Кинетические и термодинамические параметры сорбции стероидного сапонина Tribulus Terrestris на природном биополимере – хитозане

Аннотация

На современном фармацевтическом рынке значительную долю занимают лекарственные средства растительного происхождения, в частности, препараты на основе стероидных сапонинов, выделенных из известного лекарственного растения Tribulus Terrestris (якорцы стелющиеся). Эти биологически активные соединения находят широкое применение в различных областях, включая медицину для лечения и профилактики широкого спектра заболеваний, фармацевтическую промышленность в качестве компонентов биологически активных добавок к пище (БАД), а также в индустрии косметологии.  Одним из перспективных направлений в современной технологии разработки лекарственных препаратов является метод иммобилизации биологически активных молекул в структуру матрицы-носителя с целью формирования так называемых наномицелл, содержащих инкапсулированное действующее вещество. В качестве основы для создания подобных инновационных соединений может быть использован хитозан – биополимер природного происхождения. Хитозан, благодаря своей высокой биосовместимости с тканями организма, способности к биологическому разложению (биодеградации), нетоксичности и наличию катионных свойств, обладает значительным потенциалом в качестве материала-носителя для целенаправленной доставки лекарственных средств в организме.  Результаты многочисленных научных исследований указывают на то, что включение лекарственного препарата в структуру носителя обеспечивает защиту активного компонента от деградации под воздействием факторов in vivo (внутри организма) и in vitro (вне организма), способствует повышению его терапевтической эффективности и сохранению биологической активности на длительный период времени. В работе проведено исследование кинетики сорбции стероидных сапонинов на хитозане. В качестве объекта исследования была выбрана суммарная фракция стероидных сапонинов, экстрагированных из лекарственного растения Tribulus Terrestris. В качестве сорбента использовался хитозан, произведенный компанией ООО «Биопрогресс». Кинетические кривые сорбции сапонина на хитозане получали методом ограниченного объема. Отобранные аликвоты анализировали на содержание сапонина методом УФ-спектрофотометрии. Установлено, что время наступления равновесия составляет в среднем около
30 минут. В ходе сорбции не наблюдается существенного изменения показателя кислотности (pH) раствора, что позволяет предположить отсутствие значимого ионного взаимодействия с протонированными аминогруппами, входящими в структуру хитозана. Для анализа кинетических параметров процесса сорбции были применены различные математические модели, включая диффузионную модель Бойда-Адамсона, модели кинетических уравнений псевдо-первого и псевдо-второго порядков, а также уравнение Вебера-Мориса, учитывающее влияние стадии внутренней диффузии на скорость поглощения целевого вещества. Сравнение результатов, полученных с использованием указанных моделей, показало, что кинетика сорбции сапонина на хитозане наиболее адекватно описывается уравнением псевдо-второго порядка, что подтверждается достаточно высокими значениями коэффициентов детерминации (R²). Кроме того, было проведено исследование влияния температуры на характер изотерм сорбции. Рассчитаны некоторые равновесные характеристики исследуемого процесса (энергия сорбционного процесса, его энтальпия и энтропия). Установлено, что поглощение сапонина из раствора сопровождается эндотермическим эффектом.