Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowe badania EPR wpływu stężenia leku na właściwości centrów paramagnetycznych w kompleksach biopolimeru melaninowego z netilmicyną

Pilawa B., Zdybel M., Buszman E., Wrześniok D., Mrochen J.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 81-84

65--66

PL

Melanina jest ciemnym pigmentem powszechnie występującym w organizmach roślinnych i zwierzęcych. U człowieka występuje w skórze, włosach, oczach, uchu wewnętrznym, ośrodkowym układzie nerwowym [1,2]. W organizmach żywych występuje głównie wybrana do badań eumelanina (RYS. 1). Jest to grupa melanin o zabarwieniu brązowo-czarnym [1,2]. Kolejną grupę stanowią feomelaniny o barwie czerwono-brązowej, które zawierają siarkę oraz allomelaniny [1,2 ]. Melanina to biopolimer wykazujący wysokie powinowactwo do jonów metali oraz substancji leczniczych [1-4]. Długotrwała ekspozycja lub wysoko-dawkowa terapia substancjami leczniczymi może prowadzić do nadmiernej kumulacji tych substancji w melaninie, a w konsekwencji do degradacji upigmentowanych tkanek [3,4]. Celem niniejszej pracy jest określenie wpływu stężenia leku na koncentrację i właściwości centrów paramagnetycznych występujących w kompleksach DOPA-melaniny - eumelaniny z przykładowym antybiotykiem - netilmicyną. Widma EPR kompleksów DOPA- melanina-netilmicyna mierzono z wykorzystaniem spektrometru elektronowego rezonansu paramagnetycznego na pasmo X (9.3GHz) w temperaturze pokojowe w szerokim zakresie mocy mikrofalowej wynoszącym 0.7-70mW. Zastosowano następujące stężenia netimicyny w analizownaych kompleksach: 1x104M, 5x104 M, 1x10-3 M, 5x1Cr3 M oraz 1x10-2 M. Wyznaczono koncentrację centrów paramagnetycznych, współczynnik rozszczepienia spektroskopowego g, amplitudę i szerokość linii EPR. Zbadano wpływ mocy mikrofalowej na nasycenie mi¬krofalowe widm EPR kompleksów melaninowych. Wszystkie badane kompleksy melaninowe charakteryzuje wysoka koncentracja centrów paramagnetycznych z zakresu 1.6-2.2x1019spin/g. Koncentracja centrów paramagnetycznych w kompleksach DOPA-melanina-netilmicyna zależy od stężenia leku. Najmniejsza wartość koncentracji centrów paramagnetycznych otrzymano w przypadku kompleksów o stężeniu netilmicyny 5x104 M. Rejestrowane widma EPR stanowiły szerokie asymetryczne linie o wartościach szerokości sygnału z zakresu 0.45-0.48mT. Dla wszystkich próbek otrzymano wartość współczynnika g=2.0043 charakterystyczną dla o-semichinonowych wolnych rodników. Zmiany amplitudy i szerokości linii EPR wraz ze wzrostem mocy mikrofalowej dla DOPA-melaniny oraz przykładowego kompleksu DOPA-melanina-netilmicyna pokazano odpowiednio na RYSUNKACH 2 i 3. Stwierdzono spadek amplitudy dla wyższych mocy mikrofalowych (RYS. 2). Szerokość linii EPR rośnie wraz ze wzrostem mocy mikrofalowej (RYS. 3). Korelacje przedstawione na RYSUNKACH 2 i 3 wskazują na jednorodne poszerzenie linii EPR [4-6]. Podobne korelacje otrzymano dla wszystkich badanych kompleksów.

