Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему
The paper studies the effect of modification of the surface of amorphous nonporous high-disperse nano-sized silica (nanosilica) with aprotonic watersoluble polymers – polyvinylpyrrolidone (PVP, M » 12000) and polyethylene oxide (PEO, М = 20000) – o...
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/334 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291451900231680 |
|---|---|
| author | Vasilenko, A. P. Guzenko, N. V. Маlysheva, M. L. Voronin, E. F. |
| author_facet | Vasilenko, A. P. Guzenko, N. V. Маlysheva, M. L. Voronin, E. F. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "A. P. Vasilenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "N. V. Guzenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "M. L. Маlysheva",
"institution": "Київський національний університет імені Тараса Шевченка"
},
{
"author": "E. F. Voronin",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Vasilenko, A. P. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:40:12Z |
| description | The paper studies the effect of modification of the surface of amorphous nonporous high-disperse nano-sized silica (nanosilica) with aprotonic watersoluble polymers – polyvinylpyrrolidone (PVP, M » 12000) and polyethylene oxide (PEO, М = 20000) – on its ability of proteins adsorption – gelatine and bovine serum albumin (BSA). The presence of aprotonic watersoluble polymers (PVP, PEO) in a solution was found to diminish the value of adsorption of these proteins on silica surface both at stepwise and simultaneous adsorbate introduction into a suspension. It was established that PVP and PEO was able to displace previously adsorbed protein molecules from the surface layer. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 544.723
ВЛИЯНИЕ ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОНА И
ПОЛИОКСИЭТИЛЕНА НА АДСОРБЦИЮ БЕЛКОВ
НА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКРЕМНЕЗЕМА
А.П. Василенко1, Н.В. Гузенко1, М.Л. Малышева2, Е.Ф. Воронин1
1Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины,
ул. Генерала Наумова 17, 03164 Киев-164, e-mail: e.voronin@rambler.ru
2Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко
ул. Владимирская 60, 01033 Киев, e-mail: maria_malysheva@univ.kiev.ua
В работе исследовано влияние модифицирования поверхности аморфного
непористого высокодисперсного наноразмерного кремнезема (нанокремнезема)
апротонными водорастворимыми полимерами – поливинилпирролидоном (ПВП,
М = 12000) и полиоксиэтиленом (ПОЭ, М = 20000) – на его адсорбционную способ-
ность по отношению к белкам – желатину и бычьему сывороточному альбумину
(БСА). Установлено, что присутствие в растворах апротонных водорастворимых
полимеров (ПВП, ПОЭ) приводит к уменьшению величины адсорбции обоих белков на
поверхности кремнезема, как при последовательном, так и при одновременном
введении адсорбтивов в суспензию. Определено, что ПВП и ПОЭ способны вытеснять
из поверхностного слоя, предварительно адсорбированные молекулы белков.
Введение
Адсорбционное модифицирование полимерами позволяет придавать нанокрем-
незему такие физико-химические свойства, которые необходимы для создания на его
основе новых препаратов или новых лекарственных форм, в частности, готовые
суспензии и мази [1]. Было показано, что модифицирование поливинилпирролидоном
(ПВП) способствует иммобилизации на поверхности кремнезема биологически
активных соединений [2, 3], позволяет регулировать вязкостные характеристики его
водных суспензий [4], снижает повреждающее действие на красные кровяные тела, т.е.
повышает биосовместимость [5].
Вместе с тем остается невыясненным вопрос о влиянии модифицирования
нанокремнезема высокомолекулярными соединениями на его адсорбционные свойства
по отношению к белкам, имеющий очень важное значение, поскольку именно
протеонектические свойства кремнезема (т.е. способность связывать белки) и
определяют его фармацевтическую активность [1, 6]. Поэтому цель настоящей работы
состояла в исследовании влияния модифицирования нанокремнезема апротонными
водорастворимыми полимерами – поливинилпирролидоном и полиоксиэтиленом (ПОЭ)
– на адсорбцию на его поверхности фибрилярного и глобулярного белков – желатина и
бычьего сывороточного альбумина (БСА). Выбор модификаторов обусловлен тем, что
ПВП и ПОЭ широко используются в фармации в качестве компонентов лекарственных
препаратов [7].
