Диссертация (1103804), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Также одним изпреимуществ использования трансферина для увеличения селективного51воздействиянаочагзаболеваниязаключаетсявспособствованиипрохождения гематоэнцефалического барьера терапевтических частиц,связанных с молекулами трансферина [111].52ГЛАВА 2. ЛЕНГМЮРОВСКИЕ МОНОСЛОИ ЛИПИДОПОДОБНОГОрН ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО АМФИФИЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА – ТРАНС4,5-ДИ(ДОДЕЦИЛОКСИКАРБОНИЛ)-ТРАНС-2МОРФОЛИНОЦИКЛОГЕКСАНОЛАВторая глава посвящена получению и исследованию ленгмюровскихмонослоев липидоподобного рН чувствительного амфифильного вещества –транс-4,5-ди(додецилоксикарбонил)-транс-2-морфолиноциклогексанола(ТДТМ) при различных уровнях рН водной среды.
На основе данногоамфифильного вещества возможно создание липосом, чувствительных кизменению уровня рН окружающей водной среды. Метод вскрытия рНчувствительных капсул, переносящих в организме терапевтические вещества,за счет изменения конформации мембрано-образующих молекул приизменении уровня рН среды может быть использован для доставкитерапевтических веществ в область организма с кислой средой, в частности вобласть раковой опухоли.2.1 МатериалыВработеисследовалсяконформационныйпереходмолекуллипидоподобного амфифильного вещества ТДТМ на поверхности воднойсубфазы, величина рН которой изменялась от 7 до 5. Данное рНчувствительное соединение синтезировалось по методике, описанной в [35] ибыло предоставлено авторами данной статьи.
Изменение конформациимолекул ТДТМ при изменении рН среды, заключается в переориентацииалкильных цепей, входящих в структуру молекулы, что в свою очередьобусловленопротонированиематомовазотаиобразованиемвнутримолекулярных водородных связей (рис. 30).53Рис. 30 – Схематическое изображение конформационного переходамолекулы ТДТМ, обусловленного протонированием атома азотаПоскольку конформационный переход происходит при изменениикислотности среды от нейтральной к кислой, в работе использовалось дватипаводныхсубфаз:буферныйтрис(гидроксиметил)аминометанараствор(HOCH2)3CNH2(ТРИС)наосновеинатрий-ацетатный буферный раствор. Значение рН буферного раствора ТРИС можетсоставлятьот7–9,чтосоответствуетвбольшинствеслучаевфизиологическим значениям.
Величина рК (отрицательный десятичныйлогарифм константы равновесия реакции диссоциации кислоты на катионводорода и анион кислотного остатка) ТРИС составляет 8,06. В даннойработе использовался ТРИС со значением рН = 7. Натрий-ацетатныйбуферный раствор содержит ацетат натрия и уксусную кислоту, соотношениекоторых определяет уровень рН конечного раствора. Поскольку рК данногораствора составляет 4,75, то эффективное использование его в качествебуфера возможно при рН от 3 до 6. В данной работе использовался натрийацетатный буферный раствор со значением рН = 5.2.2 Получение и исследование ленгмюровских монослоев ТДТМИсследование зависимости конформации молекул данного веществаот величины 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 однумолекулувещества),переносомпленокнатвердуюподложкуиисследованием её поверхности методом АСМ.
В качестве водной субфазы54использовалисьнатрий-ацетатныйбуферныйраствориТРИС.Дляформирования и переноса на твердую подложку мономолекулярных слоев,использовалась установка KSV NIMA 2000. рН чувствительное соединение ТДТМ предварительно растворялось в хлороформе и наносилось наповерхность водной субфазы с использованием шприца фирмы Hamilton. Вприготовлении буферных растворов использовалась деионизованная вода судельным сопротивлением 18 МОм/см, полученная с помощью системыочистки воды Mili-Q фирмы Milipore. На рис. 31 схематически представленаэкспериментальная установка Ленгмюра-Блоджетт.Рис.
31 – Схематическое изображение установки по формированиюмономолекулярных слоев Ленгмюра-Блоджетт2.3 Основные результаты главы 2При формировании ленгмюровских монослоев ТДТМ на поверхностиразличных буферных растворов были построены соответствующие изотермысжатия (рис. 32).55Рис. 32 – Графики изотерм сжатия монослоя ТДТМ на натрий-ацетатномбуферном растворе (рН=5) и буферном растворе ТРИС (рН=7)Из полученных графиков изотерм сжатия (рис. 31) видно, что приплотноупакованном конденсированом состоянии ленгмюровского монослоя(значение поверхностного давления 40 мН/м) ТДТМ, на поверхностибуферного растворе ТРИС (рН=7) площадь, приходящаяся на одну молекулуТДТМ, составляла 55 А2, а в случае с ацетатным буферным раствором (рН=5)площадь, приходящаяся на одну молекулу ТДТМ, составляла 67 А2.
Такимобразом, изменение вышеуказанной площади на 12 А2 обуславливаетсявлиянием электростатического отталкивания прототонированных молекул иконформационногопереходамолекул.Нарис.33схематическипредставлены структуры монослоя ТДТМ на поверхности различныхбуферных растворов.56Рис. 33 – Схематическое изображение монослоя ТДТМ наповерхности натрий-ацетатного буферного раствора (рН=5) и буферногораствора ТРИС (рН=7)В данном случае изменения значения поверхностного давленияобуславливаютсятремяфакторами:сжатиемнанопленкидоплотноупакованного конденсированного состояния, электростатическимотталкиванием протонированных фрагментов молекул ТДТМ и изменениемконформации таких молекул.