EN

Melanin is a pigment in the plants or animals. In humans, melanin biopolymer is found in skin, hair, the iris, inner ear and nervous system [1,2]. The most common form of biological melanin is eumelanin (FIG. 1). It is a brown-black polymer. Another common form of melanin is pheomelanin. It is a red-brown polymer [1,2]. Melanin can bind medical drugs and metal ions [1-4]. Interactions of high doses of drugs with melanins may be responsible for many toxic effects in pigmented tissues, e.g. toxic retinopathy, hyperpigmentation of the skin, hair bleaching and some ocular and inner ear lesions [3,4]. The aim of this work was to determine influence of drug concentration on the amount and properties of paramagnetic centres existing in complexes of DOPA-melanin - eumelanin with exemplary antibiotic - netilmicin. EPR spectra of DOPA-melanin-netilmicin complexes were measured by the use of an X-band (9.3GHz) electron paramagnetic resonance spectrometer at room temperature in the wide range of microwave power (0.7-70mW). The following concentrations of netilmicin in the analyzed complexes were applied: 1x10-4 M, 5x10т4 M, 1x103 M, 5x103 M and 1x102 M. Paramagnetic centres concentration, g-factor, amplitude and linewidth of EPR spectra were evaluated. We determined the effect of continuous microwave saturation on melanins EPR spectra. All the studied melanins complexes characterized high paramagnetic centres concentrations 1.6- 2.2x1019spin/g. The concentrations of paramagnetic centres in DOPA-melanin-netilmicin complexes depend on drug concentration. The lowest paramagnetic centres concentration was obtained for complexes with netilmicin concentration of 5x10-4M. The measured EPR spectra were broad assymetrical lines with linewidths in the range 0.45-0.48mT. g-Factor of 2.0043 characteristic for o-semiquinone free radicals was obtained for the samples. Changes of amplitude and linewidths of EPR lines of DOPA-melanin and the exemplary DOPA-melanin-netilmicin complex with increasing of microwave power are compared in FIGURES 2 and 3, respectively. Decrease of amplitudes for the higher microwave powers were observed (FIG. 2). Linewidths increase with increasing of microwave power (FIG. 3). Correlations presented in FIGURES 2 and 3 indicate that the EPR spectra are homogeneously broadened [4-6]. Similar correlations were obtained for all the examined complexes.

2

Badania EPR oddziaływań spin-sieć w kompleksach modelowej eumelaniny z netilmicyną i jonami Cu(II)

Zdybel M., Pilawa B., Buszman E., Wrześniok D., Krzyminiewski R., Kruczyński Z.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 81-84

67--68

PL

Przeprowadzono badania modelowej eumelaniny - DOPA-malaniny oraz jej kompleksów z netilmicyną i jonami Cu(II) z zastosowaniem spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR). Eumelanina jest paramagnetycznym biopolimerem najczęściej występującym w organizmie ludzkim, u zwierząt i w świecie roślinnym [1,2]. Znajomość oddziaływań magnetycznych w polimerach melaninowych jest istotna dla rozwoju inżynierii biomateriałów. Centra paramagnetyczne melanin mogą powodować efekty toksyczne w tkankach oraz reakcje wolnorodnikowe z implantami [1]. Netilmicyna to antybiotyk należący do grupy aminogli-kozydów [3]. Jest to półsyntetyczna pochodna sisomicyny (RYS. 1), stosowana w zakażeniach wywołanych przez bakterie Gram-ujemne [3]. Z ogólnie stosowanych antybiotyków aminoglikozydowych netilmicyna uważana jest za najmniej nefrotoksyczną oraz ototoksyczną, a jednocześnie o najsilniejszym działaniu bakteryjnym [3]. Podobnie jak inne antybiotyki aminoglikozydowe nie wchłania się z przewodu pokarmowego, w związku z powyższym stosowana jest dożylnie lub domięśniowo. Wskazaniami do stosowania netilmicyny są m.in.: sepsa, zakażenia dróg moczowych, zakażenia dróg oddechowych [3]. Celem niniejszej pracy jest zbadanie oddziaływań spin-sieć w kompleksach DOPA-melaniny z netilmicyną oraz jonami Cu(II). Szybkość oddziaływań spin-sieć zależy od struktury biopolimeru melaninowego [4-7]. Struktura molekularna oraz właściwości paramagnetyczne biopolimeru melaninowego są modyfikowane przez stosowany antybiotyk - netilmicynę i jony metalu [5]. W analizowanych próbkach melaninowych zachodzą wolne procesy relaksacji spin- sieć, a ich szybkość maleje ze spadkiem temperatury (RYS. 2-3). Nasycenie mikrofalowe linii EPR wykazało, że centra paramagnetyczne w melaninie oraz w testowanych kompleksach są rozmieszczone jednorodnie (RYS. 2-4).