Экспериментальная часть
Основным объектом исследования в работе выступал нанокремнезем с величиной
удельной поверхности по азоту 230 м2/г и содержанием главных адсорбционных цент-
ров – свободных силанольных групп (≡Si-OH) – 0,62 ± 0,02 ммоль/г (производство
Калушского опытного завода ИХП НАН Украины).
mailto:e.voronin@rambler.ru
mailto:maria_malysheva@univ.kiev.ua
Используемые полимеры – фармакопейные ПВП и ПОЭ (производство Россия) –
имели молекулярные массы соответственно ~ 12000 и ~ 20000 Д, а белки – желатин и
БСА (проспект фирмы "Мерк") – ~ 25000 и ~ 68000 Д.
Адсорбционные исследования проводились при рН = 5 из буферных растворов,
содержащих 0,1 М лимонную кислоту и 0,2 М Na2HPO4 [8], в статических условиях при
комнатной температуре. Для этого в колбы, содержащие навеску образца кремнезема,
добавляли 1 %-ый раствор вещества с таким расчетом, чтобы соотношение сорбент –
раствор было постоянным и составляло 100 мг : 10 мл. Через 1 ч контакта смесь
центрифугировали при 6000 об/мин на протяжении 30 мин.
Величины адсорбции полимеров и белков (А, мг/г) рассчитывали по разнице их
исходных (Сисх, мг/100 мл) и равновесных (Сравн) концентраций в V мл раствора до и
после контакта с сорбентом, отнесенных к массе навески (m, г), по уравнению [9]:
А = (Сисх – Сравн) V / m.
Равновесную концентрацию обоих белков и ПВП определяли колориметрически
на приборе КФК-2МП: белков – с помощью биуретового реагента (оптическую
плотность раствора измеряли на длине волны 540 нм), а ПВП – иода (l = 590 нм).
Равновесную концентрацию ПОЭ определяли методом вискозиметрии [10].
ИК-спектральные исследования адсорбционного слоя проводили на спектрометре
"Спекорд М80" (Карл Цейс, Германия). Для этого предварительно прогретые при 80 оС
образцы нанокремнезема прессовали в пластинки размером 8´28 мм и массой 20±0,5 мг.
Изменение поверхностной свободной энергии Гиббса (ΔG) в результате
адсорбции исследуемых соединений рассчитывали по уравнению [9]: – ΔG = RTlnk, где
R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/(моль · К); Т – абсолютная температура,
К; а k – константа равновесия. ΔG выражается в килоджоулях на 1 моль мономерных
звеньев сорбированных высокомолекулярных соединений. Молекулярную массу одного
звена белков принимали равной 100 Д [11].
Результаты и их обсуждение
Изотермы адсорбции ПВП, ПОЭ, желатина и БСА на поверхности нанокрем-
незема (рис. 1) хорошо описываются уравнением Ленгмюра C/A=1/Aм·k+C/Aм; в
координатах С/А – С они имеют вид прямых линий, что позволяет определить величины
максимальной адсорбции, или емкость монослоя Ам и константу равновесия k.
0 20 40 60 80 100 120 140
0
50
100
150
200
250
ПВП
А
по
ли
ме
р,
мг
/г
Ср, мг/100 мл
ПОЭ
0 100 200 300 400
0
100
200
300
400
Ср, мг/100 мл
А
бе
ло
к, м
г/
г
желатин
БСА
а б
Рис. 1. Изотермы адсорбции исследуемых полимеров (а) и белков (б) на поверхности
нанокремнезема.
Как известно [11 – 14], взаимодействие исследуемых полимеров и белков с
кремнеземом происходит в основном за счет образования водородных связей между
макромолекулой и свободными силанольными группами поверхности. Согласно теоре-
тическим расчетам вклад дисперсионных сил при адсорбции, например, ПОЭ составляет
всего примерно 10 % [15].
В результате такого взаимодействия в ИК-спектрах нанокремнезема с адсорбиро-
ванным мономолекулярным слоем указанных соединений наблюдается исчезновение
узкой полосы поглощения свободных силанольных групп 3750 см-1 и появление
широкой полосы возмущенных групп ≡Si-OH с максимумом примерно у 3350 см-1
(рис. 2).
