Pentetic acid

Введение

DTPA: аминополикарбоновая кислота комбинированная вакцина против дифтерии, столбняка и ацеллюлярного коклюша, используемая в Австралии Пенттовая кислота или диэтилентриаминопентацетиновая кислота (DTPA) - аминополикарбоновая кислота, состоящая из диэтилентриаминового основания с пятью карбоксиметил- группами. Молекулу можно рассматривать как расширенную версию EDTA и используется аналогично. Это белое твердое вещество с ограниченной растворимостью в воде.

Свойства координации

Конъюгированная основа DTPA имеет высокое сродство к металлическим катионам. Таким образом, пента-анион DTPA5− потенциально является октадентатной лигандой, предполагая, что каждый азотный центр и каждая COO− группа считаются центрами координации. Константы образования для его комплексов примерно на 100 больше, чем для EDTA. В качестве хелатирующего агента, DTPA обертывается вокруг металлического иона, образуя до восьми связей. В его комплексах может быть дополнительная молекула воды, которая координирует ион металла. Однако переходные металлы обычно образуют менее восьми координационных связей. Таким образом, после образования комплекса с металлом, DTPA все еще имеет способность связываться с другими реагентами, как показано его производным пендетидом. Например, в своем комплексе с медью ((II), DTPA связывается в гексадентатной форме, используя три амино-центра и три из пяти карбоксилатов.

Применение хелатирующих веществ

Как и более распространенный EDTA, DTPA в основном используется в качестве хелатирующего агента для комплекса и секвестрации ионов металлов. DTPA рассматривается для обработки радиоактивных материалов, таких как плутоний, америций и другие актиниды. В августе 2004 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (USFDA) определило, что цинковый DTPA и кальциевый DTPA являются безопасными и эффективными для лечения тех, кто вдыхал или иным образом был внутренне загрязнен плутонием, америцием или курием. Рекомендуется применять первоначальную дозу кальция DTPA, так как эта соль DTPA оказалась более эффективной в течение первых 24 часов после внутреннего загрязнения плутонием, америцием или курием. После истечения этого времени как кальциевая DTPA, так и цинковая DTPA одинаково эффективны в снижении внутреннего загрязнения плутонием, америцием или курием, а цинковая DTPA менее вероятно истощит нормальный уровень цинка и других металлов, необходимых для здоровья организма. Каждый препарат может быть введен через небулайзер для тех, кто вдохнул загрязнение, и внутривенной инъекцией для тех, кто загрязнен другими путями. DTPA также используется в качестве контрастного агента МРТ. DTPA улучшает разрешение магнитно-резонансной томографии (МРТ) путем образования растворимого комплекса с ионом гадолиния (Gd3+), который изменяет поведение магнитного резонанса протонов близлежащих молекул воды и увеличивает контраст изображений. DTPA в виде железа (II) хелата (Fe DTPA, 10 11 мас. %) также используется в качестве удобрения для аквариумных растений. Более растворимая форма железа, Fe ((II), является микроэлементом, необходимым для водных растений. Связываясь с ионами Fe2+, DTPA предотвращает их осаждение в виде Fe ((OH) 3) или Fe2O3 · n H2O плохо растворимых оксигидроксидов после их окисления растворенным кислородом. Он повышает растворимость ионов Fe2+ и Fe3+ в воде, а следовательно, и биодоступность железа для водных растений. Таким образом, он способствует поддержанию железа в растворенном виде (вероятно, смесь Fe (II) и Fe (III) комплексов DTPA) в водном столбце. Неясно, в какой степени DTPA действительно способствует защите растворенного Fe2+ от окисления воздуха и не может ли комплекс Fe(III) DTPA также непосредственно ассимилироваться водными растениями просто из-за его повышенной растворимости. В естественных условиях, т. е. при отсутствии комплекса DTPA, Fe2+ легче ассимилируется большинством организмов, из-за его растворимости в 100 раз больше, чем у Fe3+. В целлюлозно-бумажных фабриках ДТПА также используется для удаления растворенных железных и железных ионов (и других окислительно-восстановительных активных ионов металла, таких как Mn или Cu), которые в противном случае ускорили бы каталитическое разложение перекиси водорода (редукция H2O2 ионами Fe2+ в соответствии с механизмом реакции Фентона). Это помогает сохранить окислительную способность перекиси водорода, который используется в качестве окислителя для отбеливания целлюлозы в процессе производства бумаги без хлора. Для этой цели ежегодно производится несколько тысяч тонн DTPA, чтобы ограничить значительные потери H2O2 в результате этого механизма.