EN

Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopic studies of model eumelanin - DOPA-melanin and its complexes with netilmicin and Cu(II) ions were performed. Eumelanin is the paramagnetic biopolymer which exist in living organisms, tissues and plants [1-2]. Knowledge about magnetic interactions in melanin polymer is important to develop of biomaterials engineering. Paramagnetic centers of melanin may be responsible for toxic effects in tissues and for free radical reactions with implants [1]. Netilmicin is a member of aminoglycoside antibiotics. It is a semisynthetic aminoglycoside analog of sisomicin (FIG. 1) [3]. Netilmicin is active against a wide variety of aerobic gram-negative bacteria [3]. These antibiotics is characterized by lowest toxicity of this aminoglycoside antibiotic and high practical applications [3]. Netilmicin is only given by injection or infusion. It is used in the treatment of serious infections: sepsis, infections of the respiratory and urinary tract [3]. The aim of this work is to examine spin-lattice interactions in DOPA-melanin complexes with netilmicin and Cu(II) ions. Spin-lattice relaxation time depends on chemical structure of melanin biopolymer [4-7]. Molecular structure and paramagnetic properties of melanin biopolymer are modified by the used antibiotic - netilmicin and metal ions presented in tissues [5]. It was stated that slow spin-lattice relaxation processes exist in melanin samples, and time of spin-lattice relaxation increase with decreasing of temperature (FIG. 2-3). Microwave saturation of EPR lines indicate that paramagnetic centers in melanin and in the tested complexes are homogeneously distributed (FIG. 2-4).

3

Influence of hydrogen and methane on the polymerization of styrene in the presence of CpTiCl2(OC6H4Cl-p)/MAO catalytic system

Niciński K., Jamanek D., Skupiński W., Borowiak M.

Polimery

|

2007

|

T. 52, nr 6

421-426

EN

The effect of hydrogen or methane on the course of styrene syndiotactic polymerization in the presence of CpTiCl2(OC6H4Cl-p)/MAO catalytic system (Cp - cyclopentadienyl, MAO - methylalumoxane) was investigated. The effects of contact time and pressure on the yield, weight - average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution MWD as well as on the syndiotacticity index of the polymers obtained were determined. It was found that prolonged contact time of methane with reaction mixture caused significant decrease in yield and slight decrease in polymer molecular weight with simultaneous increase in PS syndiotacticity index. The effect of increasing pressure of methane is similar. However, prolonged contact time and increasing pressure of hydrogen caused increasing yield and clear decrease in molecular weight of the product. The change in the mechanism of initiation of stereospecific styrene polymerization, caused by methane, was interpreted on the basis of EPR spectra analyses. The formation of monohydrogen complexes of titanium as a result of reaction with methane or catalytic system itself, or dimeric Ti complexes formed in the stage of polymer chain termination has been found.

PL

Zbadano wpływ obecności metanu lub wodoru na przebieg syndiotaktycznej polimeryzacji styrenu pod wpływem układu katalitycznego CpTiCl2(OC6H4Cl-p)/MAO (Cp - cyklopentadienyl, MAO - metyloalumoksan). W przypadku obydwu wprowadzanych gazów określano wpływ czasu kontaktu i ciśnienia na wydajność, wagowo średni ciężar cząsteczkowy (Mw) i jego rozkład MWD a także na współczynnik syndiotaktyczności polimerów (tabele 1-3 metan, tabele 4-5 wodór). Stwierdzono, że przedłużanie czasu kontaktu metanu z mieszaniną reakcyjną spowodowało wyraźny spadek wydajności oraz niewielkie zmniejszenie ciężaru cząsteczkowego w połączeniu ze wzrostem współczynnika syndiotaktyczności PS. Podobny jest też wpływ podwyższenia ciśnienia metanu. Przedłużanie czasu obecności wodoru i wzrost jego ciśnienia w układzie wywołuje zwiększenie wydajności i znaczne zmniejszenie ciężaru cząsteczkowego produktu. Spowodowaną wprowadzeniem metanu zmianę mechanizmu inicjowania stereospecyficznej polimeryzacji styrenu wyjaśniono na podstawie analizy widm EPR (rys. 1). Stwierdzono przy tym powstawanie monowodorkowych kompleksów tytanu w wyniku reakcji z metanem - bądź bezpośrednio samego układu katalitycznego, bądź też dimerycznych kompleksów Ti tworzących się na etapie terminacji łańcucha polimeru.