Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм
A comprehensive study of adsorption processes and conformational transformations of the natural polyphenol curcumin on the surface of highly dispersed silica A-300 in aqueous solutions of the cationic surfactant etonium within the range of physiological pH values has been carried out. Spectral chara...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/806 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869292029077356544 |
|---|---|
| author | Барвінченко, В. М. Ліпковська, Н. О. Казакова, О. О. |
| author_facet | Барвінченко, В. М. Ліпковська, Н. О. Казакова, О. О. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Барвінченко, В. М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-12T08:53:33Z |
| description | A comprehensive study of adsorption processes and conformational transformations of the natural polyphenol curcumin on the surface of highly dispersed silica A-300 in aqueous solutions of the cationic surfactant etonium within the range of physiological pH values has been carried out. Spectral characteristics of the tautomeric forms of curcumin in solutions and in the adsorbed state were analyzed by electronic absorption spectroscopy (Specord M-40). To theoretically substantiate the interaction mechanisms, quantum-chemical modeling was performed using the density functional theory DFT/B3LYP/6-31G(d,p) with the polarized continuum model (PCM) in the Gaussian 16 software package. The distribution of electrostatic and hydrophobic potentials was calculated using the Flare™ software package. The main objective of the work was to clarify the mechanisms determining the tautomeric (keto–enol) equilibrium of curcumin in surfactant solutions and at the silica/solution interface. The mechanism of stabilization of the biologically active ketone form of curcumin on the surface of nanosilica was established. In contrast to known micellar systems, in which the enol form dominates, it was shown that stabilization of the ketone form occurs through the formation of a specific supramolecular complex Cur–K•Et in the premicellar solutions of etonium. The formation of the complex is accompanied by the screening of the electron-donor groups of curcumin and the formation of a localized positive electrostatic potential, which promotes the adsorption of the complex on the silica surface with dissociated silanol groups Si–O⁻. The obtained results open up new prospects for controlled delivery and increased bioavailability of the antioxidant (ketone) form of curcumin. The revealed regularities make it possible to develop practical recommendations for creating new curcumin-based drug forms on nanosilica, as well as for the development of methods for its concentration and sorption–photometric or visual–test determination. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2025.17.244 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:54Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-806 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-29T01:16:37Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8062026-02-12T08:53:33Z Stabilization of the keto form of curcumin on the surface of highly dispersed silica through the formation of a supramolecular complex with ethonium Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм Барвінченко, В. М. Ліпковська, Н. О. Казакова, О. О. highly dispersed silica curcumin ethonium spectrophotometry keto-enol tautomerism високодисперсний кремнезем куркумін етоній спектрофотометрія кето-енольна таутомерія A comprehensive study of adsorption processes and conformational transformations of the natural polyphenol curcumin on the surface of highly dispersed silica A-300 in aqueous solutions of the cationic surfactant etonium within the range of physiological pH values has been carried out. Spectral characteristics of the tautomeric forms of curcumin in solutions and in the adsorbed state were analyzed by electronic absorption spectroscopy (Specord M-40). To theoretically substantiate the interaction mechanisms, quantum-chemical modeling was performed using the density functional theory DFT/B3LYP/6-31G(d,p) with the polarized continuum model (PCM) in the Gaussian 16 software package. The distribution of electrostatic and hydrophobic potentials was calculated using the Flare™ software package. The main objective of the work was to clarify the mechanisms determining the tautomeric (keto–enol) equilibrium of curcumin in surfactant solutions and at the silica/solution interface. The mechanism of stabilization of the biologically active ketone form of curcumin on the surface of nanosilica was established. In contrast to known micellar systems, in which the enol form dominates, it was shown that stabilization of the ketone form occurs through the formation of a specific supramolecular complex Cur–K•Et in the premicellar solutions of etonium. The formation of the complex is accompanied by the screening of the electron-donor groups of curcumin and the formation of a localized