Хитозан и сывороточный альбумин как модификаторы углеродных нанотрубок

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Получены комплексы углеродных нанотрубок (УНТ) с бычьим сывороточным альбумином (БСА) и хитозаном в результате адсорбции из водных растворов. С помощью меченных тритием соединений найдено, что количество связываемых с УНТ биополимеров пропорционально их концентрации в растворе. Показано, что образуются прочные комплексы, которые не разрушаются после удаления раствора адсорбата и промывки водой. Проведена последовательная модификация УНТ исследуемыми веществами и установлено, что порядок последовательной модификации не влияет на состав комплекса, что может быть объяснено отсутствием конкуренции за сайты связывания. Показано, что полученные комплексы обладают высокой седиментационной устойчивостью в водных средах. Электрокинетический потенциал комплекса УНТ с хитозаном достигал величины +36 мВ при концентрации модифицирующего агента 8 мг/мл. При последовательной модификации УНТ сначала БСА затем хитозаном электрокинетический потенциал комплекса снижался до +20 мВ. Электрокинетический потенциал комплекса УНТ с БСА изменялся от –10 мВ до –18 мВ при увеличении концентрации белка в растворе от 0.2 до 5 мг/мл. Последовательная модификация УНТ сначала хитозаном затем БСА приводила к образованию комплексов с низким электрокинетическим потенциалом. С помощью измерения краевого угла смачивания показано, что модификация УНТ хитозаном и БСА приводит к увеличению гидрофильности нанесенных на стекло покрытий.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. А. Буняев

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; ГЕОХИ им. В. И. Вернадского

Author for correspondence.
Email: bunyaev@geokhi.ru

Химический факультет

Russian Federation, Москва; Москва

М. Г. Чернышева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: chernyshevamg@my.msu.ru

Химический факультет

Russian Federation, Москва

Г. А. Бадун

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: badunga@yandex.ru

Химический факультет

Russian Federation, Москва

References

  1. Ruoff R.S., Qian D., Liu W.K. // Comptes Rendus Phys. 2003. V. 4. № 9. P. 993.
  2. Mishra V., Heath R.J. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 16. Р. 8411.
  3. Chen H., Yuan L., Song W. et al. // Prog. Polym. Sci. 2008. V. 33. № 11. P. 1059.
  4. Kiradzhiyska D.D., Mantcheva R.D. // Folia Med. (Plovdiv). 2019. V. 61. № 1. P. 34.
  5. Долгопятова Н.В.,. Новиков В.Ю., Кучина Ю.А. и др. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. № 5. С. 77. doi: 10.6060/ivkkt.20226505.6563
  6. Nilsen-Nygaard J., Strand S. et al. // Polymers (Basel). 2015. V.7. № 3. P. 552. doi: 10.3390/polym7030552
  7. Badun G.A., Chernysheva M.G., Ksenofontov A.L. // Radiochim. Acta. 2012. V. 100. № 6. P. 401.
  8. Бадун Г.А., Чернышева М.Г. // Радиохимия. 2023. T. 65. № 2. С. 158.
  9. Czechowska-Biskup R. et al. // Prog. Chem. Appl. Chitin its Deriv. 2012. V. 2012. P. 5.
  10. Gallyamov M.O., Chaschin I.S., Khokhlova M.A., et al. // Mater. Sci. Eng. C. 2014. V. 37. № 1. P. 127. doi: 10.1016/j.msec.2014.01.017
  11. Chernysheva M.G., Badun G.A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2010. V.286. № 3. P. 835.
  12. Zhang X., Meng L., Lu Q. // ACS Nano. 2009. V. 3. № 10. P. 3200. doi: 10.1021/nn9006362
  13. Quemeneur F., Rinaudo M., Pépin-Donat B. // Biomacromolecules. 2008. V. 9.№ 1. P. 396. doi: 10.1021/bm700943j
  14. Hu H., Yu A., Kim E. et al. // J. Phys. Chem. B. 2005. V.109. № 23. P. 11520. doi: 10.1021/jp050781w
  15. Хабашеску В.Н. // Успехи Химии. 2011. Т. 80. № 8. С. 739.
  16. Aryaei A., Jayatissa A.H., Jayasuriya A.C. // J. Biomed. Mater. Res. Part A. 2014. V. 102. № 8. P. 2704. doi: 10.1002/jbm.a.34942
  17. Gerasimenko A.Y., Ten G.N., Ryabkin D.I. et al. // Spectrochim. Acta – Part A Mol. Biomol. Spectrosc. Elsevier Ltd. 2020. V.227. P. 117682. doi: 10.1016/j.saa.2019.117682
  18. Fologea D., Ledden B., David S. McNabb, et al. //Appl Phys Lett. 2007. V. 91. № 5. P. 053901. doi: 10.1063/1.2767206
  19. Li G., Huang J., Chen T. et al. // Carbohydr. Polym. Elsevier Ltd. 2017. V.176. P. 75. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.08.068
  20. Rashad M.M., El-Kemary N.M., Amer S. et al. // Spectrochim. Acta – Part A Mol. Biomol. Spectrosc. Elsevier B.V. 2021. V.253. P. 119582. doi: 10.1016/j.saa.2021.119582
  21. He N., Wang R., He Y. et al. // Sci. China Chem. 2012. V.55. № 9. P.1788. doi: 10.1007/s11426-012-4604-z
  22. Du P., Zhao J., Mashayekhi H. et al. // J. Phys. Chem. C. 2014. V.118. № 38. P. 22249–22257. doi: 10.1021/jp5044943

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Adsorption isotherms of biopolymers on CNTs: BSA, pH 7 (1, 2), chitosan 50 kDa, pH 1.6 (3, 4), chitosan 210 kDa, pH 2 (5, 6); equilibrium adsorption (1, 3, 5) and after washing with water (2, 4, 6).

Download (104KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Adsorption isotherms of 210 kDa chitosan on CNTs at pH 2 (1, 3) and pH 7 (2, 4); equilibrium adsorption (1, 2) and after washing with water (3, 4).

Download (81KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependences of the electrokinetic potential of the CNT-modifier complex: chitosan 210 kDa (1), chitosan 50 kDa (2), BSA (3); on the polymer concentration in the saturating solution.

Download (54KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Images of glass coated with nanotubes and water droplets on this surface.

Download (363KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Adsorption isotherms of BSA, pH 7 on CNTs: initial (1, 2) and modified with 210 kDa chitosan (3, 4); equilibrium adsorption (1, 3) and after washing with water (2, 4).

Download (83KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dependences of the electrokinetic potential of CNT-polymer adsorption complexes on the concentration of the second modifier solution during sequential modification with two polymers: chitosan 210 kDa–BSA (1), chitosan 50 kDa–BSA (2), BSA–chitosan 210 kDa (3), BSA–chitosan 50 kDa (4).

Download (65KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Adsorption isotherms of chitosan 50 kDa, pH 1.6 (1, 2) and 210 kDa, pH 2 (3, 4) on CNTs: initial (1, 3) and modified with BSA (2, 4) after washing with water.

Download (80KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences