Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода
Comparative investigations of low-temperature processes of dipolar relaxation in frozen aqueous dispersions of nanooxides alone and with the presence of bovine serum albumin (BSA) were carried out using thermally stimulated depolarization current method. For the later systems, an increase in contrib...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/361 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291485271162880 |
|---|---|
| author | Gun'ko, V. M. Zarko, V I. Goncharuk, E. V. Klymenko, N. Y. Galagan, N. P. |
| author_facet | Gun'ko, V. M. Zarko, V I. Goncharuk, E. V. Klymenko, N. Y. Galagan, N. P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. M. Gun'ko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "V I. Zarko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "E. V. Goncharuk",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "N. Y. Klymenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "N. P. Galagan",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Gun'ko, V. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | Comparative investigations of low-temperature processes of dipolar relaxation in frozen aqueous dispersions of nanooxides alone and with the presence of bovine serum albumin (BSA) were carried out using thermally stimulated depolarization current method. For the later systems, an increase in contribution of relaxational processes is observed at T> 160-170 K, since for aqueous suspensions of nanooxides, greater TSD currents are observed at T < 160-170 K This difference is due to the participation of the BSA molecules (polar bonds, groups, fragments, whole molecules) in the relaxation processes, whose features depend also on the nature of nanooxide and a character of BSA |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
УIК 544,723
IIPOцEссЬI I{I{ЗI{OTЕшIIIЕPATУРIIOй ДиIIОлЬHOй
PЕлAксAции ts CI,IсTЕryIAx БЬIЧ}IЙ сЬIBОPoToЧIIЬrЙ
AЛЬШ.IvIиII-IIAIIo o кC иД_B oДA
B.M. Гyнько,B.И.3aркo, Е.B. Гoпчаpук,II.I0. Климeнкo, H.П. Гaлaгaн
Инcmumуtn хluу|uu ?|oвеpхIroсmц ufu|' А.А. Чуйкo Hацuoнсtльнoй qкаdеJ'ruu наук Укpаuны
ул. Генеpалa Hаул,toва 17, Кuев-I64' Укpаuна
Mеmodaм mеpJ|aoсmuJ'Iулupoваttнoй dеnoляplвацuu npoвеdeньt cpaвнumeльные,
uccлеdoванltя npoцесcoв 11t|:'|<omе74nеpаmуpнoй dunaльнoй peЛаксаццu в зъл4opoэrсеI|t|ых
вodных duсnеpcuях нанooксudoв, uнduвudуальньtх u в npucуmсmвuu бьlчьееo
cь'вopОmoчнoеo aпьбумuна (БСА)' ,Qля nocлеdнuх cuсmеJ'| хаpакmrpнo увелuчeнur вклаdoв
pеJlсlксацuoн}Iых npoцеcсoв пp|] T > 1б0-]70 К, в rno вpеJ|'я как dля вodных duсnеpcuй
oкcuёoв б6льuluе moкuTС! наблtodaюrпcяnpuT < ]6a-I70 К. Эrno omлuч|]е oбуслoвленo
)llаonuем 74oJlекуr| БСА - noЛяpltь|х связeЙ, zpупn, фpаеa,tеIrmoв u цеtlьъх J'|сlКpot''o1rку-Jt * в
pелсл{cсlцuОllных |'poцеccах, oсoбеннoсmu Ксmopьtх Зaвuсяm om npupodы нанooкcudа u
хсlpсIкmеpg взqul'radeйcmвuй БСА с еzo noвepхнoсmыo.
Bведепие
Бьrщй сьвоpотo.rньй aльбyrлин (БСA) и Дрyгие бедки испоrьзyloTся B кaчестBе
модифициpyroщиx arе,IlтoB ДJIЯ pеrynирoBalrия свойств биoнaнoкомпозитов,
пеpсIIекTиBнЬD( .ц]Ut ПоJt}^IеIrия IIOBьD( лeI(aрстBrEньпr фоpм и дpуг}гх мaтеpиaлов [1-3].
Иммобиrизaция БCA нa IIoBrpхнoсTIr oксI{дoB oсyществjl,lеTся ПoсpеДстBoм а,доopбции
из Bo.ЩьD( paсTвopoB [l_3]. Пpи этoм особенносTи гpal{иц p€l3делa фaз твеpДoе теJIo -
белoк _ Boдa зaBиcят oТ cтpoеIIиJt твеpдoй IIоBepжIосTи и хaрaктrpa ее взalпrroдействий с
l{€ll(роМoлrкyЛами и вoдой [1_4]. Кpомe Toго' IrpиpoДa и кoнцеIITpаIIи'l .lктивньIx цеIIтр6B
нa IIoBеpхIIoсти BJIи,{Ют нa сTрoениe дисПеpсии и noBеДеI{ие овязarшtой Bo.цьI при
зzll\{op€Dкив'lllпи [4l. Hесмoтpя нa m' что взапttoдействиIo ll€lнoкpемItrзеI\,ra с paзЛичTIьI]\{и
белкaми пoсвящеIlо мпoгo paбoт f|,2,5,6], поведениr B0дЬI B TaкI.lx oиg'геl\,l'lх IIрI{ III{зКID(
TеL{пrpaТyрElх иссJleдoвttнo нe,цoсTaTotшlo' a с}IсTeмьl БCA _ слo)iffiI'й нaЕooкcиlt
(нaлpntеp, Alzoз/Sioz и Tio2lSio2) - Bo,цa B этI.tx yсJloвилx пpактичrскlr Ilе из}пIеньI.
oДнaко эти сисTе1\4ьI мoryT щpеДсTaBJrяТь иIITrpес Д]|Я paзpaботки ItoвьD(
кpиoкоIФ€рBllнToB, oсIIoBЕoй пpинцllп действия кoTopЬD( соотoиT B сBязътв€IIIии Bo.щI и
paзyпopядo.rении еr сТpyкЦpЬI NIЯ IТрrДoTвpaщrнIrя обpазовaния I]pотяжеIIltьD(
кpисT€tJlJII.tтoB Jrьдa Пpи н}rзкID( TемIlrpaТypаx |4, 6' 77.
Bзaranодействие бeJкoB с IIaIIoщремItеземoм !Ipoисхo/щ.IТ B oсIIoBЕом зa счет
обpaзовaния BoдoрoДrьD( связей мrж.цy o- и N-содеp)кaIцими гpyIrгIaN{и Макpoп,toлекyл I]r
пoBrpкloсTНьIми SioH.гpyппaми. oпpеделенньй BкJIaд вIloсяT I{6IIЕьIе сBЯзи
(sio-...I{N& sioII2'...o_CR и др.) и дисIIеpсиoIIItЬIе взaIanодействия межДУ
IreIIoJIяpнЬI]r{и бoкoвьпuи tрyпIlaми l\{аIсpoмoлекyл и силoксaЕoBыl\{и сBяЗяlt{и кремIlrзeма.
Tитaпoкpемнезем (в paбoтe исcЛrдoB€lll КT20) и €UIIоМoR?q\,цreзем (КA1), щoме
сиJIaЕоЛьI{ъD( ЩУшп, содrp)KI,Iт IIa пoBеpxнoсTI{ ГpyIInьI MoН, Ma(т\М и Мo(t|Si и
ЕеIIoJII{oкoоp.циниpoваIilIые aтoмьI M (M: Al, Ti) [8-10]' кoTopьIе IIpиIIиМtlIоT уIulсTI{r B
aдсоp6ции кaк бrлков, тaк и вoДы' чтo oбyсJIoBJIиBaет oтJII{EIия B сЦюeIIии и оBойсTBulх
адсоpбЦиoнногo сЛoя Пo сptlBIIeIIиIо с сис1Емой БCA*кpемЕезеМ_вo.цa [l, l1, 12].
Paсстoяния I{r)к,цy сoсr.щrиЬ{и aдсоpбIgоннЬI]\{и цeнTp€lми (oH-гpyшпaми) нa пoвеpxнoсти
oкси.цoB €LIIIомltIlия' цpеI\.lI{ия I1r титaнa (0,31*0'35 rшt) пpсвьттп€llот paсстояIlllя меx(Дy
Iloвepхнocmь, 2009. Bыn' 1 (16). C" 14-25
T4
8п.r
ztl{о/rgш дl
ey{c/rвш a
zшэ/
,у\эl
aToм'll\{и кI{сjlopo.цa сoсrдHl]rx мoлек},Л вo.цЬI (0,27*0,2\ нм) B сeтке }I.связей. Кpoме тогo,opиrIIтaЦI{'I n4oJlекyл Bo.цьI в кJlaстеpilх, взаIrм\.цействyroщих с OH-гpyппaмиIloBеpхIloсти' oтличaется oT oриrl{тaции coсеДIIlltx *oфr,
"oд5. "o
льдy. Эти 6*'op",oбyсловливaюT paзyпopядoчrl{иr cЛo.f Bo.цьI, сBязаI'нQй с пoвеpхнoстьIo oксидoB' пoсpa'нeниIо сo с1pyкTypой кaк жидкoй вoдьt в объеМЬ, .uo
"
.o стpyкт}pой J]Ьдa' I-!сBЯзaIIн€Ut Boдa oстaется II.ДBI.DкIIой пpи T < 27З К, хoтя МI{oгиr пpоцессьl в ней
цpoTeкaloT болеe медrrеIIIIo, чеI\{ в oбьтsЕой жидкой Bo,це, и ее aкTIlBI{oсTь' Ilaщpи1l{еpсoJIьBaTaциoIlIllж' пa.цaе.г [4' 12, l3]. Рaзyпоpя.цoтlиB€llощее действие Мoлекyл БСA нaсвя3alrнylo во.цy тaЮке oбyслoвленo llзil,reнеIlием сTрorни,I сетки H-связ"r ^'o"""y, uoд"'шри взaимодеiiстBии с пoJIяpЕЬIми грyппah{и мaкpoМoлекyJl [4, 6, iз]. B целoм стрoеI{IlекJIacTеpoв (< 1 нм) и lraнo.цoМrнoв (1_l0
"мj "oд., 1а,. в\ Lu гpalrицax pазДелa в'щlсIlеpс}rЯx н€ш{ooкси.цoB зaBисит oт мЕoПD{ фaктopов: nJ'ц*n,рaцrш oкои.цa, егo i
.цисIIерсI{Oсти и IIopисТoсTи' Ilриpo.цьr lloBrpxнoсти' хapaкTrpa взarлмoдействи'l чaс1иц
ДpуT с дpyгol\.I и с вo,Цoй, рH, концентрaцI,Iи растBopенньп< сoлeй и Дpyгих соr.циIrrний иTrМпеpaтypы [4, 12-|67, Эти фaктopьl BJIияIoт нa сooтнoшIeние количеоTBa свободнoй(зaмеpзarощеЙ лpп 27З К) и связarrнoй 1"",u'"p.arощей пpи 2a0-220 < T < 27з K) вoдьt,paсIIprДеJIеIrие IIо paзМrpaм кJIaстероB и ДoмrЕoв овязarrнoй Boды [6],
" "u
*py*'йy
.цисЦерсии B цrлoъ,I [11_16]. ouеви.Цнoo чTo IIpи llrpеxo.це oт систеlл oкси.ц * Boдa ксисТ€М€lм oксид - пoлиI\{rp (белок) - Boдa Boзмoжtlo сущeстBr1дroе }lзI\,lеIlеIIие стpoellи,'кJIacтеpoB I{ .цoмeIIoB связaпцoй Bo'цьI [4, 6, |З7' коTopoe бyдет зaвиссть oт пoJlЯpнoстиIIoJIиI\{rpa' IIpиpс].цьI oксI{дa и изменений B стpoении I{ аrprгщpoвallЕoсти диспеpсной
фaзы [l1_16], тго Мo}ltет &тIиlIть lra цp}IoпpoTrкToр}IьIr и ДрyгLrе свoйствa I{ ПоJlи},rеpa EсисТе).{Ьl в це;тoм [13].
