Автореферат (1150812)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиПеревязко Игорь ЮрьевичСТРУКТУРА И СВОЙСТВА КАТИОННЫХПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ И КОМПЛЕКСОВНА ИХ ОСНОВЕ02.00.06 – Высокомолекулярные соединенияАВТОРЕФЕРАТДиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург20182Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университетеНаучныйруководитель:Цветков Николай Викторович, доктор физ.-мат. наук,профессор, профессор, заведующий кафедрой молекулярнойбиофизикиифизикиполимеровФГБОУВО«Санкт-Петербургский государственный университет»Официальныеоппоненты:Галлямов Марат Олегович, доктор физико-математическихнаук,доцент,доцентФГБОУВО«Московскийгосударственный университет имени М.В. Ломоносова»,г.

МоскваАмироваАлинаИршатовна,кандидатфизикоматематическихнаук,старшийнаучныйсотрудниклаборатории «Молекулярной физики полимеров», ФГБУН«Институт высокомолекулярных соединений Российскойакадемии наук», г. Санкт-ПетербургВедущаяорганизация:Федеральное государственное бюджетное учреждение«Петербургскийинститутядернойфизикиим.Б.П. Константинова Национального исследовательского центра«Курчатовский институт», Ленинградская обл., ГатчинаЗащита состоится «___» ___________ 2018 г. в _______ на заседаниидиссертационного совета Д 212.232.33 по защите диссертаций на соисканиеученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук набазе Санкт-Петербургского государственного университета по адресу:198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Ульяновская ул., д.

1, малыйконференц-зал.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им.М. Горького Санкт-Петербургского государственного университета по адресу:199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9. Диссертация иавтореферат диссертации размещены на сайте https://disser.spbu.ru.Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьбанаправлять по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Ульяновская ул.,д. 1, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.232.33А.М.

Поляничко.Автореферат разослан «___»_____________2018 г.Ученый секретарьдиссертационного советак. ф.-м. наук, доцентА.М. Поляничко3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. В последние десятилетия областьмакромолекулярной химии значительно продвинулась вперед, приводя кпоявлению широкого спектра полимерных систем, используемых для решениябольшогокругазадач.Отдельноевниманиебыловсегдауделенополиэлектролитам – макромолекулам, повторяющиеся звенья которых содержатзаряженные фрагменты.

С фундаментальной точки зрения, несмотря на огромноеколичествоисследованийвданнойобласти,поведениеисвойстваполиэлектролитов все еще далеки от полного понимания. Для успешногорешения проблем связанных с изучением заряженных полимеров необходимопроведение комплексных исследований, охватывающих различные топологииполиэлектролитов в максимально широком диапазоне молекулярных масс.

Такиеисследования должны представлять собой симбиоз различных аналитическихметодик, в особенности, таких как гидродинамические и оптические методыисследования растворов. Существенный прогресс в сфере производства иулучшения свойств искусственных материалов был достигнут после детальногоизучения их природных аналогов. Полимерная наука, в данном случае, неявляется исключением. Большинство природных полиэлектролитов, таких какгиалуроноваякислота,пектин,каррагинаниликсантановаякамедь,представляют собой полисахаридную структуру (в большинстве случаевгидрофильную) с определенным статистическим распределением анионнозаряженных фрагментов. Конформационный анализ заряженных синтетическихсополимеров, как упрощенной модели природных полиэлектролитов, можетспособствовать пониманию того, каким образом биополимеры эффективнофункционируют в живой природе.

Более того, в последние десятилетия особыйинтерес уделяется синтезу и последующим исследованиям биосовместимыхкатионных полиэлектролитов, вследствие их способности к образованиюинтерполиэлектролитныхкомплексовсбиологическимиактивнымимакромолекулами (нуклеиновые кислоты, протеины, лекарственные препараты),которые используются для лечения различных врожденных и приобретенныхзаболеваний.4Степеньразработанноститемыисследования.Характернымипредставителями катионных полиэлектролитов являются поли (диаллилдиметил-аммоний-хлорид), поли-N, N-диметиламиноэтилметакрилат, полилизин, поливиниламин, катионные полиметакрилаты, полиэтиленимин и т. д. Вто же время, ввиду большого практического потенциала данного классамакромолекул, синтезируется огромное количество новых полимерных структур.Исследованиемолекулярныхиконформационныхсвойствкатионныхполиэлектролитов, а также комплексов на их основе, представляет одну изнаиболее актуальных задач полимерной науки.

В тоже время, не смотря наобъективнуюважностьисследованийвданнойобласти,комплексныефундаментальные исследования, направленные на установление связи междуструктуройисвойствамиполиэлектролитов,имеющихстатистическоераспределение зарядов, остаются недостаточными. Таким образом, разработка иисследование новых полиэлектролитных систем играют центральную роль присоздании перспективных функциональных систем и нано-материалов, а такжедля дальнейшего развития теорий и моделей, описывающих поведениезаряженных макромолекул.Целиизадачи.гидродинамических,линейныхЦельюданноймолекулярныхкатионныхиработыявляетсяконформационныхполиэлектролитов,атакжеисследованиехарактеристикизучениепроцессаформирования и свойств интерполиэлектролитных комплексов на их основе.

