Автореферат (1103802), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рахнянской (кафедра высокомолекулярных соединенийхимического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова). Данное соединение былосинтезировано из стеариновой кислоты (С17H35СООН) и природного полиамина– спермина (C10H26N4) путем образования между ними пептидной (амидной)связи:8CH 3 (CH 2 )16COOH H 2 N (CH 2 ) 3 NH(CH 2 ) 4 NH(CH 2 ) 3 NH 2CH 3 (CH 2 )16 - CO - NH - (CH 2 ) 3 NH(CH 2 ) 4 NH(CH 2 ) 3 NH 2H 2OСцельюустановленияхимическогостроениямолекулстеароилспермина был снят ИК-Фурье-спектр (рис. 4) образца,представляющего собой высушенный раствор стеароилспермина в хлороформе.Пики на соответствующем спектре характеризуют химическое строениеисследуемого вещества. А именно: пик 1 (примерная частота 3287 см-1)соответствует колебаниям группы NH, пик 2 (примерная частота 3056 см -1)соответствует колебаниям группы CH2, пик 3 (примерная частота 1673 см-1) ипик 4 (примерная частота 1253 см-1) соответствуют колебаниям группы NH2, апик 5 (примерная частота 900 см-1) и пик 6 (примерная частота 713 см-1) –отражают колебания группы COO и связи С–С.Рис.
4 – ИК–Фурье спектр амфифильного полиамина стеароилспермина.Синтез и характеризация наночастиц магнетитаСинтез наночастиц магнетита (Fe3O4) проводился по методу Массарта:2FeCl3 + FeCl2 + 8NH4OH → Fe3O4 + 8NH4Cl + 4H2OТаким образом, была получена стабильная дисперсия безлигандныхнаночастиц магнетита. По результатам исследований методами ПЭМ идинамического светорассеяния средний размер синтезированных наночастицмагнетита составил 3,7 нм (рис. 5), Электрофоретическая подвижностьнаночастиц, измеренная при рН=3,8 составляла +2±0,2 (мкм/с)/(В/см).Изоэлектрическая точка (точка нулевого заряда) магнетита pI=6,7, т. е. призначениях кислотности меньших величины рН=6,8 в растворе, коллоидныенаночастицы магнетита имеют положительный заряд.9Рис.
5 – Характерное электронно-микроскопическое изображениесинтезированных коллоидных наночастиц магнетита Fe3O4 (слева).Изображение получено методом просвечивающей электронной микроскопии. Игистограмма распределения синтезированных наночастиц магнетита по размеру(справа)С целью установления структуры синтезированных наночастицмагнетита методом ПЭМ были получены картины электронной дифракции нананочастицах.
Характерное изображение такой электронограммы представленона (рис. 6). При сравнении экспериментальной дифрактограммы сдифрактограммой эталонного образца наночастиц магнетита наблюдалосьсовпадение положения дифракционных рефлексов и их интенсивностей, чтосвидетельствует о том, что полученные наночастицы представляют собойнанофазный магнетит. Ввиду того, что характеристики кристаллическойрешетки другого магнитного оксида железа – маггемита (Fe2O3) очень близкипараметрам решетки магнетита, не исключено присутствие в образце примесеймагнитной нанофазы маггемита.Рис. 6 – Дифрактограммы электронов в образце стандартныхколлоидных наночастиц магнетита (справа) и синтезированных в работенаночастиц (слева). Цифрами указаны номера кристаллографическихплоскостей кристаллической фазы магнетита, обусловливающихсоответствующие рефлексы10Магнитные свойствасинтезированных наночастицмагнетитаисследовались методом ЭПР.
Спектр ЭПР суспензии синтезированныхколлоидных наночастиц магнетита изображен на рис. 7 и представляет собойширокий сигнал, характерный для образцов ферромагнитных исуперпарамагнитных наночастиц магнетита.Рис. 7 – Спектр ЭПР синтезированных наночастиц магнетитаПолучение и исследование комплексов на основе ленгмюровскихмонослоев стеароилспермина, наночастиц магнетита и молекул нативнойДНКМолекулы стеароилспермина являются водонерастворимыми вследствиеприсутствия в молекуле гидрофобного углеводородного фрагмента – остаткастеариновой кислоты, при этом аминогруппы спермина обладают полярнымисвойствами и способны протонироваться в водной фазе, приобретаяположительный заряд.
В результате молекулы стеароилспермина обладаютвыраженными амфифильными свойствами. Это обстоятельство даетвозможность формировать на их основе ленгмюровские монослои на границераздела водной и газовой фаз. Так, методом Ленгмюра–Блоджетт былиполучены монослои стеароилспермина на различных водных субфазах (рис. 8).В первом случае в качестве водной субфазы использовалась чистаядеионизованая вода (рН=6,5), во втором случае в водную фазу вводилиськоллоидные наночастицы магнетита (рН=4), а в третьем случае использовалсяводный раствор полимера, а именно молекул ДНК (рН=6,2). Соответствующиеизотермы сжатия представлены на рис.
