CC BY
17
УДК 619:581.41:615.32
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ЗВЕРОБОЯ В ВЕТЕРИНАРИИ
СТЯЖКИН И.С.,
аспирант, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: adiosamigo1995@yandex.ru. НАУМОВ М.М.,
доктор ветеринарных наук, профессор, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: naumovmm@rambler.ru. КРОЛЕВЕЦ А.А.,
доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, ЧОУ ВО Региональный открытый социальный институт.
Реферат. В зверобое обыкновенном содержится ряд биологически активных веществ таких, как растительные полифенолы, биофлавоноиды, флюоресцирующие, каротин и другие. Зверобой обыкновенный можно достаточно широко применять в ветеринарной медицине, в частности при лечении инфицированных ран, ожогов, абсцессов, маститов, терапии желудочно-кишечных болезней молодняка крупного рогатого скота. Это лекарственное растение обладает противовоспалительным и антимикробным действием, также является хорошим антидепрессантом. Актуальность работы заключается в том, что зверобой является малоисследуемым в ветеринарии, а его наноструктура и вовсе не исследовалась. Можно предположить, что при переводе зверобоя в наноформу проявятся его новые свойства и повысится фар-мокологическая активность. В статье методом NTA представлены свойства наноструктурированного зверобоя, определены самоорганизация и размеры частиц. В ходе эксперимента установлен средний размер нанокапсул, который варьируется в пределах 217-245 нм, коэффициент полидисперсности в обоих оболочках составляет 1,42-1,65, нанокапсулы имеют шаровидную форму, общая концентрация частиц 11,32-11,5 ч/мл, природа оболочки не оказывает существенного влияния на этот показатель. Нанострук-турированный зверобой можно рекомендовать к широкому использованию в ветеринарной терапевтической практике.
Ключевые слова: наноструктура, зверобой, ветеринарная медицина, метод Nanoparticle Tracking Analysis, препарат.
MORPHOLOGICAL FEATURES, PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES AND PROSPECTS OF APPLICATION OF NANOSTRUCTURED ST. JOHN'S WORT IN VETERINARY MEDICINE
STYAZHKIN IS.,
postgraduate student, Kursk State Agricultural Academy, e-mail: adiosamigo1995@yandex.ru. NAUMOV M.M.,
Doctor of Veterinary Sciences, Professor, Kursk State Agricultural Academy, e-mail: naumovmm@rambler.ru. KROLEVETS A.A.,
Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of Laboratory, PEI HE Regional Open Social Institute.
Essay. St. John's wort contains a number of biologically active substances such as plant polyphenols, bioflavonoids, fluorescent, carotene and others. St. John's wort can be widely used in veterinary medicine, in particular in the treatment of infected wounds, burns, abscesses, mastitis, therapy of gastrointestinal diseases of young cattle. This medicinal plant has anti-inflammatory and antimicrobial effects, it is also a good antidepressant. The relevance of the work lies in the fact that St. John's wort is poorly studied in veterinary medicine, and its nanostructure has not been studied at all. It can be assumed that when St. John's wort is converted into a nanoform, its new properties will manifest and its pharmacological activity will increase. In article, the properties of nanostructured St. John's wort are presented by the NTA method, self-organization and particle sizes are determined. During the experiment, the average size of nanocapsules was established, which varies between 217-245 nm, the polydispersity coefficient in both shells is 1.42-1.65, the nanocapsules have a spherical shape, the total particle concentration is 11.32-11.5 h/ml, the nature of the shell does not significantly affect this indicator. Nanostructured St. John's wort can be recommended for wide use in veterinary therapeutic practice.
Keywords: nanostructured St. John's wort, veterinary medicine, NTA method, drug.
Введение. Сегодня на рынке лекарственных средств появляются все новые препараты, которые успешно внедряются в медицину. По-прежнему остро стоит проблема поддержания защитных механизмов у молодняка крупного рогатого скота. Хорошо зарекомендовали себя при лечении и профилактики заболеваний микро и наноструктурирован-ные ПГМГ ГХ, нуклеинат натрия и левзея и др. [1, 2, 3, 4, 5, 6].
В статье мы рассмотрим зверобой обыкновенный нанокапсулированный и перспективы его применения в ветеринарной медицине. Зверобой обыкновенный представляет собой многолетнее травянистое растение, широко применяется в медицине, в том числе ветеринарной медицине, а также в пищевой промышленности. Широко распространен в Европейской части континента.
В зверобое обыкновенном содержится ряд биологически активных веществ таких, как растительные полифенолы, биофлавоноиды, флюоресцирующие, каротин и другие. Зверобой обыкновенный можно достаточно широко применять в ветеринарной медицине, в частности при лечении инфицированных ран, ожогов, абсцессов, маститов, терапии желудочно-кишечных болезней молодняка крупного рогатого скота. Это лекарственное растение обладает противовоспалительным и антимикробным действием, также является хорошим антидепрессантом
[7].
Материалы и методы исследования. Для определения размерности использовали метод были исследованы супрамолекулярные свойства капсул путем самоорганизации.