Cтpylстypньrе и эI{еpгеTIrческие oоoбеннoсTи сBя3aI*]oй вo.цьr [6' lз] oT?aJк€lIоTся BTеМIlеpaтypнoй зaвис.nмoсти llpoцессoв ее .ципoJъной pелaксации (r < 2a0-22a K,зaМopoЖеЕньIе системьr) и сквозной opo*oд"*o"т, (?" , 220-:j40 K, ou"''o,opшмopox(еI{ЕьIе с"pyff,T,Ьt BoдьI B области гр€lIIиц pаздела), пaбrпoдаемьrх с IIoМoцЕIo1\{еTo.ца теpl\,roстI{мyлиpoвarrной .цеIIoJIяри3aции (ТСд0
-
I12]. ТсД'*p'o.puй",
зaмopожеIlIIЬD( во.цIIьIX сис,i€М oтр'DI(аIoт ряД llpoцессoв .циIloльitoЙ релаксaции, вкoTopьtx пpиIII,Iм€lIoT rIaсТиe IIoлЯрIrьIе cBяЗIl' гpуfIIIЬI' фpaгмeнты, мoлекyJIьI иil{акpo1\,Io.Цекyльr, pеЛ€lксIlpyloщиr IIOслеДоBaTеJIЬIIо в yкaзaнI{on,r pЯДy с lloBт-г.rrениriДTeмIIеpaT}?ы [12]. Эти IIpoцессЬI IIpoЯBJIяIoTсЯ B BI{.цr IIикоB Еa ftBI{сI{l\!остЛ( Toкa
'цеIIoJI'Ip}iзaции oт тrмIIеpaTypЬI' a Tакт(r сквoзнoй (иolтной) пpoBoДIмoсTи шpи бoлееBьIсoкиx Tемпrpaт}р€lх, кoгдa пoяЕляI0тся IIрoтflкеIlI{ЬIе слoи нeзaмеpзrпей BoдьI }Iагpttllицах p€lз.цeЛa с ТBеp.цoй фaзoй, обесце.п,rваrощие IIеркoJrЯIц{iо дJI'I иоI{oB I12, 1З].I{eльrо ДaЦIroгo исследоBаIilбl бьгrо изyтенIlе меToдo1\4 TC,{ pелaкоaциoIIнЬD(
IIpоцессoв вблизи пoBеpxнoстr.r нaнooксI{ДoB с paзной стpyктypой IIоBеp;IISсT}I (A-300,КТ20 и КА1), кaк иcхo.lЬD(' Taк и с aдсофировaнньшд БCA в вo.щlой сpе.це.
ЭкспеpимепTaЛЬЦaя чaсTь
B paбoте исII.лЬзоB€IJIи бы'шй сьвоpoтovньй а.тlьбyмин БCA (Flukа, фpaкция V) иIIирoгеIlIlьIе oксидьI (нaноокс-иды): кpe}rl{езем д-300 (yдeльная пoBepхIIoсTЬS,o = 285 м2lг;, а:помoу.:g"'T 8(A1, содфжaние Al2o3 Сдиo, j-l Yo мac.,S,,:203 м2фи TиТalroщpеl{нeзем (ItТ20, Стio, = 20 Yoмaс., фo = 8+ #lг) 1кa.тгушйt oo",,"o.эксtrериl,tеHTaльньй зaзoд И)(ГI HAН Укpaины). а.зоо пPедвapитйiro IIрoкЕtjIиB asШ.2чпpи 400 .С' a КT20 и КA1 _ пpи 450 "C B течениe 1 ч. CвойстйI{aЕooкcидoB I{ I/tх B..цIIьD(,Циспеpсий пoДPoбно oЕrисaЕьI paнeе [5, 6, 8_1 0, 1 3*1 5].
Адсoрбциrо БCA нa ЦaнooксидЁlx IIpoBo.цили в сTaTических }'сЛo3и,tх пpп2a2З.Cиз BoДEoгo paстBoрa B изoэЛекryI{чeской тoч<е (иЭT) а.пьбyминa 6'н +,в; в течение 2 чПpI{ ПoсToяEIloL{ пeремrIIIиButIIии. Пoсле пpoBедfiIItя ,д"opбци" тBеptyю фазy
3n*
zyiэ/rв}Y /r -
сv|c|Lву.| Zz _
zr'lc/l.gll ,
zиlэlrв}I i
(БCA/oксид) oTДеляли uентpифщиpoBalIисilI B теЧсI{ие l0 мин IIри скopocTи 400(} обlмин.
Bе;ш.rинy адсоpбции БCA оIIpе.цеJUIЛи пo p.tзIloсТи исxoднoй и pавновеснoй
кoIIцеЕTpaции бeдкa с IIoмощЬIo мlrкpобиуpeтoвoго мrTo.цa и фотoэлектрoкоJlopиI\{еTpa
кФк-2. АдсоpбциoнIIЬIе I{ссле.цовaния БCA оIIис€IHьI paнее [l7].
.{ля полy.тения сIIектроB ТС.{ исполь3оBaЛи 7 a/oъrac. Bo.цIIЬIr дисliеpОI,Iи oкси,цoB'
исxo.ЦflьIе и с a.цсOpбирoBaItIlьIм БCA пpи pH 4,8: 0,|62, aJ46 w 0,136 г белка на грaмм A.
300, кА1 и КT20 сooтветстBеItно. Этo кoлиIIесTво БСA соoтветсTBoB€lJIo монoслoйцомY
пoкpЬrТIIIо. paссчиТaннoNry из a.uсоpбЦионньIх дaннЬD( IIo ypaвнrнию Лэнгмiоpa.
Кoнценщaция ин.щ{Bи,цyaJIЬногo БCA B paстBоpе оoсТaBJIялa 0,|46 Yo мac.
Спекщьr TC.{ зarrиоьваJlи B ,ци€lllа:loне 90 * 270 К IIpи E{aпpяx(еI{ии IroЛ,lpиЗaЦии
200 B (нaпpяженнoсть {o o 2.|05 B/м), тепrпоpaтypе IIoлЯpI.rзaциI{ 265 К и скopoсTи
IlarprBa b: З 'puo/*ин (без пoля) от 90 к [12]. Эвеpгия aкTиBaциI]r ДrПoляpизaцrrи бьr,чa*
paссllитalra с испoльзоBaниeМ ypaBFI€I{tIЯ Д!|Я токa TC{ [l2]
00r
Г
I
8п+|
zl,lc/Igl,! r, -.1
zt\lc/r8иl..-"1шpеобpaзoвaнI{oе B иIIтегрaJIьIloе yраBIIеIIие лля ТСfl сIIrкTрa с IIесKоJIькиМи пиками [l2]
ЕщN
Г t , w,nkuТз Г д) w,^k"Ti ( д ) l/(I)=S",Пo j I ' ;ехР i_ -_-_*еxр| _ ._ |+. .c-=,:gеxpl_ . - : ||лnaс, {2)
,дшi-| t kuT Еb ,\ kuT) Еb .t kв]o)J
г.IIе
w;:!,6+ftu4)еxpi+l, (з)
п B r , - \ k o T ,
) '
&t - IIJIoЦа'Ць IIoBеpxI{oсTIl эJIектpoдoB, Пg - зaмopox(еIIIIЕl,I IIoJIlIpизaЦия (Пo= Nа,Fo,
N* объемнaя пЛoTItocTь ЛoByIIrек зapядoB, (h - ItoJlяpизyемoсть), Ag - шoстoяннaя
Бо.tгьцмана, l/т9 _ нaтypшlьIrffl чaсToTa; 7g - I{aЧfiIЬ}laя темIlrpaтypa депoJIярI{ЗaЦии, Ti -
TеМIrеpaTypa Ёгo TС,{ Мaксимyl\,ra И frц - фyнкция рaсцprДrJlеIrия ЭяеpГиI4 ilктиBaЦии
дипoльной prЛaксaциI{. Bеpоятпость пеpеходa дипoлей
11ц: &щ "*p(#)"*pr-fr Ь-гc *,o',,
.|у^- E '
W, =: l е хD( - - ) .' 4r " krT"
1
o _ - ,
+7тw1
mА,у =^ q Е '
" u l ' p
s = |+4т I ,
(1)
BpеМя релaксaции дипoлей
BoсIIрии}iIIиBoеTЬ
Д4эJleкTpшteскyю лoстoя}rl|Дo
эф фективньй .цrпrorьшй I!,I0меIIT
(4)
(s)
(6)
(7)
(8)
zy{э/J.g t/t'| / l, _
уэl lвL|\|z.-
- Еa'ц|
L l - s = t -г-еlJ
x Лo4s", '
и свобo,lylо эIrеpпДo aкTI{BaцI.lидспoJli1pизaции
tGi = R,T,Iш(ат,T,), (9)
(rдem- нopМ}rрoBoЧный мнorкитель, li*IIлоЩa,ць i-пикa, ф -ш,rсло мoЛекyЛ ъcтl ухT_
TeМIIеpaTyрa, пpп кoтоpoй Bpемя pеJlЕlксaции еIцr дoсTaтoчIIo кopoткor дЛя ПoJIЯpиЗ€lIIии'
.R* - газoвая ПосToяIItlая и 4 - кolIсTaIIТa ypaB}r$IIиЯ) paсснитьIвaпи Ea ocпoBaнии TC.{
16
Зр"a
ъ
@, +2)f,|+z(сos.9)
'
ГДe n - коэффициент llpeлoi{лrllи,l , Z - ЧLlc!|o блитtaйrшиx сoседей }loJIекyлЬI и (соs.9) *
сpедний I{oсI{Еyс yгJIa ме)I(дy ДyI\{я сосе.цIIими дипOJI,Iми. Рaсчeтьr фyдrкцийpaсIlpеделrlrИЯ АЕ) бьши BыIIOлI{eньI меTo.цoN{ pегу.JUIpI,rзaЦии U2],,.,,o,*.y"
иI{тrгpeцЬтloе ypaвпrIII{е (2), oпpеделшoщее .цoсTaтoчIrо сJIоrrсI},ю заBиcI{МoсTь тoкa Tc,{
oт теIvперaTypьl [12'13]. Пpиведенньrr BьIIIIе pеЛaксaцI{ollнЬIе IIapaМеЦ)ьI p€lссчитЬIB€lJIи
дlтя 4_5 oс}Iовl{ЬD( пикoв TС,( тrpМoгрttММ t12'1З].
