Автореферат (1103802), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Впервые установлено и исследовано связываниенаночастиц магнетита, золота и полианионов с такими структурами. Впервыеэкспериментнально установлено влияние наносекундныхимпульсовэлектрического поля высокой напряженности на структурно-функциональныехарактеристики синтезированных нанокомпозитных мембранных везикул.Научная и практическая значимостьПолучены и исследованы новые нанокомпозитные везикулы инанопленочные биомиметические структуры на основе рН-чувствительноголипидоподобного соединения, амфифильного полиамина стеароилспермина,фосфолипида фосфатидилхолина, наночастиц золота и магнетита, полианионов,включая ДНК. Исследовано влияние наносекундных импульсов электрическогополянаструктурно-функциональныехарактеристикиполученныхнанокомпозитных мембранных везикул.
Результаты работы в перспективемогут быть использованы для создания новых эффективных средствкапсулирования и адресной доставки лекарственных веществ, управляемыхвнешними физическими воздействиями.Положения, выносимые на защиту1. Молекулы рН-чувствительного амфифильного соединения – транс-4,5ди(додецилоксикарбонил)-транс-2-морфолиноциклогексанол способны4образовывать ленгмюровский монослой и изменять свою конформациюпри изменении величины рН водной субфазы от 7 до 5.2. Молекулы стеароилспермина способны образовывать ленгмюровскиймонослой, с которым могут связываться наночастицы магнетита, золотаи молекулы нативной ДНК.3. Стеароилспермин и фосфатидилхолин формируют катионные липосомы.4. Наночастицымагнетита,золотаиполианионы:ДНКиполистиролсульфонат натрия связываются с поверхностью липосом наоснове стеароилспермина и фосфатидилхолина.5.
Воздействие импульсов электрического поля длительностью ~ 5 нс инапряженностью более 15·105 В/м на нанокомпозитные мембранныевезикулы на основе стеароилспермина, фосфатидилхолина и наночастицмагнетита приводит к изменению их структурно-функциональныххарактеристик и выходу капсулированного вещества в наружныйводный объем.Личный вклад диссертантаАвтор лично проводил анализ литературных данных, участвовал впостановке задач и планировании экспериментов.
Все результаты, ихинтерпретация и выводы получены автором на основе лично проведенныхэкспериментов либо непосредственно при его участии. В подготовкепубликаций и докладов на научных конференциях по теме диссертационнойработы автор принимал личное участие.Апробация работыРезультаты работы представлены на 6 научных конференциях, в томчисле международных в Москве 2014, 2015 гг., в Ростове-на-Дону 2015 г., вСевастополе 2016 г., в Генуе (Италия) 2016 г.ПубликацииПо материалам диссертации опубликовано 5 статей в журналах изсписка ВАК РФ и 6 тезисов докладов.Структура и объем диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, пяти глав, содержащихобзор литературных данных, изложение и обсуждение результатов, заключенияи списка литературы.
Работа изложена на 113 страницах, включает 1 таблицу и64 иллюстрации. Список литературы включает 124 наименования.5БлагодарностиАвтор выражает искреннюю признательность научному руководителюХомутову Геннадию Борисовичу за помощь на всех этапах выполнениядиссертации и чуткое руководство.Автор благодарит сотрудников кафедры биофизики физическогофакультета, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова,за помощь в течение всего обучения.Автор благодарит сотрудников лаборатории № 116 Институтарадиотехники и электроники им.
В.А. Котельникова РАН и кафедрывысокомолекулярных соединений химического факультета Московскогогосударственного университета им. М.В. Ломоносова за помощь в проведенииэкспериментальной работы.Автор благодарит Глуховского Евгения Геннадьевича и УсмановаНазыма Нурлисламовича за помощь в проведении экспериментов, связанных стехнологией Ленгмюра-Блоджетт.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении сформулированы цель и задачи исследования, обозначеныактуальность, научная новизна, научная и практическая значимостьисследований, перечислены положения, выносимые на защиту.Первая глава посвящена обзору литературных данных по темедиссертационной работы.
