Отчет о научно-исследовательской работе

Вид материала

Отчет

Содержание 1.1.11 Нанокапсулированные ферментные системы Нанокапсулы, полученные путем межфазной полимеризации Нанокапсулы, полученные из готовых полимеров Нанокапсулы, полученные послойной сборкой разнозаряженных полимеров Липосомы как бионанокапсулы для транспорта биологически активных соединений 1.1.12 Информационно-аналитическое обеспечение исследований ФКС Описание работ Функциональное назначение АРМ РД Требования, предъявляемые к АРМ РД Возможность функционировать в рамках автоматизированной системы Работа в реальном масштабе времени Обеспечение требований ко времени реакции системы Хранение и обработка данных Возможность выдачи информации на принтер и экран монитора АРМ РД Структура базы данных Обоснование необходимости организации базы данных Логическая организация базы данных Общие данные об объекте исследований Основная (аналитическая) часть

Подобный материал:

• Реферат отчет о научно-исследовательской работе состоит, 61.67kb.
• Отчёт о научно-исследовательской работе за 2011 год, 1208.93kb.
• Отчёт о научно-исследовательской работе за 2009 год, 851.3kb.
• Отчёт онаучно-исследовательской работе гу нии но ур за 2010 год, 997.69kb.
• Отчет о научно-исследовательской работе профессорско-преподавательского состава, 617.56kb.
• Отчет о научно-исследовательской работе; пояснительная записка к опытно-конструкторской, 14.47kb.
• Отчет о научно-исследовательской работе (итоговый), 2484.06kb.
• Отчет о научно-исследовательской работе, 2473.27kb.
• Отчет о научно-исследовательской работе, 392.92kb.
• Задачи секции: широкое привлечение учеников к участию в научно исследовательской работе;, 67.94kb.

1.1.10 Другие области применения ФКС

Недавно почвоведы заметили, что почвы содержат ферменты, однако до сих пор было непонятно, откуда они берутся и где накапливаются. Пока было ясно одно – плодородие почвы и ее ферментативная активность тесно взаимосвязаны.

Ученые НИИ почвоведения и агрохимии Армянской ССР проводили исследования на солонцах-солончаках Араратской равнины [89]. В мелиорированных солонцах-солончаках происходит регуляция процесса иммобилизации и действия ферментов, что характеризует изменение почвообразовательного процесса в сторону формирования зональных орошаемых лугово-бурых почв. При этом рН снижается с 10,2 до 8, содержание солей – с 2,48 до 0,2 %, поглощенного натрия – до 2 мэкв/100. Основными факторами, регулирующими уровень ферментативной активности мелиорированных солонцов-солончаков, являются содержание органического вещества и состав катионов в почвенном поглощающем комплексе. С увеличением содержания гумуса соответственно повышается активность ферментов. При мелиорации почв содержание поглощенного Na снижается от 70-80 до 5-7 %, вместо Na в ППК входят Са, затем Mg, а уровень К почти не изменяется, в результате чего создаются благоприятные условия для иммобилизации и действия ферментов. Активность ферментов зависит от срока с.-х. освоения и чередования культур. Наилучшей культурой-освоителем является люцерна. Активность иммобилизованных ферментов может быть использована в качестве диагностического и индикационного показателя биологического фактора почвообразования [89].

Содержание аммиака в пищевых продуктах, особенно мясных и рыбных, является индикатором их свежести. Но определение данного соединения в пищевых продуктах сопряжено с рядом трудностей. Классическое определение аммиака основано на использовании модификации метода Кьельдаля, но в этом случае получаются завышенные значения в связи с гидролизом белковых аминогрупп. Использование ион-селективных электродов не отличается высокой специфичностью. Предлагается метод определения аммиака при помощи иммобилизованного фермента глутаматдегидрогеназы. Общая схема процесса: 2-оксоглутарат + NH₄⁺ + НАД.H → L-глутаминовая кислота + НАД⁺ + H₂O. Основной раствор, содержащий 0,1 М фосфатный буфер, 1 мМ ЭДТА, 0,2 мМ НАД.H, 0,01 M оксоглютарат при рН 8,0, непрерывно прокачивался помпой через колонку с иммобилизованным на стекле ферментом. Исследуемый образец в объеме 19 мкл вводился в систему и также прокачивался вместе с основным р-ром через колонку. Исчезновение из реакционной среды НАД.H контролировалось проточным спектрофотометрическим детектором при 340 нм. Данный метод отличается высокой специфичностью. Значимые артефакты вызывались лишь присутствием мочевины и аскорбата в концентрации более 1 мг/г продукта. Получена линейная зависимость между концентрацией NH₄⁺ и интенсивностью сигнала детектора в диапазоне 0,05-0,6 мМ [90].

Исследовалась гидролитическая активность липазы, выделенной из дрожжей Candida rugosa и иммобилизованной на органическом субстрате целите (диатомите). Сравнивались 2 способа иммобилизации: вакуумная сушка и осаждение ацетоном. Иммобилизованный фермент использовали для катализа при гидролизе оливкового масла в водной среде без добавления каких-либо эмульгаторов. Абсорбированная липаза проявила хорошую гидролитическую активность, не превышающую, однако, активности растворимого фермента. Показатель активности липазы, абсорбированной на целите, составил 0,90. Интенсивность образования жирных кислот возрастала линейно до концентрации фермента 0,5 мг. Кривая процесса гидролиза оливкового масла имела характерную форму гиперболы. После иммобилизации оптимальная величина рН смещалась с 7 до 6,5, а оптимальная температура – с 40 до 45 °С. Основной проблемой при повторном использовании является быстрая потеря активности фермента. Сделан вывод, что для гидролиза триглицеридов оливкового масла можно применять неочищенную липазу, иммобилизованную на целите, причем оптимальным способом иммобилизации является вакуумная сушка [91].

Отдел птицеводства университетата в Гуэлфе, провинция Онтарио. Крахмал – основной углевод в кормлении птицы. Гранулы крахмала перевариваются в тонком кишечнике с помощью а-амилазы поджелудочной железы. В щеточной кайме кишечника есть энтероциты, которые имеют микроворсинки, проникающие в волокнистый гликокаликс слизистой кишечника. Эти микроструктуры служат для поглощения воды из смеси с муцином из соседних губчатых клеток и образования "неперемешивающегося водного слоя". Мальтоза, мальтотриоза и а-декстрины должны диффундировать через этот первый барьер прежде, чем они будут гидролизованы иммобилизованными на мембране ферментами мальтазой и сахаразой-изомальтазой, конечным продуктом гидролиза углеводов является глюкоза, концентрация которой в слизистой регулирует скорость диффузии углеводов и их гидролиз. Изменения уровня крахмала в рационе приводят к изменению количества секретируемой амилазы, площади поверхности всасывания слизистой кишечника и концентрации карбогидразы в энтероцитах. Энтероциты появляются в период эмбрионального развития и служат для транспорта иммуноглобулинов из яйца в эмбрион, но не содержат углеводов и не участвуют во всасывании глюкозы. Клетки зрелых кишечных либеркюновых крипт обладают способностью всасывать и переваривать углеводы, и их количество в ворсинках кишечника резко возрастает вскоре после вывода цыплят и рассасывания желточного мешка [92].

