Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну
Composites based on ultrafine silica, oligosaccharides (sucrose, raffinose) and aminosugar (N-acetyl-D-glucosamine) were created by the method of noncovalent adsorption from solutions. It was found out that adsorption of aminosugar molecules on the surface of ultrafine silica preliminary modified by...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2014
|
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/557 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291703584686080 |
|---|---|
| author | Klymenko, N. Y. Novikova, E. A. Galagan, N. P. Turov, V. V. |
| author_facet | Klymenko, N. Y. Novikova, E. A. Galagan, N. P. Turov, V. V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "N. Y. Klymenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "E. A. Novikova",
"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": "V. V. Turov",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Klymenko, N. Y. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:37:09Z |
| description | Composites based on ultrafine silica, oligosaccharides (sucrose, raffinose) and aminosugar (N-acetyl-D-glucosamine) were created by the method of noncovalent adsorption from solutions. It was found out that adsorption of aminosugar molecules on the surface of ultrafine silica preliminary modified by oligosaccharides decreased by several times. Synthesized samples were investigated by means of IR-spectroscopy. It was shown that interaction of N-acetyl-D-glucosamine with surface of ultrafine silica-oligosaccharide resulted in formation of hydrogen bonds between СО- and NН- groups of aminosugar and silanol groups of silica. It was found out by the method of lasser-doppler spectroscopy that biological activity of composite UFS-Sucr-GlcNAc was much lower than that of UFS-Raf-GlcNAc. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:04Z |
| format | Article |
| fulltext |
Поверхность. 2014. Вып. 6(21). С. 305–312 305
УДК 547.454+546.284-31+544.723+543.4
БИОАКТИВНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ
ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО КРЕМНЕЗЕМА,
ОЛИГОСАХАРИДОВ И N-АЦЕТИЛ-D-ГЛЮКОЗАМИНА
Н.Ю. Клименко, Е.А. Новикова, Н.П. Галаган, В.В. Туров
Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова, 17, Киев, 03164, Украина, E-mail: nklymenko@ukr.net
Методом нековалентной адсорбции из растворов созданы композиты на основе
высокодисперсного кремнезема, олигосахаридов (сахароза, раффиноза) и аминосахара (N-
ацетил-D-глюкозамин). Установлено, что адсорбция молекул аминосахара на поверхности
кремнезема, предварительно модифицированного олігосахаридами, уменьшается в несколько
раз. Полученные образцы исследованы методом ИК-спектроскопии. Показано, что в процессе
взаимодействия N-ацетил-D-глюкозамина с поверхностью кремнезем–олигосахарид
образуются водородные связи между СО- и NН-группами аминосахара и силанольными
группами кремнезема. Методом лазерно-допплеровской спектроскопии установлено, что
биологическая активность композита ВДК–Sucr–GlcNAc значительно ниже, чем для ВДК–
Raf–GlcNAc.
Введение
Высокая удельная поверхность, химическая чистота, нетоксичность и
биологическая совместимость высокодисперсного кремнезема (ВДК) [1] позволяют
создавать на его основе препараты с программируемым высвобождением
иммобилизованных на его поверхности синтетических или природных соединений.
Такие композитные системы могут быть эффективно использованы в медицине и
биотехнологии [2, 3]. Ранее было установлено [4], что добавки ВДК к криосредам в
технологии длительного сохранения генофонда сельскохозяйственных животных
способствует повышению выживания клеток после их деконсервации. Адсорбционное
модифицирование поверхности кремнезема некоторыми углеводами позволило
получить на его основе нанокомпозиты, которые проявляли большую стимулирующую
активность по отношению к движущимся клеткам, чем исходный ВДК [5, 6]. При
создании нанокомпозитов выбор таких биомолекул, как углеводы определялся
многообразием их функций. Известно [7, 8], что они являются энергоемкими
веществами, природными криопротекторами, а также структурами распознавания в
биополимерах и рецепторах клеточной поверхности.
