Vol 86, No 1 (2024)

Распространенным подходом к созданию антимикробных полимерных материалов является распределение бактерицидной добавки в объеме материала путем смешения в растворе или расплаве полимера. В работе предложен способ введения сульфата меди (II), обладающего противомикробными свойствами, в пленку из полимолочной кислоты путем силовой импрегнации раствора соли по механизму крейзинга. Установлено, что CuSO₄ равномерно распределяется в объеме полимера в виде частиц размером порядка 100 нм. В процессе структурной модификации поверхность полимерной пленки становится более шероховатой и более гидрофобной. Краевой угол смачивания водой увеличивается с 40° до 60–65°. Введение CuSO₄ не влияет на поверхностные свойства, но оказывает армирующий эффект на полимерную матрицу при испытаниях на растяжение (увеличение прочности при разрыве в 2.5 раза, относительного удлинения при разрыве в 1.4 раза).

Лекарственное растительное сырье является важным источником биологически активных веществ (БАВ), которые применяются в фармацевтической, косметической, пищевой и других отраслях промышленности. Плоды софоры японской содержат комплекс БАВ, наибольшее количество из которых составляют флавоноиды. В работе представлены данные по изучению коллоидных свойств измельченных плодов софоры японской (далее софоры) с целью улучшения извлечения БАВ. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: изучение ζ-потенциала частиц софоры при различном времени контакта частиц с экстрагентом и pH средой; определение изоэлектрической точки (ИЭТ) частиц софоры методом электрофореза; определение точки нулевого заряда (ТНЗ) частиц софоры при помощи потенциометрического титрования; изучение влияния pH среды, размера частиц софоры, температуры, присутствия поверхностно-активных веществ и ионов, природы экстрагента на процесс набухания софоры. Точка нулевого заряда pH_тнз водной дисперсии софоры составляет 5.8, экстрагируемых флавоноидов – 5.2, что близко по значению с pH_иэт. Набухание частиц софоры – ограниченное и сопровождается постепенным разрушением растительной клетки. Адсорбционное равновесие достигается в течение 30 мин. В щелочной области и в присутствии спирта набухание частиц софоры ухудшается, а при воздействии температуры и в присутствии ионов NaI набухание возрастает.

Слоистые 2D-материалы, свойства которых могут радикально отличаться от характеристик трехмерных прекурсоров, имеют огромное теоретическое и прикладное значение. Недавно, с использованием простой методики автоклавного синтеза, нами получен слоистый 2D-материал – аналог природного минерала валлериита, в котором квазимоноатомные Cu–Fe–S листы перемежаются с бруситоподобными. Особенности электронной структуры таких материалов позволяют предлагать их как новый материал для широкого спектра приложений, таких как (электро)фотокатализ, высокоемкостные источники тока и т. п. В настоящей работе нанокомпозитные материалы получены путем иммобилизации наночастиц золота (НЧЗ) из цитратных гидрозолей на поверхности синтетических валлериитов, различающихся составом гидроксидных слоев, определяющих поверхностную плотность заряда. По данным рентгенофотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), рентгеновского энергодисперсионного микроанализа и картин микродифракции электронов, золото, иммобилизованное на нанохлопьях валлериита с латеральными размерами 150–200 нм и толщиной десятки нм, представлено в форме отдельно расположенных сферических металлических НЧ со средним диаметром 11 нм; небольшое число агрегатов указывает на высокое сродство НЧЗ к поверхности минералов. Количество закрепленного золота на поверхности всех синтетических валлериитов одинаково, около 0.2 отн.%, что связано с одновременно протекающей сорбцией свободных цитрат-ионов, находящихся в гидрозолях НЧЗ, которые, как показали измерения дзета-потенциала, заряжают поверхность всех исследованных образцов синтетических валлериитов до примерно одинаковой отрицательной величины –40 мВ. Показано, что иммобилизация НЧЗ, согласно РФЭС данным, значительно снижает содержание магния и кислорода на поверхности синтетических валлериитов, за счет разрушения/растворения части бруситного слоя, а также снижается количество Fe³⁺, связанного с OH-группами, и одновременно растет доля Fe³⁺-O соединений. Сохранение слоистой структуры валлериитов после иммобилизации НЧЗ подтверждено методом ПЭМ.

