Способ определения поверхностного давления биологических мембран

Номер патента: 1465768

Авторы: Королев, Семенов

ZIP архив

Текст

(19) (11) 7 1)4 С 01 М 33/4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4146090/28-1423.06.8615.03.89. Бюл. В 10Всесоюзный научно-исследователь институт биологического прибооенияС.Н.Семенов и Н.И.Королев 612,012(088.8)ВосЫш ес Вормуз. Аса, 1975, 6, У 1, Р. 97-107.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО ВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН Изобретение относится к области кулйрной биологии и может быть ьзовано для изучения поверхност давления (П,) различных клеточмембран и регистрации изменений слоев лов (ПАВ) и Изобретение ной биологии и но для изучени ления различнь регистрации из в последних,Цель из ени повышени ч ности способа и обесности определеления различныбракОпределяют повбиологических мембран,возмож тного давких мем-.: печени ния поверхносх биологичес ерхностн давлениекотором(57)молеисполногоных относится к молекуляр-" может быть ислользовая поверхностного давх клеточных мембран и менений, происходящих в них. Цель - повышение точности сп соба. Определяют П, при которых происходит разрушение монослоев поверхностно-активных веществ (ПАВ), и площади, занимаемые их молекулами на границе раздела полярной и неполярной фаз. Выбирают два ПАВ с одинаковой площадью молекул, но с разным П при этом первое вещество обладает большим П, и определяют биологическую активность выбранных соединений. Расчет величины П проводят по формуле с использованием величин П , при которых происходит разрушение монослоев (П и П), и отношения биологических активностей ПАВ (Аи А) при с их действии на мембраны.1 происходит разрушение моноверхностно-активных вещестплощади, занимаемой одной их молекулой на границе раздела полярной и неполярной фаз. Из них выбирают два .поверхностно-активных вещества с оди иаковой площадью молекул, но с различным поверхностным давлением. При этом первое вещество должно обладать большим поверхностным давлением. Измеряют любым известным способом их биологическую активность и поверхностное давление биологических мембран определяют по формуле3 14657 б 8г е А - биологическая активность . занных парам р рет ов и оизводят известгдепервого поверхностно-актив- ными способами, например, по сжатиюного вещества; монослоев поверхностно-активных веА - б ологическая активность ществ, нанесенн гх рь на г аницу раздеи5второго поверхностно-актив- ла фаз од - дув а-воз х с использованиемметода Вильгельма. Затем выбираютного вещества;П - поверхностное давлед, ление при два поверхностно-активных веществакотором разрушко ор р рушается моно- с одинаковой площадью молекул, но сслои первого пповерхностно разным поверхностным давлением, Приэтом первое вещество должно обладатьактивного вещества, сформированный на границе разде- большим поверхностным давлением. Дала полярной и неполяи олярнои лее определяют биологическую активность выбранных соединений, которуюфаз;П - поверхностное давление, при 15 можно определить по измене дьению о нокотором разрушаетушается моно- го из множества параметров, описыслой второго поверхностно- вавших функци рони ование биологичесактивного вещества, с форми-. ких мембран с помощью различных изУрованный на границе раздела вестных способов.нТак биологическую активность выбполярной и неполярнои фазб анных поверхностно-активных веществП - поверхностное давление ио- рмможно определять по лизису клеток,логической мембраны.Использование двух поверхностно- который измеряется различными изактивных веществ с одинакдинаковой пло- вестными способами, например, как вщадью на границе вода-мембрана, т,е. 25 пр ототипе . по регистрации (спектроэти поверхностно-активные вещества фотометрически) скорости: выхода геа из э ит оцитов при наруо ада р - а из э ит обл ют родственным химическим стро- моглобина из эритрооением, а следовательно, анал огичным шенин целостности их мембран. Биолекулярным механизмом деиствияначгическую активность поверхностно-акмолоп ебиологические мем раны,б аны позволяет ЗО тивных веществ можно также редприменять эти соединения для опреде- лять по скорости или степени измене-.ния активности мембранных ферментов,ления поверхностного давления различных иомем ранб б (клеток эукариотов которые регистрируются различнымит д,) известными способами, например,ьпои окариотов, оболочек вирусов и т,д,Рэ ит о тов набуханию митохондрий или по скороса не только мембран эритроцитов 35ти поглощения ими О, или по опреде(лрототиплению отношения концентраций поверхВ качестве поверхностно-активныхб - ностно-активных веществ, вызывавшихв еств используют различные мем раеще одинаковый биологический эффект, нано-активные соединения, обладающиеп имер путем определения концентраодинаковой площадью на границе Раз Р,ций поверхностно-активных веществ,ела фаз непосредственно деиствуюд фнеобходимых для подавления роста микщих на мембрану агентов, но с различным поверхностным давлением, при роорганизмов.Расчет величины поверхностногокотором разрушаются их монослои набан(П)поля ной и неполяр- давления биологических мембран ( )ной фаэ. Такими поверхностно-актив- осуществляется с использовличин поверхностного давления, приными веществами могут быть мыла итибиотики компоненты котором происходит разрушение моно-коб- слое (П и П ) тношени биолоразличных ядов (например пчелы, коб- слоев, и , и оы и др.) и прочие соединени50Р диггения удов- гических активностей Аверхностно"активных веществ при ихлетворяющи укае занным требованиям.ействии на мембраны по приведеннымСпособ осуществляется следующим деиствии нформулам.