Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину
The use of hydrophobic silicas as medical adsorbents in comparison with hydroxyl silicas allows to increase the adsorption of some toxins on their surface due to the reduction of water adsorption. The purpose of this study was to find a co-adsorbate that, adsorbed on a hydrophobic surface, would all...
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/728 |
| 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_ | 1856543958238232576 |
|---|---|
| author | Krupska, T. V. Vitiuk, N. V. Klymenko, N. Yu. Siora, I. V. Turov, V. V. |
| author_facet | Krupska, T. V. Vitiuk, N. V. Klymenko, N. Yu. Siora, I. V. Turov, V. V. |
| author_sort | Krupska, T. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-19T09:47:42Z |
| description | The use of hydrophobic silicas as medical adsorbents in comparison with hydroxyl silicas allows to increase the adsorption of some toxins on their surface due to the reduction of water adsorption. The purpose of this study was to find a co-adsorbate that, adsorbed on a hydrophobic surface, would allow the preparation of aqueous suspensions of an enterosorbent based on methylsilica, and, once inside the body, would be easily destroyed by the enzymes of the gastrointestinal tract, freeing its surface for the adsorption of toxins on it.The structure of the hydrate shell and the adsorption capacity of composite materials based on methyl silica and gelatin obtained by different methods were investigated by a set of physical and chemical methods. Low-temperature 1H NMR-spectroscopy has been used to study of water clusters bound to composite surface. It has been found that the water in the composite on the basis of hydrophobic methyl silica and gelatin gel is present in the form of clusters with a radius of 0.5–15 nm and is in a strongly associated state when measured in air. When a liquid hydrophobic medium is added, the water partially passes into a weakly associated state. The bound water reacts to the presence of chloroform by changing the radial distribution of the adsorbed water clusters. It has been shown that for the composite system methyl silica AM-1/gelatin (5/1), the introduction of chloroform into the interfacial space leads to a significant decrease in the interfacial energy, which indicates a partial displacement of water by the hydrophobic solvent at the interface. At the same time, for composites made on the basis of dry powders, this effect is not observed and its interfacial energy has an intermediate value between the interfacial energies of methyl silica and gelatin containing the same amount of water.Adsorption of Congo red as the medium molecular weight toxins marker from aqueous solutions on the studied composites was studied in comparison with methylsilica. It has been found that gelatin in the composition of composites contributes to increasing dye adsorption. The amount of adsorbed Congo red depends on the method of preparation of the composite and the ratio of silica to gelatin.It is concluded that AM-1/gelatin composite systems can serve as effective adsorbents for removing medium molecular weight molecules from aqueous solutions. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:45:55Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-728 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:45:55Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7282025-06-19T09:47:42Z Composite medical systems based on hydrophobic silica and gelatin Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину Krupska, T. V. Vitiuk, N. V. Klymenko, N. Yu. Siora, I. V. Turov, V. V. hydrophobic siliсa gelatin composite system 1H NMR spectroscopy adsorption гідрофобний кремнезем желатина композитна система 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція The use of hydrophobic silicas as medical adsorbents in comparison with hydroxyl silicas allows to increase the adsorption of some toxins on their surface due to the reduction of water adsorption. The purpose of this study was to find a co-adsorbate that, adsorbed on a hydrophobic surface, would allow the preparation of aqueous suspensions of an enterosorbent based on methylsilica, and, once inside the body, would be easily destroyed by the enzymes of the gastrointestinal tract, freeing its surface for the adsorption of toxins on it.The structure of the hydrate shell and the adsorption capacity of composite materials based on methyl silica and gelatin obtained by different methods were investigated by a set of physical and chemical methods. Low-temperature 1H NMR-spectroscopy has been used to study of water clusters bound to composite surface. It has been found that the water in the composite on the basis of hydrophobic methyl silica and gelatin gel is present in the form of clusters with a radius of 0.5–15 nm and is in a strongly associated state when measured in air. When a liquid hydrophobic medium is added, the water partially passes into a weakly associated state. The bound water reacts to the presence of chloroform by changing the radial distribution of the adsorbed water clusters. It has been shown that for the composite system methyl silica AM-1/gelatin (5/1), the introduction of chloroform into the interfacial space leads to a significant decrease in the interfacial energy, which indicates a partial displacement of water