Кастрация хряков применяется, чтобы избежать нежелательного запаха мяса, появляющегося при тепловой обработке, но интактные хряки растут быстрее, эффективнее используют корм и дают менее жирную тушу. Хотя химическая сторона появления такого запаха не до конца изучена, выявлено, что основную роль играют стероиды ненасыщенного состава, известные как С19-дельта-16. Рассмотрены пути образования этих стероидов в организме, их количественная оценка и возможные способы предотвращения их образования. Приведена схема образования стероидов из ацетата, холестерола и прегненолона, из которых образуются половые стероидные гормоны (андрогены и эстрогены), глюкокортикоиды, минералокортикоиды и стероидов. Последние (различные андростадиенты и андростены) образуются в семенниках хряков, поступают в кровь по семенной вене, накапливаются в жировой ткани, это накопление частично обратимо, и при длительной половой стимуляции стероиды поступают оттуда к слюнным железам, присутствие стероидов в слюне необходимо для нормального полового поведения не только хряков, но и маток, воспринимающих их запах. Установлено, что неприятный запах, вызываемый стероидами, усиливается скатолом, также содержащимся в жире. Выделение, очистка и количественное определение стероидов достаточно сложны, включают экстракцию, дистилляцию, тонкослойную хроматографию, газохроматографический и масс-спектрометрический анализ, предложены также радиоиммунологический и иммуноферментный методы с иммобилизованными ферментами. Приемлемым считают уровень стероидов 0,1-1 мкг/г. Установлено, что уровень стероидов повышается с возрастом и ростом живой массы, особенно в период 200-250 дн. Снижение уровня стероидов возможно при аутоиммунизации хряков.

Таким образом, мы рассмотрели лишь единичные примеры того, какие интересные возможности в науке, медицине и промышленности открывает использование иммобилизованных ферментов. Даже этот краткий обзор свидетельствует о том, что сейчас на стыке химии и энзимологии назревают события, которые окажут огромное влияние на развитие технологии будущего [93].


1.1.11 Нанокапсулированные ферментные системы

Наиболее перспективны для бионанотехнологий разновидности субмикронных коллоидных носителей. В зависимости от состава и процесса приготовления наночастицы могут быть условно разделены на наносферы или нанокапсулы. Наносферы – это матричные (гомогенные) системы, в которых лекарство равномерно распределено во всем объеме полимерной частицы.

В самом общем случае, нанокапсулы могут быть определены как субмикронные коллоидные частицы или супрамолекулярные наноразмерные системы (СНС) преимущественно (но не обязательно) состоящие из полимеров. Для бионанотехнологических применений эти полимеры должны быть биодеградируемыми. Основное преимущество наночастиц перед микрочастицами в том, что они на порядки размеров меньше и могут быть внесены в кровяное русло без риска эмболии.



Рисунок 24 - Схематическое изображение нанокапсул.

Традиционно под термином «нанокапсулы» понимают гетерогенные системы типа «моноламеллярных липосом» или «везикул», в которых лекарство заключено во внутренную полость частицы, окруженную полимерной оболочкой или мембраной. Таким образом, нанокапсулы содержат внутренную полость или «ядро», которое может быть гидрофильным (водные растворы) или содержать липофильный растворитель (обычно «масло»)[94]. Одно из преимуществ нанокапсул перед наносферами в том, что процентное содержание лекарства по сравнению с полимером может быть значительно увеличено, если материал ядра является хорошим растворителем для лекарства. Другое преимущество лекарств, заключенных в нанокапсулы, это возможность избежания эффектов «разрыва».

В зависимости от физико-химических свойств и состава нанокапсул лекарство может быть не только включено в ядро капсулы, но и адсорбировано на ее поверхности. Поэтому локализация лекарства сейчас рассматривается как основной параметр для характеристики нанокапсул для бионанотехнологических или биомедицинских применений.

В общем случае, нанокапсулы могут быть получены как поверхностной полимеризацией мономеров, так и из предварительно полученных полимеров. Все современные методологии приготовления нанокапсул как правило включают этапы приготовления эмульсий типа «масло»/вода (М/В) (с получением нанокапсул с липофильным ядром, взвешенных в водной фазе) или типа вода/«масло» (В/М) (с получением нанокапсул с гидрофильным ядром, взвешенных в масляной фазе). Однако простые варианты типа липофильных нанокапсул не способны капсулировать водорастворимые компоненты, а нанокапсулы с «гидрофильным ядром» в масляной фазе неудобны для внутривенного введения, поэтому исследуется возможность приготовления более сложных нанокапсул с гидрофильным ядром в водном окружении [94].


Нанокапсулы, полученные путем межфазной полимеризации

Преимущество нанокапсул, полученных межфазной полимеризацией, заключается в том, что полимер получают in situ, что позволяет полимерной мембране располагаться по контуру внутренней фазы М/В или В/М эмульсий. Содержание лекарственного вещества может быть достаточно высока. Однако, во время процесса полимеризации могут возникнуть нежелательные химические реакции между лекарством и используемыми реакционноспособными мономерами. Это ключевая проблема, которую следует приниматься во внимание и стараться избежать при изготовлении нанокапсул путем межфазной полимеризации [94].

«Маслосодержащие» нанокапсулы использовались для капсулирования нескольких типов биологически активных веществ [94]. Эффективность капсулирования лекарственного вещества достаточно высокая и воспроизводимая, что напрямую зависит от процессов формирования нанокапсул и определяется после ультрацентрифугирования суспензии нанокапсул путем отделения некапсулированной фракции хроматографическими методами. Среди лекарств, капсулированных в маслосодержащие нанокапсулы, полученные поверхностной полимеризацией – противоэпилептические препараты («карбамазепин», «этосукцимид», «фенитоин»), противоглаукомные средства («пилокарпин», «бетаксолол»), противоопухолевый препарат («ломустин») [94]. В «маслосодержащие» нанокапсулы удалось капсулировать относительно гидрофильные БАС (например, пептиды и белки). Эффективность встраивания инсулина в такие нанокапсулы достигала 21 %, а размер нанокапсул со встроенным инсулином 320-350 нм. Успешное капсулирование гидрофильных пептидов в «маслосодержащие» нанокапсулы может быть объяснено тем, что очень быстрая полимеризация алкилцианоакрилатов на поверхности масляных капель ограничивает диффузию белка в водную фазу и приводит к инкапсулированию его в масляной фазе. Немаловажно то, что капсулированные таким образом белки и пептиды сохраняют свои биологические свойства.