Самоорганизацию нанокапсул определяли по следующему алгоритму. В воде растворили
порошок наноструктурированного зверобоя обыкновенного, 0,05 мл раствора, наносили на стеклянную пластину и затем выделяли растворенные в жидкости твердые вещества путем превращения ее в пар. Поверхность высушенного предметного стекла
рассматривали под микроскопом «Микромед 3» вар. 3-20. При помощи прибора «Микромед 3» получили микрофотографию с самоорганизацией, которая представлена на рисунке 1.
Для определения размерности наноструктуриро-ванных препаратов наиболее подходящим и современным прибором является Nanosight LM10 производства Nanosight Ltd (Made in UK). Конфигурация HS-BF отличается видеокамерой AndorLuca с высоким разрешением, длина волны полупроводникового лазера составляет 405 нм, а его мощность - 45 мВт. Прибор анализирует траектории наночастиц (Nanopartide Tracking Analysis). Методика детально описана в ASTME2834.
При разведении использовали соотношение 1: 100. Параметры настроили следующим образом: уровень камеры = 16, порог обнаружения = 10, минимальная длина дорожки настраивалась автоматически, минимальный ожидаемый размер настраивался автоматически. Длительность единичного измерения составляла 215s, был использован шприце-вой насос.
Результаты исследования. Химические законы применимы в создании супрамолеклярных ансамблей и взаимодействии компонентов. Самосборка и самоорганизация относится к супрамолекулярным свойствам [8]. При получении результатов контролируемой сборки молекулярных сегментов и спонтанной организации молекул в стабильной структуре применяют нековалентные взаимодействия [9, 10].
Так как в водном растворе нанокапсул при их небольшой концентрации выявлены фрактальные композиции, они самоорганизовываются. Нанокап-сулы образуются случайным образом из-за некова-лентных взаимодействий и это доказывает то, что для них характерна самосборка. Можно сделать вывод, что наноструктурированный зверобой имеет супрамолекулярные свойства [11].
Рисунок 1 - Изображение наноструктурированного зверобоя под микроскопом
Так как в водном растворе нанокапсул при их небольшой концентрации выявлены фрактальные композиции, они самоорганизовываются. Нано-капсулы образуются случайным образом из-за не-ковалентных взаимодействий и это доказывает то, что для них характерна самосборка. Можно сделать вывод, что наноструктурированный зверобой имеет супрамолекулярные свойства [11].
На рисунке 1 (изображение а) наноструктури-рованный зверобой в оболочке ксантановой камеди в соотношении 1:3, увеличение в 400 раз, концентрация 0,125%, (изображение б) - нанострук-турированный зверобой в оболочке альгината натрия в соотношении, 1:2, увеличение в 400 раз, концентрация 0,125%.
Рисунок 2 - Образец нанокапсул зверобоя в альгинате натрия в соотношении ядра к оболочке - 1:2.
Показатель Значение
Средний размер, нм 217
^0, нм 102
d50, нм 175
а90, нм 396
Коэффициент полидисперсности, ^90^10)М50 1.65
Общая концентрация частиц, х108 частиц/мл 11.32
Рисунок 3 - Образец нанокапсул зверобоя в ксантановой камеди в соотношении ядра к оболочке - 1:3.
Показатель Значение
Средний размер, нм 245,7
d10, нм 93
d50, нм 189,7
d90, нм 375,8
Коэффициент полидисперсности, ^90^10)М50 1,42
Общая концентрация частиц, х108 частиц/мл 11,50
Заключение. По итогам проведенного исследования, мы пришли к следующим выводам:
1. Применение зверобоя обыкновенного перспективно в ветеринарной медицине, так как это лекарственное растение содержит большое количество биологически активных веществ, обладает широким спектром лечебных свойств, само растение широко распространено на территории Российской Федерации и доступно для создания различных лекарственных форм в промышленных масштабах.
2. Диапазон коэффициента полидисперсности в изученных оболочка составляет 1,42-1,65, форма нанокапсул зверобоя приближается к шаровидной.
3. Наноструктурированный зверобой имеет супрамолекулярные свойства. В среднем размер нанокапсул равен 217-245 нм, это дает возможность использования их в системе поения и кормления сельскохозяйственных животных в промышленных условиях содержания.
4. В результате проделанных научных исследований следует отметить, что полученные инновационным способом наноструктурированные препараты на основе зверобоя имеют оптимальную форму и размер, лекарства можно рекомендовать к широкому использованию в ветеринарной терапевтической практике.
Список использованных источников
1. Наноформа нуклеиновой кислоты и ее солей и перспективы применения в ветеринарии / М.М. Наумов, И.С. Стяжкин, А.А. Кролевец, Б.О. Роик // Ветеринария сельскохозяйственных животных. -2022. - 28 с.
2. Стяжкин И.С., Наумов Н.М. Влияние нуклеината натрия из микроводорослей Chlorella vulgaris на неспецифическую резестентность телят // В кн.: Актуальные научные исследования в современном мире. - 2020. - 50 с.
