Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами
Regulation of enterohepatic circulation of bile acids in human body is actual task to overcome cardiovascular diseases. The aim of this work was to create biocompatible sorbents with improved sorption ability in relation to bile acids. Mesoporous organosilicas of MCM?41 type with chemically grafted...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/683 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543949738475521 |
|---|---|
| author | Roik, N. V. Belyakova, L. A. |
| author_facet | Roik, N. V. Belyakova, L. A. |
| author_sort | Roik, N. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-09-13T11:17:44Z |
| description | Regulation of enterohepatic circulation of bile acids in human body is actual task to overcome cardiovascular diseases. The aim of this work was to create biocompatible sorbents with improved sorption ability in relation to bile acids. Mesoporous organosilicas of MCM?41 type with chemically grafted 3?aminopropyl and steroid groups were obtained by sol?gel condensation of tetraethyl orthosilicate and functional silanes in the presence of template cetyltrimethylammonium bromide. Porous structure of synthesized organosilicas was characterized by low?temperature nitrogen adsorption–desorption and X?ray diffraction analysis. Formation of typical for MCM?41 hexagonal arrangement of cylindrical mesopores was confirmed. Structural parameters of synthesized silica materials were calculated. The influence of surface steroid groups on sorption ability of organosilicas was studied on example of bile salts (sodium cholate and taurocholate) in dependence of duration of contact, acidity of medium, and equilibrium concentration. Analysis of kinetic parameters of sorption estimated by Lagergren and Ho-McKey models confirms the proceeding of pseudo-second order process. The most effective sorption of sodium cholate and taurocholate was observed at pH ~ 5 and pH ~ 2, respectively, where the ovterlapping of pH regions of 3?aminopropyl groups protonation and bile acids dissociation takes place. Analysis of experimentally obtained isotherms by use of Freundlich, Redlich?Peterson, and BET models was carried out. It has been found that protonated amino groups are the main sorption centers of bile acids protolytic forms by synthesized aminosilica in pH range from 1 to 8. Introduction of steroid groups in surface layer at sol-gel synthesis leads to the increase of bile salts sorption due to the cooperative interactions with formation of supramolecular structures in the surface layer of organosilica. Obtained results prove prospects of usage of organosilica sorbents with surface steroid groups for regulation of bile acids content in human body. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:00Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-683 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:34Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6832023-09-13T11:17:44Z Influence of surface steroid groups on sorption of salts of bile acids by mesoporous organosilicas Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами Roik, N. V. Belyakova, L. A. sol-gel synthesis MCM 41 chemical modification steroid groups bile salts sorption золь-гель синтез МСМ 41 хімічне модифікування стероїдні групи солі жовчних кислот сорбція Regulation of enterohepatic circulation of bile acids in human body is actual task to overcome cardiovascular diseases. The aim of this work was to create biocompatible sorbents with improved sorption ability in relation to bile acids. Mesoporous organosilicas of MCM?41 type with chemically grafted 3?aminopropyl and steroid groups were obtained by sol?gel condensation of tetraethyl orthosilicate and functional silanes in the presence of template cetyltrimethylammonium bromide. Porous structure of synthesized organosilicas was characterized by low?temperature nitrogen adsorption–desorption and X?ray diffraction analysis. Formation of typical for MCM?41 hexagonal arrangement of cylindrical mesopores was confirmed. Structural parameters of synthesized silica materials were calculated. The influence of surface steroid groups on sorption ability of organosilicas was studied on example of bile salts (sodium cholate and taurocholate) in dependence of duration of contact, acidity of medium, and equilibrium concentration. Analysis of kinetic parameters of sorption estimated by Lagergren and Ho-McKey models confirms the proceeding of pseudo-second order process. The most effective sorption of sodium cholate and taurocholate was observed at pH ~ 5 and pH ~ 2, respectively, where the ovterlapping of pH regions of 3?aminopropyl groups protonation and bile acids dissociation takes place. Analysis of experimentally obtained isotherms by