Важную биологическую роль и специфические функции в организме играют
аминосахара и их производные. В форме гиалуроновой кислоты они являются
составной частью слизистых веществ, стекловидного тела глазного яблока,
синовиальной жидкости суставов, кровеносных сосудов, регулируют свертывание
крови и образование красных кровяных телец [8, 9]. Аминосахара служат также
терминальными углеводами рецепторов клеток, что делает их привлекательными с
точки зрения использования в нанокомпозитах на основе ВДК, предназначенных для
контакта с клеточной поверхностью. Ранее было установлено [10], что аминосахара N-
ацетил-D-глюкозамин (GlcNAc) и D-галактозамин (D-GalN) способны хорошо
адсорбироваться на его поверхности, в то время как предварительная адсорбция на
частицах кремнезема белка – бычьего сывороточного альбумина (БСА) снижает
биологическую активность композита по отношению к репродуктивным клеткам быка.
306
Однако влияние иммобилизованных на поверхности ВДК олигосахаридов на свойства
композитов, содержащих аминосахара, практически не изучено.
Поэтому целью данного исследования было создание композитов ВДК–
олигосахарид с адсорбированным на его поверхности аминосахаром и определение
влияния модифицирования поверхности кремнезема олигосахаридами на
биологическую активность полученных композитов в системах с репродуктивными
клетками.
Экспериментальная часть
В работе использовали высокодисперсный кремнезем марки А-300 (ВДК,
производство Калушского опытного завода Института химии поверхности им. А.А.
Чуйко НАН Украины, Sуд=285 м2/г); дисахарид сахароза (Sucr, ,,Merck”, Германия);
трисахарид раффиноза (Raf, ,,Merck”, Германия); аминосахар N-ацетил-D-глюкозамин
(GlcNAc, ,,Sigma”, США). Структурные формулы указанных углеводов приведены на
рис. 1. ВДК предварительно прокаливали при температуре 400 ºС в течение 2 ч.
Адсорбцию Sucr и Raf на поверхности ВДК проводили в статических условиях при
температуре 20–23 ºС [11]. К навеске 50 мг добавляли раствор углевода объемом 5 мл.
Исходная концентрация водного раствора сахарозы составляла 1,56–50 мкг/мл,
раффинозы – 1,56–70 мкг/мл. Пробы перемешивали в течение 1 ч. Экспериментально
установлено, что этого времени достаточно для достижения адсорбционного
равновесия. Твердую фазу отделяли центрифугированием (4000 об/мин, 10 мин) и
определяли концентрацию ди- и трисахаридов (Sucr и Raf) молибденовым методом
согласно [12]. Оптическую плотность сахаридов определяли при 670 нм,
фотоэлектроколориметр КФК-2. Осадок высушивали 4 сут в термостате ТС-80М-2 при
37 ºС.
Рис. 1. Структурные формулы сахарозы (а), N-ацетил-D-глюкозамина (б), раффинозы
(в).
Для изучения десорбции олигосахаридов с поверхности к навескам
углеводсодержащего кремнезема (50 мг) добавляли по 5 мл дистиллированной воды.
Через определенные промежутки времени отбирали пробы по 2 мл. Центрифугировали
и высушивали, как описано выше. Полученные образцы тщательно перетирали в ступке
и использовали для адсорбции N-ацетил-D-глюкозамина. Исходная концентрация
водного раствора аминосахара – 0,2–1,6 мг/мл. Его концентрацию в растворе после
центрифугирования определяли с помощью модифицированного метода Эльсона–
Моргана [13] с использованием спектрофотометра Lambda-35 (Perkin-Elmer, США) при
307
450–650 нм. Полученные углеводсодержащие композиты (ВДК–олигосахарид, ВДК–
олигосахарид-GlcNAc) использовали в дальнейших исследованиях.
ИК-спектры исходных и модифицированных кремнеземов записывали на
спектрометре Thermo Nicolet Nexus FTIR, используя приставку дифузного отражения
„SMART Collector” в интервале 4000–400 см-1. Образцы смешивали с предварительно
подсушенным KBr (Riedel-de Haen, Франция, ч.д.а.) в соотношении 1:19 для чистых
углеводов и 1:4 для модифицированных углеводами образцов ВДК, чтобы уменьшить
рассеивание ИК-излучения [14]. Для обработки спектров использовали программное
обеспечение фирмы „Omnic”.