сПeкц)oB. In paсс.п,rтывaJlи IIo ypaBIIеI{и,IM (3) и (5). Эффективньrй .щlпoлrьньй h4oмеЦT lьff
свЯзaII с .циIIOдьньIм ш,rоМеIlтoм (р) свoбoшrой молекyлы ypaвI{ениеI\4
(10)
T ' к
Результaтьr и обсущдепие
Кaк известнo [5, l7], мaксиl,t{lJlьIl€lll BеличиЦа адсоpбции БCA нa пoBеpхнoсTIr
Е€rшooкси.ц0B нaблю.цaется пpи pH 4,8--5,0, т.е. вблизи Toчки нyлrBогo Зapядa (TI{з) БCA
[1]. I]pи эTиx ЗItaчеIlиях рH сTrIIеIlь ПокpьITI.IJI IIoBеpхIIoсTи oксидoB молекyлами БCA
нaибoльrпaя, IIoскоJIькy МaкpoмoлеI(yJIьI иМеIоT rraибoлее кoМIIaкТIIyю фоpмy и
лaтеp€lльIrое эJlекTpoсTaтичrскor oTT€1JIкI,IBaI{ие ]\,rеж.цy IIимI{ МиIlllb{a.тrьнo [З]. Пoэтомy
систrмЬI oкcид - БСA - BoДа иссJIедoBtшIи Mrтoдoм TC.{ пpи pHщ3 :4,8 фис. i;.
Eд
1.oх10l
r.i
zy{э/r8П l
zvrcllgll a
zшэД.в
ZwцLa
Pпс. 1. TC.{ спекгpьr: paствopоB БCA (0,146 o/o мaс.) (а), вoдньtе диопeрсии БCA(0,162 % мac') -
A300 {б), БCA(0,l46 мИо ас.) - КAi (в), БСA(0,l36%Yo мac'1- ц120 (г) пpи сoдrpжаIrи}t
oI(сидов | Yo мac. п T 1 Ton.
TC! теpмогptll\{мa Зaмopo)I(еIlнoгo воlti{oго paсTвopa БCA фис. l,a) xapактe-
pи3yеTся },IеIlЬIIIиl\,rи тoкaми смeщrI{иJI (эффективнaя чaстoТa *0,01 Гц) u
""з*oie',,е-parypной oблaсти (LТ)
3-г-и T < |60 K (в кoтоpой oбьгцro
.нa6rподarотся
IIPоЦrссьr
дщпoльной peJIaксaIIии oн.гpyтlп, Il{оЛeкyЛ BoltьI' дp}тих IIоJI{pIIьD( связей, гpyaп }r
хry*o
мoJIекyл [l2])' нем B BьIсoкоТеI\{IIеpaтypной облaсти 1нт1 пpи r ,'lЪо к.
oтнoситe.гrьпo низкr,rй ypовеIrь mкa ТC! в Lт odлaсти oбyспoвлен тем' Чтo зIrarIиTеJIьIl:uI
tl,lстЬ BoдьI яBJU!ется связarrной }I-связдди с }{oлекyЛaМи БCA, пoскоJIькy yДrЛьIlaя
T7
0
IIoBеDхIloсTЬ белкoв сoстaBпяrТ для pазбaвлeнIlьrx paствopoв боrrее 1000 м2lг (по оценкaм
мrтoдoм ЯМP-кpиопopoмeтрии), a тoлщиIIa сJIоя связaнной вo.lr вблизи поляpной
IIoBrpхнocTи мo)I(еT дoсTигaTЬ 10 rш и бoлее [12'13]. Пo.цвиxсroсть мoЛекyл BoдьI'
сBязaIIIIЬD( c МoлeкyЛaци БСA, в зIIalIитеJIЬIioЙ степеrпr oIIpедеJIяеTся IIo.цBи)кIIoстьIo
paзJIитII{ЬIx фpaгмeптoв сЛo)кgЬD( м€lкpо}roлекyл (умc, 2), кoTopaя IIpoяBJUIеTcя B сПeктpax
ТC.{ пpи б6льшrей тq\4IrеpaTypе (r > i60 K), uем iIo.цBI1DtшtoсTЬ иI{диBиДJraJIьItЬгx MonекyJI
BoдьI' BpaщaTеJIь}Iaя }rJrи oбyслoBJIеI{I{€rя ТyI{ЕелЬньшли }Г-пepеIloсaми при 7< 160 K.
Рпс. 2. oгнoсиrвльттьrr paзмepьI перBI{чIIЬIх ЧaоTиц
A-з00 (1, сpелний,циaмeтр 9,6 нм), кAl (2'
13,3 нм)' кT20 (3, 21,7 tмl') и мoлeкульI
aльбyминa (4).
Пoэтoмy ток ТC[.цJUI сисTемьI БCA-зодa сyщестBrннo BoзptlсT.l€т в НT oблaсти
сIlrкТpa тryп T > 160 K, кoгдa B .щ{пoJIьIIoЙ рлаксaции IIaIIиIIаIоT ya{aсTBoBa.гь I{
фpaгментьr I\,IоJIeкyЛ БCA сo сBязaIII{ЬIми с ЕиI\,rи моJrrкyJIaми вoды. .{pyгимIlt с]IoB:lIt4I{'
ioк ТCД для paсTgopa БCA (рис. 1,a) не стoлЬкo пaдarT в LT облaсти' Iс3к BoЗpaстarT в
}IT облaсти по сpaвIIrниIo с .rистой вoдой фис' 3,a). B Це]Ioh{ Iloдoбнoе сooTIloшIrEI.е
иIIТеIIсиBI19стей в LТ и HТ oблaстл< хapaкTrplro и дJI,l Bo,lьD( диспеpсий нaEooксидoE B
IIpисyгсTBии БСA (pис. 1). oднaко иfiTrIIсиBIIoсть ТC[ сIIекТpoB д,JIя IIосJIе,цЕIIX сисTеl,l
"йж* "
1,5-5 pаз, чем дJIя }tIIДиBI1r.цy'uIьI{oгo pacтBoрa БСA, BсЛ9,цсTBие сr4IIьIIoго
взtlи1{о,цейсTBI.Iя мaщpol,IoЛrкyЛ с нaночztсTиц'lми oксEдoB (сопoстaвимЬD( ptlзh{€'poB' рис.
2), шpиводящeгo к oбpазoвaнlшо гибpидвьu< aгреmтoв paзМrpoм 50*500 rпл [1З] и
yon""irпe,*,o о6ъемa связaнной Bo,цьI B сиcтеме (щоисхoдlт a.цсоpбционнol с]i{aTие и
чaсТиtIII€lя дrгиДрaТalu{ll l\,lоJlrкyд БCA). Cни;кеIIие тoкa TC.Ц rraб.rшодaется дax(е B оJIyчaе
БсA/A-300 пpи бо"'п,rпей коrщентpaции белка" че]r,{ B p€lcTBoРе БСA. Tаким обpaзом,
взаимодействие БCA..оксид сIlи)lglеТ пoдBюкнoоть мoЛокyл БCA к,aк црI{ IIoJIяpи3aглш{'
Taк и дflroJl4plrзalЦ,tи' и эти эффектьr сиJIЬIISе дЛя смrIIIаЕflьD( oксиДoB (ток TC.{ мсньrше),
чеМ кpе\{IIеЗемa.
