Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина

Исследовано влияние механической обработки непористого высокодисперсного кремнезёма (нанокремнезёма) в шаровой мельнице на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина (БСА). Установлено, что величина адсорбции БСА на единицу массы нанокремнезёма снижаетс симбатно времени обработки. Это объяснено сниже...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Воронин, Е.Ф., Пахлов, Е.М., Василенко, А.П.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2008
Назва видання:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76036
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина / Е.Ф. Воронин, Е.М. Пахлов, А.П. Василенко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 497-501. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-76036
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-760362015-10-28T17:06:19Z Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П. Исследовано влияние механической обработки непористого высокодисперсного кремнезёма (нанокремнезёма) в шаровой мельнице на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина (БСА). Установлено, что величина адсорбции БСА на единицу массы нанокремнезёма снижаетс симбатно времени обработки. Это объяснено снижением удельной поверхности кремнезёма, поскольку абсолютная адсорбция БСА (т.е. отнесённая к единице площади) для всех образцов осталась неизменной и составила примерно 2,4 мг/м2 . Досліджено вплив механічної обробки непористого високодисперсного кремнезему (нанокремнезему) у кульовім млині на адсорбцію бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Встановлено, що величина адсорбції БСА на одиницю маси нанокремнезему зменшується сімбатно щодо часу обробки. Це пояснюється зниженням питомої поверхні кремнезему, оскільки абсолютна адсорбція БСА (тобто віднесена до одиниці площі) для всіх зразків залишилася сталою і склала приблизно 2,4 мг/м2 . The effect of mechanical treatment of nonporous superfine silica (nanosilica) in a ball mill on adsorption of bovine serum albumin (BSA) is studied. As shown, the value of BSA adsorption per unit mass of nanosilica decreases with the time of treatment that can be explained by the decrease of specific surface area of silica, because the value of BSA adsorption per unit of area is kept constant and is equal to 2.4 mg/m2 for all samples. 2008 Article Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина / Е.Ф. Воронин, Е.М. Пахлов, А.П. Василенко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 497-501. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 68.43.Mn,68.47.-b,81.07.Pr,81.16.Fg,81.20.Wk,81.65.Ps,82.70.-y http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76036 ru Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Исследовано влияние механической обработки непористого высокодисперсного кремнезёма (нанокремнезёма) в шаровой мельнице на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина (БСА). Установлено, что величина адсорбции БСА на единицу массы нанокремнезёма снижаетс симбатно времени обработки. Это объяснено снижением удельной поверхности кремнезёма, поскольку абсолютная адсорбция БСА (т.е. отнесённая к единице площади) для всех образцов осталась неизменной и составила примерно 2,4 мг/м2 .
format	Article
author	Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П.
spellingShingle	Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П. Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
author_facet	Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П.
author_sort	Воронин, Е.Ф.
title	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина
title_short	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина
title_full	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина
title_fullStr	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина
title_full_unstemmed	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина
title_sort	влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate	2008
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76036
citation_txt	Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина / Е.Ф. Воронин, Е.М. Пахлов, А.П. Василенко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 497-501. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
work_keys_str_mv	AT voroninef vliâniemehaničeskojobrabotkidispersnogokremnezëmanaadsorbciûbyčʹegosyvorotočnogoalʹbumina AT pahlovem vliâniemehaničeskojobrabotkidispersnogokremnezëmanaadsorbciûbyčʹegosyvorotočnogoalʹbumina AT vasilenkoap vliâniemehaničeskojobrabotkidispersnogokremnezëmanaadsorbciûbyčʹegosyvorotočnogoalʹbumina
first_indexed	2025-07-06T00:31:07Z
last_indexed	2025-07-06T00:31:07Z
_version_	1836855452772597760
