ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ «НАНОЧАСТИЦЫ СИЛИКАТА МАРГАНЦА-НЕЗАМЕНИМАЯ АМИНОКИСЛОТА»
- Авторы: Блинова А.А.1, Кастарнова Е.С.2, Пирогов М.А.1, Кузнецов Е.С.3, Леонтьев П.С.1, Филиппов Д.Д.1
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
- ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»
- ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет»
- Выпуск: № 15 (2023)
- Страницы: 940-949
- Раздел: Нанохимия
- URL: https://journals.rcsi.science/2226-4442/article/view/378525
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.940
- EDN: https://elibrary.ru/KPKQKT
- ID: 378525
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В данном исследовании с помощью квантово-химического моделирования было проведено определение оптимальной конфигурации молекулярной системы «наночастицы силиката марганца - незаменимая аминокислота». Для начала проводилось квантово-химическое моделирование отдельных молекул силиката марганца и незаменимых аминокислот, после проводилось моделирование молекулярных систем «наночастицы силиката марганца-незаменимые аминокислоты», в которых атом кислорода, присоединённый к атому кремния в силикате марганца, соединялся с ионизированной аминогруппой аминокислоты. В результате установлено, что молекулярные системы «наночастицы силиката марганца-незаменимые аминокислоты» являются энергетически выгодными и химически стабильными. На основе полученных данных можно сделать вывод, что оптимальной конфигурацией данных молекулярных систем является взаимодействие силиката марганца с лизином через ионизированную α -аминогруппу лизина. Данная молекулярная система обладает наибольшими значениями разницы полной энергии (Δ E = 73,268 ккал/моль) и химической жёсткости ( η = 0,144 эВ), которые являются показателями энергетической выгоды и химической стабильности молекулярной системы. После путём смешивания ацетата марганца, L -лизина и силиката натрия были получены наночастицы силиката марганца, стабилизированные L -лизином.
Об авторах
Анастасия Александровна Блинова
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
Email: nastya_bogdanova_88@mail.RUS
355017, Россия, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
Елена Сергеевна Кастарнова
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»355035, Россия, Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12
Максим Александрович Пирогов
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»355017, Россия, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
Егор Станиславович Кузнецов
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет»355017, Россия, Ставрополь, ул. Мира, 310
Павел Сергеевич Леонтьев
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»355017, Россия, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
Дионис Демокритович Филиппов
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»355017, Россия, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
Список литературы
- Макарова, В.Н. История медицины: актуальные проблемы и перспективы изучения / В. Н. Макарова, Е. К. Склярова // Наука и общество - 2019: Материалы международной научной конференции, Ростов-на-Дону, 26 апреля 2019; под ред. Н.Б. Осипян и др., 2019. - М.: Изд-во: Московский университет им. С.Ю. Витте. - С. 317-323.
- Савич, В.В. Дисперсные и нанодисперсные материалы в медицине / В. В. Савич // Конструкции из композиционных материалов. - 2006. - № 4. - С. 114-119.
- Фомин, А.А. Наноструктура покрытий из диоксида титана, модифицированного гидроксиапатитом, на медицинских титановых имплантатах / А.А. Фомин, А.Б. Штейнгауэр, И.В. Родионов и др. // Медицинская техника. - 2013. - № 3 (279). - С. 24-27.
- Tosan, F. Effects of doping metal nanoparticles in hydroxyapatite in Improving the physical and chemical properties of dental implants / F. Tosan, N. Rahnama, D. Sakhaei et al. // Nanomedicine Research Journal.- 2021. - Vl. 6. - I. 4. - P. 327-336. doi: 10.22034/NMRJ.2021.04.002.
- Li, Y. Relationship between the colour change of hydroxyapatite and the trace element manganese / Y. Li, C.P.A.T. Klein, X. Zhang, K. de Groot // Biomaterials. - 1993. - Vol. 14. - I. 13. - P. 969-972. doi: 10.1016/0142-9612(93)90187-7.
- Sobańska, Z. Applications and biological activity of nanoparticles of manganese and manganese oxides in in vitro and in vivo models / Z. Sobańska, J. Roszak, K. Kowalczyk, M. Stępnik // Nanomaterials. - 2021. - V. 11. - I. 5 - Art. № 1084. 16 p. doi: 10.3390/nano11051084.
- Fujitani, W. Synthesis of hydroxyapatite contining manganese and its evaluation of biocompatibility / W. Fujitani, Y. Hamada, N. Kawaguchi et al. // Nano Biomedicine. - 2010. - V. 2. - I. 1. - P. 37-46. doi: 10.11344/nano.2.37.
- Mandal, S. In vitro and in vivo degradability, biocompatibility and antimicrobial characteristics of Cu added iron-manganese alloy / S. Mandal, V. Kishore, M. Bose et al. // Journal of Materials Science & Technology.- 2021. - V. 84. - P. 159-172. doi: 10.1016/j.jmst.2020.12.029.
- Li, B. Manganese-based layered double hydroxide nanoparticles as a T1-MRI contrast agent with ultrasensitive pH response and high relaxivity / B. Li, Z. Gu, N. Kurniawan et al. // Advanced Materials.- 2017. - V. 29. - I. 29. - Art. № 1700373. - 8 p. doi: 10.1002/adma.201700373.
- Heiden, M. Evolution of novel bioresorbable iron-manganese implant surfaces and their degradation behaviors in vitro / M. Heiden, E. Walker, E. Nauman, L. Stanciu // Journal of Biomedical Materials Research Part A. - 2015. - Vol. 103. - I. 1. - P. 185-193. doi: 10.1002/jbm.a.35155.
- Якимов, Л.А. Биодеградируемые импланты. Становление и развитие. Преимущества и недостатки (обзор литературы) / Л.А. Якимов, Л.Ю. Слиняков, Д.С. Бобров и др. // Кафедра травматологии и ортопедии. - 2017. - №. 1(21). - С. 44-49.
- Рыжкова, Д.А. Роль "магических" ГПУ чисел в устойчивости внутреннего строения нанокластеров Ag89 и Ag153 / Д.А. Рыжкова, С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 593-603. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.593.
- Сдобняков, Н.Ю. Влияние размерного эффекта на закономерности структурообразования в биметаллических наночастицах Au-Co / Н.Ю. Сдобняков, С.С. Богданов, А.Д. Веселов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 612-623. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.612.
- Pradhan, S. Photochemical modulation of biosafe manganese nanoparticles on Vigna radiata: a detailed molecular, biochemical, and biophysical study / S. Pradhan, P. Patra, S. Das et al. // Environmental Science & Technology. - 2013. - Vol. 47. - I. 22. - P. 122-131. doi: 10.1021/es402659t.
- Q-Chem 6.1 User's Manual. - Режим доступа: https://manual.q-chem.com/latest/. - 02.06.2023.
- Блинова, А.А. Компьютерное квантово-химическое моделирование взаимодействия фосфата кальция с аминокислотами / А.А. Блинова, А.В. Блинов, М.А. Пирогов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 352-361. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.352.
- Blinova, A.A. Synthesis and characterization of calcium silicate nanoparticles stabilized with amino acids / A.A. Blinova, A.A. Karamirzoev, A.R. Guseynova et al. // Micromachines. - 2023. - Vol. 14. - I. 2.- Art. № 245, 12 p. doi: 10.3390/mi14020245.
Дополнительные файлы