Like the more common EDTA, DTPA is predominantly used as chelating agent for complexing and sequestering metal ions. DTPA has been considered for treatment of radioactive materials such as plutonium, americium, and other actinides. In August, 2004 the US Food and Drug Administration (USFDA) determined zinc DTPA and calcium DTPA to be safe and effective for treatment of those who have breathed in or otherwise been contaminated internally by plutonium, americium, or curium. The recommended treatment is for an initial dose of calcium DTPA, as this salt of DTPA has been shown to be more effective in the first 24 hours after internal contamination by plutonium, americium, or curium. After that time has elapsed both calcium DTPA and zinc DTPA are similarly effective in reducing internal contamination with plutonium, americium or curium, and zinc DTPA is less likely to deplete the body's normal levels of zinc and other metals essential to health. Each drug can be administered by nebulizer for those who have breathed in contamination, and by intravenous injection for those contaminated by other routes. DTPA is also used as MRI contrasting agent. DTPA improves the resolution of magnetic resonance imaging (MRI) by forming a soluble complex with a gadolinium (Gd3+) ion, which alters the magnetic resonance behavior of the protons of the nearby water molecules and increases the images contrast. DTPA under the form of iron(II) chelate (Fe DTPA, 10 – 11 wt. %) is also used as aquarium plants fertilizer. The more soluble form of iron, Fe(II), is a micronutrient needed by aquatic plants. By binding to Fe2+ ions DTPA prevents their precipitation as Fe(OH)3, or Fe2O3 · n H2O poorly soluble oxy hydroxides after their oxidation by dissolved oxygen. It increases the solubility of Fe2+ and Fe3+ ions in water, and therefore the bioavailability of iron for aquatic plants. It contributes so to maintain iron under a dissolved form (probably a mix of Fe(II) and Fe(III) DTPA complexes) in the water column. It is unclear to what extent does DTPA really contribute to protect dissolved Fe2+ against air oxidation and if the Fe(III) DTPA complex cannot also be directly assimilated by aquatic plants simply because of its enhanced solubility. Under natural conditions, i. e., in the absence of complexing DTPA, Fe2+ is more easily assimilated by most organisms, because of its 100 fold higher solubility than that of Fe3+. In pulp and paper mills DTPA is also used to remove dissolved ferrous and ferric ions (and other redox active metal ions, such as Mn or Cu) that otherwise would accelerate the catalytic decomposition of hydrogen peroxide (H2O2 reduction by Fe2+ ions according to the Fenton reaction mechanism). This helps preserving the oxidation capacity of the hydrogen peroxide stock which is used as oxidizing agent to bleach pulp in the chlorine free process of paper making. Several thousands tons of DTPA are produced annually for this purpose in order to limit the non negligible losses of H2O2 by this mechanism.

Биохимия

DTPA более эффективен, чем EDTA, для дезактивации окислительно-восстановительных активных металлических ионов, таких как Fe (II) / (III), Mn (II) / (IV) и Cu (I) / (II), устойчивых к окислительным повреждениям, вызванным в клетках супероксидом и перекисью водорода. Большая часть мирового производства DTPA (несколько тысяч тонн) В капромаб пендетиде и сатумомаб пендетиде хелаторный пендетид (GYK DTPA) представляет собой модифицированный DTPA, содержащий пептидный линкер, используемый для соединения хелата с антителом. Пенттреотид представляет собой модифицированный DTPA, присоединенный к пептидному сегменту. ДТПА и производные используются для хелатирования гадолиниума для образования контрастного агента МРТ, такого как Магневист. Технеций 99m хелатируется с DTPA для вентиляционных перфузионных (V/Q) сканирований и радиоизотопных ренографических сканирований в ядерной медицине.