2400 2800 3200 3600 4000
2
1
50
100
П
ог
ло
щ
ен
ие
,
%
Волновое число, cм-1
3
60
70
80
90
2
3
1
1
2400 2800 3200 3600 4000
50
100
Волновое число, cм-1
4
5
60
70
80
90
Рис. 2. ИК-спектры нанокремнезема: исходного (1) и после адсорбции ПВП (2), ПОЭ (3),
БСА (4) и желатина (5) в количестве, равном емкости монослоя.
По смещению частоты Dn≡Si-OH по формуле [16]: DН = 1,906·(Dn)1/2 + К,
где DН – энтальпия взаимодействия в кДж/моль, Dn – смещение частоты полосы
поглощения в см-1, К – коэффициент, равный 9,6 кДж/моль для эфирных групп и
12,6 кДж/моль для карбонильных [16], была оценена энергия взаимодействия
исследуемых соединений с поверхностью нанокремнезема (таблица).
Таблица. Некоторые параметры адсорбционного слоя исследуемых полимеров и белков
на поверхности нанокремнезема
максимальная адсорбция – ΔG, кДж/моль – ΔН, кДж/моль
получено лит. данные
№ Адсорбат
мг/г мг/м2 мг/м2
получе-
но
лит. данные получе-
но
лит. данные
1 ПВП 185±15 0,80 0,5-1,0 [17] 15,8 ~ 15 [19] 50
2 ПОЭ 176±15 0,77 0,5-1,0 [18] 13,5 14 [15] 45 41,4 [15]
3 Желатин 290±20 1,26 1,0-2,0 [20] 14,4 50
4 БСА 316±20 1,37 1,0-2,0 [20] 14,4 ~ 10 [15] 50
Из данных таблицы видно, что изменение свободной энергии Гиббса и величины
энтальпии адсорбции всех соединений примерно одинаковы. Это позволяло ожидать от
них примерно одинаковую адсорбционную активность по отношению к кремнезему. Для
проверки данного предположения взаимодействие желатина и БСА с поверхностью
кремнезема в присутствии ПВП и ПОЭ было исследовано в трех вариантах: а) адсорбция
белков из смесей с полимерами, б) вытеснение белков с поверхности нанокремнезема
полимерами и в) влияние предадсорбции полимеров на адсорбцию белков.
Исследование проводили путем сравнения величин адсорбции желатина и БСА из их
растворов с содержанием белков 500 мг/100мл. Предыдущий опыт (рис. 1) показывает,
что при такой начальной концентрации белков полученное значение А попадает на
горизонтальный участок изотермы, т.е. близко емкости монослоя.
Адсорбция желатина из смесей с полимерами. Для этого в раствор желатина
добавляли различное количество ПВП или ПОЭ, выдерживали в течение определенного
времени, а затем приводили в контакт с кремнеземом. Полученные зависимости, приве-
денные на рис. 3, показывают, что введение в исходные растворы полимеров снижает
адсорбцию желатина, очевидно, в результате конкурентной адсорбции белка и полимее-
ров. При начальном содержании в растворе 200 мг/г ПВП или ПОЭ (при такой Снач. они
образуют монослойное покрытие, рис. 1а) величина адсорбции желатина составляет
около половины от монослоя 120 – 130 мг/г, т. е. адсорбционный слой содержит пример-
но равные количества белка и полимера.
0 50 100 150 200
0
100
200
300
CПВП, мг/ 100 мл
А
ж
ел
ат
ин
, м
г/
г
Время выдерживания
раствора ПВП-желатин:
1 мин
1 час
24 часа
0 50 100 150 200
0
50
100
150
200
250
300
А
ж
ел
ат
ин
,
мг
/г
CПОЕ, мг/ 100 мл
а б
Рис. 3. Зависимость величины адсорбции желатина на поверхности кремнезема от
концентрации ПВП (а) и ПОЭ (б) при одновременном добавлении белка и
полимера в суспензию.