Длявыполнения поставленной цели работы решались следующие задачи: изучение молекулярных (молярная масса, дисперсность и т.д.) иконформационных свойств (равновесная жесткость и диаметр полимернойцепи) катионных метилметакрилатов, содержащих различные ионогенныегруппы (первичные, вторичные и третичные аминогруппы): поли(2аминоэтил-метакрилат) и поли ((2-аминоэтил)-метакрилат-со-N-метил-(2аминоэтил)-метакрилат-со-N,N-диметил-(2-аминоэтил)-метакрилат),методамимолекулярнойгидродинамики:аналитическоеультрацентрифугирование, характеристическая вязкость, изотермическаядиффузия;5 исследование молекулярных и конформационных свойств линейногополиэтиленимина (ПЭИ); изучение процесса формирования и конечных свойств полиэлектролитныхкомплексов на основе линейного полиэтиленимина и плазмидной ДНК приразличных начальных условиях.

Установление оптимальных условий дляформирования стабильных комплексов, а также оценка их молекулярных(масса, размер, дисперсность) и биологических (токсичность, уровеньтрансфекции) характеристик.Научная новизна1. Были впервые изучены гидродинамические и конформационные свойстваполи(2-аминоэтил-метакрилат) и поли ((2-аминоэтил)-метакрилат-со-Nметил-(2-аминоэтил)-метакрилат-со-N,N-диметил-(2-аминоэтил)метакрилат).2.

Впервые получены конформационные характеристики для линейногополиэтиленимина. Было обнаружено существенное несоответствие междупланируемой (заявленной производителем) и фактической молярнымимассами линейного полиэтиленимина.3. Детально изучено комплексообразование ДНК с ПЭИ в водных,физиологическихсредахфосфоросодержащихпригруппразличныхсоотношениях(соотношениеN/P).азото-иПроведенаколичественная оценка состава комплексов при различных условиях ихформирования.Теоретическая и практическая значимость работы.

В работе детальноизучены молекулярные и конформационные характеристики фармацевтическирелевантных катионных полиэлектролитов. Полученные данные могут бытьиспользованы как при практическом применении исследованных полимерныхсистем, так и для развития общих, фундаментальных знаний о поведении исвойствахполиэлектролитовврастворах.Проведенныеисследованияполиэлектролитных комплексов дают важную информацию о структуре исвойствах комплексов, которая может быть непосредственно использована дляулучшения применимости и эффективности генных комплексов.6Методология и методы исследования. Полимерные системы и комплексына их основе изучались, используя комплексной подход, заключающийся вприменениикакстандартныханалитическихметодик(эксклюзионнаяхроматография, ЯМР, УФ-спектрометрия), так и фундаментальных методовмолекулярнойгидродинамики,вчастности,аналитическогоультрацентрифугирования, изучения поступательной диффузии макромолекул.При необходимости, морфология исследуемых объектов дополнительноизучалась с помощью сканирующей силовой микроскопии.Положения, выносимые на защиту Гидродинамический и структурный анализ гомологических рядовкатионных метакрилатов, содержащих первичные, вторичные и третичныеаминогруппы в боковых цепях, не выявил существенного влияния типа иколичества аминогрупп на конформационные характеристики полимеров.В то же время было обнаружено влияние α-концевой группы полимернойцепи на термодинамику взаимодействий полимерных макромолекул срастворителем.

Установлено влияние некомпенсированных зарядов нацепи, на значение термодинамической жесткости. Результатыопределитькомплексногоабсолютныегидродинамическогозначениямолярныханализапозволилимасслинейныхполиэтилениминов. Установлено существенное отличие полученныхвеличин от теоретически прогнозируемых, а также от значений молярныхмасс, определенных стандартными, но не абсолютными методиками.Показано, что конформация макромолекул в растворе соответствуетповедению статистического клубка в отсутствие объемных эффектов. Установлены оптимальные условия для формирования стабильныхкомплексов ДНК/ПЭИ при физиологических условиях. Проведенныйанализ показал наличие большого количества не связанного ПЭИ вдисперсияхполиплексов при различныхфосфоросодержащихгрупп.Обнаруженосоотношенияхиисследованоазото-ивлияниесвободного полиэтиленимина на состав, размер и эффективностьтрансфекции комплексов ДНК/ПЭИ.7Степеньдостоверностирезультатов.Достоверностьполученныхрезультатов и выводов, сделанных на их основе, подтверждается корректностьюпоставленных задач, хорошей согласованностью первичных экспериментальныхданных, использованием современных аналитических подходов к анализу этихданных, а также применением современных теоретических представлений приописании характеристик макромолекул в растворах.Апробация результатов.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации