д-р хим. наук, профессор, зав. кафедрой общей химии и экологии, КНИТУ-КАИ, г. Казань.
Dr. Sci. (Chem.), Professor, Head of the Department of General Chemistry and Ecology, KNITU-KAI, Kazan, Russian Federation
канд. хим. наук, доцент кафедры общей химии и экологии, КНИТУ-КАИ, г. Казань
Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor at the Department of General Chemistry and Ecology, KNITU-KAI, Kazan, Russian Federation
ст. науч. сотрудник лаборатории биогеохимии, ИПЭН АН РТ, г. Казань
Senior researcher at the Laboratory of Biogeochemistry, IPEN AS RT, Kazan, Russian Federation
канд. мед. наук, доцент, зам. директора по научной деятельности, ИФМиБ КФУ, г. Казань
Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Deputy Director for Scientific Activities, IFMiB KFU, Kazan, Russian Federation
аспирант кафедры общей химии и экологии, КНИТУ-КАИ, г. Казань
Post-graduate student at the Department of General Chemistry and Ecology, KNITU-KAI, Kazan, Russian Federation
Цель - поиск оптимальных сочетаний биополимерных и минеральных энтеросорбентов, способных к наиболее эффективному и селективному выведению из организма жителей крупных городов избыточно поступающих металлов. Одной из задач эксперимента являлось моделирование условий внутренней среды организма человека, при которых происходит энтеросорбция, для более адекватной оценки сорбционной емкости полученных комбинаций энтеросорбентов по отношению к ряду наиболее распространенных эссенциальных и токсичных металлов.
Материалы и методы. Для моделирования сложного состава внутренней среды организма использовалась молочная сыворотка, которая представляет собой многокомпонентную матрицу, состоящую из воды с растворенными в ней минералами и органической фракцией. В качестве минеральных энтеросорбентов использовались диоктаэдрический смектит («Смекта»), мелкодисперсный диоксид кремния («Полисорб МП»), гранулированный цеолит («Zeo Detox»), активированный уголь. Из биополимерных энтеросорбентов использовались «Хитозан» и «Микотон». Модельные растворы солей наиболее распространенных металлов (Fe, Cu, Cd, Zn) готовились соответствующим разведением стандартных образцов металлов в молочной сыворотке.
Результаты. Показана возможность использования молочной сыворотки для моделирования жидкой фазы, в которой осуществляются процессы сорбции в организме. Представлены результаты оценки сорбционной емкости и эффективности сорбции различных комбинаций энтеросорбентов. Предложены наиболее эффективные комбинации, способствующие селективному выведению избыточного количества металлов из организма. Так комбинация «Цеолит+активированный уголь» в большей степени пригодна для длительного регулярного применения с целью селективного выведения из организма металлов при их хроническом пероральном поступлении. При острых отравлениях более эффективны комбинации энтеросорбентов - «Смекта+Микотон+Хитозан» или «Полисорб+Микотон+Хитозан».
Заключение. Композитный сорбент на основе цеолита и активированного угля показал относительно высокую абсолютную эффективность по сравнению с другими композитами на основе минеральных энтеросорбентов - смекты и полисорба. При этом он обладает высокой селективностью, что в сочетании с низкой гидрофильностью является оптимальным для регулярного применения в условиях полиметаллического загрязнения на территории крупных городов.
Objective - to find optimal combinations of biopolymer and mineral enterosorbents capable of the most effective and selective removal of excess metals from the body of residents of large cities. The article is devoted to the development of a method for combining, with an assessment of the effectiveness of the most common biopolymer and mineral enterosorbents. One of the objectives of the experiment was to model the conditions of the internal environment of the human body, under which enterosorption occurs, for a more adequate assessment of the sorption capacity of the obtained combinations of enterosorbents in relation to a number of the most common essential and toxic metals.
Materials and methods. To model the complex composition of the internal environment of the body, whey was used, which is a multicomponent matrix consisting of water with minerals dissolved in it and an organic fraction (proteins, carbohydrates, fats and vitamins). Dioctahedral smectite (Smecta), finely dispersed silicon dioxide (Polysorb MP), granulated zeolite (Zeo Detox), and activated carbon were used as mineral enterosorbents to create combinations. Chitosan and Mikoton were used from biopolymer enterosorbents to create combinations. Model solutions of salts of the most common metals (Fe, Cu, Cd, Zn) were prepared by appropriate dilution of standard samples of metals in whey.
Results. The possibility of using whey to simulate the liquid phase in which sorption processes occur in the body is shown. The results of assessing the sorption capacity and sorption efficiency of various combinations of enterosorbents are presented. The most effective combinations are proposed that promote the selective removal of excess metals from the body. Thus, the combination of "Zeolite + activated carbon" is more suitable for long-term regular use for the purpose of selective removal of metals from the body during their chronic oral intake. In acute poisoning, combinations of enterosorbents are more effective - "Smecta + Mikoton + Chitosan" or "Polysorb + Mikoton + Chitosan".
Conclusion. The composite sorbent based on zeolite and activated carbon showed a relatively high absolute efficiency compared to other composites based on mineral enterosorbents - Smecta and Polysorb. At the same time, it has high selectivity, which, in combination with low hydrophilicity, is optimal for regular use in conditions of polymetallic pollution in large cities.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.