İnorganik minerallerin şelatlı formları biyolojik olarak aktif maddelere çok benzer. Bu özellik tarımda evcil hayvanlar için gübre ve değerli gıda takviyeleri üretimi için kullanılmaktadır. Tıpta bu tür bileşikler panzehir ve diyet takviyeleri olarak kullanılır.
"Şelatlı form" ne anlama geliyor?
Şelatlar, pozitif yüklü metal iyonlarının (kompleks oluşturucu maddenin merkez atomu) çeşitli biyomoleküllerle kimyasal bileşikler oluşturan ligandlarla etkileşimi sonucu ortaya çıkan bir komplekstir. Basitçe söylemek gerekirse, şelatlar bir mineral ve karmaşık bir organik bileşiğin birleşimidir. Ligandlar arasında amino asitler, pep titler, proteinler, pürinler, porfirinler, makrolidler ve bunların sentetik analogları (taç eterleri, kriptanlar) bulunur.
Şelatlayıcı ligandlar, kovalent bağlar oluşturabilen 2'den fazla fonksiyonel gruba ve metalle bir halka yapısına sahip olmalıdır. "Şelat" kelimesi Latince chela'dan ("pençe") gelir. Dıştan, bu kimyasal bileşiklerin şekli, bir minerali tutan bir yengecin pençelerine benzer.
Doğada, en parlakBu tip porfirin bazlı bileşiklerin temsilcileri, Fe (demir şelat) ve klorofilin (magnezyum şelat) kompleks yapıcı maddenin merkezi olarak hareket ettiği insan hemoglobinidir. Modern biyokimyasal teknolojiler, bu tür maddelerin çeşitli formlarını elde etmeyi mümkün kılar.
Örnekler
3 grup şelat formu vardır (ligand ve metal iyonunun yük oranına bağlı olarak).
- Kayonik. En yaygın temsilciler, metal iyonlu poliamin bileşikleridir. Bu durumda ligandlama maddesi nötrdür, bu nedenle bileşiğin toplam yükü merkezi iyon tarafından belirlenir.
- Anyonik. Tipik anyonik şelatlar, etilendiaminotetraasetik asit (EDTA) bazlı komplekslerdir.
- Nötr (karmaşık içi bileşikler). Merkezi pozitif yük, eşit sayıda negatif yüklü ligand eklenerek nötralize edilir, böylece bir "iç tuz" oluşturulur.
Birçok metal, makromoleküler maddeler halinde birleşebilen kararlı şelatlar oluşturur. Bu etki, dielektriklerin, yüksek sıcaklıklı süper iletkenlerin ve kaplamaların üretimi için kullanılan çok bileşenli yüksek oranda dağılmış oksit malzemelerin sentezine uygulanır.
Biyolojik özellikler
Şelatlı mineraller, aşağıdakiler gibi bir dizi değerli özelliğe sahip maddelerdir:
- Çevrenin çeşitli asitlerine ve mikroorganizmaların etkisine karşı yüksek direnç.
- Suda iyi adsorpsiyon ve çözünürlük.
- Metallerin biyolojik aktivitesi, serbest durumda onlar için alışılmadık.
- Diğer bileşik formlarına kıyasla daha az toksisite.
- Yüksek biyoyararlanım, yani hem bitkiler hem de hayvanlar için iyi sindirilebilirlik.
- Çözünmeyen tortu yok.
Mineraller çoğunlukla ince bağırsakta emilir ve daha stabil şelat formu onları midede hidroklorik asit tarafından yok edilmekten korur. Bu özellik tıpta ve hayvancılıkta mikro besin eksikliklerini gidermek için kullanılır.
Üretim
Şelatlı bileşikler, şelasyon (veya şelasyon) ile elde edilir. Bu terim genellikle kimya biliminde tanınmaz. En basit yöntem, metal tuzlarının çözeltilerini şelatlama maddeleriyle karıştırmaktır. İkincisi gibi, organik maddeler:
- nitrilotriasetik, etilendiamintetraasetik ve etilen glikoltetraasetik asit;
- tris (karboksimetil) etilendiamin;
- hidroksietiliden difosfonik asit;
- lisin;
- metionin ve diğerleri.