B oт.rи'лде оT сисTем БCA-оксид-вaДa |o/o Boiцrtьrе Диспеpcии oксидoB' Kaк и
IIисTaя Boда' хapaкTеpllзylоTся llpoTиBoПoЛo)шlым сooTпoIIIениrм иI{T€IIсиBIi0сTей B LT
(l00 < r< l60..-170 K) и HT (160...170 1T z-Tcп, где Г"n * TeIraпеpaTypa IIaчaIIa скBозEой
прoвoдимoсти' oTl\{rчrннaя BepTик€}JIьными черToIIкaМи нa pис. 3,г) oбпaстл< фис. 3)' Это
обyслoвленo TеМ oбcтoят€JIьсTBoI\{! чтo B сyсIIеIIзиfl( oкси.цoB oTсyTсTByloT II0дBи,кIIьIe
ПpoTЯкeнIIьIе IIOJIяpIIьIе сTpylgгypьI с xимиt[ескимr{ сBязЯми, хapакTrpизylol].иеся
кoоIIeрaTиBllЬI]\{и lloляpизalРtоrrЕьI]\,lи и prjIaксациoEньIмII мoдtllvIи (кaк B сл,Yчar
мaщpoМoJlекyл БCA и сBязaЕIIьD(, с IlиI\,tи lvtoЛскyЛ BoдьI). B вo.Це IIpисyгс:ТByIoт
собственньrе llрoтffкеl{пыr сTpyl(rypьI (нaно. и микpoдoмeны) [4, 6' 13], o.щI.ш(o oнll
oбpaзoвaй сеTк{lми H.связей, более сдaбьrми' чlIи х}tМичlскиo сBЯзи B l{alФoмoJleкyлaх.
Поэтoмy кoоIIфaтиBЕaя диIroльIIaя pелaксaция тaкиx BoшЬD( gгpylсryр в HТ oбпaсти дaет
oтIIоситffIЬIrо мaльй BKIIад B тoк TCf, пoскoJlЬкy Еaстr{чItaя peЛaксarЕя м€нЬIIII,D(
с.трyктyp (oH-гpyгпr, мoлекyл Hzo и ма.пьпi кJIaсTеpoB Bo,ФI' BхoДщI{x в сосT!}B дoменов)
l 8
EП+
zlitcД.Ey! LL -=-
аWcfl.gy! ZZ -o_
#эi]8l^| l'l
ZwэlLg/\|Zz
пpoисХoдит пpи бoлее IIизкI{X TrМпrpaTyрaх в LT oблaсти [12, 13]. Релаксация в.циcI]еpсI'Ix окс}lдoв xapaкTеpl43yется в веpхней чaсти LТ IIoлoсЬI '"""*"'" токaIvrи ТC,{,чrМ с}Iстемьt БCA-вoдa или БCA-_оксиД-Bo,цa, всл9дсTBI{е вьlсокой IIoJIяpIroсти ипoJlяpизyеМoстI.r МолrlсyЛ 6елкa. ПoслеДние обyслoвлиBaIоT poст эilrкTрическoй rмкостисистеМьI' yBeЛичеI{ие IIoJUipEoсTи сBязaII[tьD( Мo]IекyJI водьr (в pacтеT' тaбл. l) и poсT ToкaTС.{ дalке в LТ облaсти IIo cpaBI{rHиIO c ИIIДI4B'IДУaJIЬIIьIMи .цисIIеpсиlIми oкси.цоB.
l.5rlo"
l.0хlo{
5.0хlo-'"
4.0r10^ro
3.0x10"'o
?,artoto
t.o;to'o
3Гl*
т ' к
160 l80 2ш 2д}
т ' к
'ф $a 20o 2N
2AO 220
т ' к
0.0]-
1Ф
uyiэ l rgш дL -
су,!cJLвr|zz -|
zy{э/lgш /
zwцIaуtz
Рпс.3. TC.{ тopмогpan,lМьr Для 1Yo мac. BодIIьIх оyсIIензий A-З00 (1) (кpивaя 2 -.шотaя вoдa, TC.{тoк нopl'{иpoBatl fla Fp = 2.|05 B/м} (a)' кAt (б) ' ктЪо (в); oбЛa.TЬ оквoзнойilpoвo.циМости для BодьI (1.), 1 q/o Мaс. BoдI{Ьrx сyопеrвий A-300 (2), кТ20 (з), Бс' - ;-300 (4) и БCA - КT20 (5}.
Tок TC{ .цJUТ сIlсT€м A.300 - Bo.цa Bь1Irrе' чем ДIuI IцHДI4BI4ДуLIIЬной вoдыIIp€lкTичrски Bo Bсr1\{ Tеi\{IrерaTypl{oъ,r диalla:roltе фис. 3,a) вследотвиr IIoлщ)изaции оЛOевcBязЕlIII{oй BоДЬ] элекxpoсТaTI,IЧеским IIoле]\4 lloBrpxнoсти oкси.цa. Ддя кA1 и КT20 этотэффект n,fgl{еr сyщrcTBеII, IroскoлЬкy эТ}l oкси,цьI oбдa.цaют меньrшей yдельнoйцoBrpхносTьIo и NlЯ IrекoнцeIгЦpиpoBaI{I{ЬDi (1 % мaс.) .Циспеpсий Boзмo)кнooпpr.целепноr paссЛorIII{е сисTеl\{ЬI (vто снижaет oбъем связaннoй водI), yсиJIивaIoщееся
с }BеJII]гtIеI{иеI\{ paзl{rpoB шеpвиvньп< }IaIIoчaсТиц.
Bзaимoдействие мalФoil!оЛекyл БСA с A-300 oбyсЛoBДI.rвaeт смrщelrие Прoцессoв
Длшorrьной pелaксaции в обдaсть б6rьIших TrмпеpaTyp Цo ср€lBI{еIIIfio с paствоpoм БСA.Taк, осtloвной мaксимрl в HT облaсTи сМrщarTся ъla 26 К (pис. l). Этoт эффектсoцpoBo)I(дarTсЯ poсTot{ свобо.цной эIrepгIIи акTивaциI.I рrЛal(сaции (тaблица, аф.кaксBяз€IIII{ЬD( с кpеl,IIIеЗеМом фpaгментoв БСA, Taк и сBязaI*Ioй водьt, poсTом эффеЫвной
диэлекTpиЧескoй пoстоянной (с), вреМelrи pелaксaциI{ (т) и эflеpгиIi aкTиBaции
.цrIIoJIяризaцI{и (рис. 4). Можно tlpе.цПoЛon*Tь' чTo p€u,'{rp prJlaксирyloщиx стp}"I*}?yBrJIиЧиBaeTся, пocкoJrькy Пpol{сxoДит aITJIIоTиEaцшI ll.lнoчaсTиц oксI{дa и мaкpoм.лекyл
бе;пra [1З]. Пoэтoмy Пo.шBшI.'oсTъ М:lкpoМoЛекyл т7aДaaT,BелиIIIlнЬI Аff уl Eo"",,.-.l"кaк pеJlaксaЦи'i llpoисxoдlrт пpи б6льшlтx TемIIеpaTypaх, и Brлиrlинa тoкa ТC.{yl{eIIЬIIIaеTся. Хopolпo виД{.9,-Чтo llишfl!-) в a6лacтel^20J.5 к.{Nlмoль (БCA) смещalотсяв облaсть 30-55 к.{лlмorrь (БCA * A.зOb) ffм* 4,a).ДJIя БсA:кT'; пoдoбное сМrщeниr
19
ЕaбJIIo.ЦagTсЯ .цJtя o,ЦItoгo из trикoв/.Е) в ЭToй oбЛaсти (40 -+ 55 к,{Nс/моль), хотя втopой
IIик сIvreщaеTся B пpoTиBoIIолoжIIyIo сTopoнy {25 _+ 15 кflж/мoль) (p,с. 4,ь)' fillя БCA _
КA1 пoлоlкеgис этих мtlксиil{yji{oв II9чTI.I нr и3МеE'1ется (1мc. 4'6), xoтя инTенсиBII9сTь
I{иЗкоэIIеpгrTическoго пикa (l0 к!дсlмоль) IIaдaет' a BьlсoкoэнеpгетичесKoгo IIикa
(70 фхс/мoль) и пикa пpи 25 кflхс/моль - рaстrТ.
Taблицa Bpемя (т) и свобoдrraя энepгиll aктиBaции (Ad) липoльнoй pелaксaЦии IIpE
тeЬ{поpaTyPе мaксиIvfylt,toB (n) и диэлектpltЧсокaя Ilостояriнaя (е)' соoтветотвyIoшaя
peлaксирyюrцIlrм стрyсrypail,r B зaМоpoх(rннЬтx вo,цЁlЬIx дисIIepсиях (&'rя oснoвньгх
пикoв)-
oбpaзeц l 7, 'К I т.с | e IAf'цl]t{/мoлЬ
д-зоо
-
|22,9 з42 |,3 11'6
A.300 1з6,з з00 22,6 12,9
14'7:7 480 I t ,6 14,6
En+
A.з00 21з,3 3l8 8J] 21'0
кA1 119,8 288 3,7 l l '1
l з 8 ' 1 3 l 3 l J , r
14,8
l't,3
A-300
кAl
кAl 150'4 428
кA1 |.72,4 468
БCA.кАl
БCA-кAl
БсA |82'2 518 118'9 l8'5
БCA - 204'6 596 228,4 2|p
ffi 1,1 14,7
БсA.A-300 184,1 63з 40'0 l9'0
БCA 150'5 95 4'з 12,9
БсA.A-з00 208'0 6t4 139.6 21,6
БсA-A-з00 2t6,8 l72 151'6 20,з
ъсA.Iaц1 161,0 581 1,0 16'э
5 f t
Э o Z
1 6
кlхt 20т,a 20$ ?'1 19'6
кT20 ||2,2 з02 з,6 10'4
КT20 1з4'з з,16 2'4 |2'9
кT20 165,1 469 1,8 l к {
кT20 21Ц 500 1'з 21'6
f f i l , o 10 ,3
z!\iэlrЕш /L _]
.iNcl!в'ц zz -C
zиllэд8lN /l
Zу'l1llаr\|zz
188'6 4з9 з,5 18,9
206,0 99 8,1 18,2
БсA-кA1 222,з 284 28А 2\8
БсA.кT20 t'7't 1,3 12,4
БсA.кT20 152'8 з24 14,1 |4',|
БсA-кт20 165,0 130 1,3 14,7
БсA-кТ20 2o,I,2 1з0 10l,5 2|'9
Пoслсднее l\{oх11lo объяснить II1IJIиIIи€м бoлее сильньпr бpенcтедoвских кислOTI{ьD(
цflITpоB I{a IIoBrpк{oсти I(A1 (ответственньг< зa сиJIьI{or взaимо,цействие с мoлfl(yл€lми
БCA и вoдoй) пo cpaBllенlilo с КТ20 trwl A-300. Тaким oбpазoп{, стpoе]lи:
й"oфu"o""o.o "oo"
БCA-вoдa paзJIиIII{o ,цJUI иссJIедoBaIlHьD( оксидoB' посколькy TC,{
фй.pu*nu' фис' 1 и 3), фyнкции paсIIPедrJIrrluя flЕ) фис. 4) и aктllвaциol{tlьIе
";;"Ь
(тaйицa) д*
",".й
БCA-оксид-вoдa сylцeeТBенно oТличal.тся шrя A.300,
кдt , КT20. Cледyет oтмrтиTЬ' чтo BrлI{EIиIta t дJl'1 сисTrм БСA-oксид-водa можeт бьrть
бoльrпе (тaбшlцa, e : 100...230), чем дrrя oбъемнoй вoдьI (r : 78). oшaко .цJIя сItсTем
oксид -- Boдa t < 23, тto сooтBrTстByrT pслaксaIIиoннЬItI шpoцrсс'lм с у1l€rст!rем кJIaстrpoB
Boды' a IIе больrшиx llpoтЯjiкrнIrъD( cц)yкT}?, Пoскgлькy I{aI{oчЕlсTItцы oксида
paзytlopядol*IBllloт cTpyкTypy дoмеHoB вoдьr [l2, i3]. Bpемя pеJlaксalЕrи стpyI:T
связaннot вoды (тaбшrua, т = 300..,500 о) знaшlтельно бo;ъrпе BpсмеIIи рлarссaции oH.
