Format kelate të mineraleve inorganike janë shumë të ngjashme me substancat biologjikisht aktive. Kjo pronë përdoret në bujqësi për prodhimin e plehrave dhe shtesave ushqimore të vlefshme për kafshët shtëpiake. Në mjekësi, komponime të tilla përdoren si antidot dhe shtesa dietike.
Çfarë do të thotë "formë kelate"?
Kelatet janë një kompleks që shfaqet si rezultat i bashkëveprimit të joneve metalike të ngarkuara pozitivisht (atom qendror i agjentit kompleks) me ligandë që formojnë komponime kimike me lloje të ndryshme biomolekulash. E thënë thjesht, kelatet janë një kombinim i një minerali dhe një përbërjeje organike komplekse. Ligandët përfshijnë aminoacidet, peptidet, proteinat, purinat, porfirinat, makrolidet, si dhe analogët e tyre sintetikë (eteret e kurorës, kriptandet).
Ligandët kelatues duhet të kenë më shumë se 2 grupe funksionale të afta të krijojnë lidhje kovalente dhe një strukturë unazore me metalin. Fjala "chelate" vjen nga latinishtja chela ("kthetra"). Nga pamja e jashtme, forma e këtyre përbërjeve kimike është e ngjashme me kthetrat e një gaforre që mban një mineral.
Në natyrë, më e ndrituraPërfaqësues të këtij lloji të përbërjeve me bazë porfirina janë hemoglobina njerëzore, ku Fe (kelati i hekurit) dhe klorofili (kelati i magnezit) veprojnë si qendër e agjentit kompleks. Teknologjitë moderne biokimike bëjnë të mundur marrjen e formave të ndryshme të substancave të tilla.
Shembuj
Ekzistojnë 3 grupe të formave kelate (në varësi të raportit të ngarkesës së ligandit dhe jonit metalik).
- Kationike. Përfaqësuesit më të zakonshëm janë komponimet e poliaminave me jone metalike. Agjenti ligandues në këtë rast është neutral, kështu që ngarkesa totale e përbërjes përcaktohet nga joni qendror.
- Anionik. Kelatet tipike anionike janë komplekse të bazuara në acidin etilendiaminotetraacetik (EDTA).
- Neutral (përbërje intra-komplekse). Ngarkesa qendrore pozitive neutralizohet duke shtuar një numër të barabartë ligandësh të ngarkuar negativisht, duke formuar kështu një "kripë të brendshme".
Shumë metale formojnë kelate të qëndrueshme që janë të afta të kombinohen në substanca makromolekulare. Ky efekt zbatohet për sintezën e materialeve okside shumëkomponente të shpërndara shumë të përdorura për prodhimin e dielektrikëve, superpërçuesve me temperaturë të lartë dhe veshjeve.
Vetitë biologjike
Mineralet e keluara janë substanca që kanë një sërë karakteristikash të vlefshme, si p.sh.:
- Rezistencë e lartë ndaj aciditeteve të ndryshme të mjedisit dhe nën ndikimin e mikroorganizmave.
- Adsorbim i mirë dhe tretshmëri në ujë.
- Aktiviteti biologjik i metaleve, i pazakontë për to në gjendje të lirë.
- Më pak toksicitet në krahasim me format e tjera të komponimeve.
- Biodisponueshmëri e lartë, pra tretshmëri e mirë si për bimët ashtu edhe për kafshët.
- Pa sediment të patretshëm.
Mineralet absorbohen kryesisht në zorrën e hollë, dhe forma më e qëndrueshme e kelatit i mbron ato nga shkatërrimi nga acidi klorhidrik në stomak. Kjo pronë përdoret në mjekësi dhe blegtori për të kompensuar mangësitë e mikronutrientëve.
Produksion
Format e keluara të përbërjeve përftohen me kelacion (ose kelacion). Ky term nuk njihet përgjithësisht në shkencën kimike. Metoda më e thjeshtë është përzierja e solucioneve të kripërave të metaleve me agjentë kelatues. Si kjo e fundit, substanca organike si:
- nitrilotriacetik, etilendiaminetraacetik dhe acid etilen glikoltetraacetik;
- tris (karboksimetil) etilendiamine;
- acid hidroksietiliden difosfonik;
- lysine;
- metionine dhe të tjera.