positive electrostatic potential, which promotes the adsorption of the complex on the silica surface with dissociated silanol groups Si–O⁻. The obtained results open up new prospects for controlled delivery and increased bioavailability of the antioxidant (ketone) form of curcumin. The revealed regularities make it possible to develop practical recommendations for creating new curcumin-based drug forms on nanosilica, as well as for the development of methods for its concentration and sorption–photometric or visual–test determination. Проведено комплексне дослідження адсорбційних процесів та конформаційних перетворень природного поліфенолу куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему А-300 у водних розчинах катіонної поверхнево-активної речовини етонію в діапазоні фізіологічних значень рН. Спектральні характеристики таутомерних форм куркуміну в розчинах і в адсорбованому стані проаналізовано методом електронної спектроскопії поглинання (Specord M-40). Для теоретичного обґрунтування механізмів взаємодії проведено квантовохімічне моделювання методом теорії функціоналу густини DFT/B3LYP/6-31G(d,p) із застосуванням моделі поляризованого континууму (PCM) у програмному пакеті Gaussian 16. Розподіл електростатичного та гідрофобного потенціалів розраховано за допомогою програмного пакету Flare™. Основною метою роботи було з'ясування механізмів, що визначають таутомерну рівновагу (кето-енольну) куркуміну в розчинах етонію та на міжфазній границі кремнезем/розчин. Встановлено механізм стабілізації біологічно активної кетонної форми куркуміну на поверхні нанокремнезему. На відміну від відомих міцелярних систем, у яких домінує енольна форма, показано, що стабілізація кетонної форми відбувається через утворення специфічного супрамолекулярного комплексу Cur–K•Et у доміцелярних розчинах етонію. Утворення комплексу супроводжується екрануванням електронодонорних груп куркуміну і формуванням локалізованого позитивного електростатичного потенціалу, що сприяє адсорбції комплексу на поверхні кремнезему з дисоційованими силанольними групами Si–O⁻. Отримані результати відкривають нові перспективи для контрольованої доставки та підвищення біодоступності антиоксидантної (кетонної) форми куркуміну. Виявлені закономірності дозволяють розробити практичні рекомендації щодо створення нових лікарських форм куркуміну на основі нанокремнезему, а також можуть бути використані при розробці методик його концентрування та сорбційно-фотометричного або візуально-тестового визначення. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-11-26 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/806 10.15407/Surface.2025.17.244 Surface; No. 17(32) (2025): Surface; 244–253 Поверхность; № 17(32) (2025): Поверхня; 244–253 Поверхня; № 17(32) (2025): Поверхня; 244–253 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2025.17 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/806/805 Авторське право (c) 2025 В. М. Барвінченко, Н. О. Ліпковська, О. О. Казакова |
| spellingShingle | високодисперсний кремнезем куркумін етоній спектрофотометрія кето-енольна таутомерія Барвінченко, В. М. Ліпковська, Н. О. Казакова, О. О. Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| title | Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| title_alt | Stabilization of the keto form of curcumin on the surface of highly dispersed silica through the formation of a supramolecular complex with ethonium |
| title_full | Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| title_fullStr | Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| title_full_unstemmed | Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| title_short | Стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| title_sort | стабілізація кето-форми куркуміну на поверхні високодисперсного кремнезему через утворення супрамолекулярного комплексу з етонієм |
| topic | високодисперсний кремнезем куркумін етоній спектрофотометрія кето-енольна таутомерія |
| topic_facet | highly dispersed silica curcumin ethonium spectrophotometry keto-enol tautomerism високодисперсний кремнезем куркумін етоній спектрофотометрія кето-енольна таутомерія |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/806 |
| work_keys_str_mv | AT barvínčenkovm stabilizationoftheketoformofcurcuminonthesurfaceofhighlydispersedsilicathroughtheformationofasupramolecularcomplexwithethonium AT lípkovsʹkano stabilizationoftheketoformofcurcuminonthesurfaceofhighlydispersedsilicathroughtheformationofasupramolecularcomplexwithethonium AT kazakovaoo stabilizationoftheketoformofcurcuminonthesurfaceofhighlydispersedsilicathroughtheformationofasupramolecularcomplexwithethonium AT barvínčenkovm stabílízacíâketoformikurkumínunapoverhnívisokodispersnogokremnezemučerezutvorennâsupramolekulârnogokompleksuzetoníêm AT lípkovsʹkano stabílízacíâketoformikurkumínunapoverhnívisokodispersnogokremnezemučerezutvorennâsupramolekulârnogokompleksuzetoníêm AT kazakovaoo stabílízacíâketoformikurkumínunapoverhnívisokodispersnogokremnezemučerezutvorennâsupramolekulârnogokompleksuzetoníêm |