Accumulation of trace elements by biological matrice of Spirulina platensis

• Autorzy: Frontasyeva M. , Pavlov S. , Mosulishvili L. , Kirkesali E. , Ginturi E. , Kuchava N.

Warianty tytułu

PL

Akumulacja pierwiastków śladowych w biologicznej matrycy z Spirulina platensis

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A blue-green alga Spirulina platensis biomass is used as a basis for the development of pharmaceutical substances containing such vitally important trace elements, as selenium, chromium and iodine. Using neutron activation analysis the possibility of target-oriented introduction of these elements into the Spirulina platensis biocomplexes retaining its protein composition and natural beneficial properties has been proved. The curves of the dependence of the introduced element accumulation in the Spirulina biomass on its concentration in a nutrient medium, which make it possible to accurately measure out the required doses of the specified element in a substance, have been obtained. The peculiarities of interaction of various chromium forms (Cr(III) and Cr(VI)) with the Spirulina platensis biomass have been studied. It has been found that from a nutrient medium its cells mainly accumulate vitally essential form Cr(III) rather than toxic Cr(VI). Using the EPR technique and colorimetry it has been demonstrated that the Spirulina platensis biomass enriched with Cr(III) is free from other toxic chromium forms. The developed technique can be used in pharmaceutical industry for the production of preparations containing Se, Cr, I, etc. on the basis of Spirulina platensis biomass with the preservation of its natural beneficial properties and protein composition.

PL

Biomasa niebiesko-zielonych glonów Spirulina platensis jest wykorzystywana jako główny składnik opracowywanych preparatów farmaceutycznych zawierających takie niezwykle ważne pierwiastki śladowe, jak selen, chrom i jod. Udowodniono, wykorzystując neutronową analizą aktywacyjna, możliwość terowanego wprowadzenia tych biopierwiastków do biokompleksu ze Spirulina platensis, zachowując skład jej białka oraz korzystne właściwości fizyczne. Krzywe zależności akumulacji wprowadzanego pierwiastka w biomasie Spiruliny do jego stężenie w pożywce, umożliwiają dokładny pomiar obecnie wymaganej dawki określonych pierwiastków w otrzymanym preparacie. Badano wpływ różnych stopni utlenienia chromu (Cr(III) i Cr(VI)) na biomasę Spirulina platensis. Stwierdzono, że w komórkach glonów akumulowała się z pożywki głównie niezbędna dla życia forma Cr(III), a nie toksyczna Cr(VI). Korzystając ze spektrometrii EPR oraz kolorymetrii, wykazano, że biomasa Spiruliny platensis wzbogacona formą Cr(III) jest wolna od toksycznych form chromu. Opracowana technika może być wykorzystana w przemyśle farmaceutycznym do produkcji preparatów zawierających selen, chrom i jod itp. z biomasy Spiruliny platensis, z zachowaniem jej korzystnych właściwości fizycznych i składu białka.

Słowa kluczowe

EN

Spirulina platensis; instrumental neutron activation analysis; essential elements; pharmaceuticals

PL

Spirulina platensis; instrumentalna neutronowa analiza aktywacyjna; mikroelementy niezbędne; środki farmaceutyczne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 3
• Strony: 277--285
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Frontasyeva M.

autor

Pavlov S.

autor

Mosulishvili L.

autor

Kirkesali E.

autor

Ginturi E.

autor

Kuchava N.

• Joint Institute for Nuclear Research, Frank Labolatory of Neutron Physics,

Bibliografia

• [1] Mertz W.: Science, 1981,213, 1332-1338.
• [2] Mosulishvili L.M., Kirkesali Ye.I., Belokobylsky A.I., Khizanishvili A.I., Frontasyeva M.V., Pavlov S.S. and Gundorina S.F.: J. Pharm. Biomed. Anal., 2002, 30(1), 87-97.
• [3] Mosulishvili L.M., Belokobylsky A.I., Kirkesali E.I., Frontasyeva M.V., Pavlov S.S. and Aksenova N.G.: J. Neutron. Res., 2007,15(1), 49-54.
• [4] Mosulishvili L.M., Belokobylsky A.I., Khizanishvili A.I., Kirkesali E.I., Frontasyeva M.V. and Pavlov S.S.: Patent of RF No. 2209077, priority of March 15, 2001.
• [5] Mosulishvili L.M., Belokobylsky A.I., Kirkesali E.I., Frontasyeva M.V. and Pavlov S.S.: Patent of RF No. 2230560, priority of June 11, 2002.
• [6] Combs G.F. Jr.: Med. Klin., 1999, 3, 18-25.
• [7] Schumacher K.: Med. Klin., 1999, 3, 45-48.
• [8] Hobben D.H. and Smith A.M.: J. Ań. Diet. Assoc., 1999, 99(7), 836-851.
• [9] Clark L.C., Cantor K.P. and Allaway W.H.: Arch. Environ. Health, 1991, 46, 37-42.
• [10] Voinar A.I.: Trace elements in nature. Vysch. shkola (Higher Education), Moscow 1962 (in Russian).
• [11] Liu K.J., Husler J., Ye J., Leonard S.S., Cutler D., Chen F., Wang S., Zhang Z., Ding M., Wang L. and Shi X.: Mol. Celi. Biochem., 2001, 222, 221-229.
• [12] Andersen R.A.: [In:] Essential and toxic trace elements in human health diseases. Ed. A.S. Prasad and A.R. Liss. New York 1988, 189-197.
• [13] Mertz W.: [In:] Chromium in nutrition and metabolism. Ed. D. Shapcott and Y. Hubert. Elsiever/North Holland Biomedical Press, Amsterdam 1979, 1-14.
• [14] Mosulishvili L.M., Nadareishvili V.S., Kharabadze N.E. and Belokobylsky A.I.: Patent USSR. N779765, Bull. 42, 1980.
• [15] Practical training on biological chemistry. Eds. M.P. Meshkova and S.E. Severin, MSU Publ. 1979 (in Russian).
• [16] Frontasyeva M.V. and Pavlov S.S.: JINR Preprint E14-2000-177, Dubna 2000.
• [17] Ostrovnaya T. M., Nefedyeya L.S., Nazarov V.M., Borzakov S.B. and Strelkova L.P.: [In:] Activation analysis to environmental protection. Dubna, D-14-93-325, 1993, 319-326.
• [18] Hann M. and Stemgel H.: Patent of DE 3421644.12.12.85. Diatetische Zusammensetzung.
• [19] Tambiev A H Kirikova N.N., Mazo V.K. and Skalny A.V.: Patent, RU2096037.20.11.97, l997.
• [20] Urone P. F., Anal.Chem., 1955,27(13), 1354-1355. , 1997.