Технология формирования нанокапсул с «водным ядром» развивается для эффективного встраивания водорастворимых компонентов, которые обычно очень сложно внедрить в какой либо носитель. Этот тип нанокапсул также может быть получен путем поверхностной полимеризации, но в этом случае мономеры алкилцианоакрилатов добавляют к эмульсии вода/масло. Анионная полимеризация цианоакрилатов в масляной фазе инициируется на поверхности раздела фаз нуклеофильными компонентами водной фазы, что приводит к формированию нанокапсул с «водным ядром».

Нанокапсулы (300 нм) с «водным ядром» из полибутилцианоакрилата были использованы для орального введения кальцитонина, эффективность капсулирования которого была равна 50% [94].


Нанокапсулы, полученные из готовых полимеров

Приготовление нанокапсул из готовых полимеров позволяет избежать некоторых недостатков, связанных с процессом межфазной полимеризации, таких как отсутствие контроля за молекулярным весом и полидисперсностью получаемого полимера, присутствие остатков мономеров, возможность инактивации биологически активного соединения. Поэтому для приготовления нанокапсул был разработан простой и воспроизводимый метод поверхностного нанесения («нанопреципитация»).

Процедура «нанопреципитации» состоит из смешивания органической фазы (спирты или кетоны с или без липофильного сурфактанта) с водной фазой, содержащей гидрофильный сурфактант. Синтетической, полусинтетической или природный полимер растворяют в органической фазе (или в той фазе, в которой он растворим). После добавления органической фазы к водной полимер вместе с органическим растворителем диффундирует на поверхность раздела фаз масло/вода. Движущей силой формирования нанокапсул является быстрая диффузия органического растворителя в водной фазе, которая вызывает межфазную «нанопреципитацию» полимера вокруг капель «масляной» фазы.

Наиболее часто используют следующие полимеры: природные -гуммиарабик, желатин; «полусинтетические» - этилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлозы фталат, диацил-β-циклодекстрин; синтетические – поли-D,L-молочная кислота, поли-ε-капролактон, полиалкилцианоакрилаты [94,95]. Для создания нанокапсул могут быть применены разнообразные «масла» (например, растительные или очищенные – этилолеат и бензилбензоат). Критерием выбора «масла» служит отсутствие токсичности и риска деградации полимера, высокая способность растворять лекарственное вещество. Для приготовления нанокапсул могут быть использованы как липофильные, так и гидрофильные ПАВ.

Размер нанокапсул, полученных из заранее синтезированных полимеров составляет от 100 до 500 нм, и зависит от нескольких факторов: химической природы и концентрации полимера и капсулированного лекарства, количества ПАВ, соотношения органического растворителя и воды, концентрации «масла» в органическом растворителе, скорости диффузии органической фазы в водную. Величины поверхностного натяжения и вязкости «масла» влияют на размер частиц следующим образом: чем меньше поверхностное натяжение и вязкость масла, тем меньше размер нанокапсул, что было подтверждено методом атомно-силовой микроскопии. Нанокапсулы, приготовленные методом «нанопреципитации», могут содержать некоторое количество наносфер. Это является следствием процесса приготовления нанокапсул: во время диффузии органического растворителя в водную фазу полимер может «преципитироваться» без «масла». Присутствие избытка лецитина в качестве липофильного ПАВ может приводить к формированию особого типа коллоидных частиц – липосом. Их трудно отличить от нанокапсул по плотности, но можно детектировать с помощью электронной микроскопии.

Нанокапсулы, полученные методом «нанопреципитации», перспективны как носители жирорастворимых лекарств с разными способами введения в организм: оральным, парэнтеральным или местным (например, внутриглазное введение). Нанокапсулы для орального введения индометацина и инсулина исследуются уже более двадцати лет с целью уменьшения побочных эффектов лекарств и улучшения «биологического ответа». Показано, например, что кинетика высвобождения БАС из нанокапсул более чувствительна к изменениям в распределении лекарства, зависящим от рН, чем к типу используемого полимера [96]. Для лучшего понимания поведения нанокапсул после орального введения в организм в работе [96]. было проанализировано взаимодействие их с пищеварительными ферментами. Выделение лекарств из нанокапсул ускорялось в присутствии протеаз и эстераз, что коррелировало с уменьшением молекулярного веса полимера и свидетельствовало о частичном разрушении полимерной оболочки [96].

Для иммобилизации ферментов и животных клеток предложены универсальные композитные гидрогели на основе «смарт-полимеров», структуру и свойства которых можно легко модифицировать в зависимости от решения той или иной конкретной биотехнологической или биомедицинской задачи, тем самым обеспечивая оптимальные условия для функционирования как живых клеток, так и различных биомолекул. Предложена новая in vitro модель на основе иммобилизованных в альгинат-олигохитозановые микрокапсулы раковых клеток. На примере протеолитических ферментов, иммобилизованных в композитные гидрогели, разработаны биокатализаторы и всесторонне исследованы их энзиматические свойства, показана возможность их применения в реакциях, протекающих в водно-органических средах. Получены препараты на основе иммобилизованного в композитные гидрогели (пленки, микрокапсулы) тромбина и/или пептидов, и изучены ранозаживляющие эффекты этих препаратов (покрытий) в моделях in vivo [97].

Современный метод испарения растворителя в многократной эмульсии, приводящий к получению нанокапсул, состоит из следующих этапов. Сначала лекарственное вещество растворяют в водной среде с или без ПАВ (внутренняя водная фаза), а полимер растворяют в летучем органическом растворителе, который не смешивается с водой (органическая фаза). Для приготовления таких нанокапсул чаще всего используют сополимер лактида и гликолида с поли-ε-капролактоном. Водная фаза (в дальнейшем образующая внутренний водный обьем) далее вливается в органическую, что приводит к получению первичной эмульсия типа В/М. Эта эмульсия затем вливается при сильном перемешивании в водную фазу (внешняя водная фаза), которая содержит эмульгатор, формирующий вторичную эмульсию В/М/В. Полученная вторичная эмульсия затем длительно перемешивается, что позволяет растворителю испариться. Это вызывает «преципитацию» полимеров и, как следствие, формирование твердых частиц, наполненных лекарственным препаратом [94].


Нанокапсулы, полученные послойной сборкой разнозаряженных полимеров

Метод послойной сборки чередующихся слоев противоположно заряженных полиэлектролитов (ПЭ) или наночастиц на поверхности заданной матрицы позволяет формировать тонкие пленки (5-500 нм) с монослоями из различных веществ с заданными свойствами.

