Сравнительный анализ иммобилизации биологически активных веществ на поверхность детонационного наноалмаза.
|
Даты проведения с 2019-01-14 по 2019-09-01 |
Иванова Ксения, Давыдова Александра Класс: 11
Научный руководитель: Давыдова Вера Владимировна, ассистент кафедры органической и фармацевтической химии ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова» Научный руководитель: Лаптева Евгения Павловна, учитель химии МАОУ «Лицей №4» г. Чебоксары
Для создания систем доставки ЛВ предложено большое число наноносителей, из которых наиболее перспективными выделяют углеродные носители – фуллерены, нанотрубки, графен . В ряде работ показано, что среди углеродных наноструктур наименьшим токсическим действием обладает наноалмаз (НА), благодаря оптимальному комплексу его физико-химических, биофармацевтических и фармако-токсикологических характеристик .
В качестве исследуемых веществ были выбраны известные БАВ, такие как кофеин, аскорбиновая кислота, аспирин, который обладают защитным эффектами против развития рака желудка , а также тетрацианоэтилен и 1,1,3,3-тетрациано-2-(R-оксикарбонилбензол)пропениды.
Выбор последних обусловлен исследованиями в течение полутора десятков лет химии полицианоорганических соединений, которые имеют достаточно высокую биологическую активность. Цианогруппа идеально подходит для закрепления субстанций на наноносителях. Она компактна (3,5 А), не создает стерических препятствий, обладает наивысшей адгезией практически ко всем материалам, что нашло применение в цианакрилатных клеях.
В ходе данной работы нами были использованы промышленные наноалмазы от СКТБ «Технолог» (г.Санкт-Петербург) с предварительной кислотной очисткой. Процесс прививки мы осуществляли двумя способами: иммобилизация в растворе и механо-химическая адсорбция. Полученные гибридные субстанции подвергали длительным процедурам перемешивания (Multi-Vortex V-32 – более 24 часов) и многократным ультрацентрифугированиям (Eppendorf mini Spin 13,4 тыс. оборотов/мин – 4-5 раз), сушке в вакууме (24 часа) при 55-60 оС. По привесу массы определенному на прецизионных аналитических весах определяли процент закрепленных соединений – субстанций. Второй метод отличается от первого продолжительным растирание в агатовой ступке ДНА и исследуемого вещества.
Результаты иммобилизации приведены в таблице 1.
Полученные образцы были исследованы методом инфракрасной спектроскопии на ИК Фурье-спектрометре СМ 2201. Все значимые функциональные группы исследуемых веществ на ДНА наблюдаются: (С=О в образцах 1,2,3,5 и 6 в области 1660-1720 см-1, С≡N в образцах 3,4,5 в области 1990-2235 см-1, О-Н в образцах 1,2 в области 3440-3460 см-1, С=N в образце 4 в области 1570-1580 см-1).
Литература
1. Detonation Nanodiamonds: Science and Applications / eds.: A. Vul', O. Shenderova. – Boca Raton: Pan Stanford Publishing, 2013. – 346 p. 2. Nanodiamond / ed.: O.A. Williams. – London: The Royal Society of Chemistry, 2014. – 521 p.
3. Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine / ed.: D. Ho. – N.Y.: Springer Science + Business Media, 2010. – 286 p. 4. Наноструктуры в биомедицине: пер. с англ. / под ред. К. Гонсалес [и др.]. – 2-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. – 519 с. 5. A comparative study of cellular uptake and cytotoxicity of multi-walled carbon nanotubes, graphene oxide, and nanodiamond / X. Zhang [et al.] // Toxicol. Res. – 2012. – Vol. 1, № 1. – P. 62-68.
6. Differential biocompatibility of carbon nanotubes and nanodiamonds / A.M. Schrand [et al.] // Diamond Relat. Mater. – 2007. – Vol. 16, № 12. – P. 2118-2123. 7. Man H.B. Nanodiamonds as platforms for biology and medicine / H.B. Man, D. Ho // J. Lab.
Autom. – 2013. – Vol. 18, № 1. – P. 12-18. 8. Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза: свойства и применение / В.Ю. Долматов // Успехи химии. – 2001. – Т. 70, № 7. – С. 687-708. 9. Яковлев Р.Ю. Детонационный наноалмаз как перспективный носитель биологически активных веществ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук, 2016 г.
10. Российский онкологический журнал, Том 21, №1, 2016, стр.110-111. 11. Шевердов В.П., Насакин О.Е., Давыдова В.В. Проблема рака и карбонитрилы / В.П.
Шевердов. - Чебоксары: Изд-во Чуваш.ун-та, 2017, 176 с.
Проект опубликовал