Для выявления влияния возможного образования интерполимерных комплексов
полимер-белок на адсорбцию желатина мы варьировали время жизни раствора желатин-
полимер от момента приготовления до момента контакта с сорбентом, которое
составляло – 1 мин, 1 ч и 1 сут. Оказалось, что во всех случаях величина адсорбции
желатина одинакова в пределах ошибки (рис. 3, а), т.е. такое взаимодействие вряд ли
имеет место.
Вытеснение белков с поверхности нанокремнезема полимерами.
Предадсорбция одного из адсорбтивов создает ему определенные преимущества в
формировании поверхностного слоя, что позволяет выявить роль стерических и термо-
динамических факторов в установлении адсорбционного равновесия при взаимо-
действии исследуемых соединений с поверхностью нанокремнезема. Поэтому было
исследовано влияние ПВП и ПОЭ на взаимодействие желатина и БСА с нанокремнезе-
мом в условиях, когда белки уже адсорбировались на поверхности. Для этого в
несколько емкостей, содержащих буферный раствор белков (Снач = 500 мг/100 мл),
вносили навеску нанокремнезема, выдерживали 1 ч, затем добавляли определенное
количество полимеров, выдерживали еще 1 ч и определяли равновесные концентрации
белков.
Из зависимостей, приведенных на рис. 4, видно, что по мере добавления в систе-
му ПВП или ПОЭ, содержание желатина и БСА на поверхности нанокремнезема
снижается, т.е. оба полимера вытесняют предварительно адсорбированные белки.
0 100 200 300 400
0
50
100
150
200
250
300
А
бе
ло
к,
м
г/
г
С полимер, мг /100 мл
1
2
3 1 - желатин-ПВП
2 - желатин-ПОЭ
3 - БСА-ПВП
0 100 200 300 400
0
20
40
60
80
100
1 - желатин-ПВП
2 - желатин-ПОЭ
3 - БСА-ПВП
Д
ес
ор
бц
ия
б
ел
ка
, %
Сполимер, мг/100 мл
1
2
3
а б
Рис. 4. Зависимость величины адсорбции (а) и степени десорбции (б) желатина (1, 2) и
БСА (3) от количества добавленных в систему ПВП (1, 3) и ПОЭ (2).
Из сравнения рис. 3 и 4 можно видно, что зависимости величин адсорбции белков
от содержания в системе полимеров примерно одинаковы для вариантов как
одновременного введения адсорбтивов, так и последовательного – белок-полимер.
Влияние предадсорбции полимеров на адсорбцию белков. Совершенно иная кар-
тина наблюдается в этом случае. Было обнаружено, что предварительное введение в
суспензию как поливинилпирролидона, так и полиоксиэтилена сопровождается до-
вольно резким снижением величины адсорбции обоих белков вплоть до их нулевого
значения (рис. 5).
0 50 100 150 200
0
100
200
300
А
ж
ел
ат
ин
, м
г/
г
Cполимер, мг/ 100 мл
ПВП
ПОЭ
0 50 100 150 200
0
100
200
300
ПОЭ
ПВП
Cполимер, мг/100 мл
А
БС
А
,
мг
/г
а б
Рис. 5. Зависимость величины адсорбции желатина (a) и БСА (б) на поверхности
кремнезема от количества предварительно введенных ПВП (1) и ПОЭ (2).
По нашему мнению, это может быть обусловлено изменением химии поверхности
нанокремнезема в результате адсорбции полимеров. Поверхности таких адсорбционно
модифицированных кремнеземов в качестве активных центров вместо исходных свобод-
ных силанольных групп, которые теперь участвуют во взаимодействии с молекулами
ПВП или ПОЭ, содержат соответственно карбонильные или эфирные группы звеньев
адсорбированных макромолекул, значительная часть которых ориентирована наружу
(рис. 6). Ранее нами было показано, что параметр р, характеризующий долю звеньев
адсорбционного слоя полимеров [21], при полном покрытии поверхности для систем
нанокремнезем-ПВП и нанокремнезем-ПОЭ составляет соответственно ~ 0,35 и ~ 0,19
[22]. Это означает, что в монослое ПВП наружу направлено ~ 65 % звеньев, а в случае
ПОЭ – ~ 80 %.
