Элиминация мочевой кислоты с помощью углеродных носителей сотовой структуры на основе рисовой шелухи и лигнина

Аннотация

Одним из перспективных направлений, которое на сегодняшний день приобретает особое значение в биомедицине, является применение в биокатализе и гемосорбции углеродных носителей сотовой структуры, поверхность которых модифицирована с помощью ферментов. Пациенты с гиперурикемией, высоким уровнем урата натрия в крови, склонны к таким болезням, как подагра, хроническая почечная недостаточность и почечнокаменная болезнь.

В работе были получены углеродные носители сотовой структуры. путем экструзии смеси молотой рисовой шелухи и лигнина в массовом соотношении 75:25, и дальнейшей карбонизации, десиликации, а также парогазовой активации. С помощью сканирующей электронной микроскопии., а также метода низкотемпературной адсорбции азота были исследованы морофология и текстурные характеристики углеродных носителей: была установлена нанопористость образцов; удельная поверхность по методу БЭТ составила 1323 м²/г, суммарный объем пор по модели DFT – 1,053 см³/г.

Была проведена иммобилизация фермента уриказы на поверхность углеродных носителей в количестве 1 юнит фермента на 1,5 г углеродного носителя с помощью сшивающего агента – мето-п-толуолсульфонат 1-циклогексил-3-(2‑морфолиноэтил) карбодиимида.

Для того, чтобы определить происходит ли выведение субстрата урата натрия с помощью углеродных носителей за счет адсорбции и/или катализа, исследования проводились в рециркуляционной системе как в инертной среде аргона, а также в окислительной среде в присутствии кислорода при комнатной температуре.

Было выявлено, что углеродный носитель сотовой структуры, полученный из рисовой шелухи, иммобилизованный 1 юнитом уриказы, способен элиминировать до 92% мочевой кислоты из модельного раствора с концентрацией 66 мг/л, при минимальном вымывании фермента, попадание которого в организм может привести к проявлению аллергии. Было обосновано, что количество юнитов уриказы на единицу массы углеродного носителя может быть минимизировано путем оптимизации методики иммобилизации фермента на поверхность углеродного носителя.