А именно, изучено современное состояниеисследований нанокомпозитных и полимерных нанопленочных систем,биомиметических структур и везикул на основе амфифильных молекул. Особоевнимание уделяется рассмотрению возможности применения таких систем вбиомедицинских технологиях и биоинженерии, в частности, для созданияэффективных средств адресной доставки лекарственных веществ. Описаныметоды доставки и активации функциональных капсул внутри организма.Вторая глава посвящена получению и исследованию ленгмюровскихмонослоев липидоподобного рН чувствительного амфифильного вещества –транс-4,5-ди(додецилоксикарбонил)-транс-2-морфолиноциклогексанол(ТДТМ).В работе исследовался конформационный переход молекуллипидоподобного амфифильного вещества ТДТМ на поверхности воднойсубфазы, величина рН которой изменялась от 7 до 5.
Данное рН чувствительноесоединение было синтезировано на кафедре высокомолекулярных соединенийхимического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством А.А.6Ярославова. Изменение конформации молекул ТДТМ при изменении рН среды,заключается в переориентации алкильных цепей, входящих в структурумолекулы, что в свою очередь обусловлено протонированием атомов азота иобразованием внутримолекулярных водородных связей (рис.
1).Рис.1 – Схематическое изображение протонирования и последующегоконформационного перехода молекулы ТДТМИсследование зависимости конформации молекул данного вещества отвеличины рН среды проводилось путем формирования мономолекулярныхслоев по технологии Ленгмюра-Блоджетт при различных величинах рН (5 – 7)водной субфазы, с последующим анализом изотерм сжатия (зависимостиповерхностного давления монослоя от площади, приходящейся на однумолекулу вещества), переносом пленок на твердую подложку и исследованиемеё поверхности методом АСМ. В качестве водной субфазы использовалисьбуферный раствор на основе трис(гидроксиметил)аминометана (С4Н11NO3) –ТРИС (рН=7) и натрий-ацетатный буферный раствор (рН=5).Рис.2 – Изотермы сжатия (слева) и схематическое изображениемонослоя ТДТМ (справа) на натрий-ацетатном буферном растворе (рН=5) ибуферном растворе ТРИС (рН=7)Из полученных изотерм сжатия (рис.
2) видно, что приплотноупакованном конденсированом состоянии ленгмюровского монослоя, наповерхности буферного растворе ТРИС (рН=7) площадь, приходящаяся на однумолекулу ТДТМ, составляла 55 А2, а в случае с ацетатным буфернымраствором (рН=5) площадь, приходящаяся на одну молекулу ТДТМ, составляла67 А2. Таким образом, изменение вышеуказанной площади на 12 А27обуславливаетсявлияниемэлектростатическогоотталкиванияпрототонированных молекул и конформационного перехода молекул.
В данномслучае изменения значения поверхностного давления обуславливаются тремяфакторами: сжатием нанопленки до плотноупакованного конденсированногосостояния, электростатическим отталкиванием протонированных фрагментовмолекул ТДТМ и изменением конформации таких молекул. Из литературныхданных известно, что при протонировании молекул ПАВ, формирующихленгмюровские монослои, площадь, приходящаяся на одну молекулу,увеличивается на 4 – 7%. Таким образом, при конформационном переходеплощадь молекулы ТДТМ увеличивается оценочно на 9,85±1,5 А2.Ленгмюровские монослои на основе ТДТМ переносились на атомарногладкую твердую подложку – свежий скол слюды методом Ленгмюра-Блоджетт(вертикального погружения подложки) и исследовались методом АСМ.
Наполученных изображениях (рис. 3) видно, что в водной субфазе при величинерН=7 под ленгмюровским монослоем ТДТМ формируются сферическиемицеллы, а при величине рН=5 водной субфазы формируются по форме болеевытянутые эллипсоидальные мицеллы. Форма последних обусловленаувеличенным электростатическим зарядом молекул.Рис.3 – Изображение поверхности монослоя ТДТМ, сформированногона буферном растворе ТРИС при рН=7 (слева) и на натрий-ацетатном буферномрастворе при рН=5 (справа). Изображение получено методом АСМТретьяглавапосвященаполучениюленгмюровскихмономолекулярныхслоевстеароилсперминаиисследованиюихвзаимодействия с наночастицами магнетита и молекулами нативной ДНК.Характеризация стеароилсперминаСтеароилспермин – амфифильный полиамин, синтезирован ипредоставлен А.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