OO
O
O
O O
SiO
Si
O Si OOSi
Si
H
H
O
SiO2
Рис. 6. Схематическое изображение адсорбционного слоя полимеров на поверхности
нанокремнезема (на примере ПОЭ).
Таким образом, кремнезем, который в нативном состоянии относился по класси-
фикации А.В. Киселева [23] к специфическим адсорбентам т.н. "второго типа", т.е. имел
поверхность, содержащую протолитические группы, в данном случае – гидроксильные
(кислотные центры Бренстеда), после модифицирования становится адсорбентом
"третьего типа", содержащим на поверхности только апротонные электронодонорные
группы (основные центры Льюиса). Электронодонорные карбонильные группы в пеп-
тидных связях белков значительно больше по размеру, чем электроноакцепторные
аминные, поэтому именно они определяют возможность взаимодействия с поверх-
ностью кремнезема. При наличии на поверхности исходного кремнезема свободных
силанольных групп происходит образование многочисленных водородных связей между
ними и карбонильными атомами кислорода пептидных группировок, что и обеспечивает
прочную адсорбцию белков [11, 14]. Замена силанольных групп на карбонильные или
эфирные приводит к взаимному отталкиванию молекул желатина или БСА и модифици-
рованной поверхности кремнезема, а в результате к снижению или полному отсутствию
адсорбции белка. Из всей совокупности полученных данных можно предположить, что
нулевое значение адсорбции белков на поверхности нанокремнезема, содержащей моно-
слой ПВП или ПОЭ, обусловлено не термодинамическими, а, вероятнее всего, структур-
ными факторами, т.е. сформировавшийся слой полимера просто не позволяет молекулам
белков подойти к поверхности.
Возникает естественный вопрос – а почему предадсорбция белков не приводит к
аналогичному результату относительно ПВП и ПОЭ. Дать исчерпывающий ответ на него
в настоящее время затруднительно. Мы предполагаем, что это может быть обусловлено
более жестким строением макромолекул исследуемых белков [24], и, соответственно,
иной структурой адсорбционного слоя. Вероятно, адсорбированные белки создают более
рыхлые, чем ПВП и ПОЭ поверхностные слои, поэтому молекулы полимеров способны
проникать сквозь них и замещать собою часть белковых молекул.
Выводы
1. Предадсорбция водорастворимых апротонных полимеров ПВП и ПОЭ на
поверхности нанокремнезема сопровождается монотонным снижением величины
адсорбции как фибриллярного белка – желатина, так и глобулярного – БСА вплоть до ее
нулевого значения.
2. Из совместных растворов с ПВП или ПОЭ величина адсорбции желатина
меньше, чем из своих чистых растворов, однако не снижается до нуля.
3. ПВП и ПОЭ способны частично вытеснять с поверхности кремнезема
адсорбированные белки – желатин и БСА.
4. Полученные результаты свидетельствуют о том, что модифицирование нано-
кремнезема поливинилпирролидоном или полиоксиэтиленом оказывает существенное
влияние на его адсорбционную активность по отношению к белкам, поэтому к соедине-
нию в одном лекарственном препарате кремнезема как субстанции и указанных
полимеров следует относиться весьма осторожно, поскольку при этом возможна потеря
фармацевтических свойств сорбента.
Литература
1. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния / Под ред. НАН
Украины А.А. Чуйко. – К.: Наук. думка, 2003. – 416 с.
2. УФ-спектральные исследования взаимодействия иода с поливинилпирролидоном и
белком в растворе и на поверхности кремнезема / Н.В. Гузенко, О.Е. Воронина,
Н.Н. Власова, Е.Ф. Воронин // Журн. прикл. спектр. – 2004. – Т. 71, Вып. 2. –
С. 141 - 144.
3. Взаимодействие кверцетина с высокодисперсным кремнеземом в водных суспензиях
/ О.А. Казакова, В.М. Гунько, Н.А. Липковская, Е.Ф. Воронин, В.К. Погорелый //
Коллоид. журн. – 2002. – Т. 64, Вып. 4. – С. 461 - 467.
