Kelerte former for uorganiske mineraler ligner veldig på biologisk aktive stoffer. Denne eiendommen brukes i landbruket til produksjon av gjødsel og verdifulle kosttilskudd for kjæledyr. I medisin brukes slike forbindelser som motgift og kosttilskudd.
Hva betyr "chelatert form"?
Chelater er et kompleks som oppstår som et resultat av samspillet mellom positivt ladede metallioner (det sentrale atomet til kompleksdanneren) med ligander som danner kjemiske forbindelser med ulike typer biomolekyler. Enkelt sagt er chelater en kombinasjon av et mineral og en kompleks organisk forbindelse. Ligander inkluderer aminosyrer, peptider, proteiner, puriner, porfyriner, makrolider, så vel som deres syntetiske analoger (kronetere, kryptonder).
Chelaterende ligander må ha mer enn 2 funksjonelle grupper som er i stand til å skape kovalente bindinger og en ringstruktur med metallet. Ordet "chelat" kommer fra det latinske chela ("klo"). Utad ligner formen på disse kjemiske forbindelsene klørne til en krabbe som holder et mineral.
I naturen, den lysesterepresentanter for denne typen porfyrinbaserte forbindelser er humant hemoglobin, hvor Fe (jernchelat) og klorofyll (magnesiumchelat) fungerer som sentrum av kompleksdannende middel. Moderne biokjemiske teknologier gjør det mulig å skaffe ulike former for slike stoffer.
Eksempler
Det er 3 grupper av chelatformer (avhengig av forholdet mellom ladningen til liganden og metallionet).
- Kationisk. De vanligste representantene er forbindelser av polyaminer med metallioner. Liganderingsmidlet i dette tilfellet er nøytr alt, så den totale ladningen av forbindelsen bestemmes av sentralionet.
- Anionisk. Typiske anioniske chelater er komplekser basert på etylendiaminotetraeddiksyre (EDTA).
- Nøytral (intra-komplekse forbindelser). Den sentrale positive ladningen nøytraliseres ved å legge til et likt antall negativt ladede ligander, og danne et "indre s alt".
Mange metaller danner stabile chelater som er i stand til å kombineres til makromolekylære stoffer. Denne effekten brukes på syntesen av høydispergerte oksidmaterialer med flere komponenter som brukes til produksjon av dielektrikum, høytemperatursuperledere og belegg.
Biologiske egenskaper
Kelerte mineraler er stoffer som har en rekke verdifulle egenskaper, for eksempel:
- Høy motstand mot ulike surheter i miljøet og under påvirkning av mikroorganismer.
- God adsorpsjon og løselighet i vann.
- Biologisk aktivitet av metaller, uvanlig for dem i fri stat.
- Mindre toksisitet sammenlignet med andre former for forbindelser.
- Høy biotilgjengelighet, dvs. god fordøyelighet for både planter og dyr.
- Ingen uløselig sediment.
Mineraler absorberes stort sett i tynntarmen, og den mer stabile chelatformen beskytter dem mot å bli ødelagt av s altsyre i magen. Denne egenskapen brukes i medisin og dyrehold for å kompensere for mangler på mikronæringsstoffer.
Produksjon
Kelaterte former av forbindelser oppnås ved chelering (eller chelering). Dette begrepet er ikke generelt anerkjent i kjemisk vitenskap. Den enkleste metoden er å blande løsninger av metalls alter med chelateringsmidler. Som sistnevnte, organiske stoffer som:
- nitrilotrieddiksyre, etylendiamintetraeddiksyre og etylenglykoltetraeddiksyre;
- tris(karboksymetyl)etylendiamin;
- hydroksyetylidendifosfonsyre;
- lysine;
- metionin og andre.
Aminosyrer og små peptider tilberedes under påvirkning av enzymer i laboratoriet. Når du implementerer cheleringsprosessen, tas følgende parametere i betraktning:
- surhet i miljøet (tilsett alkali om nødvendig);
- temperatur;
- substansforhold;
- aminosyreløselighet.
Det utfelte chelatkomplekset vaskes i destillert vann og tørkes deretter.
Agronomiske applikasjoner
Kelholdig gjødsel har følgende fordeler:
- Nær tilknytning til biologiske strukturer, på grunn av hvilke stoffer lett trenger inn i plantecellemembraner.
- Forbedret løselighet.
- Mindre forbruk av chelatert gjødsel sammenlignet med konvensjonelle s alter.
- Mulighet for både rot- og bladfôring.
- Øk frøspiring.
- Lav fytotoksisitet.
- Stabilitet ved ulike nivåer av jordsurhet.
- God kompatibilitet med andre kjemikalier, plantevernmidler.
Kelert jern er av største betydning, siden dette grunnstoffet finnes i plantevev i større mengder enn andre metaller. Dens mangel fører til utvikling av mange sykdommer, inkludert klorose. Andre chelater brukes også - kobber, sink, bor, som stimulerer plantevekst og dannelse av eggstokker. I de tidlige stadiene av vekstsesongen er det lurt å fôre med chelatert kalsium, som fremmer utviklingen av rotsystemet.
Dyrebruk
Kelaterte former for mikroelementer brukes til å styrke ernæringen til alle typer husdyr og fugler. Disse stoffene i små konsentrasjoner kan erstatte opptil 40 % av uorganiske mineraler og har følgende effekt:
- boost immunforsvaretstyrke under sykdom, graviditet hos kvinner eller under ugunstige forhold;
- forbedring av reproduktiv funksjon;
- reduksjon i antall somatiske celler i melk, noe som forbedrer kvaliteten (termisk stabilitet og andre teknologiske egenskaper);
- akselerasjon av vekst av unge dyr.
Chelated jern, i motsetning til sulfatet, kan lett krysse placentabarrieren. Studier har vist at tilsetning av dette vitaminet til dietten til purker fremmer senere fødsel av smågriser med stor vekt og hindrer dem i å utvikle jernmangel.
Som et resultat av bruken av magnesiumchelat, er det en forbedring i kvaliteten på dyreskrotter, en reduksjon i kroppsfett. Kobber- og manganforbindelser bidrar til å forhindre beinkondromatose og hjerte- og karsykdommer hos fjørfe.
Drugs
I medisin brukes chelatformer av forbindelser til følgende formål:
- Motgift mot akutt og kronisk forgiftning med tungmetaller og andre giftstoffer ("Unithiol", "Tetacin-calcium"). Når de tas, bindes skadelige stoffer til lukkede komplekser av chelattypen.
- Antineoplastiske legemidler ("Cisplatin" og andre). Legemidler trenger inn i kjernene til berørte celler, danner en stabil forbindelse med DNA, som hindrer dem i å reprodusere seg selv.
- Vitaminpreparater (oftest chelatert kalsium og jern).
I motsetning til frie metallioner, dannes ikke disse stoffeneforbindelser med andre kjemiske elementer i mage og tarm, slik at de blir bedre absorbert i menneskekroppen. I denne forbindelse, basert på chelater, er det mulig å lage medisiner og kosttilskudd av en ny generasjon.
