Проекты

Получение производных бактериохлорофилла для биомедицинского применения

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биотехнология, Биохимия, Биомедицина
Авторы работы: ГБОУ Школа им. А. Боровика
Предметы: Физика, Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Синтез фотосенсибилизаторов бактериохлоринового ряда и создание их лекарственной формы.

Задачи

1) Знакомство с проблемой онкологических заболеваний и с их наиболее распространёнными методами лечения в онкологии.

2) Изучение литературы, научный поиск по теме «Фотодинамическая терапия и фотосенсибилизаторы».

3) Изучение свойств и природных источников бактериохлорофилла.

4) Освещение проблемы солюбилизации фотосенсибилизаторов и их введения в организм человека.

5) Проведение практического синтеза и очистки производных бактериохлорофилла.

6) Изучение физико-химических свойств производных бактериохлорофилла.

7) Создание лекарственной формы на основе производных бактериохлорофилла.

Описание

Рак – это обобщённое название многочисленных заболеваний, поражающих любой орган или ткань. Онкологические заболевания являются одной из самых страшных современных проблем человечества. Существующие методы лечения − это хирургический метод, лучевая терапия и химиотерапия. Это три столпа, на которых держится онкология. Однако у этих методов есть определённые ограничения и побочные эффекты. Поэтому необходимо разрабатывать новые методы лечения, например, фотодинамическую терапию. Фотодинамическая терапия (ФДТ) – относительно молодой, бурно развивающийся в наше время способ лечения онкологических заболеваний, который за счёт почти полного отсутствия побочных эффектов выгодно выделяется на фоне остальных методов.  

В настоящее время применяются в клинике или изучаются различные фотосенсибилизаторы, среди которых особый интерес представляют природные бактериохлорофиллы за счёт их уникальных спектральных свойств (возможности поглощать свет с определённой длиной волны). Однако даже у этих веществ есть свои недостатки.

После изучения литературных источников на тему «Фотодинамическая терапия и фотосенсибилизаторы», а также ознакомления с проблемой онкологических заболеваний и с их наиболее распространёнными методами лечения перед авторами была поставлена цель синтеза ФС бактериохлоринового ряда и создания их лекарственной формы.

В ходе работы проводился синтез производных бактериохлорофилла а: бактериопурпурина, дипропоксибактериопурпурина (ДПБП), (АМАМАМИД БФБ). Полученные соединения очищались при помощи таких методов, как: экстракция в делительной воронке, упаривание на роторном испарителе, перекристаллизации, фильтрации на фильтре Шотта и ТСХ хроматографической системе.

В ходе работы полученные вещества проанализировали на спектрофотометре и выявили, что по спектральным свойствам полученные нами производные превосходили исходное.

Далее были созданы две лекарственные формы ДПБП и АМАМИД БФБ путём мицеллообразования с использованием солюбилизатора колифор. Результат фотометрического анализа полученной лекарственной формы показал, что спектральные свойства ФС не изменились, следовательно, заключение в мицеллу прошло удачно.

Результат

1. Были изучены способы получения и свойства производных бактериохлорофилла.

2. На практике были синтезированы 4 производных бактериохлорофилла: бактериопурпурин и бактериофеофорбид, а также дипропоксибактериопурпуринимид и аминоамид бактериофеофорбид.

3. Была проведена очистка полученных соединений.

4. Были получены две лекарственные формы разных фотосенсибилизаторов, изучены их свойства и размеры частиц.

Также авторы выяснили, что в зависимости от структуры соединения и структуры солюбилизатора конечные свойства веществ могут меняться.

Оснащение и оборудование

Органические растворители, роторный испаритель, фильтр Шотта, хроматографическая система, спектрофотометр, весы электронные.

Сотрудничество

РТУ МИРЭА

Перспективы использования результатов работы

Работа несёт в себе вклад в развитие медицины и лечения онкологических заболеваний.

Особое мнение

«Работа над проектом стала для нас очень интересным опытом, за который мы безмерно благодарны нашему научному руководителю. Мир науки открылся для нас по-новому. Мы смогли увидеть, как открытия могут влиять на человеческие жизни и даже их спасать. Конференция «Инженеры будущего» подарила нам много эмоций: от волнения до невероятного счастья и радости. Хочется также обратиться к будущим участникам конференции: не бойтесь никаких трудностей, боритесь за свой успех, даже если эта борьба будет с самым злейшим врагом – вашим страхом. Наука, как и спорт, подчиняется только смелым и находчивым»