глутаровий альдегід
Глутаровий альдегід являє собою 5-вуглецеві алифатические діальдегідние ланки з аміногрупами колагену та інших білків з утворенням внутрішньо молекулярних і міжмолекулярних зшивок. Комерційні продукти, що містять глутаровий альдегід. найчастіше доступні у вигляді 2%, 10%, 25% і 50% водних розчинів, які не є легкозаймистими і, отже, не мають температури спалаху. З одного боку, глутаровий альдегід буде полимеризоваться в стабільні гідрати в умовах підвищеної лужності; З іншого боку, його антимікробну активність максимальна в лужних умовах; Тому, щоб зберегти свою активність, щоб уникнути полімеризації, діапазон рН його розчину повинен бути буфером в слабкому лужному діапазоні (від 7,5 до 8,5). В межах згаданого діапазону рН глутаровий альдегід стабільний протягом щонайменше 14 днів. Щоб досягти відповідного діапазону рН, більшість глутаровий альдегід. використовуваного в лікарнях для цілей дезінфекції та стерилізації, являє собою концентрацію 2,0%, яка має двокомпонентну систему, яку необхідно змішати або активувати перед використанням. Ці два компоненти є активоване розчин і подщелачівающіе агенти, хімічні компоненти яких складають 2,0% глутаровий альдегід і 0,3% бікарбонату натрію відповідно. Хоча для стерилізації обладнання і поверхонь в лікарнях існує багато екологічно бажаних технологій, ці технології можуть пошкодити деякі медичні інструменти, чутливі до вологи і тепла. У таких випадках лікарні зазвичай використовують оксид етилену для стерилізації волого і термочутливих інструментів і глутаровий альдегід в якості дезинфікуючого засобу високого рівня. Співробітники охорони здоров'я, які зазвичай використовують продукти на основі глутаровий альдегід. працюють у багатьох відділах, від гастроентерології, урології та кардіології до рентгенівських, лабораторних та аптечних. Серед багатьох доступних білкових сшивающих агентів глутаровий альдегід. безсумнівно, знайшов саме широке застосування в різних областях, таких як гистохимія, мікроскопія, цитохімія, індустрія шкіряного лікування, ферментна технологія, хімічна стерилізація, біомедична і фармацевтична. Глутаровий альдегід. лінійний 5-вуглецевий диальдегид, являє собою прозору, безбарвну до блідо-солом'яного кольору гостру маслянисту рідину, яка розчиняється у всіх пропорціях в воді і спирті, а також в органічних розчинниках. Він доступний в основному у вигляді кислих водних розчинів (рН 3,0-4,0), що мають концентрацію від менш ніж 2% до 70% (мас. / Про.). Глутаровий альдегід мав великий успіх через його комерційної доступності та низької вартості на додаток до його високій реакційній здатності. Він швидко реагує з аміногрупами при нейтральному рН і більш ефективний, ніж інші альдегіди. в отриманні термічно і хімічно стабільних зшивок. Фактично, дослідження реакцій зшивання колагену з моноальдегидами (формальдегідом) і діальдегіду, що мають довжину ланцюга від двох до шести атомів вуглецю (гліоксалю. Малональдегіда, сукцінальдегіда, глутаровий альдегід і адіпальдегіда), показали, що реакційна здатність в цій серії максимизируется при П'ять атомів вуглецю; Таким чином глутаровий альдегід є найбільш ефективним сшивающим агентом. Глутаровий альдегід знайшов широке застосування для іммобілізації ферментів. Незважаючи на успіх цього реагенту, його хімія була досить суперечливою. Насправді проста структура глутаровий альдегід чи не свідчить про складність його поведінки в водному розчині і його реакційної здатності. Наша мета тут полягає в тому, щоб розглянути літературу по Глутаровий альдегіду. спочатку представивши її хімічну поведінку у водному розчині, а потім його реакційну здатність з білками, фокусуючись на його застосуванні для іммобілізації ферменту.
