HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF AQUEOUS SOLS OF NANOCRYSTALLINE HAFNIUM DIOXIDE STABILIZED BY LACTIC ACID AND THEIR ENZYME-LIKE ACTIVITIES

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A method for obtaining aqueous sols of nanocrystalline hafnium dioxide (with hydrodynamic diameter 20-35 nm) stabilised by lactic acid (lactate ions) and characterised by high colloidal stability (zeta-potential -29 mV) has been developed. The method is based on the hydrothermal treatment of a previously obtained complex compound of hafnium with lactic acid in the presence of urea at temperatures of 180 and 220 degrees Celsius for 48 and 96 h. By chemiluminescence analysis in the model reaction of luminol oxidation it was found that nanocrystalline hafnium oxide in the composition of sols exhibits dose-dependent pro-oxidant activity towards hydrogen peroxide and thus exhibits peroxidase-like properties.

About the authors

G. S Taran

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

E. D Sheichenko

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; International Research University Higher School of Economics

Moscow, Russia

M. A Popkov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

K. N Novoselova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; International Research University Higher School of Economics

Moscow, Russia

Yu. A Kochenkova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; International Research University Higher School of Economics

Moscow, Russia

A. D Filippova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. E Baranchikov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; International Research University Higher School of Economics

Email: a.baranchikov@yandex.ru
Moscow, Russia

V. K Ivanov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; International Research University Higher School of Economics