4. Влияние модифицирования поливинилпирролидоном на вязкость водных суспензий
высокодисперсного кремнезема / Н.В. Гузенко, О.Е. Воронина, Е.М. Пахлов,
Е.Ф. Воронин // Хим. фарм. журн. – 2001. – Т. 35, Вып. 1. – С. 46 - 49.
5. Дослідження взаємодії еритроцитів з поверхнею ентеросорбенту „Силікс”,
модифікованого водорозчинними полімерами / Л.С. Андрійко, О.Л. Габчак,
В.І. Зарко, Є.П. Воронін, В.М. Гунько, О.О. Гацький, І.І. Геращенко // Фарм. журн. –
2007. – Т. 1. – С. 83 - 87.
6. Кремнеземы в медицине и биологии / Сб. тр. под ред. акад. АН Украины
А.А. Чуйко. – Киев-Ставрополь, 1993. – 259 с.
7. Полимеры в фармации / под ред. А.И. Тенцовой, М.Т. Алюшина. – М.: Медицина,
1985. – 256 с.
8. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. – М.: Мир, 1991.–
544 с.
9. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / Под ред. Ю.Г. Фролова и
А.С. Гродского. – М.: Химия, 1986. – 216 с.
10. Устойчивость суспензий нитрида кремния. 2. Адсорбция полиоксиэтилена и ее
влияние на устойчивость водных суспензий / Б.В. Еременко, М.Л. Малышева,
Т.Н. Безуглая, А.Н. Савицкая // Коллоид. журн. – 1997. – Т. 59, № 1. – С. 38 - 46.
11. Айлер Р. Химия кремнезема: пер с англ. – М.: Мир, 1982. – 1127 с.
12. Тарасевич Ю.И., Смирнова В.А., Монахова Л.И. Адсорбция альбумина на крем-
неземе // Коллоид. журн. – 1978. – Т. 40, № 6. – С. 1214 – 1216.
13. Тарасевич Ю.И. Взаимодействие глобулярных белков с поверхностью кремнеземов
// Теор. и эксперим. химия. – 2001. – Т. 37, № 2. – С. 95 – 99.
14. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел: Пер. с англ. / Под ред.
Г. Парфита, К. Рочестера. – М.: Мир, 1986. – 488 с.
15. Interaction of poly(ethylene oxide) with fumed silica / E.F. Voronin, V.M. Gun'ko,
N.V. Guzenko, E.M. Pakhlov, L.V. Nosach, R. Leboda, J. Skubiszewska-Zięba,
M.L. Malysheva, M.V. Borysenko, A.A. Chuiko // J. Colloid Interface Sci. – 2004. –
V. 279. – Р. 326 - 340.
16. Hair M.L. Infrared Spectroscopy in Surface Chemistry. – N.Y.: Marcell Dekker, 1967. –
258 р.
17. A study of water-soluble polymers adsorption onto surface of high-disperse silica by IR
spectroscopy / M.L. Malysheva, E.F. Voronin, E.M. Pakhlov, N.V. Guzenko // 4th Intern.
Conf. CERECO-2003, Hungari, 2003. – Р. 337 – 344.
18. Еременко Б.В., Сергиенко З.А. Адсорбция полиоксиэтилена из водных растворов на
поверхности высокодисперсного кремнезема. Влияние добавок нерастворителей //
Адсорбция и адсорбенты. – 1979. – № 7. – С. 39 – 44.
19. Successive interaction of pairs of soluble organics with nanosilica in aqueous media /
V.M. Gun'ko, V.I. Zarko, E.F. Voronin, E.V. Goncharuk, L.S. Andriyko, N.V. Guzenko,
L.V. Nosach, W. Janusz // J. Colloid Interface Sci. – 2006. – V. 300, № 1. – Р. 20 – 32.
20. Геращенко И.И. Физико-химическое обоснование, разработка и изучение новых
лекарственных средств на основе высокодисперсного кремнезема: Автореф. дис. …
докт. фарм. наук – Винница, 1997. – 40 с.
21. Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Адсорбция полимеров. – К.: Наук. думка, 1992. –
248 с.
22. Гузенко Н.В. Вплив модифікуваня полівінілпіролідоном на властивості високодис-
персного кремнезему: Автореф. дис…канд.хим.наук: 01.04.18 / Ін-т хімії поверхні
НАН України. – К., 2003. – 20 с.