3. Физиолого-биохимические аспекты профилактического применения микрокапсул полигуаниди-на телятам при нарушении пищеварения / Н.М. Наумов, М.М. Наумов, Г.Ф. Рыжкова и др.: монография. - Курск, 2019. - С.212.
4. Исследование микрокапсул Биопага-Д физико-химическими методами / М.М. Наумов, З.Д. Их-ласова, И.А. Брусенцев и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2013.- № 4.- С. 70-71.
5. Полимерные биоциды-полигуанидины в ветеринарии / Наумов М.М. и др.: монография. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 2010. - С.84.
6. Кролевец А.А., Наумов М.М., Богачев И.А. и др. Способ получения микрокапсул Биопага-Д в пектине. Патент на изобретение RU 2561586 C1, 27.08.2015. Заявка № 2014105218/15 от 12.02.2014.
7. Корепанов С.В., Опенко Т.Г. Радиомодифицирующая активность экстрактов лекарственных растений при облучении в эксперименте // Мир науки, культуры, образования. - 2011. - № 4-2 (29). - С. 240-244. - ISSN 1991-5497.
8. Методы молекулярного моделирования супрамолекулярных комплексов: иерархический подход / Ф.В. Григорьев, А.Н. Романов, Д.Н. Лайков и др. // Российские нанотехнологии. - 2010. - №5-6. - С. 4753.
9. Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы // Вестник Московского ун-та. - 1999. - №5. - С. 300-307.
10. Rohit K. Rana, Vinit S. Murty, Jie Yu Nanoparticle Self-Assebly of Hierarchically Ordered Microcapsule Structures / Advanced Materials. - 2005. - vol.17. - P. 1145-1150
11. Ana Carina Mendes, ErkanTurkerBaran, Claudia NunesPalmitoylation of xanthan polysaccharide for self-assembly microcapsule formation and encapsulation of cells in physiological conditions /Journal of The Royal Society of Chemistry. - 2011.
Spisok ispolzovannyx istochnikov
1. Nanoforma nukleinovoj kisloty' i ee solej i perspektivy' primeneniya v veterinarii / M.M. Naumov, I.S. Styazhkin, A.A. Krolevecz, B.O. Roik // Veterinariya sel'skoxozyajstvenny'x zhivotny'x. - 2022. - 28 s.
2. Styazhkin I.S., Naumov N.M. Vliyanie nukleinata natriya iz mikrovodoroslej Shlorella vulgaris na nespecificheskuyu rezestentnost' telyat // V kn.: Aktual'ny'e nauchny'e issledovaniya v sovremennom mire. -2020. - 50 s.
3. Fiziologo-bioximicheskie aspekty' profilakticheskogo primeneniya mikrokapsul poliguanidina telyatam pri narushenii pishhevareniya / N.M. Naumov, M.M. Naumov, G.F. Ry'zhkova i dr.: monografiya. - Kursk, 2019. - S.212.
4. Issledovanie mikrokapsul Biopaga-D fiziko-ximicheskimi metodami / M.M. Naumov, ZD. Ixlasova, I.A. Brusencev i dr. // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skoxozyajstvennoj akademii. - 2013. - № 4. - S. 7071.
5. Polimerny'e biocidy'-poliguanidiny' v veterinarii / Naumov M.M. i dr.: monografiya. - Kursk: Izd-vo Kursk. gos. s.-x. ak., 2010. - S.84.
6. Krolevecz A.A., Naumov M.M., Bogachev I.A. i dr. Sposob polucheniya mikrokapsul Biopaga-D v pektine. Patent na izobretenie RU 2561586 C1, 27.08.2015. Zayavka № 2014105218/15 ot 12.02.2014.
7. Korepanov S.V., Openko T.G. Radiomodificiruyushhaya aktivnost' e'kstraktov lekarstvenny'x rastenij pri obluchenii v e'ksperimente // Mir nauki, kul'tury', obrazovaniya. - 2011. - № 4-2 (29). - S. 240-244. -ISSN 1991-5497.
8. Metody' molekulyarnogo modelirovaniya supramolekulyarny'x kompleksov: ierarxicheskij podxod / F.V. Grigor'ev, A.N. Romanov, D.N. Lajkov i dr. // Rossijskie nanotexnologii. - 2010. - №5-6. - S. 47-53.
9. Zorkij P.M., Lubnina I.E. Supramolekulyarnaya ximiya: vozniknovenie, razvitie, perspektivy' // Vestnik Moskovskogo un-ta. - 1999. - №5. - S. 300-307.
10. Rohit K. Rana, Vinit S. Murty, Jie Yu Nanoparticle Self-Assebly of Hierarchicacally Ordered Microcapsule Structures / Advanced Materials. - 2005. - vol.17. - P. 1145-1150
11. Ana Carina Mendes, ErkanTurkerBaran, Claudia NunesPalmitoylation of xanthan polysaccharide for self-assembly microcapsule formation and encapsulation of cells in physiological conditions /Journal of The Royal Society of Chemistry. - 2011.
