Диссертация (1103804), страница 9
Текст из файла (страница 9)
37, 38), электрофоретическая подвижностьнаночастиц, измеренная при рН=3,8, составила +2±0,2 (мкм/с)/(В/см).Изоэлектрическая точка (точка нулевого заряда) магнетита pI=6,7, т. е. призначениях рН раствора меньших 6,7, коллоидные наночастицы магнетитаимеют положительный заряд. Уровень рН синтезированной дисперсии61наночастиц магнетита составлял 3,5 – 4 за счет добавления кислоты HCl.Таким образом, катионные наночастицы магнетита стабилизировались.Рис.
37 – Характерное электронно-микроскопическое изображениесинтезированных коллоидных наночастиц магнетита Fe3O4. Изображениеполучено методом просвечивающей электронной микроскопииРис. 38 – Гистограмма распределения синтезированных наночастицмагнетита по размеруС целью установления структуры синтезированных наночастицмагнетита методом ПЭМ были получены картины электронной дифракции нананочастицах.представленоХарактерноена(рис.39).изображениеПритакойсравненииэлектронограммыэкспериментальнойдифрактограммы с дифрактограммой эталонного образца наночастицмагнетита наблюдалось совпадение положения дифракционных рефлексов и62их интенсивностей, что свидетельствует о том, что полученные наночастицыпредставляют собой нанофазный магнетит.
Ввиду того, что характеристикикристаллической решетки другого магнитного оксида железа – маггемита(Fe2O3) очень близки к параметрам решетки магнетита, не исключеноприсутствие в образце примесей магнитной нанофазы маггемита.Рис. 39 – Дифрактограммы электронов в образце стандартныхколлоидных наночастиц магнетита (справа) и синтезированных в работенаночастиц (слева). Цифрами указаны номера кристаллографическихплоскостей кристаллической фазы магнетита, обусловливающихсоответствующие рефлексыМагнитныесвойствасинтезированныхнаночастицмагнетитаисследовались методом ЭПР. Спектр ЭПР суспензии синтезированныхколлоидных наночастиц магнетита изображен на рис.
40 и представляетсобой широкий сигнал характерный для образцов ферромагнитных исуперпарамагнитных наночастиц магнетита.63Рис. 40 – Спектр ЭПР синтезированных наночастиц магнетитаВкачествеполиэлеткролитавэкспериментахиспользоваласьнативная ДНК лосося фирмы Sigma Aldrich.3.2 Получение и исследование комплексов на основе ленгмюровскихмонослоевстеароилспермина,наночастицмагнетитаимолекулнативной ДНКМолекулывследствиестеароилсперминаприсутствиявявляютсямолекулеводонерастворимымигидрофобногоуглеводородногофрагмента – остатка стеариновой кислоты, при этом аминогруппы сперминаобладают полярными свойствами и способны протонироваться в воднойфазе,приобретаяположительныйзаряд.Врезультатемолекулыстеароилспермина обладают выраженными амфифильными свойствами. Этообстоятельство дает возможность формировать на их основе ленгмюровскиемонослои на границе раздела водной и газовой фаз.
Так, методом Ленгмюра–Блоджетт были получены монослои стеароилспермина на различных водныхсубфазах (рис. 41). В первом случае в качестве водной субфазыиспользовалась чистая деионизованая вода (рН=6,5), во втором случае вводную фазу вводились коллоидные наночастицы магнетита (рН=4), а в64третьем случае использовался водный раствор полимера, а именно молекулДНК (рН=6,2).Рис. 41 – Схема процесса формирования монослоя стеароилспермина наводной субфазе, содержащей наночастицы магнетита (Fe3O4), молекулы ДНКметодом Ленгмюра-Блоджетт.
(а – жидкая фаза, б – жидкокристаллическаяфаза, в, г – кристаллическая фаза амфифильных молекул ленгмюровскогомонослоя)Перенос монослоя стеароилспермина с поверхности водной фазы натвердотельную подложку (свежий скол слюды) проводился методом65Ленгмюра–Блоджетт при величинах поверхностного давления 27 мН/м. (рис.42).Рис. 42 – Схема нанесения на твердую подложку методом ЛенгмюраБлоджетт монослоя стеароилспермина с адсорбированными наночастицамимагнетита (Fe3O4)3.3 Основные результаты главы 3Соответствующие изотермы сжатия представлены на рис.
43.66Рис. 43 – Изотермы сжатия монослоя стеароилспермина на чистойводе (1), на воде, содержащей наночастицы магнетита Fe3O4, рН=4 (2), наводе, 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 адсорбциинаночастицмагнетитанамонослой.Изотермасжатиямонослоястеароилспермина, сформированного на водной субфазе, содержащеймолекулы ДНК (рН = 6,5), также сдвинулась вправо относительно изотермымонослоя, сформированного на чистой водной субфазе, что свидетельствуето расширении монослоя, обусловленном адсорбцией молекул ДНК кмонослою.
Этот эффект расширения монослоя характерен для связыванияполимерныхмолекулводнойфазысленгмюровскимимонослоямиамфифильных соединений. Из представленных результатов можно сделатьвывод о том, что амфифильный полиамин стеароилспермин образуетленгмюровские монослои, и что молекулы нативной ДНК связываются с67исследуемыми монослоями стеароилспермина. Связывание полиаминов иДНК в водной фазе – хорошо известный эффект, обусловленный анионнымзарядом ДНК и катионным зарядом аминогрупп при нормальных значенияхвеличин рН водной фазы.Нарис.44,45представленытопографическиеизображенияповерхностей монослоя стеароилспермина, перенесенных на твердуюподложку (свежий скол слюды), сформированных на водных субфазах,содержащих наночастицы магнетита и молекулы нативной ДНК, полученныеметодом АСМ.Рис. 44 – Изображение поверхности монослоя стеароилспермина,сформированного на водной субфазе, содержащей наночастицы магнетита.Изображение получено методом АСМ68Рис.