9.11Рис. 8 – Схема процесса формирования монослоя стеароилспермина на воднойсубфазе, содержащей наночастицы магнетита (Fe3O4), молекулы ДНК методомЛенгмюра-Блоджетт. (а – жидкая фаза, б – жидко-кристаллическая фаза, в, г –кристаллическая фаза амфифильных молекул ленгмюровского монослоя)Рис. 9 – Изотермы сжатия монослоя стеароилспермина на чистой воде(1), на воде, содержащей наночастицы магнетита Fe3O4, рН=4 (2), на воде,содержащей молекулы ДНК, рН=6,2 (3)Сдвиг изотермы сжатия в область больших значений площади,приходящейся на молекулу стеароилспермина, в случае с водной субфазой,содержащей коллоидные наночастицы магнетита относительно изотермымонослоя, сформированного на чистой воде, свидетельствует об адсорбциинаночастиц магнетита на монослой.
Изотерма сжатия монослоястеароилспермина, сформированного на водной субфазе, содержащеймолекулы ДНК (рН=6,5), также сдвигается вправо относительно изотермымонослоя, сформированного на чистой водной субфазе, что свидетельствует орасширении монослоя, обусловленном адсорбцией молекул ДНК к монослою.12Этот эффект расширения монослоя характерен для связывания полимерныхмолекул водной фазы с ленгмюровскими монослоями амфифильныхсоединений. Из представленных результатов можно сделать вывод о том, чтоамфифильный полиамин стеароилспермин образует ленгмюровские монослои,и что молекулы нативной ДНК связываются с исследуемыми монослоямистеароилспермина. Связывание полиаминов и ДНК в водной фазе – хорошоизвестный эффект, обусловленный анионным зарядом ДНК и катионнымзарядом аминогрупп при нормальных значениях величин рН водной фазы.Перенос монослоя стеароилспермина с поверхности водной фазы натвердотельную подложку (свежий скол слюды) проводился методомЛенгмюра–Блоджетт при величинах поверхностного давления 27 мН/м.
(рис.10).Рис. 10 – Схема нанесения на твердую подложку методом ЛенгмюраБлоджетт монослоя стеароилспермина с адсорбированными наночастицамимагнетита (Fe3O4)На рис. 11 представлено топографическое изображение поверхностимонослоя стеароилспермина, сформированного на водной субфазе, содержащейнаночастицы магнетита и молекулы нативной ДНК, полученное методом АСМ.Рис. 11 – Изображение поверхности монослоя стеароилспермина,сформированного на водной субфазе, содержащей наночастицы магнетита13(слева) и молекулы нативной ДНК (справа).
Изображение получено методомАСМКвази-сферические наноструктуры, которые видны на рис. 11,обусловлены наночастицами магнетита и их агрегатами, адсорбированными намонослой. Также было исследовано взаимодействие коллоидных катионныхнаночастиц магнетита с молекулами нативной ДНК в водном растворе привеличине рН=4. Образцы также наносились на скол слюды, и исследовалисьметодом АСМ. Из рис. 12 видно, что наночастицы магнетита связываются смолекулами нативной ДНК с образованием характерных протяженныхквазицепочечных и фрактальных структур.Рис.
12 – Изображения катионных наночастиц магнетита,адсорбированных на поверхность слюды из их коллоидного раствора (слева) икомплексов молекул нативной ДНК с наночастицами магнетита –Fe3O4(справа). Изображения получены методом АСМНаблюдаемые относительно прямые цепочечные структуры комплексовмолекул ДНК и наночастиц магнетита могут образовываться, в частности, засчет электростатического отталкивания близкорасположенных связанныхположительно заряженных наночастиц магнетита.В четвертой главе описано получение и исследование новыхнанокомпозитных мембранных везикул на основе стеароилспермина,фосфатидилхолина наночастиц золота и магнетита, золотых наностержней,полианионов: ДНК и полистиролсульфоната натрия (ПСС).Методика синтеза наночастиц золота, заключалась в восстановлениизолота борогидридом натрия (NaBH4) из золотохлористоводородной кислоты(HAuCl4) в присутствии цитрата натрия (Na3C6H5O7).
Электрофоретическаяподвижность полученных наночастиц составляла –5 (мкм/с)/(В/см), размер непревышал 10 нм (рис. 13).14Рис. 13 – Характерное электронно-микроскопическое изображениесинтезированных коллоидных наночастиц золота (слева) и соответствующаядифрактограмма электронов в образце (справа).
Изображения полученометодом ПЭМСинтез липосом на основе стеароилспермина и фосфатидилхолинапроводился путем смешивания исходных веществ в хлороформе, количествомолекул стеароилспермина составляло 20 – 25% от общего числа молекуллипосомальной мембраны. Затем раствор высушивался с использованиемвакуумного роторного испарителя, после чего на стенке испарительной колбыобразовывалась пленка из молекул фосфатидилхолина и стеароилспермина.Далее добавление к сухой пленке водного раствора соли NaCl приводило кобразованию многослойных липосом, содержащих соль NaCl во внутреннемобъеме.
После этого, полученная суспензия обрабатывалась ультразвуком.Ультразвуковое воздействие необходимо для получения однослойных липосомс меньшими размерами и узкой дисперсноcтью. Далее в процессе диализапроизводилось разделение липосом и ионов Na+ и Cl-, находящихся с внешнейстороны липосом. Водный раствор соли NaCl в данном случае выступал вкачествемодельногокапсулируемоговещества.Функционализациясинтезированных липосом производилась путем добавления к растворулипосом дисперсии наночастиц магнетита, золота, раствора полианионов: ДНКи ПСС. Как указывалось ранее, в данном случае наночастицы связываются саминогруппами стеароилспермина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