use of Freundlich, Redlich?Peterson, and BET models was carried out. It has been found that protonated amino groups are the main sorption centers of bile acids protolytic forms by synthesized aminosilica in pH range from 1 to 8. Introduction of steroid groups in surface layer at sol-gel synthesis leads to the increase of bile salts sorption due to the cooperative interactions with formation of supramolecular structures in the surface layer of organosilica. Obtained results prove prospects of usage of organosilica sorbents with surface steroid groups for regulation of bile acids content in human body. Регулювання ентерогепатичної циркуляції жовчних кислот у людському організмі є актуальним завданням, спрямованим на подолання захворювань серцево?судинної системи. Метою даної роботи було створення біосумісних сорбентів з покращеною сорбційною здатністю по відношенню до жовчних кислот. Золь?гель конденсацією тетраетилортосилікату та функціональних силанів у присутності темплату цетилтриметиламоній броміду одержано мезопористі органокремнеземи типу МСМ?41 з хімічно закріпленими 3?амінопропільними та стероїдними групами. Пористу структуру синтезованих органокремнеземів охарактеризовано методами низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту та рентгенофазового аналізу. Підтверджено формування типового для МСМ?41 гексагонального впорядкування циліндричних мезопор. Розраховано структурні параметри синтезованих кремнеземних матеріалів. Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбційну здатність органокремнеземів вивчено на прикладі солей жовчних кислот (холату та таурохолату натрію) в залежності від тривалості контакту, рН середовища та рівноважної концентрації. Аналіз кінетичних параметрів сорбції, одержаних з використанням моделей Лагергрена та Хо?МакКея, свідчить про перебіг процесу псевдодругого порядку. Показано, що найбільш ефективна сорбція холату та таурохолату натрію відбувається в області перекривання рН?інтервалів протонування поверхневих 3?амінопропільних груп та дисоціації жовчних кислот при рН ~ 5 та рН ~ 2 відповідно. Експериментальні ізотерми сорбції проаналізовано з використанням моделей Фрейндліха, Редліха-Петерсона та Брунауера-Еммета-Теллера. Встановлено, що основними центрами сорбції протолітичних форм жовчних кислот на синтезованому амінокремнеземі в інтервалі рН = 1-8 є протоновані аміногрупи. Введення в поверхневий шар стероїдних груп при золь-гель синтезі приводить до підвищення сорбції солей жовчних кислот завдяки супрамолекулярних структур. Одержані результати доводять потенційну перспективність використання органокремнеземних сорбентів з поверхневими стероїдними групами для регулювання вмісту жовчних кислот в людському організмі. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-08-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/683 10.15407/hftp14.03.324 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 324-340 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 324-340 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 3 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 324-340 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.03 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/683/699 Copyright (c) 2023 N. V. Roik, L. A. Belyakova |
| spellingShingle | золь-гель синтез МСМ 41 хімічне модифікування стероїдні групи солі жовчних кислот сорбція Roik, N. V. Belyakova, L. A. Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| title | Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| title_alt | Influence of surface steroid groups on sorption of salts of bile acids by mesoporous organosilicas |
| title_full | Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| title_fullStr | Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| title_full_unstemmed | Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| title_short | Вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| title_sort | вплив поверхневих стероїдних груп на сорбцію солей жовчних кислот мезопористими органокремнеземами |
| topic | золь-гель синтез МСМ 41 хімічне модифікування стероїдні групи солі жовчних кислот сорбція |
| topic_facet | sol-gel synthesis MCM 41 chemical modification steroid groups bile salts sorption золь-гель синтез МСМ 41 хімічне модифікування стероїдні групи солі жовчних кислот сорбція |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/683 |
| work_keys_str_mv | AT roiknv influenceofsurfacesteroidgroupsonsorptionofsaltsofbileacidsbymesoporousorganosilicas AT belyakovala influenceofsurfacesteroidgroupsonsorptionofsaltsofbileacidsbymesoporousorganosilicas AT roiknv vplivpoverhnevihsteroídnihgrupnasorbcíûsolejžovčnihkislotmezoporistimiorganokremnezemami AT belyakovala vplivpoverhnevihsteroídnihgrupnasorbcíûsolejžovčnihkislotmezoporistimiorganokremnezemami |