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...
Saved in:
| Published in: | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2008
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76036 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | 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. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860078660769284096 |
|---|---|
| author | Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П. |
| author_facet | Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П. |
| 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. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| 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
.
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.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:14:24Z |
| format | Article |
| 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 мин1.
Адсорбцию паров воды проводили при температуре 2930,1 Ê.
Перед этим образцы нанокремнезёма термовакуумировали при
давлении 103
мм рт.ст. и t573 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 рÍ5 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.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-76036 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:14:24Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П. 2015-02-07T15:20:46Z 2015-02-07T15:20:46Z 2008 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 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76036 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. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина Effect of High-Dispersed Silica Mechanical Treatment on Bovine Serum Albumin Adsorption Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина Воронин, Е.Ф. Пахлов, Е.М. Василенко, А.П. |
| title | Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина |
| title_alt | Effect of High-Dispersed Silica Mechanical Treatment on Bovine Serum Albumin Adsorption |
| 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_short | Влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина |
| title_sort | влияние механической обработки дисперсного кремнезёма на адсорбцию бычьего сывороточного альбумина |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76036 |
| work_keys_str_mv | AT voroninef vliâniemehaničeskoiobrabotkidispersnogokremnezemanaadsorbciûbyčʹegosyvorotočnogoalʹbumina AT pahlovem vliâniemehaničeskoiobrabotkidispersnogokremnezemanaadsorbciûbyčʹegosyvorotočnogoalʹbumina AT vasilenkoap vliâniemehaničeskoiobrabotkidispersnogokremnezemanaadsorbciûbyčʹegosyvorotočnogoalʹbumina AT voroninef effectofhighdispersedsilicamechanicaltreatmentonbovineserumalbuminadsorption AT pahlovem effectofhighdispersedsilicamechanicaltreatmentonbovineserumalbuminadsorption AT vasilenkoap effectofhighdispersedsilicamechanicaltreatmentonbovineserumalbuminadsorption |