Qeyri-üzvi mineralların xelatlı formaları bioloji aktiv maddələrə çox oxşardır. Bu əmlak kənd təsərrüfatında gübrələrin və ev heyvanları üçün qiymətli qida əlavələrinin istehsalı üçün istifadə olunur. Tibbdə belə birləşmələr antidotlar və qida əlavələri kimi istifadə olunur.
"Şelatlı forma" nə deməkdir?
Xelatlar müsbət yüklü metal ionlarının (kompleksləşdirici maddənin mərkəzi atomu) müxtəlif növ biomolekullarla kimyəvi birləşmələr əmələ gətirən liqandlarla qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranan kompleksdir. Sadəcə olaraq, xelatlar mineral və mürəkkəb üzvi birləşmənin birləşməsidir. Liqandlara amin turşuları, peptidlər, zülallar, purinlər, porfirinlər, makrolidlər, həmçinin onların sintetik analoqları (tac efirləri, kriptondlar) daxildir.
Şelatlaşdırıcı liqandlar kovalent bağlar və metal ilə halqa quruluşu yaratmağa qadir olan 2-dən çox funksional qrupa malik olmalıdır. "Xelat" sözü latın chela ("canaq") sözündəndir. Xarici olaraq, bu kimyəvi birləşmələrin forması mineral saxlayan xərçəngin caynaqlarına bənzəyir.
Təbiətdə ən parlaqporfirin əsaslı birləşmələrin bu növünün nümayəndələri insan hemoglobinidir, burada Fe (dəmir xelat) və xlorofil (maqnezium xelat) kompleksləşdirici agentin mərkəzi rolunu oynayır. Müasir biokimyəvi texnologiyalar belə maddələrin müxtəlif formalarını əldə etməyə imkan verir.
Nümunələr
Xelat formalarının 3 qrupu var (liqandın yükü ilə metal ionunun nisbətindən asılı olaraq).
- Kationik. Ən çox yayılmış nümayəndələr poliaminlərin metal ionları ilə birləşmələridir. Bu halda liqandinq agenti neytraldır, ona görə də birləşmənin ümumi yükü mərkəzi ion tərəfindən müəyyən edilir.
- Anion. Tipik anion xelatlar etilendiaminetraasetik turşuya (EDTA) əsaslanan komplekslərdir.
- Neytral (kompleksdaxili birləşmələr). Mərkəzi müsbət yük bərabər sayda mənfi yüklü liqandların əlavə edilməsi ilə neytrallaşdırılır və beləliklə, "daxili duz" əmələ gəlir.
Bir çox metallar makromolekulyar maddələrə birləşə bilən sabit xelatlar əmələ gətirir. Bu effekt dielektriklərin, yüksək temperaturlu superkeçiricilərin və örtüklərin istehsalı üçün istifadə edilən çoxkomponentli yüksək dispersli oksid materialların sintezinə tətbiq edilir.
Bioloji xassələri
Şelatlı minerallar bir sıra qiymətli xüsusiyyətlərə malik olan maddələrdir, məsələn:
- Ətraf mühitin müxtəlif turşuluğuna və mikroorqanizmlərin təsiri altına yüksək müqavimət.
- Suda yaxşı adsorbsiya və həllolma.
- Sərbəst vəziyyətdə olan metalların bioloji aktivliyi onlar üçün qeyri-adidir.
- Digər birləşmə formaları ilə müqayisədə daha az toksiklik.
- Yüksək bioavailability, yəni həm bitkilər, həm də heyvanlar üçün yaxşı həzm olunur.
- Hözülməyən çöküntü yoxdur.
Minerallar əsasən nazik bağırsaqda sorulur və daha stabil xelat forması onları mədədə xlorid turşusu tərəfindən məhv edilməkdən qoruyur. Bu xüsusiyyət mikronutrient çatışmazlığını kompensasiya etmək üçün tibb və heyvandarlıqda istifadə olunur.
İstehsal
Birləşmələrin xelatlı formaları xelasiya (yaxud xelasiya) yolu ilə əldə edilir. Bu termin kimya elmində ümumiyyətlə tanınmır. Ən sadə üsul metal duzlarının məhlullarını xelatlaşdırıcı maddələrlə qarışdırmaqdır. Sonuncu kimi üzvi maddələr, məsələn:
- nitrilotriasetik, etilendiamintetraasetik və etilenqlikoltetraasetik turşu;
- tris (karboksimetil) etilendiamin;
- hidroksietilidendifosfon turşusu;
- lizin;
- metionin və başqaları.
