Chelatinės neorganinių mineralų formos yra labai panašios į biologiškai aktyvias medžiagas. Šis turtas žemės ūkyje naudojamas trąšų ir vertingų maisto papildų naminiams gyvūnėliams gamybai. Medicinoje tokie junginiai naudojami kaip priešnuodžiai ir maisto papildai.
Ką reiškia „chelatinė forma“?
Chelatai yra kompleksas, atsirandantis dėl teigiamai įkrautų metalų jonų (centrinio komplekso sudarytojo atomo) sąveikos su ligandais, kurie sudaro cheminius junginius su įvairių tipų biomolekulėmis. Paprasčiau tariant, chelatai yra mineralinio ir sudėtingo organinio junginio derinys. Ligandams priskiriamos aminorūgštys, peptidai, b altymai, purinai, porfirinai, makrolidai, taip pat jų sintetiniai analogai (karūnų eteriai, kriptandai).
Chelatiniai ligandai turi turėti daugiau nei 2 funkcines grupes, galinčias sukurti kovalentinius ryšius ir žiedo struktūrą su metalu. Žodis „chelatas“kilęs iš lotyniško žodžio chela („letena“). Išoriškai šių cheminių junginių forma panaši į mineralą laikančio krabo nagus.
Gamtoje ryškiausiaŠio tipo porfirino pagrindu pagamintų junginių atstovai yra žmogaus hemoglobinas, kur Fe (geležies chelatas) ir chlorofilas (magnio chelatas) veikia kaip komplekso formuotojo centras. Šiuolaikinės biocheminės technologijos leidžia gauti įvairių formų tokių medžiagų.
Pavyzdžiai
Yra 3 chelatinių formų grupės (priklausomai nuo ligando ir metalo jono krūvio santykio).
- Katijoninis. Dažniausi atstovai yra poliaminų junginiai su metalo jonais. Ligandas šiuo atveju yra neutralus, todėl bendrą junginio krūvį lemia centrinis jonas.
- Anijoniniai. Tipiški anijoniniai chelatai yra kompleksai, kurių pagrindą sudaro etilendiaminotetraacto rūgštis (EDTA).
- Neutralus (vidiniai kompleksiniai junginiai). Centrinis teigiamas krūvis neutralizuojamas pridedant vienodą skaičių neigiamai įkrautų ligandų ir taip susidaro „vidinė druska“.
Daugelis metalų sudaro stabilius chelatus, kurie gali susijungti į stambiamolekulines medžiagas. Šis efektas taikomas kelių komponentų labai dispersinių oksidinių medžiagų, naudojamų dielektrikams, aukštos temperatūros superlaidininkams ir dangoms gaminti, sintezei.
Biologinės savybės
Chelatiniai mineralai yra medžiagos, turinčios daug vertingų savybių, pvz.:
- Didelis atsparumas įvairioms aplinkos rūgštims ir mikroorganizmų įtakai.
- Gera adsorbcija ir tirpumas vandenyje.
- Biologinis metalų aktyvumas, neįprastas jiems laisvoje būsenoje.
- Mažiau toksiškumo, palyginti su kitų formų junginiais.
- Didelis biologinis prieinamumas, t. y. geras augalų ir gyvūnų virškinamumas.
- Jokių netirpių nuosėdų.
Mineralai daugiausia absorbuojami plonojoje žarnoje, o stabilesnė chelatinė forma apsaugo juos nuo druskos rūgšties sunaikinimo skrandyje. Ši savybė naudojama medicinoje ir gyvulininkystėje mikroelementų trūkumui kompensuoti.
Gamyba
Chelatinės junginių formos gaunamos chelatinimu (arba chelatiniu). Šis terminas nėra visuotinai pripažintas chemijos moksle. Paprasčiausias būdas yra maišyti metalų druskų tirpalus su kompleksonais. Kaip pastaroji, organinės medžiagos, tokios kaip:
- nitrilotriacto, etilendiaminotetraacto ir etilenglikolitetraacto rūgštis;
- tris (karboksimetil)etilendiaminas;
- hidroksietilidendifosfono rūgštis;
- lizinas;
- metioninas ir kt.