Микрофотографии получены с использованием фазово-контрастного
микроскопа (×900).
Биологическую активность полученных композитов определяли методом
лазерно-допплеровской спектроскопии на программно-аппаратном комплексе
,,Spectrolas Instruments. Model LDS MQE” (Украина) [15] и оценивали
жизнеспособность клеточной популяции по параметрам движения подвижных клеток
(энергия (Е, усл.ед.), количество (β, %)) в зависимости от концентрации композитов в
среде с клетками.
Результаты и их обсуждение
Исследована адсорбция N-ацетил-D-глюкозамина на исходном и адсорбционно
модифицированных олигосахаридами (сахароза и раффиноза) кремнеземах. Были
рассчитаны параметры этого процесса и построены их изотермы (рис. 2). Согласно
классификации Джайлса [16] они относятся к S-типу, что свидетельствует о более
эффективном взаимодействии между молекулами адсорбата в растворе, чем между
ними и поверхностью адсорбента.
Нанокремнезем относится к сильно гидратированным материалам. Ввиду
формирования на его поверхности (в межчастичных зазорах) полимолекулярного слоя
адсорбированной воды, коадсорбция растворенных в воде молекул (олигосахаридов
или аминосахара) происходит только в том случае, когда понижение свободной
энергии, обусловленное адсорбцией органических молекул, превышает ее рост,
связанный с удалением одной или нескольких молекул воды. При этом доступная для
адсорбции углеводов поверхность может составлять лишь небольшую часть от общей
удельной поверхности нанокремнезема. В этом случае велика вероятность
формирования на поверхности линейных или объемных углеводных кластеров [16].
Вид изотерм адсорбции олигосахаридов (рис. 2а,б) отвечает полимолекулярной
адсорбции, описываемой уравнением БЭТ. Однако величина адсорбции в точке
перегиба существенно меньше той, которую следовало ожидать при
мономолекулярном покрытии углеводами всей поверхности. Тогда перегибы на
изотермах следует относить к формированию на определенных участках поверхности
двухмерных кластеров молекул углеводов (рис. 2, таблица), а дальнейший рост
адсорбции – объемных кластеров, толщиной в несколько молекулярных слоев.
Из полученных данных видно, что исходный кремнезем обладает большей
адсорбционной способностью по отношению к аминосахару по сравнению с его
модифицированными формами. Так, адсорбция аминосахара на поверхности
немодифицированного кремнезема составляет 0,13 мг/м2, что значительно превышает
величину максимальной адсорбции (Гmax) в присутствии олигосахаридов. Адсорбционное
модифицирование поверхности кремнезема ди- или трисахаридом уменьшает количество
адсорбированного аминосахара соответственно в 2,2 и 4,8 раз. Вероятно, это обусловлено
наличием на поверхности нанокремнезема ограниченного количества центров связывания
углеводов (как олигосахаридов, так и аминосахара). Тогда в композитах ВДК–Sucr(Raf)
308
значительная часть активных центров поверхности ВДК уже участвует в образовании
водородной связи с молекулами олигосахаридов, что уменьшает возможность адсорбции
N-ацетил-D-глюкозамина.
Рис. 2. Изотермы адсорбции олигосахаридов (а,б) и N-ацетил-D-глюкозамина (в,г) на
исследуемых образцах: а – ВДК–Sucr, б – ВДК–Raf, в – ВДК–GlcNAc; г –
ВДК–Sucr–GlcNAc (1), ВДК–Raf–GlcNAc (2).
Таблица Параметры адсорбции углеводов на поверхности исходного и предварительно
модифицированного ВДК
Адсорбент Гmax×10-2,
мг/м2
ω∞,
нм2
%
дес.