гpyгIII I{ли иEдI,IBI4ЦЕшьIIE,D{ мoлекyjl водьl [12, 18]. Эm paзJlиtп{е обyслoв}rено нe тoлько
pазмеpaми рrJlaксиpyloПIl{x стрyкTyp, tlo и сиJIЬIIьIIVrи эJlектpoстaтr]rЕIескиI\,lи II0JI,IМи
20
BoJIизll IloBrpxнoсти oксидoB' сI{JIьI{re тopмoзЯIцI{ми pеoриеЕтaциol{flьlr ПpоцессЬi B сЛoeсвяЗlшllloй вoДьl IIpи дflIoщplrзaции б6rъrциx стpyктyp, T.е. с б6льшIпu сРеДrим II}1слoмH.связей IIa молeкyJry водьl' Пpи налI{IIIIи всд
"-систем" й";';;*сaциI{ д3I\{еI',Iется
I{е сToЛЬ сyщroTBrlrЕo (не более чем Ea 50%), кaк вffIиtlиЕa t, кoТoраl1 Bo3paстaeТ ЕaПopядoк (тaбшrцa), пoскoJlьКy t(oJlитIеотво связaIIIlЬD{ ЗapядoB (пoляpньтх грyIIгI) B систеМе
сltJIьHo BoзpaстaеT зa счsг БсA. ДЛя Bpемelr}r peЛaксaцIrи B сисTrМax БCA-.оксид-водa в
сpaBнеI{ии с сIlсTeмaмII oксI{Д-вota BoзМoжЕы.Фr пpoшrвolloлo)кпЬIе тендеI{Iц{и: I - т дтlявo.lьD( стpyl(Тyp yмeIIьIIIaется BслrДсТвие Дoполнительной кJIaсTеp!{зaЦии Bo.Щ
макрoмoлекyЛaми; 2 - т paсTrT BслеДсТBие yчaсTи,I B pflIaксaции фpaгмеrroвмal(рoМonекyл и болеr спJIьIloгo сBязЬIBaЕli,l BoдьI с поJIярI{ьIми гpyпшами БCA'По.цобные тeII,цеIцЕIи вoзмo)кEьI I.r цpп Пrpехoде от.п.rстoй Bo.цьI к сyсIIеЕзI{'1n,l oI(сидoB' BкoтopьD( IIalIoЧacтr.IщьI I{змrЕяк)т стpoeние сcТки H-связей. Эти эффЬктьI, oб1.сло"лепн"rе .кaк БCA' Taк и oксI,tдЕll\4l{, ПpllBo.цят к тoь{y' чTo с poсTot{ TrмIIepaTyрьI l{'lкоищl.jl{oB Toкa
TC.{ вeли.пlнa т IIe Bсeгдa yBеJIl{ttIIBarTся (тaб.пицa). En+
Ф
tь
o
jщв.
o.14
1.-l(41
2....фБсА
}+-Кq1БоA
0.08
0.06
б
i
.)
j
цlЕ 1 0
0.
1- Кr20
2**БсA
3_ьКг2oБоA
з0 40 50 60 70
E' к!дttшorrь
zy{э/.l'в}l Zl -
zvrclLgu\l tz _
zy'lэДвyl
zиlc/]8yl
Prе" 4. Фyшсrпи paопpeдrпeншI энrpгиIr аIqиBaIц{и дипoльной pелaксarдкя дrя зaмФoясeнrъrx loloвolп{ьIx оyспеrвшi oкcидов (l), 0,|46 o/o мa€. paствopa БсA (2) и сyспeнзий oксид-БCA (3)
дtя A-300 (a)' ItAl (б), кT20 (в) пpи pН 4,8, pacсчIIтaIrEьIе;д*;*" ТCf метода-
B pе,yльTaтr взаI.п,roдействия БCA _ оксид кoJIи.Iествo связaипoй вод5ryменьffiaётся' ПoскoЛькy чaсTь вoдьI BьITefiIяеTся Йз IIpoмФкyгI(oB мeж.цyмaкрolvroлекyJlаl{и бслкa и IraIIoчaстIТцaми oксидa [l2, 13, 19]' имйIщли сoпoс-гЕlBимьIepanмeрЬI фис. 2). Пpoисxодrrт ДeгидpaTalц{Я мщромoJIекyЛ бeлкa и ; ;;;;"й' ;;
.ц€II{ньII\{ ЯМР-цpиoпоpoмеЦ)ии yдejIьIIaя IIoBrpхEocть мoлекyл бeлкц кoнтaктиpylощая сoсвязaнной водoй, L{ox(сТ )rJv{flIЬIIII{Tьоя B IIескoJIькo pаз t13j. Этo щивoдит I( сIIюкeEиrо
шraстифшдиpyroщem действI,I,I Bо.цы IIa trюjIaкcaltиоЕEьIe цpoцeсcБI с yvaстиeм БCA(темпеpaтypа pеЛaксaциoI{EьD( максимyмoB paстrт' a ток ТC,{ uaдagг) II K llзIrleЕrЕиям
сooTBrTсTByющI{х pелаксациoнньD( xaрalсtеpисTик (тaблицa). Поэтoмy pяд TC{ пикoв
NIя сисTgм БCA*оксид_вода, IIесмoЦ)я нa рост TrмIIеpaЦ/pы p",laксацЕI{'
хФtllsrpизyеTся )ДurньIIIепI!ем BrЛиЧиI{ r, т п Ьd, чТ1o мoжшo oбъяснить снIDк€I{иrn.l
2T
0.10
0.08
oбъеМa сBяЗаIIной BoдьI B сooтвrтствyющих prJlztкcиp}'ющиx ст^рyKтypax tlpи
o.цIiоBprмеIlЦoil4 yBеJII{чеI{ии иокDI(еIIий в стpyктyрr H.связей B этиx оTpyктyp.lх' т.е.
aсоoциирoвЕllfiIoсТь сBязаIlнoй вo,цьr снихtarтся [i3]. Halшr'ме l{еcкoлькиx пиков TC.{.Цля
сyспензиr1 oксидoB фис. 3) и, сooтBrтстBеIIIlo' IlикoB футtкций paспpедеЛer{ия эEepгиll
aктIltвaции ,циIIoJIьIIoй pелaксaцииflД"j фис. 4) oбyсловленo пpoцессal,Iи с yraстием oH-
гpyгIгI гIoBepxнoсTи !{ иIr'циBидyztJIьItЬD{ 1\,{олекyЛ Boды' llz}Ilpимеp' Taк I{.lзьIBaеЬ{Ьlx
BlrеcтpyкTyрЕьгx МoJIекyл IIри рacстояIIии дo ближайIIII.D( aтoМoB кислopoдa roo - 0,37 нм
[13] (пеpвьй мaксимyr'lfД.; пpи 8-12 к!тс/моль)' ]\{oлекyЛ Bо.цьi B мaJIЬгx шaстеpaх (2}-
30 к,{л/моль), в б6льrшиx Bo,щ{ьDi сTpyсypaх с б6.шrштдr средIfl{м чисЛoм H.связей вa
IvroJlrкyдy (зн5 к,{лсlмоль) и rraиболее OI{JIьIIо сB.'lз€tIIIlьD( I\,loJ.IrкyЛ вoдьl (60*70
к,{тсlмoiь), взaимoдействyrощиx' Ilaпpимep, с ЕlктиBHыми цеI{тpllми IIoBерхЕoсTи ил!I
ЗapяжеIrHьIмI,I стpyкт1pами' T.е. Il€lхо,цящихcя в oбласти п{aксиti4ЕulЬпЬD(
ЭJIещpосTaTиEleскIж IroJIей ||2, 1з1. Oднакo I{IIтеpBttJI изменеrrий Aff зиaчительнo
]\{еIiЬIIIr (тaблицa), чем BеJIиЧиII E (pvтc' 4). Столь знaтIитe.тIьIloе p;lзJIичI{e' коTоpoе
BoзpaсТaеТ с yвrJII1tчеIIиrм теt\{пrpaTypьI prдaкс.шIиo}lllьiD( l\{Еtкс!{м),l!{oB (и paзмеpов
pелaкс}rpylошцtx стpщтyp), обyоловлеrrо энщопийньпvrи эффектaми. B прцессax ТC.{
IIpoисxo,циT pa3yflоpя'цoчrlrиr стpyкTyp' }шopядoчеIlltЬD( при IIoJIяризaцIcи' т.е. цp}l
дrIIoЛяpиЗaIIии пpoI.Iсхo.щ,rT poсT эIrЦ)oпиI{. Поэтомy знaки эrrтальпийнoго у1
энтpoшийногo BкJIaдoB в Aff пpотиBoIIoЛо}кЕЬI. C poстом те}{тIеpaтypЬ] ТC.{ мaксш,tyмов
oбa вклaдa в AGf yBrJIи!II{ЕrIoTся (по модy.тшо), чтo и IIpиBoдит к цезIIaIIиTельIIьIм
с}ъl}{apFrьIM изh,lеIIflIиям BеJIиIIи}IЬI ^€. Пpи E!шIитlии БCA B .цисIrrpоItи B
pеJIaксaЦ}rонIrЬD( Ilpoцесс€lx пpиIIиI\4aIоT Tttк]кr yчaстиr IIOJIяpIIьте сBязI,I' гpyIIпьI'
фpaгментьI и мoJIскyЛьI БCA целикoм. Этo ПриBo,щ,rT и к рoсTy тoкa TC,{ (относительно
BодIIьD( сyспензий oксидов), и к смещеIIиЮ МaкоI{мyI!{ов TCI B oбдaстЬ б6льrштх
TrМIIrрaTyp, пoскoлькy рrЛaксaЦия бoлее upотяжеIII{ьD( сTрylстyp Пpи IIaJIичии связсй с
пoBерxIIoстЬIo oксидa тpебyет бoльrшeй эIrеpгии (т.е. бo;ьшrей темпеpaтypьI, кoТоptul этy
эIrеpгиIо oбеспе'цrвaет). oдшaкo IIpи эТ0М Boзрaст€lеT и I,rЗмеIIfiIие эIIтрoIIии' IIoэTo},ly
BеlIиltиI{ьI AGf окaзьвaroTcя мIIогo меIIьItrе (тaблицa), чrМ вrЛI,rrlиtlьl .Е' (pис. 4' HT
облaсть), pacсIIитьIB€l€мьIе без yчеTa изL{енеIIий энщoгпrи.