Amino rūgštys ir smulkūs peptidai ruošiami veikiant fermentams laboratorijoje. Įgyvendinant chelatacijos procesą atsižvelgiama į šiuos parametrus:
- aplinkos rūgštingumas (jei reikia, įpilkite šarmų);
- temperatūra;
- medžiagos santykis;
- aminorūgščių tirpumas.
Nusodintas chelato kompleksas plaunamas distiliuotu vandeniu ir išdžiovinamas.
Agronominės programos
Chelinės trąšos turi šiuos privalumus:
- Glaudus giminingumas su biologinėmis struktūromis, dėl kurių medžiagos lengvai prasiskverbia pro augalų ląstelių membranas.
- Geresnis tirpumas.
- Mažiau sunaudojama chelatinių trąšų, palyginti su įprastomis druskomis.
- Galimybė maitintis tiek šaknimis, tiek lapais.
- Padidinkite sėklų daigumą.
- Mažas fitotoksiškumas.
- Stabilumas esant įvairiems dirvožemio rūgštingumo lygiams.
- Geras suderinamumas su kitomis cheminėmis medžiagomis, pesticidais.
Chelinta geležis yra pati svarbiausia, nes šio elemento augalų audiniuose randama daugiau nei kitų metalų. Jo trūkumas sukelia daugelio ligų, įskaitant chlorozę, vystymąsi. Taip pat naudojami ir kiti chelatai – varis, cinkas, boras, skatinantys augalų augimą ir kiaušidžių formavimąsi. Ankstyvosiose auginimo sezono stadijose patartina šerti chelatiniu kalciu, kuris skatina šaknų sistemos vystymąsi.
Naudojimas gyvūnams
Chelatinės formos mikroelementai naudojami visų rūšių ūkio gyvūnų ir paukščių mitybai praturtinti. Šios medžiagos mažomis koncentracijomis gali pakeisti iki 40 % neorganinių mineralų ir turėti tokį poveikį:
- stiprinti imunitetąstiprumas ligos, patelių nėštumo metu arba nepalankiomis sąlygomis;
- reprodukcinės funkcijos gerinimas;
- somatinių ląstelių skaičiaus sumažėjimas piene, dėl to pagerėja jo kokybė (šiluminis stabilumas ir kitos technologinės savybės);
- jaunų gyvūnų augimo pagreitis.
Chelinta geležis, skirtingai nei jos sulfatas, gali lengvai pereiti per placentos barjerą. Tyrimai parodė, kad šio vitamino įtraukimas į paršavedžių racioną skatina vėliau atsivesti didelio svorio paršelius ir neleidžia jiems išsivystyti geležies trūkumo.
Naudojant magnio chelatą, pagerėjo gyvūnų skerdenų kokybė, sumažėja kūno riebalų. Vario ir mangano junginiai padeda išvengti naminių paukščių kaulų chondromatozės ir širdies ir kraujagyslių ligų.
Narkotikai
Medicinoje chelatinės junginių formos naudojamos šiems tikslams:
- Priešnuodžiai nuo ūmaus ir lėtinio apsinuodijimo sunkiaisiais metalais ir kitais nuodais („Unithiol“, „Tetacin-calcium“). Jas vartojant kenksmingos medžiagos susijungia į uždarus chelato tipo kompleksus.
- Antineoplastiniai vaistai ("cisplatina" ir kt.). Vaistai prasiskverbia į paveiktų ląstelių branduolius, sudaro stabilų ryšį su DNR, o tai neleidžia joms savaime daugintis.
- Vitaminų preparatai (dažniausiai chelatinis kalcis ir geležis).
Skirtingai nuo laisvųjų metalų jonų, šios medžiagos nesusidarojunginių su kitais cheminiais elementais skrandyje ir žarnyne, todėl jie geriau pasisavinami žmogaus organizme. Šiuo atžvilgiu, remiantis chelatais, galima sukurti naujos kartos vaistus ir maisto papildus.