В дальнейшем метод последовательной адсорбции полиэлектролитов был успешно применен с использованием в качестве матрицы не плоских субстратов, а сферических коллоидных частиц. Методика формирования полиэлектролитных оболочек на коллоидных частицах различной природы является одним из наиболее перспективных способов формирования микрокапсул. Она заключается в том, что на поверхности сферических частиц, размеры которых варьируются от сотен нанометров до десятка микрон, методом поочередной адсорбции противоположно заряженных макромолекул полиэлектролитов формируется многослойная оболочка толщиной несколько нанометров (рис. 25). Затем ядро удаляется, как правило, путём растворения.




Рисунок 25 - Схема послойной сборки чередующихся слоев противоположно заряженных полиэлектролитов и наночастиц на сферических коллоидных частицах.


Среди существующих способов включения биологически активных веществ (как низкомолекулярных, так и белков) в полиэлектролитные капсулы, в первую очередь следует обсудить включение белков в полиэлектролитную оболочку на поверхности коллоидных частиц. Белки являются полиэлектролитами и несут заряд на поверхности. Поэтому белки могут быть использованы при формировании ПЭ оболочки на поверхности сферических коллоидных микрочастиц. Включение этим методом белков, а также ферментов и других биологически активных макромолекул в “многослойные” ПЭ пленки представлено в обзоре. Белки и полиэлектролиты должны наноситься в условиях, при которых они противоположно заряжены по отношению к друг другу, обеспечивая таким образом рост оболочки за счет электростатических взаимодействий. С помощью техники послойной адсорбции был получен монослой фермента β-глюкозидазы из Caldocellum saccharolyticum на поверхности полистирольного латексного ядра покрытого монослоем ПСС. С увеличение числа слоев глюкозооксидазы пропорционально увеличивалась активность данного композита, что указывает на проницаемость мультислойной оболочки для субстрата глюкозооксидазы.

Предложена принципиальная возможность микрокапсулирования веществ, используя переход полиэлектролитных (ПСС/ПАА) микрокапсул из открытого состояния (pH<6, капсулы проницаемы) в закрытое (pH>8, капсулы непроницаемы). Капсулированная уреаза сохраняла 13% активности по сравнению со свободной уреазой, однако оказалась более устойчивой при хранении. Так, после 5 дней хранения при 7ºС активность инкапсулированной липазы сохранялась полностью, а свободная липаза, хранившаяся при тех же условиях в водном растворе, теряла 45% своей активности.

Кроме описанных выше методик по созданию полиэлектролитных микрокапсул на различных темплатах и различных способов нагрузки этих капсул макромолекулами, было предложено собирать ПЭ-оболочку прямо на кристаллах БАС, что было показано на примере кристаллов каталазы [95]. Было установлено, что активность каталазы в полиэлектролитных капсулах сохранялась, кроме того фермент был устойчив к действию протеаз. Полиэлектролитная оболочка из декстрансульфата и декстрана была получена на микроразмерных частицах 2-метоксиэстрадиола. Предварительно водонерастворимый и незаряженный 2-метоксиэстрадиол был диспергирован в растворе амфифильного дипальмитоилфосфатидилхолина. В результате получали растворимые и положительно заряженные частицы, на которые можно было наносить слои полиэлектролитов методом последовательной адсорбции. БАС, заключенное в полиэлектролитную капсулу из декстран сульфата и декстрана, сохраняли свою биоактивность.


Липосомы как бионанокапсулы для транспорта биологически активных соединений

В самом общем виде, липосомы представляют собой самоассоциирующиеся коллоидные частицы, которые окружены липидным бислоем и содержат внутренний водный обьем. В научной-технологической литературе липосомам уделяется большой раздел, заполняемый еще с 1970-годов [95,98-101]. Вначале липосомы получали и исследовали модели биологических мембран, поскольку их бислойная мембрана структурно аналогична биологическим мембранам. В настоящее время липосомы также предлагаются в качестве оптимальных систем носителей лекарств и перспективны для применения в генной терапии, хемотерапии опухолей и других терапевтических методиках по следующим параметрам: контролируемого размера от 50 до 500 нм, легко варьируемых поверхностных и мембранных свойств, высокой способности включения БАС, биосовместимости. Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет их многие привлекательные качества. Такие липосомы нетоксичны, биодеградируемы, при определенных условиях могут поглощаться клетками, их мембрана может сливаться с клеточной мембраной, что приводит к внутриклеточной доставке их содержимого. Кроме того, вещество, заключенное в липосомы, защищено от воздействия ферментов, что увеличивает эффективность препаратов, подверженных биодеструкции в биологических жидкостях.

В зависимости от методов приготовления можно получить липосомы заданных размеров и свойств. Например, маленькие однослойные липосомы получают обработкой ультразвуком или гель-фильтрацией смешанных лецитин/холатных мицелл, а большие однослойные липосомы получают инъекционными методами или путем удаления детергентов из смешанных детергент/липидных мицелл диализом или путем разрушения клеток в прессе Френча, путем выпаривания обратной фазы или с помощью техники фракционной экструзии. В большинстве этих методов липосомы приготавливаются в водной среде с воднорастворимыми БАС. Однако в липосомы как правило иммобилизуется только часть растворенных БАС. «Некапсулированные» БАС выделяют из раствора с помощью диализа для повторного использования. Поэтому требуется постоянное совершенствование методик приготовления липосом, которые будут относительно быстрыми, легко доступными для капсулировать необходимых БАС и т.д., без необходимости в процедуре очистки системы после приготовления липосом.

Важным этапом в использовании липосом в качестве систем доставки лекарственных веществ является высвобождение капсулированных БАС. Привлекательным методом для запуска процесса «высвобождения» лекарств из липосом является применение ультразвука. Было обнаружено, что липосомы с примесью поверхностно-активных полимеров, сополимеров или олигомеров этиленгликоля более чувствительны к ультразвуку. В настоящее время «липосомальные» формы разрабатываются для многих лекарственных веществ.

В случае использования липосомальных вакцин иммунный ответ усиливается вследствие того, что антигены, ассоциированные с липосомами, попадают непосредственно в антигенпредставляющие клетки. В липосому включают кроме антигена (вирусный капсид) еще белки, способствующие слиянию мембран липосом и клеток, например, гемагглютинин вируса гриппа. Для таких препаратов сейчас часто используют термин «виросомы». «Виросома» повторяет естественный путь вирусной частицы, в результате чего на поверхности антигенпредставляющей клетки оказывается экспонированным фрагмент антигена в составе с MHC-II, то есть в том виде, который узнается Т-хелперами. Важной областью применения липосом становится генная терапия [102,103,104].