by the hydrophobic solvent at the interface. At the same time, for composites made on the basis of dry powders, this effect is not observed and its interfacial energy has an intermediate value between the interfacial energies of methyl silica and gelatin containing the same amount of water.Adsorption of Congo red as the medium molecular weight toxins marker from aqueous solutions on the studied composites was studied in comparison with methylsilica. It has been found that gelatin in the composition of composites contributes to increasing dye adsorption. The amount of adsorbed Congo red depends on the method of preparation of the composite and the ratio of silica to gelatin.It is concluded that AM-1/gelatin composite systems can serve as effective adsorbents for removing medium molecular weight molecules from aqueous solutions. Використання гідрофобних кремнеземів як адсорбентів медичного призначення у порівнянні з гідроксильними кремнеземами дозволяє підвищити адсорбцію деяких токсинів на їхній поверхні внаслідок зниження адсорбції води. Метою даного дослідження був пошук такого ко-адсорбата, який, адсорбуючись на гідрофобній поверхні, дозволить готувати водні суспензії ентеросорбента на основі метилкремнезему, а потрапивши в організм, легко руйнуватиметься ферментами шлунково-кишкового тракту, звільняючи його поверхню для адсорбції на ній токсинів. Розроблено два способи отримання композитних систем на основі метилкремнезему та харчового желатину. Комплексом фізико-хімічних методів досліджено структуру гідратної оболонки та адсорбційну здатність композитів. Методом низькотемпературної 1H ЯМР-спектроскопії досліджено будову кластерів води, зв’язаної з поверхнею композитів. Встановлено, що вода в композиті на основі метилкремнезему і гелю желатини існує у вигляді кластерів радіусом 0.5–15 нм і знаходиться в сильно- або слабкоасоційованому станах. Останній стабілізується при контакті з рідким гідрофобним середовищем. Додавання п’яти частин гідрофобного кремнезему до желатинового гелю не зменшує, а збільшує зв’язування води (міжфазна енергія збільшується на 20 %). У той же час для композитів, виготовлених на основі сухих порошків метилкремнезему і желатину, цей ефект не спостерігається і міжфазна енергія має проміжне значення між міжфазними енергіями метилкремнезему та желатини, що містить однакову кількість води.Досліджено адсорбцію конго червоного як середньомолекулярного маркера токсинів із водних розчинів на досліджуваних композитах у порівнянні з метилкремнеземом. Встановлено, що желатина у складі композитів сприяє підвищенню адсорбції барвника. Кількість адсорбованого конго червоного залежить від способу отримання композиту та співвідношення кремнезему і желатини.Зроблено висновок, що композитні системи АМ-1/желатин можуть слугувати ефективним адсорбентами для видалення з водних розчинів молекул середньої молекулярної маси. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-05-31 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/728 10.15407/hftp15.02.280 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 2 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 280-290 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 2 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 280-290 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 2 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 280-290 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/728/744 Copyright (c) 2024 T. V. Krupska, N. V. Vitiuk, N. Yu. Klymenko, I. V. Siora, V. V. Turov |
| spellingShingle | гідрофобний кремнезем желатина композитна система 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція Krupska, T. V. Vitiuk, N. V. Klymenko, N. Yu. Siora, I. V. Turov, V. V. Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| title | Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| title_alt | Composite medical systems based on hydrophobic silica and gelatin |
| title_full | Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| title_fullStr | Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| title_full_unstemmed | Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| title_short | Композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| title_sort | композитні медичні системи на основі гідрофобного кремнезему та желатину |
| topic | гідрофобний кремнезем желатина композитна система 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція |
| topic_facet | hydrophobic siliсa gelatin composite system 1H NMR spectroscopy adsorption гідрофобний кремнезем желатина композитна система 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/728 |
| work_keys_str_mv | AT krupskatv compositemedicalsystemsbasedonhydrophobicsilicaandgelatin AT vitiuknv compositemedicalsystemsbasedonhydrophobicsilicaandgelatin AT klymenkonyu compositemedicalsystemsbasedonhydrophobicsilicaandgelatin AT sioraiv compositemedicalsystemsbasedonhydrophobicsilicaandgelatin AT turovvv compositemedicalsystemsbasedonhydrophobicsilicaandgelatin AT krupskatv kompozitnímedičnísisteminaosnovígídrofobnogokremnezemutaželatinu AT vitiuknv kompozitnímedičnísisteminaosnovígídrofobnogokremnezemutaželatinu AT klymenkonyu kompozitnímedičnísisteminaosnovígídrofobnogokremnezemutaželatinu AT sioraiv kompozitnímedičnísisteminaosnovígídrofobnogokremnezemutaželatinu AT turovvv kompozitnímedičnísisteminaosnovígídrofobnogokremnezemutaželatinu |