П и м е р 1, В качестве поверхО еляют поверхностные давления, р и м е рение ностно-активных веществ используютпри которых происходит Разруш 55 "е- г ами ин Я и его "полностью Ьмонослоев поверхностно-активных ве- р цидЩеств и площади, занимаы маемые их мо- аналог, которые при воздействии намембраны образуют комплексы с ихлекулами рна г анице раздела полярноика- фосфолипидами. Эти комплексы на пои неполярной фаз. Определение ука 5 146 5 верхности раздела фаз воздух,001 М .раствор КС 1 образуют монослои, которые разрушаются при поверхностном давлении 34,5 дин/см для грамицидиБ на Я и 9,0 дин/см для его аналога. Площади комплексов для грамицидина Я и "полностью 1." грамицидина Я равны, соответственно, 145 А г и 145-150 А, т.е. эти комплексы имеют одинаковую площадь на границе раздела полярной и неполярной фаз (поверхностное давление регистрируют по методу Вильгельма). В опытах для определения поверхностного давления биологических мембран берут в двух пробирках суспензию митохондрий печени крыс с одинаковой концентрацией (например 0,5 мг белка/мл), РН 7,3-7,4, В одну пробирку добавляют метональный раствор грамицидина Я, а в другую - метанольный раствор "полностью 1," грамицидина Я в количествах, необходи мых для того, чтобы получить одинаковую концентрацию этих соединений 25 (например 20 нМ на мг белка митохондрий). Затем через определенное время (например, через 1 мин после перемешивания) определяют скорость дыхания митохондрий по поглощению Зр кислорода в амперометрической ячейке типа Кларка. Установлено, что скорость дыхания в первой пробирке в 10 раз больше, Отношение биологических активностей (А,/А ) равно 10, а ехр (П,/П ) = ехр(34,5/9,0)=45. Следовательно, выполняется условие, указанное в первом варианте. Тогда поверхностное давление мембран митохондрий40П=Пг 1 п А,/Аг=9,0 1 п 10=21,Один/см,П р и м е р 2. В качестве поверхностно-активных соединений используют те же вещества, что и в примере 1. В опытах для определения поверхностного давления биологических мембран берут в двух пробирках суспензию эритроцитов человека с одинаковой концентрацией (например, 10 клеток/мп). В одну пробирку добавляют метанольный раствор грамицидина 8, в другую - метанольный раствор "нолностью Ь" грамицидина Я в количествах, чтобы получить одинаковую конечную концентрацию этих соединений, например 0,1 ьИ. Затем регистрируют скорость лизиса эритроцитов по способу, указанному в прототипе. Устзновлено, что скорость лизиса эритроцитов в первой пробирке в 45 раз больше. Отношение биологических активностей (А,А ) равно 45, а ехр (П,П г) = ехр (34,5/9,0) = 45. Следовательно, выполняется условие, указанное во втором вариантеТогда поверхностное давление мембран эритроцитов человекаП = П= 345 дин/см.П р и м е р 3. В качестве поверхностно-активных веществ используютте же соединения, что и в примере 1.В опытах используют Я 1 арЬУ 1 ососсцзацгецз в среде, которая на 1 л содер"жит 10 г глюкозы, 5 г ИаС 1, 5 г пептона, 30 мл бульона Хоттингера,рН 7,0-7,2, и определяют антимикробную активность поверхностно-активныхвеществ способом серийных разведений.Грамицидин подавляет рост микроорганизмов при конечной концентрацииЕ/мп, а его аналог - 60-70 /мп. Отношение биологических активностей= ехр (34,5/9,0) = 45, Следовательно,выполняется условие, указанное втретьем варианте. Тогда поверхностноедавление мембранП,Пг АП = -- 1 п( - )= 555 дин/см.ф" П -П Аг гИспользование предлагаемого способа позволяет более точно, по сравнению с прототипом, определить поверхностное давление различных биологических мембран с помощью двух, заранее отобранных поверхностно-активныхвеществ. По прототипу поверхностноедавление мембран эритроцитов человека лежит в диапазоне 31-35 дин/см,определенное по предлагаемому 34,5+0,3 дин/см. Формула из о бр ет енияСпособ определения поверхностного давления биологических мембран путем обработки биологических мембран поверхностно-активными веществами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности способа и обеспечения возможности определения поверхностного давления различных биологических мембран, определяют поверхностные давления, при которых происходит разрушение монослоев по7 14 б 5768 8верхностно-активных веществ, и пло- ным поверхностным давлением, при этом щади, занимаемые одной их молекулой первое вещество обладает большим давна границе раздела полярной и непо- лением, измеряют их биологическую лярной фаз, иэ них выбирают два по- активность,а поверхностное давление верхностно-активных вещества с оди- П 1 биологических мембран определяют5каковой площадью молекул, но с раз- по формуле АП 1 п (А/А ) при А,/А (ехр (П,/П); А - = 12 ехр (П/П),Составитель А. АгуреевРедактор И. Касарда Техред Л.Олийнык Корректор М. ПожоФ Заказ 938/44 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбина "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 где П иП, при А,/А = ехр (П,/П) эППП-П1 п (А /А ) при А /А )т П - поверхностное давление,при котором разрушается монослой соответственно второго и первого веществ, сформированный на границе раздела полярной и неполярнойфаз,А, и А - биологическая активность соответственнопервого и второго веществ.

Смотреть

Заявка

4146090, 23.06.1986

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

СЕМЕНОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, КОРОЛЕВ НИКОЛАЙ ИЛЬИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 33/483

Метки: биологических, давления, мембран, поверхностного

Опубликовано: 15.03.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1465768-sposob-opredeleniya-poverkhnostnogo-davleniya-biologicheskikh-membran.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения поверхностного давления биологических мембран</a>

Похожие патенты