Модель биологической мембраны Советский патент 1983 года по МПК G01N33/48 

со ел

з: 1 Изобретение относится к биофизик и фармакологии и может быть использовано при массовом поиске физиологически активных соединений и изуче нии физико-химиг еских мexaниз 1oв их действия на мембраны. - Известны модели биологических мембран, представляющие собой плоские бимолекулярные липидяые мембр;)ны 1 , Однако такие мембраны имеют малы размеры и низкую стабильность, что затрудняет проведение экспериментов Известна также модель биологичес кой мембраны, представляющая собой содержащий ионообменные группы ацетатцеллголозный фильтр, импрегнирона ный липидами. В этой модели ,используют ультрафильтры из ацетатцеллюло зы, содержащие ионообменные карбоксильные группы 2 . Недостатками известной модели являются довольно высокая стоимость используемых исходно твердых липидов, необходимость их предварительного растворения и последующего удаления растворителя. Электрическо сопротивление этой модели может быть гораздо ниже, чем сопротивлени биомембран. Целью изобретения является прибл жение электрических характеристик и ионной селективности к нативной биологической мембране. Указанная цель достигается тем, что в модели биологической мембраны представляющей собой фильтр, импрег нированный веществом и содержащий ионообменные группы, фильтр импрегнируют эфирами жирных кислот общей формулыQ где п 10-22 ; R- метил, этил,пропил, изобути глицерил или их смеси. Для изучения свойств модельных мембран, а также влияния на них химических соединений используют элек рические, электрохимические и спект ральные методы. Эксперименты проводят в разделенной с помощью мембраны на две части и заполненной водным растворами ячейке с трубками для ввода и вывода реагентов, промывки мембраны от исследуемых веществ и погружения электродов. Пример 1. В качестве модел ной мe бpaны используют ультрамикро фильТры на основе целлюлозы и ее эфиров марки Сынпор (ЧССР ) пропитные при 20°С погружением на 5 мин в из обутиловый эфир лауриновой кисл ты. Толщина ультрафильтра , уде нее электрическое сопротивление , 2,510 СМйм, электрическая емкос 4 ,5 10 МКФ/см. Пересчитанные на толщи)у 100 А, что соответствует толщине биомембран, электрическое сопротивление и емкость равны 2,5х кЮ ОмСм и Q,45 мкФ/см-2 соответственно, что близко к значениям, характерныг1 для биомембран. Пример 2. Используют мембрану аналогично примеру 1. Ячейку заполняют водными растворами, отличающимися по ионному составу. Исследования показывают, что подобно мембранам нервных клеток модельные мембраны обладают катион-анионной и K /Ncx -селективностью. При концентрации КС и NdOCno 200 мл с разных сторон мембран возникает стабильный биоионный потенциал, аналогичный потенциалу покоя и достигающий 30 мВ. Создание трансмембранного градиента концентрации НСЕ , КСЕ. или мембранах из фильтров Сынпор пропитанных кисльми липидоподобными веществами, способными переносить ионы, например олеиновой кислотой, также приводит к генерации небольшого - мембранного потенциала. Пример 3. В один из растворов, омываюгцих мембрану, имеющий 5,5, вводят испытуемЕ-ле вещества (воличияа рН во втором растворе 2,1). По изменениям потенциала, сопротивления мембраньа и величин е ее емкости судят о мембранотоксических свойствах испытываемого вещества. Действие испытуемглх веществ на электрические характеристики модельной мембраны приведено в таблице. Все препараты, стим лирующие sHat чител,нь;й перенос Н через мембрану и приБОдящие к исчезновению мембранHoio поте1п;иала и падению сопротивления, обладают выраженными побочными l IИHичecки iи эффектами, в том числе гепатотоксичностью.В тоже вре мя у препаратов, скорость переноса в присутствии которых равна нулю, гепатотоксичность не оЪнаружена. Таким образом, с помощью предлагаемой модели можно отбирать вещества, обладающие неспецифической гепатотоксичностью. Использование мембраны, импрегнированной жидкими веществами, позволяет избавиться от введения дополнительного растворителя липидов и его последующего удаления, что существенно ускоряет процесс изготовления модели. Большая стабильность модели достигается тем, что эфиры жирных кислот, в отличии от применяемых в известной фосфолипидов, практически не п лдвергаются процессам перекисно то окисления в ходе измерений. Таким образом, предлагаемая модель хорошо соответствует свойствам биологической мембраны. Простота и легко достижимая автоматизация экспериментов с предлагаемой моделью

особенно важны при проведении массовых испытаний химических соединений на мембранотропнуго активность.

Использование предлагаемой модели позволяет сократить число испытаний На экспериментальных животных. Доступность веществ для импрегнирования фильтров (природные растительные и животные масла ) позволяет проводить массовые эксперименты.

МОДЕЛЬ БИОЛОГИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ, представлякя-чай собой фильтр, импрегнированный веществом и содержащий ионообменные группы, отличающаяся тем, что, с целью прибли|Жения электрических характеристик и ионной селективности к нативной биологической мембране, фильтр импергнируют эфиргили жирных кисло.т общей формулы СлНг„„С OR где ift 10-22; R -метил, этил, .пропил, изо(Л бутил, глицерил или их смеси.