σ×10-2,
нм
S′,
м2/г
-ΔG,
кДж/моль
R
ВДК–Sucr 0,56 3,43 11 0,3 43 19 0,98
ВДК–Raf 0,28 12,13 16 0,2 18 18,8 0,99
ВДК–GlcNAc 13 0,93 24 9 117 11,7 0,98
ВДК–Sucr–GlcNAc 5,8 2,1 26 6 47 16,4 0,99
ВДК–Raf–GlcNAc 2,7 4,59 32 5 22 15,7 0,99
Исходя из максимальных величин адсорбции, в соответствии с уравнением БЭТ
были рассчитаны площадки (ω∞), занимаемые на поверхности нанокремнезема или его
композитов с олигосахаридами и кластерами молекул адсорбата (таблица). Так как для
сахарозы площадь, занимаемая одной молекулой (ω0) составляет 0,51 нм2, раффинозы –
0,76 нм2, N-ацетил-D-глюкозамина – 0,38 нм2, величина S′ определяет часть поверхности
нанокремнезема, занятую углеводами. Остальная часть поверхности занята водой, которая
входит в состав полиассоциатов, заполняющих все межчастичное пространство в агрегатах
нанокремнезема [17]. Кластерная природа адсорбатов в композитах, получаемых путем
адсорбции на поверхности нанокремнезема углеводов, подтверждается также достаточно
большой толщиной поверхностного слоя (σ), представленой в таблице, что согласуется с
результатами исследований других авторов [18–20].
309
Сравнение данных по десорбции олигосахаридов с поверхности нанокремнезема
или его композитов с олигосахарами показывает, что величина десорбции
относительно мала. Так, величина десорбции аминосахара с поверхности композитов
ВДК–Sucr(Raf) составляет всего 26–32%. Это свидетельствует о термодинамической
стабильности углеводных кластеров, формирующихся в наноразмерных межчастичных
зазорах кремнезема. Несмотря на высокую растворимость углеводов в воде, при их
иммобилизации на поверхности кремнезема смывание сахаров в воду не происходит,
поскольку сахаридным структурам термодинамически выгоднее существовать в виде
кластеров, адсорбированных на поверхности, чем перейти в состояние раствора.
Поэтому композиты, созданные на основе нанокремнезема и сахаров, следует
рассматривать как стабильные системы, которые в практически неизменном виде
длительное время могут находиться как в воде, так и в биологических жидкостях или
криосредах.
Рис. 3. ИК-спектры углеводов в KBr (а),
немодифицированного ВДК (б) и
композитов, полученных на их
основе (б, в):
а: 1 – Sucr, 2 – Raf, 3 – GlcNAc;
б: 1 – ВДК-Sucr, 2 – ВДК-Raf, 3 –
ВДК;
в: 1 –ВДК-Sucr-GlcNAc, 2 –
ВДК-Raf-GlcNAc,
3 – ВДК-GlcNAc.
В ИК-спектре GlcNAc (рис. 3а) присутствует полоса валентных колебаний С=О-
группы (1745 см-1). В результате адсорбции аминосахара на поверхности ВДК–
Sucr(Raf) (рис. 3б) наблюдается ее смещение в низкочастотную область (от 1745 к 1656
см-1). Согласно [21, 22], это может быть обусловлено формированием водородной связи
карбонильной группы с поверхностными ОН-группами. После адсорбции как
олигосахаридов, так и аминосахара в спектрах наблюдается уменьшение интенсивности
всех полос поглощения за исключением области ОН колебаний, интенсивность
которых, наоборот, увеличивается. Уменьшение интенсивности может быть связано с
небольшой концентрацией углеводов в составе композита в сравнении с образцом
исходного углевода. В ИК-спектре немодифицированного кремнезема (рис. 3б)
регистрируется полоса валентных колебаний ОН-связей в свободных силанольных
группах ВДК (3750 см-1). После адсорбции аминосахара и олигосахаридов эта полоса
исчезает (рис. 3в), что свидетельствует о формировании водородных связей между
силанольными группами ВДК и ОН-группами углеводов. Полосы валентных колебаний
ОН-группы, принимающей участие в образовании внутримолекулярной водородной
связи [8] ди- и трисахаридов (соответственно 3570, 3500 см-1) в результате их
адсорбции смещаются в высокочастотную область (3630 см-1), что может быть связано
310
с частичным разрушением водородных связей в результате изменений конформации
молекул. Показано, что полоса валентных и деформационных колебаний связи N–H
вторичной аминогруппы (с максимумом при 3460 и 1556 см-1 соответственно) после
адсорбции GlcNAc исчезает, что указывает на участие в образовании водородной связи
NH-группы (рис. 3в). При этом наблюдаются полосы поглощения 2982 и 1400 см-1,
которые принадлежат валентным и деформационным колебаниям С–Н связей в СН3- и
СН2-группах.