23. Киселев А.В., Лыгин В.И. Инфракрасные спектры поверхностных соединений. – М.:
Наука, 1972. – 459 с.
24. Основы биохимии. / под ред. А.А. Анисимова. – М.: Высшая шк., 1986. – 551 с.
EFFECT OF POLYVINYLPYRROLIDONE AND
POLYOXYETHYLENE ON PROTEINS ADSORPTION ON
NANOSILICA SURFACE
A.P. Vasilenko1, N.V. Guzenko1, M.L. Маlysheva2, E.F.Voronin1
1О.О. Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Science of Ukraine
17, General Naumov Str., 03164 Kyiv, Ukraine, e-mail: e.voronin@rambler.ru
2Taras Shevchenko National University of Kyiv, 64, Volodymyrs'ka Str., 01033 Kyiv, Ukraine
The paper studies the effect of modification of the surface of amorphous nonporous
high-disperse nano-sized silica (nanosilica) with aprotonic watersoluble polymers –
polyvinylpyrrolidone (PVP, M » 12000) and polyethylene oxide (PEO, М = 20000) – on its
ability of proteins adsorption – gelatine and bovine serum albumin (BSA). The presence of
aprotonic watersoluble polymers (PVP, PEO) in a solution was found to diminish the value of
adsorption of these proteins on silica surface both at stepwise and simultaneous adsorbate
introduction into a suspension. It was established that PVP and PEO was able to displace
previously adsorbed protein molecules from the surface layer.
mailto:e.voronin@rambler.ru
ВПЛИВ ПОЛІВІНІЛПІРОЛІДОНУ І
ПОЛІОКСІЕТИЛЕНУ НА АДСОРБЦІЮ БІЛКІВ
НА ПОВЕРХНІ НАНОКРЕМНЕЗЕМУ
А.П. Василенко1, Н.В. Гузенко1, М.Л. Малишева2, Є.П. Воронін1
1Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
вул. Генерала Наумова 17, 03164 Київ-164, e-mail: e.voronin@rambler.ru
2Київський національний університет імені Тараса Шевченка,
вул. Володимирська 60, 01033 Київ
В роботі досліджено вплив модифікування поверхні аморфного непористого
високодисперсного нанорозмірного кремнезему (нанокремнезему) апротонними
водорозчинними полімерами – полівінілпіролідоном (ПВП, М = 12000) та
поліоксіетиленом (ПОЕ, М = 20000) – на його адсорбційну здатність стосовно білків –
желатину і бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Встановлено, що присутність у
ррозчинах апротонних водорозчинних полімерів (ПВП, ПОЕ) призводить до зменшення
величини адсорбції обох білків на поверхні кремнезему як при послідовному, так і при
одночпсному введенні адсорбтивів у суспензію. Визначено, що ПВП і ПОЕ здатні
витісняти з поверхневого шару попередньо адсорбовані молекули білків.