Глутаровий альдегід вперше був використаний на початку 1960-х років для фіксації тканин, і з цього часу було розроблено багато інших додатків. Висока реакційна здатність глутаровий альдегід по відношенню до білків при нейтральному рН заснована на наявності декількох реакційних залишків в білках і молекулярних формах глутаровий альдегід в водному розчині, що призводить до безлічі різних можливих механізмів реакції. Іммобілізація ферментів є хороший приклад для ілюстрації використання глутаровий альдегід як білкового зшиває реагенту. Глутаровий альдегід може взаємодіяти з декількома функціональними групами білків, такими як амін, тиол, фенол та імідазол, оскільки найбільш реакційноздатними бічними ланцюгами амінокислот є нуклеофіли. У літературі описані різні дані по реакційної здатності альдегіду (при рН від 2,0 до 11,0) з наступними амінокислотами: лізин; Тирозин, тріп-сироп і фенілаланін; Гістидин, цистеїн, пролін, серин, гліцин, гліцілгліцін і аргінін. Вчені досліджували здатність різних альдегід ів взаємодіяти з амінокислотами і оцінювали реактивні кількості амінокислот в порядку зменшення реакційної здатності наступним чином: ε-аміно, α-аміно, гуанідину, вторинний аміно і гідроксильних груп. Дослідники прийшли до висновку, що глутаровий альдегід не реагує з аминогруппой гуанідінільной групи (аргінін) або що в білкових молекулах більш реакційно здатні групи перешкоджають спостереженню реактивності аргініну з глутаральдегідом. Було відзначено, що глутаровий альдегід реагує з тіольний групами тільки в присутності первинної аміногрупи. Глутаровий альдегід реагує можна зупинити з аміногрупами в широкому діапазоні рН (≥pH 3,0), за винятком між pH 7,0 і 9,0, де спостерігається лише невелика оборотність. Зшивання білків або на носій (твердий носій), або між білковими молекулами (без носія), як правило, має на увазі ε-аміногрупу лізінових залишків. Непротонірованние аміногрупи дуже реакційноздатні як нуклеофільних агентів. Слід зазначити, що лізил-аміногрупи мають pKa (константа дисоціації кислоти)> 9,5, але передбачається, що малий відсоток амінів, присутніх в їх непротонірованной формі при більш низькому pH, достатній для реакції з глутаровий альдегід. який потім призводять рівновагу кислотно-лужного стану до депротонування цих груп для подальшої реакції. Більшість білків містять багато лізінових залишків, зазвичай розташованих на поверхні білка (тобто схильних до впливу водного середовища) через полярність аміногрупи. Крім того, лізінових залишки, як правило, не беруть участі в каталітичному сайті, що забезпечує помірне зшивання для збереження конформації білка і, отже, біологічної активності. Як вже зазначалося раніше, глутаровий альдегід існує в численних формах у водному розчині, і всі ці форми можуть бути реакційноздатними по відношенню до лізінових залишкам (ε-аминогруппе) білків.
Хімічні та фізичні властивості глутаровий альдегід.
Транспортування і зберігання продукту.
Розчини на основі глутаровий альдегід відвантажуються за допомогою баржі, палубного танкера, автоцистерни, контейнера для масових вантажів середнього розміру (IBC), барабана і інших дрібних контейнерів. Для всіх методів доставки слід дотримуватися процедури і запобіжні заходи, зазначені в розділі «Питання безпеки і охорони навколишнього середовища». Коли отримана візок з бочками, провітріть автомобіль перед входом, щоб видалити будь-які потенційно дратівливі пари глутарового альдегіду. Всі обслуговуючі персонал барабани повинні надягати захисні рукавички, захисні окуляри або захисні окуляри з бічними щитками і захисну повний захист особи і захисний одяг. Для складу рекомендується використовувати з гарним дренажем бетонну площадку. Переважно область зберігання повинна бути в приміщенні або в затемнених ділянках таблиці, щоб уникнути проблем з якістю, пов'язаних з температурою, і повинна бути добре вентильованої.
При роботі з будь-якими хімічними речовинами, включаючи глутаровий альдегід. важливо, щоб персонал проходив підготовку за властивостями матеріалу, можливих побічних ефектів, що виникають в результаті пере опромінення, а також використання і процедурам, відповідним для даного хімікату. Тому повинна бути формальна програма навчання, в ході якої нові користувачі отримують належні процедури, а досвідчені користувачі інформуються про проблеми, пов'язані з використанням глутарового альдегіду. Завдяки належній підготовці та розуміння, працівники можуть звести до мінімуму власне опромінення, слідуючи основним керівним принципам роботи. Крім того, доступ до розчинів глутарового альдегіду повинен бути обмежений тими, хто навчений його використання. Співробітники повинні знати правила безпеки, які вступають в силу в разі розливу. Всі співробітники повинні бути знайомі з Паспортом безпеки матеріалів (MSDS), який додається до кожного продукту. Цей лист повинен бути доступний для всіх користувачів. Він містить інформацію про невідкладну медичну допомогу та ліквідації розливів. Доступність особливо важлива для лікарів, які можуть лікувати гостру пересмикування (наприклад, бризки в оці). Щоб звести до мінімуму контакт з розчинами глутарового альдегіду. на всіх контейнерах-сховищах слід використовувати припасовані кришки. Ці кришки повинні бути на місці в будь-який час. При змішуванні і розливання розчинів слід дотримуватися обережності, щоб звести до мінімуму бризки і зменшити випадкові розливи.