а
б
в
г
д
Рис. 4. Микрофотографии агрегатов композитов ВДК-Sucr-GlcNAc (а,б) и ВДК-Raf-
GlcNAc (в,г) в присутствии суспензии с клетками. Концентрации композитов:
а – 0,16%; б – 0,0025%; в – 0,16%; г – 0,0025%; д – 0% (суспензия клеток без
композита).
Рис. 5. Зависимость параметров движения деконсервированных гамет быка (энергии
(а), количества подвижных клеток (б)) от концентрации композитов ВДК-Sucr-
GlcNAc (1) и ВДК-Raf-GlcNAc (2).
На рис. 4 представлены микрофотографии деконсервированных гамет быков в
присутствии композитов, созданных на основе нанокремнезема и углеводов, при
разных концентрациях твердой фазы. При относительно высокой концентрации (0,16%)
в суспензии с клетками для композита ВДК–Raf–GlcNAc характерно присутствие
агломератов, размер которых может составлять 10 мкм и более (рис. 4в), тогда как для
композитов ВДК–Sucr–GlcNAc – агрегатов, размер которых существенно меньше (рис.
4а). Это справедливо и при более низких концентрациях твердой фазы (0,0025%, рис.
4б). Следует также отметить, что наличие композита в среде с клетками приводит к
более интенсивному их взаимодействию между собой. Однако не отмечено
длительного контакта частиц композита со значительным количеством клеток. Это
свидетельствует о том, что приповерхностный слой композита не проявляет высокого
сродства к компонентам клеточной поверхности.
На рис. 5 приведены данные измерения энергии движения и количества
подвижных клеток в сравнении с контролем, который принимали за 100%. Как видно
из данных рис. 5, энергия движения клеток (рис. 5а) в присутствии композита с
сахарозой (в отличие от композита с раффинозой) существенно уменьшается. При этом
для обоих композитов наблюдается понижение количества подвижных клеток (рис. 5б)
с увеличением концентрации (от 0,04 к 0,67%), что обусловлено образованием
311
агрегатов клетка – частица. Однако при С = 0,01% количество подвижных клеток для
композита ВДК–Sucr–GlcNAc увеличивается на 31,4%. Этот факт подтверждается
данными микроскопии: при более низких концентрациях композита (0,0025% и 0,01%)
клетки свободно двигаются в среде, поскольку агрегация почти отсутствует.
Выводы
Показано, что наличие на поверхности ВДК олигосахаридов уменьшает величину
адсорбции N-ацетил-D-глюкозамина на поверхности ВДК–Sucr в 2,2 раза, а ВДК–Raf в
4,8 раз, что обусловлено кластерным характером адсорбции углеводов на поверхности
нанокремнезема. Установлено, что взаимодействие олигосахарида с поверхностью ВДК
происходит с участием водородных связей между SiOH-группами ВДК и ОН-группами
олигосахарида. В процессе адсорбции N-ацетил-D-глюкозамина на адсорбционно
модифицированной олигосахаридами поверхности ВДК в формировании водородных
связей принимают участие NH- и СО-группы аминосахара. Показано, что
биологическая активность композита ВДК–Sucr–GlcNAc значительно ниже, чем для
композита с раффинозой и зависит от вероятности образования агрегатов клетка –
частица.