mailto:e.voronin@rambler.ru
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-334 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-22T19:32:12Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/d5/69fd46a926f9bf3f73c85582fb1cc2d5.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3342018-11-27T09:40:12Z Effect of polyvinylpyrrolidone and polyoxyethylene on proteins adsorption on nanosilica surface Влияние поливинилпирролидона и полиоксиэтилена на адсорбцию белков на поверхности нанокремнезема Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему Vasilenko, A. P. Guzenko, N. V. Маlysheva, M. L. Voronin, E. F. The paper studies the effect of modification of the surface of amorphous nonporous high-disperse nano-sized silica (nanosilica) with aprotonic watersoluble polymers – polyvinylpyrrolidone (PVP, M » 12000) and polyethylene oxide (PEO, М = 20000) – on its ability of proteins adsorption – gelatine and bovine serum albumin (BSA). The presence of aprotonic watersoluble polymers (PVP, PEO) in a solution was found to diminish the value of adsorption of these proteins on silica surface both at stepwise and simultaneous adsorbate introduction into a suspension. It was established that PVP and PEO was able to displace previously adsorbed protein molecules from the surface layer. В работе исследовано влияние модифицирования поверхности аморфного непористого высокодисперсного наноразмерного кремнезема (нанокремнезема) апротонными водорастворимыми полимерами – поливинилпирролидоном (ПВП, М = 12000) и полиоксиэтиленом (ПОЭ, М = 20000) – на его адсорбционную способность по отношению к белкам – желатину и бычьему сывороточному альбумину (БСА). Установлено, что присутствие в растворах апротонных водорастворимых полимеров (ПВП, ПОЭ) приводит к уменьшению величины адсорбции обоих белков на поверхности кремнезема, как при последовательном, так и при одновременном введении адсорбтивов в суспензию. Определено, что ПВП и ПОЭ способны вытеснять из поверхностного слоя, предварительно адсорбированные молекулы белков. В роботі досліджено вплив модифікування поверхні аморфного непористого високодисперсного нанорозмірного кремнезему (нанокремнезему) апротонними водорозчинними полімерами – полівінілпіролідоном (ПВП, М = 12000) та поліоксіетиленом (ПОЕ, М = 20000) – на його адсорбційну здатність стосовно білків – желатину і бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Встановлено, що присутність у ррозчинах апротонних водорозчинних полімерів (ПВП, ПОЕ) призводить до зменшення величини адсорбції обох білків на поверхні кремнезему як при послідовному, так і при одночпсному введенні адсорбтивів у суспензію. Визначено, що ПВП і ПОЕ здатні витісняти з поверхневого шару попередньо адсорбовані молекули білків. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-02 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/334 Surface; No. 15 (2009): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 111-118 Поверхность; № 15 (2009): Химия, физика и технология поверхности; 111-118 Поверхня; № 15 (2009): Хімія, фізика та технологія поверхні; 111-118 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/334/331 Авторське право (c) 2009 A.P. Vasilenko, N.V. Guzenko, M.L. Маlysheva, E.F.Voronin |
| spellingShingle | Vasilenko, A. P. Guzenko, N. V. Маlysheva, M. L. Voronin, E. F. Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| title | Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| title_alt | Effect of polyvinylpyrrolidone and polyoxyethylene on proteins adsorption on nanosilica surface Влияние поливинилпирролидона и полиоксиэтилена на адсорбцию белков на поверхности нанокремнезема |
| title_full | Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| title_fullStr | Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| title_full_unstemmed | Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| title_short | Вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| title_sort | вплив полівінілпіролідону і поліоксіетилену на адсорбцію білків на поверхні нанокремнезему |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/334 |
| work_keys_str_mv | AT vasilenkoap effectofpolyvinylpyrrolidoneandpolyoxyethyleneonproteinsadsorptiononnanosilicasurface AT guzenkonv effectofpolyvinylpyrrolidoneandpolyoxyethyleneonproteinsadsorptiononnanosilicasurface AT malyshevaml effectofpolyvinylpyrrolidoneandpolyoxyethyleneonproteinsadsorptiononnanosilicasurface AT voroninef effectofpolyvinylpyrrolidoneandpolyoxyethyleneonproteinsadsorptiononnanosilicasurface AT vasilenkoap vliâniepolivinilpirrolidonaipolioksiétilenanaadsorbciûbelkovnapoverhnostinanokremnezema AT guzenkonv vliâniepolivinilpirrolidonaipolioksiétilenanaadsorbciûbelkovnapoverhnostinanokremnezema AT malyshevaml vliâniepolivinilpirrolidonaipolioksiétilenanaadsorbciûbelkovnapoverhnostinanokremnezema AT voroninef vliâniepolivinilpirrolidonaipolioksiétilenanaadsorbciûbelkovnapoverhnostinanokremnezema AT vasilenkoap vplivpolívínílpírolídonuípolíoksíetilenunaadsorbcíûbílkívnapoverhnínanokremnezemu AT guzenkonv vplivpolívínílpírolídonuípolíoksíetilenunaadsorbcíûbílkívnapoverhnínanokremnezemu AT malyshevaml vplivpolívínílpírolídonuípolíoksíetilenunaadsorbcíûbílkívnapoverhnínanokremnezemu AT voroninef vplivpolívínílpírolídonuípolíoksíetilenunaadsorbcíûbílkívnapoverhnínanokremnezemu |