Одной из важных проблем в рассматриваемой области бионанотехнологии является создание термочувствительных липосом для задачи использования умеренной локальной гипертермии (т.е. температуры 40-43°C) с целью специфического высвобождения препаратов непосредственно в опухоли [102,105,95,98-101]. Данный подход разрабатывается уже несколько десятилетий [102] и имеет несомненные преимущества по сравнению с другими методами биомедицинского воздействия, поскольку позволяет достаточно быстрое и контролируемое накопление лекарственного препарата в опухоли вследствие усиленного притока липосом с кровью [105] и повышенной проницаемости капилляров для таких природных наночастиц [95,98,99]. Липосомы с узким температурным интервалом фазового перехода липидов способствуют селективному и регулируемому высвобождению препарата в сочетании с прямым цитотоксическими действием на опухолевые клетки [100,101,106].Одними из наиболее часто используемых в мировой практике систем являются липосомы с включенным доксорубицином (Докс).

Эти интересные разработки российских и зарубежных ученых являются только одними из большого числа примеров широко спектра работ, начатых еще десятилетия назад [108-110], по созданию технологии лекарственных препаратов на основе фосфолипидных наночастиц препаратов, снабженных средствами неселективного или направленного рецепторно-опосредованного транспорта. Современные данные[111-117] однозначно подтвердили, что направленный транспорт липосомальных форм лекарств в очаг развития патологического процесса позволяет добиться повышения эффективности уже существующей лекарственной терапии.

Таким образом, ферменты представляют собой биополимеры наноразмеров, катализирующие реакции метаболических путей, характерных для каждой клетки. Ферменты обеспечивают осуществление таких важнейших процессов жизнедеятельности, как реализация наследственности, биоэнергетика, синтез и распад биомолекул. В настоящее время наблюдается пристальное внимание исследователей к проблемам структуры, функций и молекулярных механизмов действия ферментов.

В настоящее достижения энзимологии находят все большее применение в медицине и ветеринарии, в частности в профилактике, диагностике и лечении болезней. Медицинская энзимология развивается по трем главным направлениям, хотя возможности применения научных достижений энзимологии безграничны. Эти направления: энзимопатология, энзимодиагностика, энзимотерапия.

Область исследований энзимопатологии является теоретической, фундаментальной частью патологии. Она призвана изучать молекулярные основы развития патологического процесса, основанные на данных нарушения механизмов регуляции активности или синтеза индивидуального фермента или группы ферментов. Энзимопатология успешно решает и проблемы патогенеза соматических болезней.

Второе направление энзимологии – энзимодиагностика – развивается по двум путям. Один путь – использование ферментов в качестве избирательных реагентов для открытия и количественного определения химических веществ в сыворотке крови, моче, желудочном соке и др. Другой путь – открытие и количественное определение самих ферментов в биологических жидкостях при патологии. Энзимодиагностика может служить не только основой для постановки правильного и своевременного диагноза, но и для проверки эффективности применяемого метода лечения.

Третье направление энзимологии – энзимотерапия, т.е. использование ферментов и модуляторов (активаторов и ингибиторов) действия ферментов в качестве лекарственных средств. Хорошо известные препараты «Фестал», «Мезим» и др. являются примером применения энзимотерапии для лечения ряда заболеваний желудочно-кишечного тракта. Кроме того, известно применение ферментов для лечения ожогов, при обработке ран, воспалительных очагов, устранения отеков, гематом, кавернозных процессов при туберкулезе легких и т.д. Известно широкое применение ингибиторов ферментов при острых панкреатитах, артритах, аллергических реакциях, опухолевых процессах и др.


1.1.12 Информационно-аналитическое обеспечение исследований ФКС

Задача накопления, обработки и распространения (обмена) информации стояла перед человечеством на всех этапах его развития. В течение долгого времени основными инструментами для ее решения были мозг, язык и слух человека. Первое кардинальное изменение произошло с приходом письменности, а затем изобретением книгопечатания. Поскольку в эпоху книгопечатания основным носителем информации стала бумага, то технологию накопления и распространения информации естественно называть “бумажной информатикой”.

Положение в корне изменилось с появлением электронных вычислительных машин (ЭВМ). Первые ЭВМ использовались как большие автоматические арифмометры. Принципиально новый шаг был совершен, когда от применения ЭВМ для решения отдельных задач перешли к их использованию для комплексной автоматизации тех или иных законченных участков деятельности человека по переработке информации.

Одним из первых примеров подобного системного применения ЭВМ в мировой практике были так называемые административные системы обработки данных: автоматизация банковских операций, бухгалтерского учета, резервирования и оформления билетов и т.п. Решающее значение для эффективности систем подобного рода имеет то обстоятельство, что они опираются на автоматизированные информационные базы. Это означает, что в памяти ЭВМ постоянно сохраняется информация, нужная для решения тех задач, на которые рассчитана система. Она и составляет содержимое информационной базы соответствующей системы.

При решении очередной задачи система нуждается во вводе только небольшой порции дополнительной информации, - остальное берется из информационной базы. Каждая порция вновь вводимой информации изменяет информационную базу системы. Эта база (информационная, или база данных) находится, таким образом, в состоянии непрерывного обновления, отражая все изменения, происходящие в реальном объекте, с которым имеет дело система.

Хранение информации в памяти ЭВМ придает этой информации принципиально новое качество динамичности, т.е. способности к быстрой перестройке и непосредственному ее использованию в решаемых на ЭВМ задачах. Устройства автоматической печати, которыми снабжены современные ЭВМ, позволяют в случае необходимости быстро представить любую выборку из этой информации в форме представления на бумаге.

По мере своего дальнейшего развития административные системы обработки данных перерастают в автоматизированные системы управления (АСУ) соответствующими объектами, в которых, как правило, не ограничиваются одной ЭВМ, а в составе двух и более ЭВМ объединяют в вычислительный комплекс (ВК).

Автоматизированная система управления (АСУ) – это человекомашинная система, в которой с помощью технических средств обеспечивается сбор, накопление, обработка информации, формулирование оптимальной стратегии управления определенными компонентами и выдача результатов человеку или группе людей, принимающих решение по управлению. Под оптимальной стратегией понимается стратегия, минимизирующая или максимизирующая некоторые характеристики объекта.

С целью обеспечения возможности взаимодействия человека с ЭВМ в интерактивном режиме появляется необходимость реализовать в рамках АСУ так называемое АРМ – автоматизированное рабочее место. АРМ представляет собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ, т.е. такие функции как:

• возможность ввода информации в ЭВМ;
  
• возможность вывода информации из ЭВМ на экран монитора, принтер или другие устройства вывода (в настоящее время этот перечень достаточно широк – графопостроители, и т.п.).
  

Так называемые интеллектуальные АРМ в свою очередь также содержат в своем составе ЭВМ, тем или иным способом подсоединенную к центральной ЭВМ (ВК) АСУ. Устройства ввода также должны обеспечивать широкий спектр вводимой информации: текстовой, координатной, факсимильной и т.д. Поэтому АРМ оснащаются при необходимости универсальной или специальной клавиатурой, устройствами ввода координатной информации (типа мыши), различного рода сканерами и т.д.