Amino acidet dhe peptidet e vogla përgatiten nën ndikimin e enzimave në laborator. Gjatë zbatimit të procesit të kelimit, merren parasysh parametrat e mëposhtëm:
- aciditeti i mjedisit (nëse është e nevojshme, shtoni alkali);
- temperatura;
- raporti i substancës;
- tretshmëria e aminoacideve.
Kompleksi i kelatit të precipituar lahet në ujë të distiluar dhe më pas thahet.
Zbatime agronomike
Plehrat me kelate kanë përfitimet e mëposhtme:
- Afinitet i ngushtë me strukturat biologjike, për shkak të të cilit substancat depërtojnë lehtësisht në membranat qelizore bimore.
- Tretshmëri e përmirësuar.
- Më pak konsum i plehrave kelate në krahasim me kripërat konvencionale.
- Mundësia e ushqyerjes me rrënjë dhe me gjethe.
- Rritja e mbirjes së farës.
- Fitotoksicitet i ulët.
- Stabilitet në nivele të ndryshme të aciditetit të tokës.
- Përputhshmëri e mirë me kimikate të tjera, pesticide.
Hekuri i keluar ka rëndësinë më të madhe, pasi ky element gjendet në indet e bimëve në sasi më të mëdha se metalet e tjera. Mungesa e tij çon në zhvillimin e shumë sëmundjeve, përfshirë klorozën. Përdoren edhe kelate të tjera - bakri, zinku, bor, të cilët stimulojnë rritjen e bimëve dhe formimin e vezoreve. Në fazat e hershme të sezonit të rritjes, këshillohet të ushqeheni me kalcium kelat, i cili nxit zhvillimin e sistemit rrënjor.
Përdorimi i kafshëve
Format e keluara të mikroelementeve përdoren për të forcuar ushqimin e të gjitha llojeve të kafshëve të fermës dhe shpendëve. Këto substanca në përqendrime të vogla mund të zëvendësojnë deri në 40% të mineraleve inorganike dhe kanë efektin e mëposhtëm:
- forconi imunitetinforca gjatë sëmundjes, shtatzënisë së femrave ose në kushte të pafavorshme;
- përmirësim i funksionit riprodhues;
- ulje e numrit të qelizave somatike në qumësht, gjë që përmirëson cilësinë e tij (stabiliteti termik dhe vetitë e tjera teknologjike);
- përshpejtimi i rritjes së kafshëve të reja.
Hekuri i keluar, ndryshe nga sulfati i tij, mund të kalojë lehtësisht barrierën placentare. Studimet kanë treguar se shtimi i kësaj vitamine në dietën e dosave nxit lindjen e mëvonshme të derrave me peshë të madhe dhe parandalon zhvillimin e mungesës së hekurit.
Si rezultat i përdorimit të kelatit të magnezit, ka një përmirësim të cilësisë së kufomave të kafshëve, një ulje të yndyrës në trup. Përbërjet e bakrit dhe manganit ndihmojnë në parandalimin e kondromatozës së kockave dhe sëmundjeve kardiovaskulare te shpendët.
Droga
Në mjekësi, format kelate të përbërjeve përdoren për qëllimet e mëposhtme:
- Antidote për helmimet akute dhe kronike me metale të rënda dhe helme të tjera ("Unithiol", "Tetacin-calcium"). Kur ato merren, substancat e dëmshme lidhen në komplekse të mbyllura të tipit kelate.
- Barna antineoplastike ("Cisplatin" dhe të tjerë). Ilaçet depërtojnë në bërthamat e qelizave të prekura, formojnë një lidhje të qëndrueshme me ADN-në, e cila i pengon ato të riprodhohen vetë.
- Përgatitje vitaminash (më shpesh kalciumi dhe hekuri i keluar).
Ndryshe nga jonet e lira metalike, këto substanca nuk formohenkomponimet me elementë të tjerë kimikë në stomak dhe zorrë, kështu që ato përthithen më mirë në trupin e njeriut. Në këtë drejtim, bazuar në kelatet, është e mundur të krijohen ilaçe dhe suplemente dietike të një gjenerate të re.