Изменение Irpиpo,щI tIoBrpx}IocTI{ oксидoB oбyсrroBJrиBaеT IlrprpaсIlprДsлеЕие
интенсивrroстей IIикoB Toкa TCff фис' 1 и 3) и фyнкций ЛЕ) (pис. 4) в pезyльтaте
измеrreний стpoеIIия aдсоpбциoнIrьD( кo},rплсксoB БCA и гибplцньпс €шprгaтoв пеpBиIII{ьD(
н€lIIoчaсTиц oксидoB фaзньп< p€lзмеpoв' pпc.2) с мащ)оl,Ioлекyлaми. Пpiа этoм изМfiUlIoTся
шapaмrтpЬI нe ТоJIькo дI{IIоJIьIroй pедaксaциI{ (тaбrгrгцa), нti и сквозной пpoвoдlмости
фис.3,г). Тaк, эt{еpгии aкTиBaциI.I скBoзIIoй пpoвoДIIi4oсти (B цpеДIIoJIo2кeнии
appе}It{yсoвскoгo xapalсеpa пpоцессa) вo,цьI и 1 o/o сyспензиш A.300 lТpимrpЕо paBIIьr
(E"n:99,9 уl98,.7 уД?к|мoль сooтBеTсTBеЕно)' но ,цJIя сyсIIеIlзии КT20 oнa y]иeньulasтся дo
72,9 к,{xс/моJIь B pЁtyЛЬтaтr более леrкого Дrпpoтollиpовшrия бpепсгr,цoBскlrх цrнтpоB
sio(I{)Тi ш0 сpaBIIеIIиIо с SioH.гpyлпами. l{rш систrмьI БCA-A-300*вoдa E"n = 62,1 (т.е'
IISдBиxсIосTь IIpoтoI{oB в а"щсорбциопном слое paстет) и д-ця БCA_КТ2O-вoдa
Ecn:74"7 к.{хс/моль (подрижвость щ)oToIIоB пaдaеT Iro оp.lB!{е}II{ю с сyспeIIзией КT20)'
T.е. этtl веJIитIEIIьI измеIUIIотся oTIlocитflIьIIo E"n FJlя сyспеязий oкcидoв без БCA
прoTиBoIIoЛoхсшш',r обpазoм. Пpи этом Г"' для БCA-A-300-вoдa сни'кaется' a для БСA-
КT2G-водa - IIeт. Это мoхсro oбъясIrить Tеn4' Чтo мaкpo}rоЛекyJlьI белкa эффeктивнo
Bзa}rМoдейсTByкIT с бprпстедoвскlll,tll цеIrТpaми КT20" сниxсaя Eo.ФшкIloсть IIрoToIloB
этиx ЦеI{1poB' Чтo .цt}ет poст энrpгItl{ aкT}Iвaции пpотoннoй пpоBoД{мoсти IIo срtlвЕеЕиIo с
сyспензпей КT20 без БсA. B сJI}пIar щpeмIlеземa БCA рсшiшвaет.пoляpизaЩ.шо SioН-
гpyflП нa IIoBepжIoсT!{ чЕlстиц l(pе]\{Еeзrмa и пoДBIlDкЕoсть }Г pacтет. B целом
собrподaется yслoBие _ эIlерги'l aкTиBaции скBо3Iroй пpoBoдиМoсти преBЬIIIIa€T эIIrpгиIо
.цишоrьнoй pgJlaксalщ (Д"n > Д.), xoтя BьIоoкoэЕrPгеTI,Iческие ''xBоgтьI''
Фr"uu't дд1
22
Eп+
zиiо/rЕy! lL.
z|лofLвv! zz ,
zl^lэ1l.Е
zl^lci.L€
{pulc' 4) пrpекpьI'aютcЯ с E"n, Iraцp}rмrp дJUI сисTеI\.{ьI БCA-A-300_вoдa' Этoт эффектЛегкo пoIl,Iть, поскoлЬкy yказalrlrЬIr ''хBOсTЬI''
OTIloсяТся u pЪ,*"uu"и пpoтлкrlrгrьD(сTрyкТyp, пo,ЦBижIrOсть кoTоpьIx пpoяBлЯrTся lIpи]\,IеpI{o пpи тrх х(r теМIlерaт}?tlx' чTо и
;:r"Тn"iffi;ж
прoвoДI.rМoсТь. Пoэтомy эIlеpгии aкЪ,вации этих дByx IIр0цессoB
Cледyeт }п{иTЬIBaТь И paЗJIk1Ч.IЯ в yдельнoй пoBrpхнoсT[I иЗyчоЕIIьгх oкси.цoB,IIоскoлькy S,o соответсTByIот изIt{еtlен!ilo ptlспpе.цeлеIlия IIеpвиrшrьIx чaсTиц По pшМrрy(pиc' 2) и' следoBaтеЛЬнo, и3меIIrниrо oбъемa связaнной uoдй в систеМе IIpи oдIrlraкoBoМBесo.ol\{ сo.цeржa.rии оксиДoB (1мaс,Yф
" чT:oЧ величицой S* Taк, y";;;;;;;;рядy 4.300 > KA1 > КT20 (пpимеpнo вa |00 м2/r й;й;# Пoследyloщегo oксидa)oбyслoвливaеT сyIцесTBеIIнor снI,Iжrниr ToкoB TC! в эToм. )ке pяly кaк ДjIя Bo.цIrьD(диспеpсий oкси.цoв (pио. 3), Taк и сисТе]r{ БСA--оксид_вй Ф"". 1), сoдеpxсaщих),']\{ffIьIll€uoщrrсЯ кOlIичество БCA (сoответствyrоЩее лэIrгмIopoBскol\{y монослoйнoмyпoкрьrшпo) B эToМ хrc pяДy. Это пpиводиT к oTIIoсиTельIIoI\4y po"ry.,*p"o.о пикa.{$ пpиl0 кflxс/мoль B этoМ Т(r pЯдy (pиc. 4), ПoскоJIькy oбъем Ъевозмyщеннoй или слaбоBoзщДцеI{Iroй вo.цьr paсTет в .щlспrpсиI'r бoлеe щ.yпuu.* *u"й Cмeшarrньrе oксиliьIоблaдaroт болeе сильlтьшrди бpенстеloBскиl{и и льIоисoBскlIМи кисJI.TIIьII\{и цeIITp.lМиuOBеpxIloсTIl, кoToрЬIе вз.aимoдeйствyloT с вoдой и БCA сильнеl' Чем сиЛaнoЛьньIrг,yIIIIЬI кpеМнеземa [5. 1з].