Из литературных данных известно, что припротонировании молекул ПАВ, формирующих ленгмюровские монослои,площадь, приходящаяся на одну молекулу, увеличивается на 4 – 7%. [116].Таким образом, при конформационном переходе площадь молекулы ТДТМувеличивается оценочно на 9,85±1,5 А2.Ленгмюровские монослои на основе ТДТМ переносились наатомарно-гладкую твердую подложку – свежий скол слюды методомЛенгмюра-Блоджетт (вертикального погружения подложки) и исследовалисьметодом АСМ. Нанесение производилось при значении поверхностногодавления 40 мН/м. На полученных изображениях (рис. 34, 35) видно, что вприповерхностном слое водной субфазы при величине рН=7 формируютсясферические мицеллы, а при величине рН=5 водной субфазы формируются57анизотропные мицеллы.
Форма последних обусловлена увеличеннымэлектростатическим зарядом и изменением конформации молекул.Рис. 34 – Изображение поверхности монослоя ТДТМ,сформированного на буферном растворе ТРИС при рН=7. Изображениеполучено методом АСМРис. 35 – Изображение поверхности монослоя ТДТМ,сформированного на натрий-ацетатном буферном растворе при рН=5.Изображение получено методом АСМТаким образом, на основании полученных результатов исследованийконформационного перехода молекул ТДТМ с помощью технологииЛенгмюра-Блоджетт и мицелл на их основе в приповерхностном слое водной58субфазы, были сделаны количественные оценки изменения площади,приходящейся на одну молекулу ТДТМ на поверхности водной субфазы, атакже установлено влияние конформации молекул на форму их агрегатов.Данные результаты свидетельствуют о том, что ТДТМ может бытьиспользован в качестве функционального рН чувствительного компонентатранспортирующих агентов для адресной доставки лекарств, а форма капсул(липосом, мицелл) на основе ТДТМ может деформироваться в организмечеловека при попадании в кислую среду с уровнем рН = 5, что может бытьиспользованодляцеленаправленноговысвобождениялекарственныхвеществ, содержащихся в данных капсулах.ГЛАВА 3.
ЛЕНГМЮРОВСКИЕ МОНОСЛОИ ИНАНОКОМПОЗИТНЫЕ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСОВСТЕАРОИЛСПЕРМИНА, НАНОЧАСТИЦ МАГНЕТИТА И МОЛЕКУЛДНКТретьяглавамономолекулярныхслоевпосвященаполучениюстеароилсперминаиленгмюровскихисследованиюихвзаимодействия с наночастицами магнетита и молекулами нативной ДНК.Поверхностные свойства ленгмюровского монослоя не отличаются отповерхностных свойств липосом при формировании их на основе одних и техже амфифильных соединений. В связи с этим, технология ЛенгмюраБлоджетт,позволяющаяформироватьмономолекулярныеслоиизамфифильных соединений на водной поверхности, является весьма полезнойи эффективной для исследования взаимодействия амфифильных веществ, наосновекоторыхпредставляетсявозможнымсинтезлипосом,сфункциональными структурами типа наночастицы, полиэлектролиты и т.д.,которые в свою очередь могут быть встроены в структуру липосом.593.1 МатериалыСтеароилспермин–амфифильныйполиамин,синтезированипредоставлен А.А.
Рахнянской (кафедра высокомолекулярных соединенийхимического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова). Данное соединениесинтезировано из стеариновой кислоты (С17H35СООН) и природногополиамина – спермина (C10H26N4) путем образования между ними пептидной(амидной) связи:CH 3 (CH 2 )16 COOH H 2 N (CH 2 ) 3 NH(CH2 ) 4 NH(CH2 ) 3 NH 2 CH 3 (CH 2 )16 - CO - NH - (CH 2 ) 3 NH(CH2 ) 4 NH(CH2 ) 3 NH 2 H 2 OСцельюустановлениястеароилсперминабылпредставляющегособойснятхимическогоИК-Фурье-спектрвысушенныйрастворстроения(рис.36)молекулобразца,стеароилсперминавхлороформе.
Пики на соответствующем спектре характеризуют химическоестроение исследуемого вещества. А именно: пик 1 (примерная частота 3287см-1) соответствует колебаниям группы NH, пик 2 (примерная частота 3056см-1) соответствует колебаниям группы CH2, пик 3 (примерная частота 1673см-1) и пик 4 (примерная частота 1253 см-1) соответствуют колебаниямгруппы NH2, а пик 5 (примерная частота 900 см-1) и пик 6 (примерная частота713 см-1) – отражают колебания группы COO и связи С–С.60Рис.
36 – ИК–Фурье спектр амфифильного полиаминастеароилсперминаТаким образом, стеароилспермин будучи амфифильным полиамином,может являться биогенным функциональным компонентом пленочныхнаноструктур и липосом за счет наличия в его структуре аминогрупп,способных нести катионный заряд и образовывать координационные связи.Синтез наночастиц магнетита (Fe3O4) проводился по методу Массарта[117]:2FeCl3 + FeCl2 + 8NH4OH → Fe3O4 + 8NH4Cl + 4H2OВ результате была получена стабильная дисперсия безлигандныхнаночастиц магнетита. По результатам исследований методами ПЭМ идинамического светорассеяния средний размер синтезированных наночастицмагнетита составил 3,7 нм (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
