Отзыв официального оппонента к.х.н., доцента Т.В.Букреевой (Монослои и мембранные везикулы на основе комплексов амфифильных веществ, полимеров и наночастиц)

ОТЗЫВ официального оппонента Букреевой Татьяны Владимировны на диссертационную работу Кима Виталия Павловича кМонослои и мембранные везикулы на основе комплексов амфифильных веществ, полимеров и наночастиц» на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальностям 03.01.02 — биофизика, 03.01.08 — биоинженерия Создание систем адресной доставки лекарственных средств занимает существенное место в современных разработках на основе нанотехнологий и смежных областей фундаментальной науки. Заметные преимущества таких систем по сравнению с традиционными носителями лекарств позволяют говорить о высокой актуальности биофизических и биоинженерных исследований в этом направлении.

Одними из наиболее перспективных объектов для создания средств адресной доставки лекарств являются липосомы благодаря природной биосовместимости составляющего их материала и возможности регулировать состав стенок с целью направленного изменения фармакологических эффектов. Изучение ленгмюровских монослоев и пленок Ленгмюра — Блоджетг на основе биогенных липидов и синтетических амфифильных веществ. с одной стороны, позволяет прогнозировать возможность модификации липосом теми или иными функциональными компонентами (органическими, в том числе полимерными молекулами, наночастицами различной природы и т.д.) при создании средств доставки лекарств.

С другой стороны, такие монослои и пленки могут выступать в качестве модели биологических мембран, и их исследование позволяет делать выводы о процессах, проходящих на поверхности или в составе клеточных стенок. Целью представленной диссертации является создание и исследование новых биомиметических и биосовместимых функциональных наноматериалов включая ленгмюровские монослои, пленки Ленгмюра-Блоджетт и липосомы на основе биогенных липидов, синтетических аминосодержаших амфифильных веществ и их комплексов с полиэлектролитами и неорганическими наночастицами, а также изучение эффектов изменения структурно-функциональных характеристик нанокомпозитных мембранных везикул под действием импульсов электрического поля. Таким образом, работа логично и грамотно построена: от монослоев и плоских пленок, для которых диссертантом изучены их структурно-функциональные особенности, сделан переход к липосомам на их основе— формированию, модификации, загрузке и вскрытию с помощью внешнего физического воздействия этих капсул.

На основе выводов об эффективном связывании монослоем стеароилспермина наиочастиц магнетита, а также полианионных молекул, включая ДНК, спрогнозирована возможность создания мембранных везикул — липосом, функционализированных молекулами полиэлектролитов и неорганическими магнитными и электропроводяшими наночастицами. На сегодняшний день проведено большое количество исследований. посвященных липосомам и созданию средств доставки на их основе, ряд липосомальных препаратов уже используется в медицине.

Однако, несмотря на это, диссертантом предложены, получены и исследованы новые объекты: монослои, пленки )!енгмюра-Блоджетт и затем липосомы на основе рН чувствительного амфифильного соединения, алифатического полиамина стеароилспермина, в том числе модифицированные наночастицами магнетита, золота и полианионами. Так как эти перспективньш объекты созданы и изучены впервые, научная новизна рассматриваемой работы не вызывает сомнений. Следует отметить, что помимо стеароилспермина в работе для создания и исследования ленгмюровских мопослоев использовано рН-чувствительное амфифильное соединение транс-4,5-ди(додецилоксикарбонил)-транс-2-морфолиноциклогексанол 01'ДТМ). Показана его способность к формированию упорядоченного монослоя на поверхности водной субфазы, меняющего конформацию при изменении величины рН субфазы от 7 до 5.

Физиологические значения рН, в диапазоне которых наблюдается существенное изменение структурных параметров монослоя, позволяют предположить возможность использования этого эффекта для изменения проницаемости липидных мембран на основе этого соединения, а следовательно, возможность управляемого высвобождения инкапсулированного в такие оболочки лекарственного вегцества. Неоспоримую практическую значимость имеют результаты по модификации липосом с целью их направленной функционализации наночастицами и полимерными молекулами, включая природные. Полученные нанокомпозитные мембранные везикулы представляют большой интерес для разработки новых средств магнитной доставки лекарств с возможностью дистанционного вскрытия для контролируемого высвобождения инкапсулированного материала.