|rgэтоlля 'Iеpе:r9чмРIpjвка ТC.{ сIIeкTpoв Toлькo с }4IеToмBелиtlиlIьI S,o не дaет т0ков' б6дьпrrдl д"i кдi ' kT20, '"inЪй д-зo0, пoсколькy бoлеесилЬIIыr aдсоpбциoннЬIr Bз€}иМoдeйствия (вoдьl и БСA с КA1 и КТ20J в большей стrпrнитopмoзят IIеpropиеIITaцию II.JUIPI{ЬD( стрyкTyр кaк пpи Iloляpизaции, T€lК И.цепoJulpизaцvrll. Bлияlлlе .TМеЧеI'IIЬD( cТрyl.ypliЬгХ эффеrгoв Еa Toки ТС'{ нооитпелинейньrй xаpaкTеp (пo S,o, Z и конценщчии). Эго Ъбy",o,,,"oo о.цIloBpеМенIlьIl{действием l{ескoЛькиx фaктоpoв, тaкIТХ кaк oбъем
"
'oo.*Ы,ooев связaЕЕой водьr,xapaкTер i\{е)KчaстиlIIlЬD( пpoмежyткoB B агрегaтaх oксида' з.III9JIIIеIrIIьD( вoдой иl{€tкрoМoJlrкyЛaми, хapaкTеp вьIТrонeIIия Bо/цы иЗ зaзopoB tlеж.Цy ЕaнoчaсTицaМи oкси,IIa }lМttкpoмoлекyJla]\,{и, изI,rенrIIие конфopмaции И Дrги"црaTaция MаJсpo]\{oлeкyJI пpI{aдсopбции, IloлЯpнoстЬ МоJIекУJI Bo.цьI B сtsя.€lllllьD( сЛoя,(, заpяд, пoJIяpI{зyеI\{oстЬ I{IIoBижIroсTь гI.r.цpaTиpoBltнньut фpaгментоB Мaкpoшroлекyл вia.,
BьrвoДьr
Cистемьr наrrooксиД_БСA_водa хapaкTеpиЗyIoTсЯ бoлеe сложнЬIt{и прoцrсс€lМ}I.ЩпoJБIrой pеJlaксaцlrи пo сpаB}IеIIиI. с BoдllьIми .ЩcпеpсI{ями этиx x(е оксI.tдoB'пoскoЛЬкy B pеЛaксaциoIII{ьD( IlРoЦeссaх IIpиIrиМ.tIот )пIaстиe и мoлекyпы белкa(позиprrьrе сBязи, {pyпIlьr, фрaгментьl . u",-. М€lкpoМoЛекyЛьr), xаpa.ктер сBязи кoTopьIx сIIоBеpxI{oсTЬю зaBисиT oт стрoеIrI,{lI этoй пoвеpшroсTи, T.r. o" p*й'"n, для цpеМIlеземa I.taL{rшIz}Е}Iь]x l{aнooксидoB. Это обyолoBJIиBaеT и ос}IoBIloе oТJIиtIие TC.{ спeктpоB сисTеn,!БСA_водa и БCA-наноoксид-Boдa oT сисTrм l{alrooксиД_Bo.цa, кoTopоe сoсТoиT Bобpaтнoм сooтнoIIIеItии BеЛI{EIиII Tокoв B tBьIсокoTеМпеpaтуpнoil.(.T>160''.|7o"'"a,H}T"Y}ff;ТЁi:#;#}.#"1"}],;
oксиДoB хapaктrpllЬI б6льцrие т-оки TС'{ в пеpвoй oбйти, u i,i' .,",*' БСA-водa иБСA-оксид-вoдa - Bo втopой. изменения хaдJUI систем с }пI,lсTиrм Бй ""_ 6;;;;;; ;xH:#'i'ЖJoJjff""""fi fffiffi1xжцrЛo}f к poсTy BpеI\{еIl' эЕepг'Iи и свoбoднoй энrpгии €tкTиBaции .ципorьнoй peJlaксaциIr иpoстy ДI,Iэлектpиuеской постояrдropi сooTBетlсисTеМ€lхБСA-oксид_вo.цaI{и)кe''"*"",,;:-#ffi
""ffi;"oix"Т";;у.L11";коIIцеIIТpaIIии), в pезyльтaте сltЛЬIlьD( адсoрбщroннъrx BЗ.lимo.цeйствий мaкрoмOлeкyд caкT}lвIlьII\{и цеIITp€lМи пoBеpxнoспl. кoтopьIе пpflUIТотByют opиrllTацlloЕньlм llрoцeсс:lмIIpи lloщpизalnlИ, И propиrнTaциol{I{ЬIl.t .цBIIDкениям IIpи дrlloЛЯpизaции. Пorry^rенньrе
3Гl*
zи.lэlrв}i| /L _
.|IlcJLgу\|.z - |
zшэ/1вtl l
zу{эlLat| z
Z3
DеЗyльTaTЬI cBидrTельсTByIoт <rб изMе}IеIIиII сTpoеIrия Bо,цЬI' сBязaIfiIoй нarrоoксидaми и
БCA, пpи.rем болеr сyЩестBсIIIIЬIе из]t{снrния нaблюдarотся .цJlя сисTеI\4 БCA - слоrкньй
нaнooкси.ц (КA или КT) - волa. Пoэтoмy I\,1o)кBo IIpr,цIIoлoxс{ть' чтo кpиol]рoТrкToplrьIе
свoйствa сисТrм IIa oсIIoBе сЛo?кl{ьD( Еaнooкcи,цoB, белкoв Ir Дрyгиx сое,цинений
(нaпpимеp, саxapов) мoгyт бьrть BЬII]Iе' Чl]\{ систе1\{ fla oсIloBе нaнoкpеМЕезelra. B этoм
сJryЧaе целесoобpазIlo иcпoJIЬЗoBaTЬ сЛoItIIые I{aнooкcидЬI с мaксиМальной y.ЦrЛьЕoЙ
пoBеpхIroсTЬIo Д.тIя УcИЛeъIИЯ нaрyшrений B сTpyкТypе сеток Н-овязей мoлекyл BoДьI I,I
сIIи]кеI{ия BеpoяTI{oсти обpaзoвaния IIpoTя2ttенIrЬIх кpисTаJIЛиToB JIь,цa IIpи TеI\,lIIеpaTyрaх
кp}loт(oнсrpBиpoBaниЯ.
Благoдapпoсть
Aвтopьr блaгодapньr I{TЦУ (гpaлтьr Ns 3832 и 448|) зa финaнсoвyro тIoД.цеpnкy
иссле"Цовaний.
Литеpaтypa
1' Ме.цицинок'lя химI{,l и кJIиIIическoe Пpl{мrнrl{pre .циoкси.цa кprМIrия. / I]oд pед.
A.A' Чyйrко. * Киев: Hayк. дyмк4 2a0З' _ 4|6 c,
2. Surfaсr сhеrnistry in biоrnеdiсal and еnvironmеntal sсiеnсе l F'd. J.P. BIltZ,
V.М. Gun'kо. - Dоrdтесtrt: Spгingrr' 2006. _ v. 228, _ 4З4 p.
3. Prоtеins at intеrfaсеs II: fundamеntа]s аnd appliсations / Еd. T.A. Нorbеtt, J.L. Brash. AСS
Sympоsium Sеriеs б02. _ Washingtоn, DC: Amеr. Chem. Sос., 1995.
4. Chaplin М., Watеr struсturе and bеhaviour, http:/iwww.lsbu.aс.uk/watеr/.
5. Interaсtiоn of prоtеins and substitutеd arоmatiс drugs with highly dispеrsе oxidеs in
aqurous suspеnsion / V.М' Gun'kо, N.N. Vlasova' L.P. Gо1оvk0vа' N"G. Sпrlсalina еt aI' ll
Collоids and Surfaоеs A: Physiсосhеm. and Еng. Aspесts. _ 2000. _у. 167 -P.229_243.
6' Unusual prоpеrtiеs of watеr at hydroрhiliс/hydrоphоbiс intегfасеs / v.М. Gun'kо'
V.V. Tшоv, V.М. Bоgaфrеv, V.I. Zarka et al. /l Аdу' Colloid Intеrfaсc Sсi. _ 2005. _
v . l1B -P .125-172.
7' I{ubaiеk Z. Protесtants rrsеd in thе сryоprеsеrvatiоn оf miсrооrganisms /l Cryobiolоgy. -
2a0з'_ v. 46. -P. 2a5129.
8. Aquооus suspеnsion оf fumеd оxidеs: partiсlе sizе distribution and zсta poteniial !
V.М' Gun,ko, V.I' Zarko, R. Lеbоda, Е. Сlribowski // Adv. Соllоid lntrrfасе Sсi. - 2001. _
v . 91 . - P . l -112.
9. Surfaсе strцсturе and pгopеrtiеs of mixеd frrmеd оxidеs i V.М. Gun'kо, J.Р. Blitz, K. Gudе,
V.I. Zаrkо et a|, / | J. Соllоid lntеrfaсе Sсi. - 2007. _ v" з 14, N l. _ Р. l i 9_130.
10. Мorphologiсal and $ruсtural fеaturеs оf individuаl аnd соmpоsitе nanooхidеs with
aluminа, siliсц and tiиnia in powdеrs and aqшеous suspеnsions / v.М. Gun'kо, V.I. Zaтkо.
V.V' Turov, o.I. orаnska eta]^.llPоwdеrТесhnоl. -2a09. *v. i95. _у.245_258,
1 1. Aйлеp P. Химия кpемнезrмa: pacтBopиl{oсTь' IIojIиI\,lеpизащI4я, коJIJIои.цнЬIе I,!
IIоBеpхIIOсTIIьIе свoйcтBa. * М.: Mиp, 1982. -T. |,2. * 1|27 c.
12. TsDс spесtrosсopy of rеlaхational аnd intеrfaсial phеnоmеna i v.Iи. Gun'ko, V.I. Zarkо.
Е.V. Gonсharuk, L.S. Andriykо et a|. l| Adv. Cоlloid lntеrfaсе Sсi. * 2007' _ v. l31, N l-
2 .*P . l - 89 .
13. Г1тrькo B.М., TJpoв B.B., Гоp6ик П.П. Boдa rra межфaзной гptшrице. - Киев: Hаyк.
,Цy]!{кa' 20a9. - 694 c.
14. Гyнькo B.M., Зapко B.И. Bысокоддспepсrrьй кpемЦrзrM в жиДсoй cpeдe ll Химия,
физикa и TrxIIoЛoгI{Я IloвrpxнoстI{ ' -2006. - BьIп. 1 1. - C. 7,{.-88.
15.Зaкoнoмеpнoсти ПoBе.цrIIия нaноМaтepи€lJloB в paзньD( сprдax, oбyслoвленньrе
стрoениrм IIoBеpxIloсти и моpфoлoгией чaстиц / B.М. Г1ттькo, B.И. 3apко, B.B. Typов,
Е.B. Гоннapyк и Дp. // Физико.хЕмI,Iя нaIIoмaтеpI{aJIoB и сyпp.lN{оЛeкyJU{pItЬD(
24
Eп+
zu\lэ/rg}Y /! _
.уrcЬe|r\ zz -
аиlcilЕy\. l
zиllcД8ш z
сTpyктyp/Пoдpед. A.П, Шпaкa' П.П. Гopбикa. _Киев; Hayк. дyпlка' 20a7._Т. 1. -- c.1s7126.
l 6. Rеgularities in thе bеhaviour of water соnfinеd in adsоrbеnts and bioobjесts studiеd by lHNМR spесtоsсopy and TSDС mеthods at.lоw t"-pе.aшro rn.й. Gun,kо, V.V. Тurоv,V.I. Zarko, Е.V. Gonсharuk еt al' // Cоlloids sй ;;Ply,ьo.ь"*. Еng. Aspесts. _20a9. -\r. 336. _ P. 147_158.