Синтезированы новые биамфифильные поверхностно-активные вещества (БПАВ) на основе катиона алкилметилморфолиния и додецилсульфат-аниона (Мор-n(ДС), n = 4, 6, 8, 10). С привлечением методов ИК-спектроскопии, спектроскопии ЯМР ¹Н, масс-спектрометрии, элементного анализа охарактеризована структура биамфифилов. Методами тензиометрии, кондуктометрии, флуоресцентной спектроскопии (с использованием зонда пирена), динамического и электрофоретического рассеяния света проведена оценка агрегационного поведения биамфифилов в водных растворах. Показано, что увеличение длины углеводородного радикала на два углеродных атома у амфифильного катиона приводит к увеличению поверхностной активности ПАВ ~ на 5 единиц и к снижению порога агрегации систем в 1.5–2 раза. Установлено, что происходит формирование агрегатов с гидродинамическим диаметром 20–120 нм в зависимости от длины радикала у катиона алкилметилморфолиния и от концентрации БПАВ. Дзета-потенциал систем находится в диапазоне от –25 до –100 мВ и снижается с увеличением концентрации биамфифилов. Методом спектрофотомерии показана значительная солюбилизационная способность биамфифилов по отношению к гидрофобному красителю Оранж ОТ. Полученные соединения могут представлять интерес для биомедицинского применения и других высокотехнологичных направлений.

Показана связь между структурой микроэмульсий на основе додецилсульфата натрия (SDS) и ди(2-этилгексил)фосфата натрия (Д2ЭГФNa) и эффективностью микроэмульсионного выщелачивания меди. Изучены зависимости удельной электропроводности от объемной доли воды для микроэмульсий, содержащих Д2ЭГФNa или смесь SDS и бутанола, декан, воду и ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту как экстрагент для извлечения меди. С возрастанием объемной доли воды в системе происходит постепенный переход от обратных микроэмульсий с преобладанием изолированных капель к микроэмульсиям с преобладанием динамических кластеров капель (перколированных). Порог перколяции электропроводности составляет примерно 0.18 для микроэмульсий на основе Д2ЭГФNa и 0.20 для микроэмульсий на основе SDS. Зависимость логарифма электропроводности от температуры имеет линейный характер в интервале от 20 до 80°C для микроэмульсий с объемной долей воды ниже (0.13 и 0.07 соответственно) и выше (0.30 и 0.23) порога перколяции; в этом интервале температур рассматриваемые микроэмульсии не меняют своей структуры. При проведении микроэмульсионного выщелачивания на модельной системе с CuO при Т = 80°C показано, что для микроэмульсий с перколированной структурой (с объемной долей воды 0.30 для микроэмульсий Д2ЭГФNa и 0.23 для микроэмульсий SDS) извлечение меди было выше, чем для микроэмульсий с преобладанием изолированных капель (объемная доля воды 0.13 и 0.07 соответственно).

Создание биосовместимых покрытий для ксеногенных материалов, используемых для изготовления протезов сердечных клапанов, является актуальной и, к сожалению, до сих пор не решенной задачей. Необходимо сделать биоматериал, который будет соответствовать по механическим характеристикам клапану человека, обладать антимикробными свойствами, что критически важно в первые дни после операции. С этой целью можно использовать биосовместимые покрытия, и оказалось, что для их создания подходят детонационные наноалмазы. Функционально развитая поверхность наноалмазов позволяет адсорбировать на них антибиотики, они нетоксичны и не вызывают дополнительного кальциноза. В рамках данной работы предложено получение композиционного покрытия, состоящего из наноалмазов, лизоцима и мирамистина, как антимикробных агентов широкого спектра действия. Использование меченных тритием наноалмазов позволило исследовать распределение комплексов наноалмаз–лизоцим при внутривенном введении мышам, которое показало, что большая часть материала остается в месте инъекции. Показано, что композит наноалмаз–лизоцим–мирамистин проявляет сильную антимикробную активность,в то время как комплекс наноалмаз-мирамистин не проявляет токсичности по отношению к золотистому стафилококку. Таким образом, композит наноалмаз–лизоцим–мирамистин может быть использован для создания покрытий материала протеза сердечного клапана.