Литература
1. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния / Под ред. А.А.
Чуйко. – Киев: Наукова думка, 2003. – 415 с.
2. Чуйко А.А., Горлов Ю.И. Химия поверхности кремнезема: строение поверхности,
активные центры, механизмы сорбции. – Киев: Наукова думка, 1992. – 248 с.
3. Кремнеземы в медицине и биологии / Под ред. А.А. Чуйко. – Киев-Ставрополь,
1993. – 259 с.
4. Недава В.Е., Чуйко А.А., Бегма Л.А. и др. Использование аэросилов в практике
искусственного осеменения // Зоотехния. – 1990. – № 8. – С. 63–65.
5. Галаган Н.П., Кулик Т.В., Чуйко О.О. Матеріали на основі високодисперсного
кремнезему підвищують життєздатність клітин у біосередовищах // Укр. біохім.
журн. – 2002. – Т. 74, № 4б (додаток 2). – С. 204–205.
6. Галаган Н.П. Наноматериалы на основе высокодисперсного кремнезема и
биомолекул в средах с репродуктивными клетками // Материалы ІІ Всерос. науч.
конф. с междунар. участием (18–23 сент., 2006, Белгород, Россия). – С. 55–59.
7. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. – Москва:
Химия, 1967. – 672 с.
8. Дудкин М.С. Введение в химию углеводов. – Киев: Вища школа, 1976. – 176 с.
9. Вуглеводи / Укл. О.О. Шубін, Л.В. Дуленко, Ю.А. Горяйнова. – Донецьк: Дон
ДУЕТ, 2003. – 119 с.
10. Клименко Н.Ю., Новікова О.А., Місчанчук Б.Г., Галаган Н.П. Вплив
іммобілізованого альбуміну на властивості композитів в системах з клітинами //
Сб. Поверхность. – 2013. – Вып. 5 (20). – С. 291–300.
11. Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции. –
Москва: Высшая школа, 1973. – 208 с.
12. Починок Х.Н. Методы биохимического анализа растений. – Киев: Наукова думка,
1976. – 334 с.
13. Варбанец Л.Д., Здоровенко Г.М., Книрель Ю.А. Методы исследования
эндотоксинов. – Киев: Наукова думка, 2006. – 239 с.
14. Литтл Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул. – Москва: Мир,
1969. – 514 с.
15. Галаган Н.П., Власенко В.В., Настасієнко Н.С., Чуйко О.О. Дослідження впливу
високодисперсного кремнезему, модифікованого поліолами, на життєздатність
репродуктивних клітин методом фотон-кореляційної спектроскопії // Вісн. Харк.
ун-ту. Біофіз. вісн. – 2005. – Вип. 1 (15), № 665. – С. 94–98.
312
16. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел / Под ред. Г. Парфита, К.
Рочестера. – Москва: Мир, 1986. – 488 с.
17. Gun'ko V.M., Turov V.V. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Interfacial
Phenomena. – New York: Taylor & Francis, 2013. – 1076 p.
18. Кулик Т.В., Паляниця Б.Б., Галаган Н.П. Молекулярна самоорганізація в системах
нанорозмірні частинки – вуглеводи // Наносистеми, наноматеріали,
нанотехнології. – Київ: Академперіодика. – 2003. – Т. 1. – Вип. 2. – С. 681–690.
19. Цендра О.М., Лобанов В.В., Гребенюк А.Г. Гідратаційні ефекти та структура
адсорбційних комплексів глюкози на поверхні кремнезему // Зб. Хімія, фізика та
технологія поверхні. – 2004. – Вип. 10. – С. 8–13.
20. Воронин Е.Ф., Носач Л.В., Гунько В.М. Газофазное сольвато-стимулированное
адсорбционное модифицирование наноразмерного кремнезема нелетучими
органическими соединениями // Сб. Поверхность. – 2010. – Вып. 2 (17). – С. 221–243.
21. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. –
Москва: Мир, 1965. – 216 с.
