Elektroforeza - biomaterialovedenie - polimeri za medicinske namene

Znano je, da je električni tok, ki teče skozi sistem, ki obsega statično nabite molekule ali drugih delcev, slednji povzroči usmerjeno migracijo na pozitivne ali negativne elektrode, odvisno od predznaka naboja delcev. Uporaba tega vzorca za ločevanje, čiščenje, identifikacija molekul in delcev in drugih procesov imenovanih elektroforetsko analizo [38, 39]. V biomaterialovedeniya izvaja dva tehnike elektroforezo. Prvo, imenovano "cona elektroforeza", sestavljen s tem, da kot nosilni substrat uporabi filtrirni papir, agar-agar in škrob geli ali tip poliakrilamid. Druga metoda, ki se imenuje mikro elektroforezo, ali celični elektroforezo je sledenje neposredno migracijo nabitih mikrodelcev z optičnim mikroskopom. Spodaj obeh metod se štejejo podrobnosti.

gel elektroforeza

Za ločitev proteinskih komponent, adsorbirane na površini polimera, kadar so v stiku s krvjo, Lyman in sod. [40] uporablja elektroforez- nosilec vroči poliakrilamidnem gelu. Na živalski ravni eksperimentalno tehniko izvira na to manipulacijo.
Potomca aorto psov Doda zavarovana Dacron rokave prehodnih cevi enakega premera, izdelane iz testiranih polimerov. pritrdilni Shema in model prehod cevi so prikazani na sl. 84. Kri smo spustili skozi adapter za določen čas, nato pa je bila odstranjena in potopimo v slanico, ki vsebuje nevtralen površinsko Triton X-100 1% koncentracijo. Raziskovalci so poročali, da je uporaba te snovi skoraj odpravlja denaturiranje proteina: skoraj ves protein, adsorbirane na cev po pretoku krvi 45-urno (pri 25 ° C) se lahko raztopi in regenerira.
Sl. 84. Prehod cevko trije modeli medicinskih polimerov, ki se vstavi v padajočem aorte.

A, B, C - model A, B, C.
Nastalo raztopino smo spustili skozi ultrafiltracijsko celico s PM membrano 10 (Amicon firme), odstranili snovi z molekulsko maso manj kot 10.000, nato koncentriramo in takoj izpostavimo ekstrakt (200 ul) elektroforezi s pomočjo poliakrilamidnem gelu. Analiza migracije bila opravljena pri konstantni napetosti 300 V in pri temperaturi 20 ° C za 47 min-pufru smo uporabili kot sistemski 0,065 M borove kisline (pH 9). Po zaključku migracije gela obarvajo in razbarvali in skeniranje denzitometrija je bila izvedena, kot rezultat uspelo izvesti identifikacijo umerjanja beljakovinskih komponent.

Sl. 85. Barvanje proteina elektroforeza (albumin) adsorbira na površini kopolimera estra z uretanom in sečnino (PEUU materiala 1025 M).
1- proga 45 min-2 - pin 9 min.
Sl. 86. Barvanje proteina elektroforeza (albumin) adsorbirane na površini različnih polimerov za medicinske namene.

1 - polyfluoroethylene-propilen, 2 min-30 - silikonske gume, 45 min-3 - Kopolimer estrov z uretanom in sečnine, 45 min.

Sl. 85 prikazuje elektroforetsko vzorec proteina (albumin), adsorbiran po prehodu skozi izstopno krvi cevi od segmentiranih kopolimerov s estrske uretana in sečnino (PEUU 1025) - Kri smo spustili za 9 min in 45 min. To je razvidno iz krivulj, da je 45 min stik s krvjo polimer dovolj, da se dosežejo adsorpcijsko ravnotežje. Za primerjavo proteinsko elektroforezo smo izvedli (albumin) po enakem postopku za nenapolnjenega silikonsko gumo (SR) in polyfluoroethylene-propilena (FEP) adsorbira. Splošna slika migracije je prikazano na sliki. 86- digitalni podatki so prikazani v tabeli. 46. ​​Grafični in numerični podatki kažejo, da ima polimer narava sestave adsorbiranima plazemske beljakovine je zelo velik vpliv.
Tabela 46. Adsorpcija proteina na površini nekaterih medicinskih polimerov (in vivo)

Tabela 47. trombocitov oprijemljivost na površini polimernih materialov za medicinske namene

Prav tako je očitno, da je sestava beljakovin prav tako poteka začasna sprememba. Presenetljivo je, da večja t. E. PEUU materiala 1025 je obe estrske kopolimere z uretanom in sečnine eno z molekulsko maso polietra bloka čemer izjemno visoko selektiven glede na albumin.
Začetna faza tvorbe strdkov je, da na površini polimera in kogeziruyutsya prilepi nato sprijete trombociti agregacijo in oblike ter večje selektivno adsorpcijo sposobnost polimera na albumin, manjša trombocitov oprijema na njem. Tak vzorec je jasno razvidno iz tabele. 47.
Tabela 48. Lepljenje trombocitov na površini polimernega materiala, obložene s proteinom

Vse te ugotovitve dovoli Lyman prinese delovno hipotezo, da je antitrombogenimi polimerni material v tesni povezavi z njeno adsorpcijsko selektivnostjo za albumin. Predlog je v celoti podprta s podatki iz tabele. 48. Podatki so bili pridobljeni s serijo poskusov na vzorcih nenapolnjenega silikonskega kavčuka (SR), predhodno prevlečene s albumin, fibrinogen ali y-globulin. So bile v stik s krvjo ali po določenih časovnih intervalih, merjena s količino adheriranih trombocitov. Postopek prevajanje adherentna proteina v raztopini, ki ji sledi elektroforetsko analizo dragocene informacije, vendar je povezana z zelo težkih problemov, katerih rešitev zahteva nadaljnji razvoj.
Na primer, medtem ko je ta tehnika impotenten analizirati zelo zgodnji fazi nastajanja krvnih strdkov, ki teče na površini polimera v prvih nekaj sekundah stika s krvjo in se šteje kot zelo pomembno, da lahko, določa. Poleg tega je možnost gelsko elektroforezo ne velja za številne značilnosti konformacijske spremembe adsorbiranega proteina priznanih in posnetih z drugimi analitskimi metodami. Nazadnje je zelo problematično in da se celotna beljakovin adsorbira celoti preide v raztopino pri predelavi površinsko aktivnega sredstva. [41] Obstajajo tudi druga vprašanja v polje gelsko elektroforezo, zahtevata dovoljenje.

