություն իր սուլֆատի, հեշտությամբ կարող է անցնել պլասենցային պատնեշը: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ խոզերի սննդակարգում այս վիտամինի ավելացումը նպաստում է մեծ քաշ ունեցող խոճկորների ավելի ուշ ծնունդին և կանխում նրանց երկաթի անբավարարության զարգացումը։
Մագնեզիումի քելատի կիրառման արդյունքում նկատվում է կենդանիների դիակների որակի բարելավում, մարմնի ճարպի նվազում։ Պղնձի և մանգանի միացություններն օգնում են կանխել ոսկրային խոնդրոմատոզը և սիրտ-անոթային հիվանդությունները թռչնաբուծության մեջ:
Drugs
Բժշկության մեջ միացությունների քելատային ձևերն օգտագործվում են հետևյալ նպատակների համար՝
- Հակաթույններ ծանր մետաղներով և այլ թույներով սուր և քրոնիկ թունավորումների համար («Unithiol», «Tetacin-calcium»): Երբ դրանք ընդունվում են, վնասակար նյութերը կապվում են փակ կելատային տիպի բարդույթների մեջ։
- Հակատինեոպլաստիկ դեղամիջոցներ («Ցիսպլատին» և այլն): Դեղորայքը ներթափանցում է ախտահարված բջիջների միջուկներ, կայուն կապ ձևավորում ԴՆԹ-ի հետ, ինչը խանգարում է դրանց ինքնավերարտադրմանը։
- Վիտամինային պատրաստուկներ (առավել հաճախ քելացված կալցիում և երկաթ):
Ի տարբերություն ազատ մետաղական իոնների, այս նյութերը չեն առաջանումմիացություններ այլ քիմիական տարրերի հետ ստամոքսում և աղիքներում, ուստի դրանք ավելի լավ են ներծծվում մարդու մարմնում: Այս առումով, չելատների հիման վրա, հնարավոր է ստեղծել նոր սերնդի դեղամիջոցներ և սննդային հավելումներ։