Moscow, Russia

References

  1. Ramadoss A., Krishnamoorthy K., Kim S.J. // Mater. Res. Bull. 2012. V. 47. № 9. P. 2680. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.05.051
  2. Wang J., Li H.P., Stevens R. // J. Mater. Sci. 1992. V. 27. № 20. P. 5397. https://doi.org/10.1007/BF00541601
  3. Robertson J. // Eur. Phys. J. - Appl. Phys. 2004. V 28. P. 265. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:28017611
  4. Bersuker G., Gilmer D.C., Veksler D. et al. // Tech. Dig. — Int. Electron Devices Meet. 2010. P. 456. https://doi.org/10.1109/IEDM.2010.5703394
  5. Yu S., Guan X., Wong H.S.P. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. № 6. P. 2011. https://doi.org/10.1063/1.3624472
  6. Lee H.Y., Chen Y.S., Chen P.S. et al. // IEEE Int. 2010. V. 55. № 1. P. 19.7.1. https://doi.org/10.1109/IEDM.2010.5703395
  7. Al-Kuhaili M.F., Durrani S.M.A., Bakhtiari I.A. et al. // Mater. Chem. Phys. 2011. V. 126. № 3. P. 515. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2011.01.036
  8. Wang Y., Lin Z., Cheng X. et al. // Appl. Surf. Sci. 2004. V 228. № 1-4. P. 93. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2003.12.028
  9. Adam J., Rogers M.D. // Acta Crystallogr. 1959. V. 12. № 11. P. 951. https://doi.org/10.1107/s0365110x59002742
  10. Curtis C.E., Doney L.M., Johnson J.R. // J. Am. Ceram. Soc. 1954. V. 37.№ 10. P. 458. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1954.tb13977.x
  11. Ruh R., Garrett H.J., Domagala R.F. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 1968. V. 51.№ 1. P. 23.
  12. Guskov V.N., Gagarin P.G., Guskov A.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64.№ 11. P. 1436. https://doi.org/10.1134/S0036023619110068
  13. Folomeikin Y.I., Karachevtsev F.N., Stolyarova V.L. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. № 7. P. 934. https://doi.org/10.1134/S0036023619070088
  14. Chaubey G.S., Yao Y., Makongo J.P.A. et al. // RSC Adv. 2012. V. 2. № 24. P. 9207. https://doi.org/10.1039/c2ra21003g
  15. Giacobbe J., Dunning D.N. // Nucl. Sci. Eng. 1958. V. 4. № 3. P. 467. https://doi.org/10.13182/nse58-a25543
  16. Cunningham G.W., Foulds A.K., Keller D.L. et al. // Nucl. Sci. Eng. 1958. V. 4. № 3. P. 449. https://doi.org/10.13182/nse58-a25541
  17. Field J.A., Luna-Velasco A., Boitano S.A. et al. // Chemosphere. 2011. V. 84.№ 10. P. 1401. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.04.067
  18. Bagley A.F., Ludmir E.B., Maitra A. et al. // Clin. Transl. Radiat. Oncol. 2022. V. 33. P. 66. https://doi.org/10.1016/j.ctro.2021.12.012
  19. Maggiorella L., Barouch G., Devaux C. et al. // Futur. Oncol. 2012. V. 8. № 9. P. 1167. https://doi.org/10.2217/fon.12.96
  20. Shcherbakov A.B., Ivanov V.K., Zholobak N.M. et al. // Biophysics (Oxf). 2011. V. 56.№6. P. 987. https://doi.org/10.1134/S0006350911060170
  21. Shcherbakov A.B., Zholobak N.M., Spivak N.Y. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2014. V. 59. № 13. P. 1556. https://doi.org/10.1134/S003602361413004X
  22. Ivanova O.S., Shekunova T.O., Ivanov V.K. et al. // Dokl. Chem. 2011. V. 437. № 2. P. 103. https://doi.org/10.1134/S0012500811040070
  23. Ivanov V.K., Polezhaeva O.S., Shaporev A.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2010. V. 55.№ 3. P. 328. https://doi.org/10.1134/S0036023610030046
  24. Stefanic G., Music S., Molcanov K. // J. Alloys Compd. 2005. V 387. № 1-2. P. 300. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.06.064
  25. De Roo J., De Keukeleere K., Feys J. et al. // J. Nanoparticle Res. 2013. V. 15. № 7. https://doi.org/10.1007/s11051-013-1778-z
  26. Tirosh E., Markovich G. // Adv. Mater. 2007. V. 19. № 18. P. 2608. https://doi.org/10.1002/adma.200602222
  27. Qi J., Zhou X. // Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2015. V. 487. P. 26. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2015.09.037
  28. Filippova A.D., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. // Colloid J. 2023. V. 85. № 5. P. 782. https://doi.org/10.1134/S1061933X23600653
  29. Elmowafy E.M., Tiboni M., Soliman M.E. // Biocompatibility, biodegradation and biomedical applications of poly(lactic acid)/poly(lactic-co-glycolic acid) micro and nanoparticles. Singapore: Springer, 2019. https://doi.org/10.1007/s40005-019-00439-x
  30. Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Churakov A.V. et al. // RSC Adv. 2021. V. 11.№ 48. P. 30195. https://doi.org/10.1039/d_1ra05923h
  31. Dhup S., Kumar Dadhich R., Ettore Porporato P. et al. // Curr. Pharm. Des. 2012. V. 18.№ 10. P. 1319. https://doi.org/10.2174/138161212799504902
  32. Apostolova P., Pearce E.L. // Trends Immunol. 2022. V. 43. № 12. P. 969. https://doi.org/10.1016/j.it.2022.10.005
  33. Hirschhaeuser F., Sattler U.G.A., Mueller-Klieser W. // Cancer Res. 2011. V. 71.№ 22. P. 6921. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-11-1457
  34. Pohanka M. // Biomed Res. Int. 2020. V. 2020. https://doi.org/10.1155/2020/3419034
  35. Kakihana M., Kobayashi M., Tomita K. et al. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 2010. V. 83.№ 11. P. 1285. https://doi.org/10.1246/bcsj.20100103
  36. Rose J., De Bruin T.J.M., Chauveteau G. et al. // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. № 13. P. 2910. https://doi.org/10.1021/jp027114c
  37. Meskin P.E., Gavrilov A.I., Maksimov V.D. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2007. V. 52. № 11. P. 1648. https://doi.org/10.1134/S0036023607110022
  38. Ivanov V.K., Baranchikov A.E., Tret’yakov Y.D. // Russ. J. Inorg. Chem. 2010. V. 55. № 5. P. 665. https://doi.org/10.1134/S0036023610050037
  39. Hudak B.M., Depner S.W., Waetzig G.R. et al. // Nat. Commun. 2017. V. 8. № May. P. 1. https://doi.org/10.1038/ncomms15316
  40. Willard H.H., Tang N.K. // J. Am. Chem. Soc. 1937. V. 59. № 7. P. 1190. https://doi.org/10.1021/ja01286a010
  41. Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 6. P. 629. https://doi.org/10.1070/RCR4920
  42. Таран Г.С., Баранчиков А.Е., Иванова О.С. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 6. С. 725. https://doi.org/10.31857/s0044457x20060239
  43. Baranchikov A.E., Sozarukova M.M., Mikheev I.V. etal.//NewJ. Chem. 2023. V. 47. № 44. P. 20388. https://doi.org/10.1039/D3NJ03728B
  44. Filippova A.D., Sozarukova M.M., Baranchikov A.E. et al. // Molecules. 2023. V. 28. № 9. https://doi.org/10.3390/molecules28093811
  45. Teplonogova M.A., Volostnykh M.V., Yapryntsev A.D. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 23. https://doi.org/10.3390/ijms232315373
  46. Qin L., Hu Y., Wei H. // Nanozymes: Preparation and Characterization. 2020. P. 79. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1490-6_4
  47. Vladimirov Y.A., Proskurnina E.V. // Biochem. 2009. V. 74. № 13. P. 1545. https://doi.org/10.1134/S0006297909130082
  48. Deng M., Xu S., Chen F. // Anal. Methods. 2014. V. 6. № 9. P. 3117. https://doi.org/10.1039/c3ay42135j
  49. Li C., Shi X., Shen Q. et al. //J. Nanomater. 2018. V. 2018. https://doi.org/10.1155/2018/4857461
  50. Giussani A., Farahani P., Martnez-Munoz D. et al. // Chem. -AEur.J. 2019. V. 25.№ 20. P. 5202. https://doi.org/10.1002/chem.201805918
  51. Zhao H., Dong Y., Jiang P. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2015. V. 7. № 12. P. 6451. https://doi.org/10.1021/acsami.5b00023
  52. Liang X., Han L. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. № 28. https://doi.org/10.1002/adfm.202001933
  53. Aggarwal P., Rana J.S., Chitkara M. et al. // J. Clust. Sci. 2024. V. 35. № 6. P. 2093. https://doi.org/10.1007/s10876-024-02646-5
  54. Ray C., Dutta S., Sarkar S. et al. // J. Mater. Chem. B. 2014. V. 2.№ 36. P. 6097. https://doi.org/10.1039/C4TB00968A
  55. Liu P., Liang M., Liu Z. et al. // Nanoscale. 2024. V. 16. №2. P. 913. https://doi.org/10.1039/D3NR04336C
  56. Sobanska K., Pietrzyk P., Sojka Z. // ACS Catal. 2017. V. 7. № 4. P. 2935. https://doi.org/10.1021/acscatal.7b00189
  57. Sommers J.A., Hutchison D.C., Martin N.P. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. № 3. P. 1631. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c03128
  58. Aoto H., Matsui K., Sakai Y. et al. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2014. V. 394. P. 224. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2014.07.020
  59. Moons J., de Azambuja F., Mihailovic J. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2020. V. 59. № 23. P. 9094. https://doi.org/10.1002/anie.202001036

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».