С целью повысить спектр форм представления информации, выводимой из ЭВМ, АРМ оснащается цветными мониторами, средствами создания и управления звуковыми сигналами вплоть до возможности создания и воспроизведения речевых сигналов.


Описание работ

Описание функционирования АСУ комплекса средств автоматизации

Представленная в работе КСА представляет собой автоматизированную систему управления информационными процессами, предназначенную реализовать следующие функции:

• прием и обработку информации, круглосуточно поступающей по КС в КСА от внешних источников;
  
• формирование и передачу необходимой информации для выдачи по КС на внешние устройства;
  
• обработку информации, круглосуточно поступающей от устройств системы, таких как АРМ1 … АРМ6, Ш1 … Ш3, ПУ-1 … ПУ-3, И-ПП, И-ВП;
  
• формирование и передачу необходимой информации устройствам системы.
  

Сбор и обработка информации – это целая серия заранее запланированных действий и операций для получения информации или желаемых результатов. Это комплекс взаимосвязанных процессов и методов, направленных на выполнение основной цели.

Основным достоинством подобной системы является то, что благодаря ей повышается качество функционирования (примерно на 15-25%).

Независимо от вида информации, которая должна быть обработана, и типа оборудования, АСУ информационными процессами выполняет следующие основные операции:

прием исходной информации;

1. обработку информации;
   
2. получение и анализ результатов;
   
3. выдачу управляющих воздействий.
   

Сбор информации в АСУ производится автоматически – в ВК передается информация от устройств системы и информация от внешних источников, поступающая по каналам связи КС1, КС2, КС3. ВК также передает информацию, предназначенную для устройств системы и внешних источников.

Процесс обработки поступающей информации выполняется в ВК автоматически по заранее установленным, последовательно и логически разработанным алгоритмам. В ВК также поступает управляющая информация со специальных автоматизированных рабочих мест АРМ1…АРМ6. После обработки в ВК специальными алгоритмами, она выдается внешним устройствам, или устройствам КСА системы.

Так как АСУ информационными процессами – это человекомашинная система, то для организации взаимодействия человек – КСА необходимо обеспечить возможность общения человека с системой. Для этого в составе

КСА предусмотрены автоматизированные рабочие места АРМ1-АРМ6, а также АРМ РД.


Функциональное назначение АРМ РД

Как было отмечено выше, с целью обеспечения возможности взаимодействия человека с системой, с целью доступа к результатам регистрации информации, появляется необходимость реализовать в рамках АСУ АРМ РД, представляющее собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ в интерактивном режиме.

Вся информация, циркулирующая в системе, в процессе управления функционированием технических средств системы и получения результатов регистрации информации после обработки в ВК специально разработанными

алгоритмами в формализованном виде поступает в АРМ РД. АРМ РД, в свою очередь, реализует следующие функции:

• прием данных, круглосуточно поступающих от ВК;
  
• выдачу информации в ВК;
  
• регистрацию поступившей информации в памяти ЭВМ;
  
• документирование данных, размещенных в информационных массивах.
  

Регистрация – это сохранение в памяти ЭВМ информации, поступающей в систему или циркулирующей в системе в некоторых информационных массивах, организованных как базы данных. Также необходимо обеспечить сохранение всей информации о техническом состоянии устройств, поступающей в систему или циркулирующей в системе.

Документирование – это по сути представление на экране монитора или принтере выборки из этих информационных массивов (баз данных) в заданной, удобной для дальнейшего анализа, форме.

Хранение информации в памяти ЭВМ в виде информационных массивов и возможность представления выборок из этих информационных массивов на экран монитора и принтер для обеспечения успешного взаимодействия человек–система – задачи регистрации и документирования информации, которые были поставлены перед создателями АРМ РД.


Требования, предъявляемые к АРМ РД

При выборе технических средств для реализации АРМ РД и разработке ПО, необходимо учесть требования, предъявляемые к АРМ РД:

• возможность функционировать в рамках автоматизированной системы;
  
• круглосуточная работа;
  
• работа в реальном масштабе времени;
  
• обеспечение требований ко времени реакции системы;
  
• регистрация всей информации, циркулирующей в системе;
  
• хранение данных о состоянии устройств системы;
  
• возможность выдачи информации на принтер и экран монитора АРМ РД в форме, обеспечивающей эффективную работу оператора АРМ РД;
  
• обеспечение высокой надежности как технических средств, так и ПО АРМ РД;
  
• обеспечение взаимодействия разрабатываемого ПО с компонентами автоматизированной системы.
  

Представленные выше требования к АРМ РД могут быть реализованы при помощи выбора технических средств и при помощи создания программного обеспечения, отвечающего требованиям АРМ РД.

Следовательно, для АСУ информационными процессами, с целью автоматизации сбора и обработки данных, необходимо спроектировать программное обеспечение (ПО) АРМ РД, удовлетворяющее функциональному назначению АРМ РД и выбрать технические средства, удовлетворяющие функциональным требованиям АРМ РД.

Возможность функционировать в рамках автоматизированной системы

Для реализации АРМ РД выбрана персональная ЭВМ IBM PC / AT, оборудованная двумя последовательными портами RS 232 (стык С2). При реализации АРМ РД возможно было имеющимися у ПК средствами (два порта RS 232) подключиться по стыку С2 к специализированному ВК, без доработок ПК. Для подключения ВК был разработан специальный адаптер.

Работа в реальном масштабе времени

При выполнении работы использовались Системы реального времени – это системы, в которых время обработки запроса меньше допустимого промежутка времени, а превышение этого допустимого промежутка приводит к сбою в работе системы.

Работа в системе реального времени обеспечивается:

• быстродействием ПК (выбран процессор Intel 80386 с необходимой тактовой частотой, равной 33 МГц),
  
• пропускной способностью тракта передачи между ПК и ВК (скорость 1200 бод),
  
• наличием буфера для сообщений на входе и выходе ПК
  
• выдачей документов на печать в “фоновом” режиме, не снижая возможностей по приему и обработке информации во избежание ее потери.
  

Обеспечение требований ко времени реакции системы

Эту характеристику можно улучшить использованием контроллера дисковой подсиситемы IDE, установкой прграммного КЭШа, или использованием контроллера диска с аппаратным КЭШем объемом 1Мб и выше.


Хранение и обработка данных

Для хранения данных, поступающих на АРМ РД, ПО общесистемного назначения и ПО специального назначения необходим минимальный размер дисковой памяти 80 МБ, а также съёмные магнитные носители информации (дискеты) для организации архива данных.


Возможность выдачи информации на принтер и экран монитора АРМ РД

Для обеспечения возможности отображения информации оба ПК должны быть укомплектованы цветными мониторами VGA и принтерами EPSON LX-100.

Для обеспечения возможности отображения информации оба ПК должны быть укомплектованы цветными мониторами VGA и принтерами EPSON LX-100.

Для обеспечения возможности отображения информации оба ПК должны быть укомплектованы цветными мониторами VGA и принтерами EPSON LX-100.