Microelectrophoresis (celularnost elektroforeza)

POVZETEK microelectrophoresis je dobro znana in zmanjšuje bil material v obliki delcev (vključno s celicami bioloških snovi), ki nosi električni naboj, se stehta v elektrolitske raztopine v kiveti za elektroforezo in neposredno opazovati prehod teh delcev v električnem polju neposrednega toka skozi optični mikroskopom. Shematski diagram analize metoda microelectrophoresis je prikazan na sl. 87.
Self-masa usedline delcev. Hkrati so se preselili proti nasprotno elektrodo s hitrostjo sorazmerno z gostoto površinskega naboja. Tako se rezultanta migracija smeri lahko predstavimo kot diagonali paralelograma (sl. 88).
Stopnja migracije delcev lahko določimo z uporabo stopenjskega mikroskopom s štoparico. Kot rezultat, ne le elektroendosmosa nabiti delci migrirajo na celico, ampak tudi elektrolit. Centralni in periferni pretok tega medija, v protitoku in pri trčenju se medsebojno, tvori mirujočih cono v obliki ravnine, pri kateri odsotnega pretoka. Splošna shema pretoka toka elektrolita v celicah, prikazanem na sl. 89.
To je potrebno, da se osredotoči na mikroskop, tako da opazovanje migracije samo tistih delcev, ki se nahajajo v ravnini počitek. Tako je v je študija gibanja naimelchayshih delcev poselitev zelo počasi, je treba določiti celice in spremljanje vodoravno navzdol. Ponavadi je celica določena v prečnem položaju, ki ustreza oporna ploskev, in so spremljanje vodoravno.
1 thermostat- mikroskop- 2-3 - optična sistematično 4 - HeNe lasersko 5 - migracija celic horizontalni tipa 6 - napravo za pritrditev celice v vodoravnem ali navpičnem položaju.

Sl. 88. migracije delcev med microelectrophoresis.
Sl. 89. medij teče v celico microelectrophoresis.

Sl. 87. Naprava za mikro elektroforezo.
Chiu in Nyilas sod. [42] preučevali z elektroforezo celične konformacijske spremembe fibrinogena adsorbira micropowders dveh materialov: steklenih, karbonskih izotropne LTI (lowtemperature izotropno ogljik), značilna visoka tromborezistentnostyu- premerom delcev prahu je bila izmerjena v mikronov. Obseg fibrinogena adsorbira delcev variira v širokih mejah z različnimi adsorpcije pogojih, npr. E. koncentracija proteinov. Ugotovite, migracija se začne šele potem, ko so delci dosežejo letalo počitka. 12-14 analiza delci izračunano povprečno stopnjo elektroforezni gibanja, in nato narisane po svoji koeficientu 0 prevlek z naslednjo formulo opisanih:
Razmerje relativna površina oblaganje delcev proteina

Curves taki odvisnosti povezani s steklenim pokrovom (9,85 m2 / g) in ogljikovega izotropno LTI (27,7 m2 / g) so prikazani na sl. 90.
Po razmerje površinska prevleka presega 20%, se mobilnost steklenih delcev drastično zmanjša, mobilnost na ogljikovih delcev LTI ne spreminja tako dolgo, dokler je vrednost doseže 0 koeficienta 0,6, in šele nato začne postopoma zmanjša. Ta zakon je bil razlagati na naslednji način. Fibrinogen adsorbira na steklo v majhni količini, ampak je razdeljen na vseh straneh negativno nabite površine in intenzivno so blokirani. Istočasno, fibrinogen adsorbira na LTI materiala komaj deluje kot da bi blokiral na ustreznem območju. Z drugimi besedami, vsi je, da fibrinogen adsorpcija na steklo njegovega konformacije makromolekul močno razlikuje, medtem ko je adsorpcija na ogljik materialom komaj povzroči konformacijske spremembe.

Sl. 90. Gibljivost adsorbira fibrinogen delcev (steklo, LTI oglju) v microelectrophoresis.

1. - ogljikovi delci (27,7 m2 / g;
2. - steklenih delcev (9,85 m2 / g).

Opisan je študija je edini te vrste poskus izkoristili elektroforeza analizirati elektrozaryazhennosti materialne delce, adsorbiranega protein, in s tem dobimo nove informacije o konformacijske spremembe proteinskih makromolekul. V tem smislu, je še vedno edinstvena. Postopek Težave se lahko povzame takole. Prvič, se zaveda, da zaradi beljakovin konformacijske transformacije spremeni pogoje za njeno površinskega naboja. Po drugi strani je treba upoštevati znatne razlike v premeru, konfiguracijo, pogoji površinskega naboja, površinsko prost raven energije in druge lastnosti delcev zaradi tehničnih razlogov, zlasti z mletjem vzorce. Obstajajo tudi druge težave, povezane z uporabo mikro elektroforezo v biomaterialovedenii.