Bentuk mineral tak organik terkelat sangat serupa dengan bahan aktif secara biologi. Harta ini digunakan dalam pertanian untuk pengeluaran baja dan makanan tambahan berharga untuk haiwan peliharaan. Dalam perubatan, sebatian tersebut digunakan sebagai penawar dan makanan tambahan.
Apakah maksud "bentuk kelat"?
Chelates ialah kompleks yang muncul hasil daripada interaksi ion logam bercas positif (atom pusat agen pengkompleks) dengan ligan yang membentuk sebatian kimia dengan pelbagai jenis biomolekul. Ringkasnya, kelat adalah gabungan mineral dan sebatian organik kompleks. Ligan termasuk asid amino, peptida, protein, purin, porfirin, makrolid, serta analog sintetiknya (eter mahkota, cryptand).
ligan pengkelat mesti mempunyai lebih daripada 2 kumpulan berfungsi yang mampu mencipta ikatan kovalen dan struktur gelang dengan logam. Perkataan "chelate" berasal dari bahasa Latin chela ("cakar"). Secara luaran, bentuk sebatian kimia ini serupa dengan kuku ketam yang memegang mineral.
Di alam semula jadi, paling terangwakil sebatian berasaskan porfirin jenis ini ialah hemoglobin manusia, di mana Fe (kelat besi) dan klorofil (kelat magnesium) bertindak sebagai pusat agen pengkompleks. Teknologi biokimia moden membolehkan anda memperoleh pelbagai bentuk bahan tersebut.
Contoh
Terdapat 3 kumpulan bentuk kelat (bergantung kepada nisbah cas ligan dan ion logam).
- Kationik. Wakil yang paling biasa adalah sebatian poliamina dengan ion logam. Agen ligan dalam kes ini adalah neutral, jadi jumlah cas sebatian ditentukan oleh ion pusat.
- Anionik. Kelat anionik biasa ialah kompleks berdasarkan asid etilenadiaminotetraacetic (EDTA).
- Neutral (sebatian intra-kompleks). Caj positif pusat dinetralkan dengan menambah bilangan ligan bercas negatif yang sama, dengan itu membentuk "garam dalam".
Banyak logam membentuk kelat yang stabil yang mampu bergabung menjadi bahan makromolekul. Kesan ini digunakan pada sintesis bahan oksida terpencar berbilang komponen yang digunakan untuk penghasilan dielektrik, superkonduktor suhu tinggi dan salutan.
Sifat biologi
Mineral berkelat ialah bahan yang mempunyai beberapa ciri berharga, seperti:
- Kerintangan tinggi terhadap pelbagai keasidan persekitaran dan di bawah pengaruh mikroorganisma.
- Penjerapan dan kelarutan yang baik dalam air.
- Aktiviti biologi logam, luar biasa bagi mereka dalam keadaan bebas.
- Kurang ketoksikan berbanding bentuk sebatian lain.
- Bioavailabiliti tinggi, iaitu kebolehcernaan yang baik untuk tumbuhan dan haiwan.
- Tiada sedimen tidak larut.
Mineral kebanyakannya diserap dalam usus kecil, dan bentuk kelat yang lebih stabil melindunginya daripada dimusnahkan oleh asid hidroklorik dalam perut. Harta ini digunakan dalam perubatan dan penternakan untuk mengimbangi kekurangan mikronutrien.
Pengeluaran
Bentuk sebatian terkelat diperoleh melalui pengkelat (atau pengkelat). Istilah ini tidak diiktiraf secara umum dalam sains kimia. Kaedah yang paling mudah ialah mencampurkan larutan garam logam dengan agen pengkelat. Seperti yang terakhir, bahan organik seperti:
- nitrilotriacetic, ethylenediaminetetraacetic dan asid etilena glycoltetraacetic;
- tris (carboxymethyl) ethylenediamine;
- asid diphosphonic hydroxyethylidene;
- lysine;
- metionin dan lain-lain.
Asid amino dan peptida kecil disediakan di bawah pengaruh enzim di makmal. Apabila melaksanakan proses chelation, parameter berikut diambil kira:
- keasidan persekitaran (jika perlu, tambah alkali);
- suhu;
- nisbah bahan;
- keterlarutan asid amino.
Kompleks kelat termendak dicuci dalam air suling dan kemudian dikeringkan.
Aplikasi Agronomi
Baja kelat mempunyai faedah berikut:
- Perkaitan rapat dengan struktur biologi, yang menyebabkan bahan mudah menembusi membran sel tumbuhan.
- Keterlarutan yang lebih baik.
- Kurang penggunaan baja kelat berbanding garam biasa.
- Kemungkinan kedua-dua pemakanan akar dan daun.
- Tingkatkan percambahan benih.
- Fitotoksisiti rendah.
- Kestabilan pada pelbagai tahap keasidan tanah.
- Keserasian yang baik dengan bahan kimia lain, racun perosak.
Besi kelat adalah yang paling penting, kerana unsur ini terdapat dalam tisu tumbuhan dalam kuantiti yang lebih banyak daripada logam lain. Kekurangannya membawa kepada perkembangan banyak penyakit, termasuk klorosis. Kelat lain juga digunakan - tembaga, zink, boron, yang merangsang pertumbuhan tumbuhan dan pembentukan ovari. Pada peringkat awal musim yang semakin meningkat, adalah dinasihatkan untuk memberi makan dengan kalsium kelat, yang menggalakkan perkembangan sistem akar.
Penggunaan haiwan
Bentuk mikroelemen berkelat digunakan untuk menguatkan pemakanan semua jenis haiwan ternakan dan burung. Bahan ini dalam kepekatan kecil boleh menggantikan sehingga 40% mineral tak organik dan mempunyai kesan berikut:
- meningkatkan imunkekuatan semasa sakit, kehamilan wanita atau dalam keadaan buruk;
- peningkatan fungsi pembiakan;
- penurunan bilangan sel somatik dalam susu, yang meningkatkan kualitinya (kestabilan haba dan sifat teknologi lain);
- pecutan pertumbuhan haiwan muda.
Besi kelat, tidak seperti sulfatnya, boleh melepasi halangan plasenta dengan mudah. Kajian telah menunjukkan bahawa menambahkan vitamin ini ke dalam diet sows menggalakkan kelahiran kemudian anak babi dengan berat yang besar dan menghalang mereka daripada mengalami kekurangan zat besi.
Akibat daripada penggunaan magnesium chelate, terdapat peningkatan dalam kualiti bangkai haiwan, penurunan lemak badan. Sebatian kuprum dan mangan membantu mencegah kondromatosis tulang dan penyakit kardiovaskular dalam ayam.
Dadah
Dalam perubatan, bentuk sebatian kelat digunakan untuk tujuan berikut:
- Penawar untuk keracunan akut dan kronik dengan logam berat dan racun lain ("Unithiol", "Tetacin-calcium"). Apabila ia diambil, bahan berbahaya diikat ke dalam kompleks jenis chelate tertutup.
- ubat antineoplastik ("Cisplatin" dan lain-lain). Dadah menembusi nukleus sel yang terjejas, membentuk sambungan yang stabil dengan DNA, yang menghalangnya daripada membiak sendiri.
- Persediaan vitamin (paling kerap kalsium dan zat besi kelat).
Tidak seperti ion logam bebas, bahan ini tidak terbentuksebatian dengan unsur kimia lain dalam perut dan usus, jadi ia lebih baik diserap dalam tubuh manusia. Dalam hal ini, berdasarkan kelat, adalah mungkin untuk mencipta ubat-ubatan dan suplemen pemakanan generasi baharu.