Структура базы данных

Организация информационного обмена в системе

После того как требования к системе определены и в основном предопределен процесс, начинается определение требований к входным данным, источникам данных и их формам. Не менее важным по своему значению является определение формы для выходной информации, которая в той или иной степени предопределяет процесс, метод и требования к входным данным.

В АРМ РД для обмена информацией с ВК используется стандартный интерфейс RS232 (по стыку С2), согласно которому информация передается в виде сообщений переменной длины (слов). Сообщение состоит из 2-х частей – служебной и информационной. ПО АРМ РД использует только информационную часть, т.к. ВК адресует сообщения только для АРМ РД. В дальнейшем будет применяться и другое, принятое для этой системы название сообщения, - кодограмма обмена, или просто кодограмма.

Все кодограммы, циркулирующие в системе, имеют формат в рамках заранее оговоренного Протокола информационного обмена, который является одной из составляющих исходных данных на разработку системы.

По виду кодограммы обмена ПО АРМ РД определяет, откуда пришла кодограмма.

Кодограмма регистрации состоит из 6-ти слов, каждое слово имеет размер в два байта.

Можно сказать, что устройства, входящие в КСА, охвачены алгоритмом функционального контроля. Это означает, что в кодограммах обмена отдельные поля, биты или группы полей отражают текущее состояние устройства с различной степенью детализации. Кодограмма формируется и передается на АРМ РД при изменении состояния устройства в ту или иную сторону – было исправно, стало неисправно, было неисправно –

стало исправно, т.е. при любом изменении статуса устройства. Это изменение обнаруживается встроенными в устройство программно-техническими средствами, которые и формируют кодограмму, поступающую от устройства.

Кодограммы обмена содержат в себе информацию о состоянии системы, например:

• несанкционированный доступ (НСД) к устройствам системы;
  
• несанкционированный доступ к оперативной памяти (НСД ОП);
  
• навязывание ложной информации (НЛИ);
  

а также о состояниях технических устройств, таких как:

• обмен информацией между устройствами системы;
  
• сбой в работе устройств, КС, нарушение связи с устройством, и т.п.;
  
• информации функционального контроля (ФК);
  
• информации байтов состояния (БС) устройств.
  

Кодограмма регистрации состоит из 6-ти слов, каждое слово имеет размер в два байта.


Таблица 2 – Кодограмма регистрации

№ слова	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0 слово	Счетчик сбоев (двоичный код)						Признак Печати					Часы (двоичный код)
1 слово	Минуты (двоичный код)							Секунды (двоичный код)
2 слово	0-й байт кодограммы							1-й байт кодограммы
3 слово	2-й байт кодограммы							3-й байт кодограммы
4 слово	4-й байт кодограммы							5-й байт кодограммы
5 слово	6-й байт кодограммы							7-й байт кодограммы

Обоснование необходимости организации базы данных

Понятие базы данных

Сложившийся в прошлом подход к проектированию систем сбора и накопления информации и ее эффективного использования для всевозможных целей состоял в автоматизации отдельных процессов в рамках фрагментов предметной области, или как говорят, в создании множества локальных приложений. В силу значительной независимости приложений одни и те же данные многократно представлялись в памяти ЭВМ, а их соответствие действительным значениям обеспечивалось периодическим применением процедур обновления. При изменении каких-либо сведений приходилось корректировать от нескольких до сотен и даже тысяч записей.

При переходе от автоматизации отдельных процессов предметной области к созданию автоматизированных информационных систем требуется не только взаимоувязка приложений, но и качественно новый подход к организации данных. Этот подход состоит в использовании единого хранилища – базы данных. Отдельные пользователи перестают быть владельцами тех или иных данных. Все данные накапливаются и хранятся централизованно. В памяти ЭВМ создается динамически обновляемая модель предметной области.

Слова “динамически обновляемая” означают, что соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически (раз в месяц, неделю, день), а в режиме реального времени.

При выборках для разных приложений эти записи могут быть упорядочены по-разному, т.е. пользователи информационной системы имеют возможность обращаться к интересующим их данным, а одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями пользователей. При этом всякое обращение к данным осуществляется человеком, использующим некий программный фильтр, обеспечивающий,

если это необходимо, предварительные преобразования запрошенных пользователем данных.

Отличительной чертой баз данных следует считать совместное хранение данных с их описаниями. Традиционно описания данных содержались в прикладных программах. При этом если обрабатывалось лишь два поля записи, программа включала описание всей записи. В результате любое изменение в организации приводило к необходимости внесения изменений в созданные программы.

Современный подход требует, чтобы в программе были лишь перечислены необходимые для обработки данные и заданы требуемые форматы их представления. При этом описание баз данных становится независимым от программ пользователей и составляет самостоятельный объект хранения. Эти описания обычно называют метаданными.

Важнейшим компонентом автоматизированной системы сбора, накопления и эффективного использования информации является система управления базами данных (СУБД). Программы составляющие СУБД включают ядро и сервисные средства. Ядро – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания БД. Сервисные программы предоставляют пользователям ряд дополнительных возможностей и услуг по обслуживанию систем баз данных. Языковые средства служат для описания БД и используются для обработки данных пользователями.

Отметим некоторые достоинства интеграции данных.

Во-первых, интеграция обеспечивает синхронное поддержание данных для всех приложений (файловые системы не обеспечивают такой поддержки).

Во-вторых, за счет специальной организации устраняется возможная в файловых системах избыточность данных (сведения об объекте БД не дублируются). Как минимум это приводит к сокращению объемов памяти, необходимой для хранения данных.

В-третьих, благодаря сокращению или устранению дублирования данных повышается уровень их достоверности; существенно проще и эффективнее становятся процедуры обновления.

В-четвертых, развитие концепции БД представляет собой важный шаг в направлении унификации средств организации данных, что позволяет разработчикам приложений не задумываться над вопросами представления данных в среде хранения. Соответствующие интерфейсы поддерживаются автоматически СУБД. Пользователь не знает, где и как хранятся данные, он лишь сообщает системе, с какими данными желает работать и в каком виде желает их получить.

В-пятых, при переходе к использованию БД появляется возможность обеспечить достаточно высокий уровень независимости приложений от организации данных. В современных СУБД описания данных отделены от программ и содержатся в словаре-справочнике данных. В программах задаются лишь имена необходимых для обработки данных и форматы представления значений. Подставляя данные в программу, СУБД предварительно их обрабатывает, в связи с чем изменения организации данных не отражаются на прикладных программах. В этом случае меняются лишь процедуры СУБД, выполняющие предварительную обработку данных.

Обычно выделяются два аспекта независимости приложений от организации данных: логическая и физическая независимость. Первая предполагает возможность “безболезненного” изменения параметров логической организации БД, а вторая – изменения хранения данных в памяти ЭВМ.