В последней главе диссертации проведены исследования„ посвяшепные бесконтактному вскрытию функциональных нанокомпозитных везикул посредством воздействия на них импульсами электрического поля, а также расчет оценочных значений электрофизических параметров таких воздействий. Показано, что сверхкороткие импульсы электрического поля (длительностью -5 нс) при значении напряженности поля в импульсе более 15 х10' В(м приводят к эффекту вскрьпия везикул— разрушению мембраны и выходу капсулированного вещества из внутреннего объема капсулы в наружное водное пространство.

Достоверность полученных в работе результатов подтверждается использованием комплекса современных взаимодополняющих физико-химических методов исследования„ основными из которых в представленной диссертации являются просвечивающая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия и динамическое рассеяние света. Кроме того, научные положения и выводы обоснованы корреляцией полученных результатов исследований с литературными данными. В связи с этим следует отметить четко изложенный и логично структурированный литературный обзор, представленный автором в первой главе диссертации.

Одним из достоинств работы является ее цельность и законченность. Научные положения, выносимые на защиту, полностью отражают основные результаты исследований. Основные результаты диссертации опубликованы в научной печати. Автореферат полностью отражает содержание диссертации. Сама диссертапионная работа написана хорошим научным языком, оформление производит благоприятное впечатление. Однако, следует отметить недостатки: ° И в автореферате„и в диссертации некоторые подписи к рисункам полностью или частично находятся иа другой странице относительно самих рисунков (рис.!7 автореферата, рис.

20, 29, 45„49, 51 диссертации — подпись полностью перенесена на следующую страницу, рис. 11 автореферата, рис. 11, 61 диссертации перенесено несколько строк подписи). Это затрудняет чтение и восприятие текста. ° Имеется некоторое количество опечаток, из них две довольно существенные (стр. 72-73 диссертации): в подписи к рис. 49 указано, что справа изобрюкена дифрактограмма электронов в образпе, в то время как там, так жс как и слева, приведено ПЭМ-изображение наночастиц золота, только с меньшим увеличением; на рис. 50 приведены дифрактограммы наночастиц золота, однако в подписи к рисунку написано «наночастиц магнетита».

° При описании изотерм сжатия моиослоя ТДТМ (стр. 7 автореферата и стр. 5б диссертации) автор пишет, что при конденсированном состоянии монослоя на поверхности буфера с рН 7 площадь на молекулу составляет 55 А~. Это противоречит рисунку (рис. 2 автореферата и рис. 32 диссертации), на котором величина плошади на молекулу 55 А соответствует коллапсу монослоя. г Соответственно, нуэкно уточнять величину изменения площади на молекулу при переходе на буфер с рН 5 и оценочное увеличение площади на молекулу при конформационном переходе.

° В главе 3, и. 3.1 автор для характеризации синтезированных наночастиц магнетита использует, в частности, методы дифракции электронов и ЭПР, Однако оба этих метода практически не позволяют отличать магнетит от маггемита, поэтому для утверждения, что наночастицы образованы в основном магнетитом необходимо привлечение других методов, таких как комбинационное рассеяние света или мессбауэровская спектроскопия.

° В главе 4, и. 4.2 указано, что синтезированные липосомы на основе фосфатидилхолина и стеароилспермина и такие лнпосомы, модифицированные наночастицами и полианионами, исследовались методом динамического рассеяния света и их размер составил 80 - 500 нм независимо от используемого модификатора. Однако графики распределения липосом по размером не приведены, хотя вполне можно предположить, что адсорбция наночастиц и полианионов отражается на характсре такого распределения. Для оценки перспектив практического использования полученных систем представляет интерес также степень полидисперсности везикул, которая в диссертации не приводится. Сделанные замечания не сннзкают высокого уровня представленной работы. Диссертационная работа Кима Виталия Павловича «Монослои и мембранные везикулы на основе комплексов амфифильных веществ, полимеров и наночастиц» удовлетворяет требованиям ВАК, согласно Положению о присуждении ученых степеней 2013 г.

с изменениями от 21.04. 2016 г., а ее автор заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математических наук по специальностям 03.01.02 — биофизика, 03.01.08 — биоинженерия Официальный оппонент Начальник лаборатории Курчатовского комплекса НБИКС-технологий НИЦ «Курчатовский институт» к.х.н., доцент Т.В. Букреева Подпись Т.В. Букреевой заверяю: 1"лавный ученый секретар НИЦ «Курчатовский инст к.ф.-м.н.

СЛО. Стремоухов .