45 – Изображение поверхности монослоя стеароилспермина,сформированного на водной субфазе, содержащей молекулы нативной ДНК.Изображение получено методом АСМКвази-сферические наноструктуры, которые видны на рис. 43,являются наночастицами магнетита и их агрегатами, адсорбированными намонослой. В свою очередь, сетчатые, нитевидные структуры, которые виднына рис. 44 образованы молекулами нативной ДНК, адсорбированными намонослой.Также было исследовано взаимодействие коллоидных катионныхнаночастиц магнетита (рис.
46) с молекулами нативной ДНК в водномрастворе при величине рН = 4. Образцы наносились на скол слюды, иисследовались методом АСМ. Из рис. 47 видно, что наночастицы магнетитасвязываются с молекулами нативной ДНК с образованием характерныхпротяженных квазицепочечных и фрактальных структур.Рис. 46 – Изображение катионных наночастиц магнетита (Fe3O4),адсорбированных на поверхность слюды из их коллоидного раствора.Изображение получено методом АСМ69Рис.
47 – Изображение комплексов молекул нативной ДНК снаночастицами магнетита –Fe3O4. Изображение получено методом АСМНаблюдаемыеотносительнопрямыецепочечныеструктурыкомплексов молекул ДНК и наночастиц магнетита могут образовываться, вчастности, за счет электростатического отталкивания связанных с ДНКблизкорасположенных катионных наночастиц магнетита.Результатыисследований,описанныевданнойглаве,свидетельствуют о явно выраженных амфифильных свойствах молекулстеароилспермина,ассоциацииполианионами,частностивподтверждаетсяполученнымиихсснаночастицамимолекуламимагнетитанативнойнанопленочнымиДНК.иЧтонанокомпозитнымикомплексами на основе стеароилспермина, наночастиц магнетита и молекулДНК. Полученные результатынанокомпозитныхфосфатидилхолина,мембранныхуказывают на возможность созданиявезикулстеароилспермина,наосновенаночастицкомплексовзолота,золотыхнаностержней, наночастиц магнетита, молекул полиэлектролитов70ГЛАВА 4.
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТНЫХМЕМБРАННЫХ ВЕЗИКУЛ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСОВФОСФАТИДИЛХОЛИНА, СТЕАРОИЛСПЕРМИНА, НАНОЧАСТИЦЗОЛОТА, ЗОЛОТЫХ НАНОСТЕРЖНЕЙ, НАНОЧАСТИЦМАГНЕТИТА, МОЛЕКУЛ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВОсновываясьнаранееполученныхрезультатахисследованийассоциации молекул стеароилспермина с наночастицами магнетита имолекулами ДНК, а также исходя из структуры и амфифильных свойствмолекулстеароилспермина,нанокомпозитныхбыламембранныхфосфатидилхолина,проведенавезикулстеароилспермина,наработапоосновенаночастицсинтезукомплексовзолота,золотыхнаностержней, наночастиц магнетита, молекул полиэлектролитов.4.1 МатериалыИспользуемыевэкспериментевещества:фосфатидилхолин,наночастицы магнетита и молекулы нативной ДНК были описаны в прошлойглаве.Такжевсинтезенанокомпозитныхмембранныхвезикулиспользовались золотые наностержни, полистиролсульфонат натрия (ПСС) инаночастицы золота.Водная суспензия золотых наностержней, имеющих характерныеразмеры: средняя длина 90 нм, средний диаметр 10 нм (рис.
48), былаприобретена у компании Sigma-Aldrich.71Рис. 48 – Характерное электронно-микроскопическое изображениеколлоидных золотых наностержней (слева) и соответствующаядифрактограмма электронов в образце (справа). Изображения полученометодом ПЭММетодика синтеза наночастиц золота, заключалась в восстановлениизолота борогидридом натрия (NaBH4) из золотохлористоводородной кислоты(HAuCl4) в присутствии цитрата натрия (Na3C6H5O7).
Электрофоретическаяподвижность полученных наночастиц составила -5±0,2 (мкм/с)/(В/см), размерне превышал 10 нм (рис. 49).72Рис. 49 – Характерное электронно-микроскопическое изображениесинтезированных коллоидных наночастиц золота (слева) и соответствующаядифрактограмма электронов в образце (справа). Изображения полученометодом ПЭМСоответствующие электронные дифрактограммы синтезированных иэталонных наночастиц золота совпадают (рис. 50).Рис. 50 – Дифрактограммы электронов в образце стандартныхколлоидных наночастиц магнетита (слева) и синтезированных в работенаночастиц (справа)Схематическое изображение золотых наночастиц, стабилизированныхцитратом натрия, представлено на рис. 51.73Рис.
51 – Схематическое изображение золотых наночастиц,стабилизированных цитратом натрия4.2 Синтез и исследование нанокомпозитных мембранных везикул наоснове комплексов фосфатидилхолина, стеароилспермина, наночастицзолота,золотыхнаностержней,наночастицмагнетита,молекулполиэлектролитовСинтез липосом на основе стеароилспермина и фосфатидилхолинапроводился путем смешивания исходных веществ в хлороформе, количествомолекул стеароилспермина составляло 20 – 25% от общего числа молекуллипосомальной мембраны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