Amino asitler ve küçük pep titler laboratuvar ortamında enzimlerin etkisi altında hazırlanır. Şelasyon işlemi uygulanırken aşağıdaki parametreler dikkate alınır:
- ortamın asitliği (gerekirse alkali ekleyin);
- sıcaklık;
- madde oranı;
- amino asit çözünürlüğü.
Çökeltilen şelat kompleksi distile suda yıkanır ve ardından kurutulur.
Tarımsal uygulamalar
Şelatlı gübrelerin şu faydaları vardır:
- Bitkilerin bitki hücre zarlarına kolayca nüfuz etmesi nedeniyle biyolojik yapılarla yakın afinite.
- Geliştirilmiş çözünürlük.
- Geleneksel tuzlara kıyasla şelatlı gübrelerin daha az tüketimi.
- Hem kök hem de yapraktan besleme imkanı.
- Tohum çimlenmesini artırın.
- Düşük fitotoksisite.
- Çeşitli toprak asitlik seviyelerinde kararlılık.
- Diğer kimyasallar, pestisitler ile iyi uyumluluk.
Şelatlı demir çok önemlidir, çünkü bu element bitki dokularında diğer metallerden daha fazla miktarda bulunur. Eksikliği kloroz dahil birçok hastalığın gelişmesine yol açar. Diğer şelatlar da kullanılır - bitki büyümesini ve yumurtalık oluşumunu uyaran bakır, çinko, bor. Büyüme mevsiminin erken aşamalarında, kök sisteminin gelişimini destekleyen şelatlı kalsiyum ile beslenmesi tavsiye edilir.
Hayvan kullanımı
Şelasyonlu mikro elementler, her tür çiftlik hayvanı ve kuşun beslenmesini güçlendirmek için kullanılır. Küçük konsantrasyonlardaki bu maddeler inorganik minerallerin %40'ına kadar yerini alabilir ve aşağıdaki etkiye sahiptir:
- bağışıklığı güçlendirmekhastalık sırasında, kadınların hamileliğinde veya olumsuz koşullarda güç;
- üreme fonksiyonunun iyileştirilmesi;
- Sütte kalitesini artıran somatik hücre sayısında azalma (termal stabilite ve diğer teknolojik özellikler);
- genç hayvanların büyümesinin hızlanması.
Şelatlı demir, sülfatının aksine plasenta bariyerini kolayca geçebilir. Araştırmalar, domuzların diyetine bu vitaminin eklenmesinin daha sonra büyük kilolu domuz yavrularının doğmasını desteklediğini ve demir eksikliği geliştirmelerini engellediğini göstermiştir.
Magnezyum şelat kullanımı sonucunda hayvan karkaslarının kalitesinde iyileşme, vücut yağında azalma olur. Bakır ve manganez bileşikleri kümes hayvanlarında kemik kondromatozisini ve kardiyovasküler hastalıkları önlemeye yardımcı olur.
Uyuşturucu
Tıpta, bileşiklerin şelat formları aşağıdaki amaçlar için kullanılır:
- Ağır metaller ve diğer zehirlerle akut ve kronik zehirlenmeler için antidotlar ("Unithiol", "Tetasin-kalsiyum"). Alındıklarında zararlı maddeler kapalı şelat tipi komplekslere bağlanır.
- Antineoplastik ilaçlar ("Cisplatin" ve diğerleri). İlaçlar, etkilenen hücrelerin çekirdeklerine nüfuz eder, DNA ile kendi kendilerini üremelerini engelleyen kararlı bir bağlantı oluşturur.
- Vitamin preparatları (çoğunlukla şelatlı kalsiyum ve demir).
Serbest metal iyonlarının aksine, bu maddelermide ve bağırsaklardaki diğer kimyasal elementlerle bileşikler, böylece insan vücudunda daha iyi emilirler. Bu bakımdan şelatlara dayalı yeni nesil ilaçlar ve diyet takviyeleri oluşturmak mümkündür.