Amin turşuları və kiçik peptidlər laboratoriya şəraitində fermentlərin təsiri ilə hazırlanır. Xelasiya prosesini həyata keçirərkən aşağıdakı parametrlər nəzərə alınır:
- mühitin turşuluğu (lazım olduqda, qələvi əlavə edin);
- temperatur;
- maddə nisbəti;
- amin turşusunda həllolma.
Çökülmüş xelat kompleksi distillə edilmiş suda yuyulur və sonra qurudulur.
Aqronomik proqramlar
Şelatlı gübrələrin aşağıdakı faydaları var:
- Bioloji strukturlarla yaxın yaxınlıq, bunun sayəsində maddələr bitki hüceyrə membranlarına asanlıqla nüfuz edir.
- Təkmilləşdirilmiş həllolma.
- Şelatlı gübrələrin ənənəvi duzlarla müqayisədə daha az istehlakı.
- Həm kökdən, həm də yarpaqdan qidalanma imkanı.
- Toxumların cücərməsini artırın.
- Aşağı fitotoksisite.
- Torpağın müxtəlif turşuluq səviyyələrində sabitlik.
- Digər kimyəvi maddələr, pestisidlərlə yaxşı uyğunluq.
Şelatlı dəmir ən böyük əhəmiyyətə malikdir, çünki bu element bitki toxumalarında digər metallara nisbətən daha çox miqdarda olur. Onun çatışmazlığı bir çox xəstəliklərin, o cümlədən xlorozun inkişafına səbəb olur. Digər chelates də istifadə olunur - mis, sink, bor, bitki böyüməsini və yumurtalıqların meydana gəlməsini stimullaşdırır. Artan mövsümün erkən mərhələlərində kök sisteminin inkişafına kömək edən xelatlı kalsiumla qidalandırmaq məsləhətdir.
Heyvan istifadəsi
Mikroelementlərin xelatlı formaları bütün növ kənd təsərrüfatı heyvanlarının və quşların qidalanmasını gücləndirmək üçün istifadə olunur. Kiçik konsentrasiyalarda olan bu maddələr qeyri-üzvi mineralların 40%-ni əvəz edə bilər və aşağıdakı təsirə malikdir:
- immuniteti gücləndirinxəstəlik zamanı, qadınların hamiləliyi və ya əlverişsiz şəraitdə güc;
- reproduktiv funksiyanın yaxşılaşdırılması;
- südün keyfiyyətini yaxşılaşdıran somatik hüceyrələrin sayının azalması (istilik dayanıqlığı və digər texnoloji xüsusiyyətlər);
- cavan heyvanların böyüməsinin sürətlənməsi.
Şelatlı dəmir, sulfatından fərqli olaraq, plasenta baryerini asanlıqla keçə bilir. Araşdırmalar göstərib ki, bu vitaminin toyuqların pəhrizinə əlavə edilməsi böyük çəki ilə donuz balalarının gec doğulmasına kömək edir və onlarda dəmir çatışmazlığının inkişafının qarşısını alır.
Maqnezium xelatının istifadəsi nəticəsində heyvan cəmdəklərinin keyfiyyətinin yaxşılaşması, bədən yağının azalması müşahidə olunur. Mis və manqan birləşmələri ev quşlarında sümük xondromatozunun və ürək-damar xəstəliklərinin qarşısını alır.
Dərmanlar
Tibbdə birləşmələrin xelat formaları aşağıdakı məqsədlər üçün istifadə olunur:
- Ağır metallarla və digər zəhərlərlə kəskin və xroniki zəhərlənmələr üçün antidotlar ("Unitiol", "Tetasin-kalsium"). Onlar qəbul edildikdə, zərərli maddələr qapalı xelat tipli komplekslərə bağlanır.
- Antinoplastik preparatlar ("Cisplatin" və s.). Dərmanlar təsirlənmiş hüceyrələrin nüvələrinə nüfuz edir, DNT ilə sabit əlaqə yaradır və bu onların öz-özünə çoxalmasına mane olur.
- Vitamin preparatları (ən çox xelatlı kalsium və dəmir).
Sərbəst metal ionlarından fərqli olaraq bu maddələr əmələ gəlmirmədə və bağırsaqlarda digər kimyəvi elementlərlə birləşmələr, buna görə də insan orqanizmində daha yaxşı sorulur. Bu baxımdan, xelatlar əsasında yeni nəsil dərman və qida əlavələri yaratmaq mümkündür.