22. Дж. Пиментел, О. Мак-Клеллан Водородная связь. – Москва: Мир, 1964. – 462 с.
БІОАКТИВНІ КОМПОЗИТИ НА ОСНОВІ ВИСОКОДИСПЕРСНОГО
КРЕМНЕЗЕМУ, ОЛІГОСАХАРИДІВ ТА N-АЦЕТИЛ-D-ГЛЮКОЗАМІНУ
Н.Ю. Клименко, О.А. Новікова, Н.П. Галаган, В.В. Туров
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
вул. Генерала Наумова,17, Київ, 03164, Україна, nklymenko@ukr.net
Методом нековалентної адсорбції з розчинів створено композити на основі
високодисперсного кремнезему, олігосахаридів (цукроза, рафіноза) та аміноцукру (N-
ацетил-D-глюкозамін). Встановлено, що адсорбція молекул аміноцукру на поверхні
кремнезему, попередньо модифікованого олігосахаридами, зменшується в кілька разів.
Отримані зразки досліджені методом ІЧ-спектроскопії. Показано, що в процесі
взаємодії N-ацетил-D-глюкозаміну з поверхнею кремнезем–олігосахарид утворюються
водневі зв’язки між СО- та NН-групами аміноцукру і силанольними групами
кремнезему. Методом лазерно-доплерівської спектроскопії встановлено, що біологічна
активність композита ВДК–Sucr–GlcNAc значно нижче, ніж для ВДК–Raf–GlcNAc.
BIOACTIVE COMPOSITES ON BASED OF ULTRAFINE SILICA,
OLIGOSACCHARIDES AND N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE
N.Y. Klymenko, E.A. Novikova, N.P. Galagan, V.V. Turov
Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
17 General Naumov Str., Kyiv, 03164, Ukraine, nklymenko@ukr.net
Composites based on ultrafine silica, oligosaccharides (sucrose, raffinose) and
aminosugar (N-acetyl-D-glucosamine) were created by the method of noncovalent adsorption
from solutions. It was found out that adsorption of aminosugar molecules on the surface of
ultrafine silica preliminary modified by oligosaccharides decreased by several times.
Synthesized samples were investigated by means of IR-spectroscopy. It was shown that
interaction of N-acetyl-D-glucosamine with surface of ultrafine silica-oligosaccharide
resulted in formation of hydrogen bonds between СО- and NН- groups of aminosugar and
silanol groups of silica. It was found out by the method of lasser-doppler spectroscopy that
biological activity of composite UFS-Sucr-GlcNAc was much lower than that of UFS-Raf-
GlcNAc.
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-557 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-22T19:34:04Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/03/5e54a8d9f7de7aee668d9319a0871e03.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5572018-11-27T09:37:09Z Bioactive composites on based of ultrafine silica, oligosaccharides and N-acetyl-D-glucosamine Биоактивные композиты на основе высокодисперсного кремнезема, олигосахаридов и N-ацетил-D-глюкозамина Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну Klymenko, N. Y. Novikova, E. A. Galagan, N. P. Turov, V. V. Composites based on ultrafine silica, oligosaccharides (sucrose, raffinose) and aminosugar (N-acetyl-D-glucosamine) were created by the method of noncovalent adsorption from solutions. It was found out that adsorption of aminosugar molecules on the surface of ultrafine silica preliminary modified by oligosaccharides decreased by several times. Synthesized samples were investigated by means of IR-spectroscopy. It was shown that interaction of N-acetyl-D-glucosamine with surface of ultrafine silica-oligosaccharide resulted in formation of hydrogen bonds between СО- and NН- groups of aminosugar and silanol groups of silica. It was found out by the method of lasser-doppler spectroscopy that biological activity of composite UFS-Sucr-GlcNAc was much lower than that of UFS-Raf-GlcNAc. Методом нековалентной адсорбции из растворов созданы композиты на основе высокодисперсного кремнезема, олигосахаридов (сахароза, раффиноза) и аминосахара (N-ацетил-D-глюкозамин). Установлено, что адсорбция молекул аминосахара