fulltext	497 PACS numbers: 68.43.Mn, 68.47.-b, 81.07.Pr, 81.16.Fg, 81.20.Wk, 81.65.Ps, 82.70.-y Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина Е. Ф. Воронин, Е. М. Пахлов, А. П. Василенко Институт химии поверхности НАН Украины, ул. Генерала Наумова, 17, 03164 Киев, Украина Исследовано влияние механической обработки непористого высокодис- персного кремнезёма (нанокремнезёма) в шаровой мельнице на адсорб- цию бычьего сывороточного альбумина (БСА). Установлено, что вели- чина адсорбции БСА на единицу массы нанокремнезёма снижается симбатно времени обработки. Это объяснено снижением удельной по- верхности кремнезёма, поскольку абсолютная адсорбция БСА (т.е. от- несённая к единице площади) для всех образцов осталась неизменной и составила примерно 2,4 мг/м2. Досліджено вплив механічної обробки непористого високодисперсного кремнезему (нанокремнезему) у кульовім млині на адсорбцію бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Встановлено, що величина адсорбції БСА на одиницю маси нанокремнезему зменшується сімбатно щодо ча- су обробки. Це пояснюється зниженням питомої поверхні кремнезему, оскільки абсолютна адсорбція БСА (тобто віднесена до одиниці площі) для всіх зразків залишилася сталою і склала приблизно 2,4 мг/м2. The effect of mechanical treatment of nonporous superfine silica (nanosi- lica) in a ball mill on adsorption of bovine serum albumin (BSA) is stud- ied. As shown, the value of BSA adsorption per unit mass of nanosilica decreases with the time of treatment that can be explained by the decrease of specific surface area of silica, because the value of BSA adsorption per unit of area is kept constant and is equal to 2.4 mg/m2 for all samples. Ключевые слова: нанокремнезём, механическая обработка, бычий сы- вороточный альбумин, адсорбция. (Получено 28 августа 2006 г.) Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2008, т. 6, № 2, сс. 497–501  2008 ІМФ (Інститут металоôізики ім. Ã. В. Êурдюмова ÍАÍ України) Íадруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 498 Е. Ф. ВОРОÍИÍ, Е. М. ПАХЛОВ, А. П. ВАСИЛЕÍÊО 1. ВВЕДЕНИЕ Аморôный высокодисперсный кремнезём, состоящий из непористых частиц диаметром 10–12 нм (нанокремнезём), в настоящее время всё шире используется в ôармации не только в качестве вспомогатель- ного вещества при создании различных лекарственных препаратов, но и как субстанция, т.е. действующее вещество, в препаратах сорб- ционно-детоксикационного действия [1]. В процессе производства препаратов применяемые вещества претерпевают различные воздей- ствия, в том числе, механические, при их измельчении. Измельчение твёрдых тел в механических активаторах приводит не только к уменьшению размеров частиц измельчаемого вещества, но и к глубоким ôизико-химическим преобразованиям: нарушениям исходной структуры; образованию качественно новой поверхности частиц, разрыву химических связей и появлению активных центров [2]. Однако при механической обработке дисперсных твёрдых тел могут происходить и противоположные процессы, в частности, сни- жение величины удельной поверхности [3]. Фармакологическая активность нанокремнезёма обусловлена его высокими адсорбционными свойствами относительно белков (про- теонектические свойства), поскольку большинство токсических веществ имеют белковую природу. Поэтому цель настоящей работы состояла в исследовании влияния механической обработки нанок- ремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина (БСА). 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В качестве нанокремнезёма был использован аэросил А-300 произ- водства Опытного завода ИХП ÍАÍ Украины (г. Êалуш) с величи- ной удельной поверхности 300 м 2/г и концентрацией свободных силанольных групп 0,75 ммоль/г. Механическую обработку нанокремнезёма проводили в шаровой мельнице с керамическими барабанами ёмкостью 0,8 дм3 и шарами диаметром 2,5 см. Число оборотов барабана составляло 60–70 мин1. Адсорбцию паров воды проводили при температуре 2930,1 Ê. Перед этим образцы нанокремнезёма термовакуумировали при давлении 103 мм рт.ст. и t573 Ê. Удельную поверхность (Sуд.) ис- ходного и обработанных нанокремнезёмов определяли по низко- температурной адсорбции азота, а изменение массы при прокали- вании — с помощью дериватограôа Q-1500 D (Венгрия). Микроôо- тограôии частичек нанокремнезёма были получены с помощью электронного микроскопа CamScan (Великобритания). Адсорбцию БСА из водного раствора при рÍ5 исследовали статиче- ским способом. Равновесную концентрацию белка определяли биуре- товым методом [4]; соотношение твёрдая ôаза–раствор составляло МЕХАÍООБРАБОТÊА ÊРЕМÍЕЗЁМА И АДСОРБЦИЯ БЫЧЬЕÃО АЛЬБУМИÍА 499 100 мг:10 мл; начальная концентрация БСА составляла 0,1–1,0% масс. Полученные изотермы хорошо описываются уравнением Ленгмюра, что позволяет легко рассчитать величину максимальной адсорбции (Амакс.), которая по определению соответствует ёмкости монослоя. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ С увеличением времени механической обработки нанокремнезёма величина адсорбции БСА на единицу массы снижается (рис. 1, а), что может быть обусловлено снижением удельной поверхности кремнезёма (рис. 1, б). В пользу этого свидетельствует тот ôакт, что адсорбция БСА, отнесённая к единице площади, осталась неизмен- ной и составила для всех образцов примерно 2,4 мг/м2. Êак уже отмечалось выше, в литературе отмечается снижение величины удельной поверхности высокодисперсного кремнезёма вследствие его механической обработки. Íапример, величина удельной поверхности аэросила А-175 после механической актива- ции снизилась со 175 до 100 м 2/г, в то время как плавленого квар- ца возросла с 0,1 до 10 м 2/г [5]. Êак известно [6, 7], исследуемый нанокремнезём состоит из пер- вичных частичек, содержащих на поверхности гидроксильные группы у атомов кремния (свободные силанольные группы) в коли- честве 2–2,5 мкмоль/м2, силанольные группы, связанные взаимны- ми водородными связями, а также сорбированные молекулы воды. Первичные частицы нанокремнезёма обладают склонностью к обра- зованию вторичных структур — агрегатов, размером 100–500 нм, которые в свою очередь создают новые образования вплоть до пред- ставленных на рис. 2 микрометровых ôлоккул. Агрегирование про- 0 5 10 15 20 450 500 550 600 650 700 750 А дс ор бц ия Б С А , м г/ г Время обработки, час а) 0 5 10 15 20 25 180 200 220 240 260 280 300 б) У де ль на я по ве рх но ст ь, м 2 /г Время обработки, час а б Рис. 1. Зависимость величин максимальной адсорбции БСА (а) и удельной поверхности нанокремнезёма (б) от времени механической обработки. 500 Е. Ф. ВОРОÍИÍ, Е. М. ПАХЛОВ, А. П. ВАСИЛЕÍÊО исходит в результате образования межчастичных водородных связей за счёт поверхностных силанольных групп. Дробление твёрдых тел при механическом воздействии на них происходит только до образования частичек размером не менее 0,1 мкм, а затем имеет место только их пластическая деôормация [8]. В нашем случае на электронно-микроскопических снимках видно, что размеры ôлоккул после механической обработке в шаровой мельни- це уменьшаются. Термогравиметрические исследования при этом обнаружили повышение выделения воды при прокаливании до 1270 Ê для механически активированных образцов по сравнению с исход- ным (рис. 3), что может быть объяснено увеличением количества взаимодействующих между собой ранее свободных силанольных групп соседних наночастичек и их последующей конденсацией при нагревании. О том, что в результате механического воздействия рас- тут число и площадь контактов между наночастичками, свидетель- ствует, в частности, значительное повышение насыпной массы крем- незёма с 50 до 300 г/л, т.е. в 6 раз, и снижение в ИÊ-спектре ин- тенсивности полосы поглощения свободных силанольных групп [9]. Образующиеся межчастичные силоксановые связи являются на- пряжёнными и являются дополнительными центрами адсорбции Рис. 2. Микроôотограôии нанокремнезёма после механической обработ- ки в течение 2 (а), 4,5 (б) и 12 (в) часов. 0 4 8 12 16 20 24 4 5 6 7 П от ер я во ды , % Время обработки, час Рис. 3. Зависимость количества выделенной воды при прокаливании на- нокремнезёма до 1270 Ê от времени механической обработки. МЕХАÍООБРАБОТÊА ÊРЕМÍЕЗЁМА И АДСОРБЦИЯ БЫЧЬЕÃО АЛЬБУМИÍА 501 молекул воды, в результате чего её изотерма лежит выше в случае механически активированного нанокремнезёма, чем для исходного (рис. 4). В результате более тесного контакта наночастиц после механиче- ской обработки часть поверхности кремнезёма становится недос- тупной как для больших молекул (БСА) так и для малых (азота). 5. ВЫВОДЫ Механическая активация нанокремнезёма снижает его адсорбци- онные свойства по отношению к белкам, что следует учитывать при разработке лекарственных препаратов. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния (Ред. А. А. Чуйко) (Êиев: Íаукова думка: 2003). 2. В. В. Болдырев, Экспериментальные методы в механохимии твердых не- органических веществ (Íовосибирск: Íаука: 1983). 3. Е. Ã. Авакумов, Механохимический синтез в неорганической химии: Сб. науч. тр. (Íовосибирск: Íаука. Сиб. отд.: 1991). 4. Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, Ê. Джонс, Справочник биохимика (Москва: Мир: 1991). 5. А. А. Бобышев, В. А. Радциг, Кинетика и катализ, 29, №3: 638 (1988). 6. Химия поверхности кремнезёма (Ред. А. А. Чуйко) (Êиев: УкрИÍТЭИ: 2001). 7. The Surface Properties of Silicas (Ed. A. P. Legrand) (New York: Wiley: 1998). 8. Е. В. Терликовский, В. Ю. Третинник, Физ.-хим. механика и лиофильность дисперс. систем, 19: 79 (1988). 9. Е. Ф. Воронин, Е. М. Пахлов, В. В. Сидорчук, А. А. Чуйко, Укр. хим. журн., 61, № 10: 90 (1995). 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 2 4 6 8 а, м мо ль /г P/PS 2 1 Рис. 4. Изотермы адсорбции воды на поверхности исходного (1) и меха- нически обработанного в течение 8 час (2) нанокремнезёмов.

Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина

Репозитарії

Схожі ресурси