17. Teмпеpaтypнo-пpolpaМoвaнa дeсopбцiйнa мас-спектpометрiя би.raчoгo сиpoвaTкo,oгoaльбрлiнy в кoIIдеIIсoBaномy стйi i aдсopбoвaнo.o *u Ё""йi BI,rсoкo.цисIIеpсIlиxоксидiв l I{.Ю. К.rп,rменкo, }I.П. Галaгarr, Б.Г. йi.""uuoщ, B.I. Зapкo,B.o. Покpoвcъlgй // Хrпuия, физикa и TrхноJIoгI.Il. пoBерxl{oсти. _ 2008. * Bьrп. 14. *С'45н66'
18. Тisсhсnko V.A., Gun'kо V.М. Watеr еiесtrеt rеlaхation at dispersеd siliсa surfaсе //.Colloids surf. A. - 1995._ v. 101, N 2/з. - P' 287194.
i
19. Intегaсtion оf fibrinogеn with nanosilica / А-А. Rugаl, V.М. Gun,ko, V.N. Barvinсhеnkо,V.V. Turov // Cеntral Еurоp. J. Chеm. - 2007 ._ v. i ц 1 . .. p.-32ja.
LOW.TЕMPЕRATURЕ DIРOLAR RЕLAXATION
IN BovINЕ sЕRUМ ALBUMIN.NANOOXшE.WA TЕR sYs TEIvIs
У.М. Gun'ko, V.r. Zarko,E.V. Gonсharu\ N.Y. Klymenkon N.Р. Galаgan
Chuiko Institutе of Srrrfaсе Сhemistry, 17 Gеnеral Naumоv Strееt, 03164 Kiev, Ukrainе
Сompаrаtivе invеstigаtions of low4еmpеrqtцrе procеssеs of dipolаr rеlахаtion infrozеn аquеous dispersions of nаnioхidеs alоne qnd и,ith the prеsеnсе o! bovinе sеrumq|bumiп (BSА) wеrе cаrriеd out using thеrmаl|у stilnulаtеd dеpolаrizаtion curfent mеthod. Farthe lаtеr sуStеms, cln inсreаsе in сoйibution if rеlахаtionаl ptocеssеs is observеd аt T > tr60-
!70 {::ir:" for аqueous suspеnsioпs af nапooхidеs, g,"oi", тiБ_Z*,"nь are obsewеd аtI'< 16a-!70 К. This
щ,eп:е is .duе to lhе pаrticipаtГon o7 tь. вsн ioleсules фot* bonds,groups, frаgmеnts, whоle malеcutеs) in thе Ьl*otьo p,oiu,s",' whosе feаturеs depend аIsooп thе nаture of nаnooхidе аnd а chаrаcter of BSА iпteiасttoiiw|itn ii,",u,n"u.
IIPOцЕсI,I IIиЗЬкOTЕIVIIIшPATУPIIOI дшо.пьноiPЕлAI{CAIdII B сиCTENIAX вичдчий-cйFойткoBI,IЙ
AЛЬБУ]lшII_tIAIlooксиД_BoДA
B.1ш. ГyшькоoB.И. Зapкo, Е.B. Гoнчapyкo II'К)' It.rrименкo,II.П. Гaлaгaп
Iнcпumуm хintii noвePхнi iJI4. О.О' Чуйка Hацioна'lь'oi акаdеllii нcук Укpаiнu
вул. Генepа.ла Haумoва t7, Кцiв-I64, Укpоlнa
Memodolуr fnеpл4oсmuму,]tьoванoi denoляpuзацit npoвedенi napiвняльнi docлiduсeнняnpoцeciв |luЗькomе7''r,epаmуp\oi dunoльнot peлаксацii i 'n*opoiй:;";;;:;;;;;;:;'
нанooкcudiв' iнduвФальнttх i в npucуm,oйi fuuoonozo cupoвсImкoвoeo альбумiну 6СА),,фtя ocmаннiх cucmелl хс|pакmеpнo збiльшeння вклаdii pелаксафйнuх npoцесiв npuT> Iбa.,'I70 К, в moй чoc
"i
dля вodнuх Йrcnеpciй iкcudiв Ьiлъшr cmpумu TС!cnocmеpizаюmъcя npu T < 160..'170 К. ф вidмiннicй зул,toвлеii-уo-o"'o ц4o]|еI(уrt БСА -noJlяpttuх зв,язкiв, epуn, фpаe*tенmiв i цin* 'o,,po,orrcKуlt * в pеЛсlкcoцiйнtлс npoцеcах,ocoблuвocmi якItх Зсшеaсаmь вid npupodu нанoaксudу *o iopo*.ipу взасмooiй БСА з йozof|oвеpх||ею'
Eп+
zyiэ/r8H l ! .
zv|эJLву\|а -
zy!э/r8n
zшэ/r811
25
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-361 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:24Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/5c/bbff60acf7f79c1d2e9013846e62285c.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3612018-11-27T09:39:36Z Low-temperature dipolar relaxation in bovine serum albumin - nanooxide - water systems Процессы низкотемпературной дипольной релаксации в системах бычий сывороточный альбумин-нанооксид-вода Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода Gun'ko, V. M. Zarko, V I. Goncharuk, E. V. Klymenko, N. Y. Galagan, N. P. Comparative investigations of low-temperature processes of dipolar relaxation in frozen aqueous dispersions of nanooxides alone and with the presence of bovine serum albumin (BSA) were carried out using thermally stimulated depolarization current method. For the later systems, an increase in contribution of relaxational processes is observed at T&gt; 160-170 K, since for aqueous suspensions of nanooxides, greater TSD currents are observed at T &lt; 160-170 K This difference is due to the participation of the BSA molecules (polar bonds, groups, fragments, whole molecules) in the relaxation processes, whose features depend also on the nature of nanooxide and a character of BSA Методом термостимулированной деполяризации проведены сравнительные * исследования процессов низкотемпературной дипольной релаксации в замороженных водных дисперсиях нанооксидов, индивидуальных и в присутствии бычьего сывороточного альбумина (БСА). Для последних систем характерно увеличение вкладов релаксационных процессов при Т &gt; 160-170 К, в то время как для водных дисперсий оксидов большие токи ТСД наблюдаются при Т &lt; 160-170 К Это отличие обусловлено участием молекул БСА - полярных связей, групп, фрагментов и целых макромолекул * в релаксационных процессах, особенности которых зависят от природы нанооксида и характера взаимодействий БСА с его поверхностью. Методом термостимульованої деполяризації проведені порівняльні дослідження процесів низькотемпературної дипольної релаксації в заморожених водних дисперсіях нанооксидів, індивідуальних і в присутності бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Для останніх систем характерно збільшення вкладів релаксаційних процесів при Т&gt; 160...170 К, в той чад як для водних дисперсій оксидів більші струми ТСД спостерігаються при Т &lt; 160... 170 К. Ця відмінність зумовлена участю молекул БСА — полярних зв’язків, груп, фрагментів і цілих макромолекул - в релаксаційних процесах, особливості яких залежать від природи нанооксиду та характеру взаємодій БСА з його поверхнею. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/361 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 14-25 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 14-25 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 14-25 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/361/358 Авторське право (c) 2009 V.M. Gun'ko, V.I. Zarko, E.V Goncharuk, N.Y. Klymenko,N.P. Galagan |
| spellingShingle | Gun'ko, V. M. Zarko, V I. Goncharuk, E. V. Klymenko, N. Y. Galagan, N. P. Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| title | Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| title_alt | Low-temperature dipolar relaxation in bovine serum albumin - nanooxide - water systems Процессы низкотемпературной дипольной релаксации в системах бычий сывороточный альбумин-нанооксид-вода |
| title_full | Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| title_fullStr | Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| title_full_unstemmed | Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| title_short | Процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| title_sort | процеси низькотемпературної дипольної релаксації в системах бичачий сироватковий альбумін - нанооксид - вода |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/361 |
| work_keys_str_mv | AT gunkovm lowtemperaturedipolarrelaxationinbovineserumalbuminnanooxidewatersystems AT zarkovi lowtemperaturedipolarrelaxationinbovineserumalbuminnanooxidewatersystems AT goncharukev lowtemperaturedipolarrelaxationinbovineserumalbuminnanooxidewatersystems AT klymenkony lowtemperaturedipolarrelaxationinbovineserumalbuminnanooxidewatersystems AT galagannp lowtemperaturedipolarrelaxationinbovineserumalbuminnanooxidewatersystems AT gunkovm processynizkotemperaturnojdipolʹnojrelaksaciivsistemahbyčijsyvorotočnyjalʹbuminnanooksidvoda AT zarkovi processynizkotemperaturnojdipolʹnojrelaksaciivsistemahbyčijsyvorotočnyjalʹbuminnanooksidvoda AT goncharukev processynizkotemperaturnojdipolʹnojrelaksaciivsistemahbyčijsyvorotočnyjalʹbuminnanooksidvoda AT klymenkony processynizkotemperaturnojdipolʹnojrelaksaciivsistemahbyčijsyvorotočnyjalʹbuminnanooksidvoda AT galagannp processynizkotemperaturnojdipolʹnojrelaksaciivsistemahbyčijsyvorotočnyjalʹbuminnanooksidvoda AT gunkovm procesinizʹkotemperaturnoídipolʹnoírelaksacíívsistemahbičačijsirovatkovijalʹbumínnanooksidvoda AT zarkovi procesinizʹkotemperaturnoídipolʹnoírelaksacíívsistemahbičačijsirovatkovijalʹbumínnanooksidvoda AT goncharukev procesinizʹkotemperaturnoídipolʹnoírelaksacíívsistemahbičačijsirovatkovijalʹbumínnanooksidvoda AT klymenkony procesinizʹkotemperaturnoídipolʹnoírelaksacíívsistemahbičačijsirovatkovijalʹbumínnanooksidvoda AT galagannp procesinizʹkotemperaturnoídipolʹnoírelaksacíívsistemahbičačijsirovatkovijalʹbumínnanooksidvoda |