на поверхности кремнезема, предварительно модифицированного олігосахаридами, уменьшается в несколько раз. Полученные образцы исследованы методом ИК-спектроскопии. Показано, что в процессе взаимодействия N-ацетил-D-глюкозамина с поверхностью кремнезем–олигосахарид образуются водородные связи между СО- и NН-группами аминосахара и силанольными группами кремнезема. Методом лазерно-допплеровской спектроскопии установлено, что биологическая активность композита ВДК–Sucr–GlcNAc значительно ниже, чем для ВДК–Raf–GlcNAc. Методом нековалентної адсорбції з розчинів створено композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів (цукроза, рафіноза) та аміноцукру (N-ацетил-D-глюкозамін). Встановлено, що адсорбція молекул аміноцукру на поверхні кремнезему, попередньо модифікованого олігосахаридами, зменшується в кілька разів. Отримані зразки досліджені методом ІЧ-спектроскопії. Показано, що в процесі взаємодії N-ацетил-D-глюкозаміну з поверхнею кремнезем–олігосахарид утворюються водневі зв’язки між СО- та NН-групами аміноцукру і силанольними групами кремнезему. Методом лазерно-доплерівської спектроскопії встановлено, що біологічна активність композита ВДК–Sucr–GlcNAc значно нижче, ніж для ВДК–Raf–GlcNAc. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2014-09-07 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/557 Surface; No. 6(21) (2014): Surface; 305-312 Поверхность; № 6(21) (2014): Поверхность; 305-312 Поверхня; № 6(21) (2014): Поверхня; 305-312 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/557/557 Авторське право (c) 2014 N.Y. Klymenko, E.A. Novikova, N.P. Galagan, V.V. Turov |
| spellingShingle | Klymenko, N. Y. Novikova, E. A. Galagan, N. P. Turov, V. V. Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну |
| title | Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну |
| title_alt | Bioactive composites on based of ultrafine silica, oligosaccharides and N-acetyl-D-glucosamine Биоактивные композиты на основе высокодисперсного кремнезема, олигосахаридов и N-ацетил-D-глюкозамина |
| title_full | Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну |
| title_fullStr | Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну |
| title_full_unstemmed | Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну |
| title_short | Біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та N-ацетил-D-глюкозаміну |
| title_sort | біоактивні композити на основі високодисперсного кремнезему, олігосахаридів та n-ацетил-d-глюкозаміну |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/557 |
| work_keys_str_mv | AT klymenkony bioactivecompositesonbasedofultrafinesilicaoligosaccharidesandnacetyldglucosamine AT novikovaea bioactivecompositesonbasedofultrafinesilicaoligosaccharidesandnacetyldglucosamine AT galagannp bioactivecompositesonbasedofultrafinesilicaoligosaccharidesandnacetyldglucosamine AT turovvv bioactivecompositesonbasedofultrafinesilicaoligosaccharidesandnacetyldglucosamine AT klymenkony bioaktivnyekompozitynaosnovevysokodispersnogokremnezemaoligosaharidovinacetildglûkozamina AT novikovaea bioaktivnyekompozitynaosnovevysokodispersnogokremnezemaoligosaharidovinacetildglûkozamina AT galagannp bioaktivnyekompozitynaosnovevysokodispersnogokremnezemaoligosaharidovinacetildglûkozamina AT turovvv bioaktivnyekompozitynaosnovevysokodispersnogokremnezemaoligosaharidovinacetildglûkozamina AT klymenkony bíoaktivníkompozitinaosnovívisokodispersnogokremnezemuolígosaharidívtanacetildglûkozamínu AT novikovaea bíoaktivníkompozitinaosnovívisokodispersnogokremnezemuolígosaharidívtanacetildglûkozamínu AT galagannp bíoaktivníkompozitinaosnovívisokodispersnogokremnezemuolígosaharidívtanacetildglûkozamínu AT turovvv bíoaktivníkompozitinaosnovívisokodispersnogokremnezemuolígosaharidívtanacetildglûkozamínu |