Непосредственное функциональное назначение АРМ РД – регистрация и документирование информации, поступающей из ВК. АРМ РД в режиме реального времени выполняет следующие функции:

• прием данных, круглосуточно поступающих от ВК;
  
• выдачу информации в ВК;
  
• регистрацию поступивших данных в памяти ЭВМ;
  
• документирование данных, размещенных в информационных массивах.
  

Согласно с функциональным назначением, проектирование БД на АРМ РД должно решить следующие задачи:

• создать “динамическую” модель предметной области системы (в которой соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени);
  
• обеспечить эффективность функционирования, т.е. обеспечить требования ко времени реакции системы на запросы и обновления БД;
  
• обеспечить централизованное хранение данных в памяти ЭВМ;
  
• обеспечить выборку из информационных массивов данных согласно заданным критериям;
  
• обеспечить удобство эксплуатации информационной системы;
  
• обеспечить защиту данных от некорректных обновлений, от разрушений при сбоях оборудования и от несанкционированного доступа.
  

Эти задачи можно осуществить при помощи создания единого хранилища – базы данных и использования средств СУБД.


Логическая организация базы данных

Для реализации логической организации БД необходимо определить, что является объектом предметной области информационной системы. Как уже было отмечено выше любое сообщение в системе, или кодограмма, имеет формат в рамках заранее оговоренного Протокола информационного обмена. И содержит ряд характеристик:

1. Дата отправки кодограммы;
   
2. Время отправки кодограммы;
   
3. Направление (от ПУ1, информация в КС3 и т.п.);
   
4. Режим работы;
   
5. Источник (откуда пришла кодограмма);
   
6. Вид сообщения (БС, НСД, и т.п.);
   
7. Количество сбойных кодограмм;
   
8. Содержание сбойных кодограмм;
   
9. Тип устройства, от которого пришла кодограмма;
   
10. Признак (сообщения от нескольких устройств приходят в одной кодограмме);
    
11. Значение контрольной суммы при пуске ВК;
    
12. Значение периодически вычисляемой контрольной суммы;
    
13. Текст сообщения, содержащегося в кодограмме.
    

После составления перечня атрибутов, очередная задача состоит в определении набора отношений и составлении логической структуры БД. Логическая структура базы данных состоит из набора отношений.

Отношение 1: “Вся информация”. Ключевыми доменами являются первые два поля: “Дата”, “Время”.

Отношение 2: “Оперативная информация”. Ключевыми доменами в данном отношении являются “Дата”, “Время”, “Направление”, “Режим работы”, “Источник”, “Вид сообщения”.

Отношение 3: “Информация Ш” Ключевыми доменами являются “Дата”, “Время”, “Направление”, “Режим работы”.

Отношение 4: “Сбойные кодограммы”. Ключевыми доменами являются: “Дата”, “Время”, “Направление”, “Количество”, “Вид сообщения”, “Слово1”, “Слово2”, “Слово3”, “Слово4”.

Отношение 5: “Функциональный контроль”. Ключевыми доменами являются: “Дата”, “Время”, “Тип”, “Признак”, “Вид сообщения”.

Отношение 6: “Связь с ВК”. Ключевыми доменами являются “Дата”, “Время”.

Отношение 7: “Текущая контрольная сумма”. Ключевыми доменами являются:

“Дата”, “Время”.

Отношение 8: “Контрольная сумма при пуске ВК”. Ключевыми доменами являются: “Дата”, “Время”.

При формировании отношений были поставлены следующие цели: осуществить группировку записей в такие структуры, которые достаточно малы по размеру и поэтому управляемы. При этом данные могут дублироваться, например, отношение ФК может включать в себя информацию о связи с ВК. Однако созданием отношения “Связь с ВК” мы выделяем его в логически самостоятельное отношение и тем самым уменьшаем время поиска важной для нас информации. Это означает, что информация, требующая к себе первостепенного внимания, выделяется в отдельные отношения с целью уменьшения времени поиска по БД, давая возможность персоналу, обслуживающему КСА своевременно реагировать на изменения, возникающие в системе.

С такой же целью выделяется в отдельные отношения информация контрольного суммирования, информация контрольного суммирования при пуске ВК.


1.2 Проведение патентных исследований по ФКС

Отв. исполнители: зав. кафедрой ФГОУ ВПО МГАВМиБ, проф. д.х.н, д.б.н. С.Ю. Зайцев; проф. д.х.н. М.С. Царькова.


Общие данные об объекте исследований

Объектом исследований являются композитные материалы на основе ферментов и полимеров для создания биокаталитических систем. Назначением объектов исследования является создание биокаталитических систем с заданными рабочими характеристиками (регулируемой ферментативной активностью, высокой стабильностью при хранении и к действию различных денатурирующих агентов и т.д.).


Основная (аналитическая) часть

На основе проведенного поиска опубликованной патентной литературы, относящейся к теме задания, определен технический уровень и тенденция развития биокаталитических систем с заданными свойствами.

Обнаруженный в результате патентного поиска массив документов, превышающий 1000 единиц, свидетельствует о возрастающей активности патентования в области создания биокаталитических композитных материалов на основе полимеров и ферментов.

В то же время следует отметить, что исследования в области биокаталитических композитных материалов, находятся на первом этапе - этапе накопления сведений о разнообразии носителей и методов иммобилизации ферментов.

В результате поиска информации обнаружены релевантные ядерные патенты, содержащие сведения об использовании биокаталитических композитных материалов.


Заключение

Результаты проведенных патентных исследований свидетельствуют о большой активности в области создания биокаталитических композитных материалов с заданными свойствами. Патенты, опубликованные по данной теме в основном относятся к периоду с 1990-х годов по настоящее время. Имеется необходимость создания новых усовершенствованных ферментных систем с полимерами, обладающих конкурентоспособностью по сравнению с существующими системами.

Задание на проведение патентных исследований

Задачи патентных исследований:

1. Исследование технического уровня работ в области получения биокаталитических композитных систем.

1.1. Проблема изучения биохимических свойств биокаталитических композитных систем.

1.2. Проблема изучения физико-химических свойств биокаталитических композитных систем.

1.3. Практическое использование биокаталитических композитных систем.


Таблица 3 – Календарный план

Виды патентных исследований	Подразделения-исполнители (соисполнители)	Ответственные исполнители (ФИО)	Сроки выполнения патентных исследований		Отчетные доку-менты
			Начало	Окончание
Просмотр патентных баз данных	Кафедра и Научно-образовательный центр МГАВМиБ	Зав. каф. Зайцев С. Ю. Д.х.н. Царькова М. С. К.б.н. Тульская Е.В. Каменская И.И.	1 этап: поиск патентов 07.07.2009г. 2 этап: системати- зация и анализ, отчет 02.09.2009г.	01.09.2009 г. 20.09.2009 г.	Отчет