Області застосування продукту:
1. Холодне дезінфікуючий засіб в галузі охорони здоров'я. глутаровий альдегід використовують у вигляді 1% або 2% водного розчину, який необхідно активувати лужним буфером, наприклад бикарбонатом натрію. Активоване розчин можна використовувати до двох тижнів, і він використовується для хімічної дезінфекції таких інструментів, як ендоскопи, бронхоскоп, стоматологічне обладнання та інші клінічні інструменти. Дезінфекція включає занурення приладу в розчин глутаровий альдегід з використанням або закритих жолобів, візків, або автоматичних мийних пристроїв.
2. Затверджувач в обробці рентгенівської плівки. Глутаровий альдегід входить до складу виявляють розчинів для чорно-білої рентгенівської фотографії в якості зміцнюючого (або зшиває) агента для скорочення циклу сушіння при обробці плівки. Розробники, що містять глутаровий альдегід. як правило, використовуються в високотемпературних автоматизованих процесорах плівки, головним чином в медичній галузі і, в меншій мірі, в інженерних додатках, таких як неруйнівний контроль зварних швів. Розробники рентгенівського випромінювання зазвичай поставляються у вигляді концентратів, що містять вільний глутаровий альдегід або комплекс глютаральдегид-бисульфит натрію, з концентратом, розведеним до отримання робочого міцного розчину, що містить менше 1% глутаровий альдегід.
3. Очищення води. Водні розчини глутарового альдегіду при 10-50% використовуються для обробки води в градирнях, повітряних шайбах і інших системах рециркуляції води для запобігання корозії і накопичення мікробіологічного росту. Розчин вводять у вигляді пульп у вигляді доз, що видаляють удар, або вручну, або за допомогою автоматичного дозуючого обладнання, щоб отримати 50-100 ppm глутаровий альдегід в очищеній воді. Глутаровий альдегід купити і використовувати значно в офшорних операціях. 15-50% -ний водний концентрат додається в воду для ін'єкції в свердловину, щоб запобігти зростанню сульфатредуцирующих бактерій, які викликають корозію металів. Розчин вводять в слимаків за допомогою автоматичної системи відкачування, щоб отримати 100-300 чнм в воді.
4. Біоцид в целюлозно-паперовій промисловості. Водні розчини глутарового альдегіду при 10-50% використовують для зменшення або пригнічення росту мікроорганізмів в суспензіях пульпи. Розчин вводять в слимаках з використанням автоматичного дозуючого обладнання для отримання глутаральдегида в масі пульпи в кількості 50-100 чнм.
5. Засіб. Глутаровий альдегідкупіть і використовувати в якості консерванту в промислових миючих засобах, наприклад, в харчовій промисловості, виробництві напоїв і тютюнових виробів, а також в роздрібних миючих засобах.
6. Біоцид в нафтовій промисловості. Глутаровий альдегід купити і використовувати в промисловості як добавка для бурового розчину, засіб для добування нафти і для обробки нафтових свердловин. Він також використовується в якості біоциду в нафтопродуктах, таких як мастила.
7. Індустрія здоров'я тварин. Глутаровий альдегід використовується в індустрії здоров'я тварин для дезінфекції тварин і пташиних будинків. Розбавлені розчини, які містять 0,1-0,3% глутаральдегида. розпилюють, промивають або вспенивают на стінах, підлогах і інших поверхнях. Запотівання тваринницьких приміщень може проводитися на автоматичному обладнанні з використанням розчину, що містить приблизно 400 проміле. Розчини, що містять приблизно 750 чнм, використовуються для дезінфекції яєчної шкаралупи, щоб допомогти видалити бруд і сміття.
8. Чинбарня. Водні розчини глутарового альдегіду використовуються для пом'якшення шкіри і підвищення їх стійкості до води, лугів і цвілі. Шкіра просочується розчином, що містить 0,5-2% глутаральдегида.
9. Мікроскопія / гістологія. Глутаровий альдегід використовується в якості фіксатора тканини в гістології, електронної та світлової мікроскопії, зазвичай у вигляді 1,5-6% водного розчину.
10. Аквакультура. Глутаровий альдегід використовується, як правило, в поєднанні зі змочуючими агентами, для боротьби з вірусами та іншими мікроорганізмами в рибництві.
11. Косметика. Глутаровий альдегід допускається в якості консерванту в косметичних засобах в Європі при концентраціях до 0,1%. Не допускається в аерозолях і аерозолях.