ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Проект направлен на решение фундаментальной задачи, посвященной развитию научной базы для получения новых магнитоуправляемых, экологически и физиологически безопасных наноматериалов с контролируемым комплексом свойств.
The aim of project is to solve the fundamental problem dedicated to the development of a scientific base for obtaining new magnetically controlled, environmentally and physiologically safe nanomaterials with a controlled set of properties.
1. Разработка метода синтеза анионных магнитных нанокомпозитов, состоящих из наночастиц маггемита и альгинатов: линейного и микрогеля, слабо сшитого ионами кальция. Получение серии водорастворимых агрегативно-стабильных нанокомпозитов с контролируемым содержанием магнитной фазы. 2. Исследование гидродинамических, электрокинетических и магнитных свойств нанокомпозитов с различным содержанием маггемита. 3. Выяснение природы взаимодействий (тип связи) между поверхностью наночастиц и функциональными группами альгинатов. 4. Анализ распределения инкапсулированных неорганических наночастиц в полимерной матрице.
Работы коллектива связаны с получением и изучением свойств водорастворимых стимулчувствительных наноматериалов на основе самоорганизующихся систем с регулируемыми структурой, размерами и физико-химическими свойствами, которые могут быть использованы в биотехнологиях как эффективные носители лекарственных препаратов, а также в отраслях медицинской химии и практической медицины, где требуется селективная доставка к очагам патологии биологически активных соединений. Коллективом разработан простой одностадийный метод синтеза магнитного оксида железа. Особенностью предлагаемого метода является формирование магнетита, гамма-Fe2O3, т.е. магнитной формы оксида железа с максимальной степенью окисления (3+), в присутствии сильного восстановителя и кислорода воздуха. Синтез проведен при комнатной температуре из раствора соли Мора, Fe(NH4)2(SO4)2*6H2O, в присутствии неоиногенного циклического олигосахарида, гидроксипропил-бета-циклодекстрина. Показано, что необходимость восстановителя в системе обусловлена химической спецификой данного процесса, который протекает через образование металлического железа как интермедиата. Установлено, что без восстановителя образуются оксо/гидроксоформы железа, не обладающие магнитными свойствами. Выбор гипофосфита в качестве восстановителя обусловлен высоким окислительно-восстановительным потенциалом пары Н2РО2-/РО43-, обеспечивающим восстановление до металлического железа в щелочной среде.
1. Разработан метод синтеза анионных магнитных нанокомпозитов, состоящих из наночастиц маггемита и микрогеля, слабо сшитого ионами кальция; получена серия водорастворимых агрегативно-стабильных нанокомпозитов с контролируемым содержанием магнитной фазы. 2. Проведено исследование гидродинамических, электрокинетических и магнитных свойств нанокомпозитов с различным содержанием маггемита. 3. Определена природа взаимодействия между поверхностью наночастиц и функциональными группами альгинатов. 4. Проведён анализ распределения инкапсулированных неорганических наночастиц в полимерной матрице.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 30 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Магнитные водорастворимые биосовместимые нанокомпозиты альгинат/маггемит |
Результаты этапа: Разработан метод синтеза анионных магнитных нанокомпозитов, состоящих из наночастиц маггемита и альгинатов. Были использованы как линейные макромолекулы альгината, так и микрогель, представляющий собой продукт сшивки линейных макромолекул альгината ионами кальция. Следует отметить, что в работе были использованы микрогели, полностью растворимые в водной среде. С использованием линейных макромолекул альгината, а также микрогелей на основе альгината, подшитого ионами кальция, были получены водорастворимые агрегативно-стабильные нанокомпозиты. Предложен аналитический подход к определению содержания неорганической компоненты в полученных нанокомпозитах. Продемонстрирована возможность регулирования количества магнитной фазы в исследуемых нанокомпозитах. | ||
2 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Магнитные водорастворимые биосовместимые нанокомпозиты альгинат/маггемит |
Результаты этапа: На данном этапе работы проведена характеристика биодеградируемых полимерных микрогелей (нанокомпозитов) с инкапсулированными магнитными наночастицами. В качестве полимерной матрицы были использованы линейные макромолекулы альгината (натрия), а также полимерные гели, представляющие собой продукт слабой (не более 5 %) сшивки макромолекул линейного альгината ионами кальция. Для характеристики полученных нанокомпозитов использованы методы просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), рентгенофазового анализа, мёссбауэровской спектроскопии, а также ИК-спектроскопии. Установлено, что полученные композиты содержат единственную форму оксида железа – маггемит. Показано, что формирование комплексов наночастиц маггемита с полимерной матрицей обеспечивает их агрегативную стабильность в водном окружении. | ||
3 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Магнитные водорастворимые биосовместимые нанокомпозиты альгинат/маггемит |
Результаты этапа: На данном этапе работы были охарактеризованы гидродинамические свойства биодеградируемых полимерных микрогелей (нанокомпозитов) на основе альгината натрия с инкапсулированными наночастицами маггемита, γ-Fe2O3. Лиофилизированные образцы композитов растворяли в Трис-буфере с рН 7 и определяли их размер (гидродинамический диаметр) методом динамического светорассеяния и электрофоретическую подвижность (параметр, связанный с поверхностным зарядом частиц) методом лазерного микроэлектрофореза. Было установлено, что формирование комплексов наночастиц маггемита с полимерной матрицей обеспечивает их агрегативрую стабильность в водном окружении. Макромолекулы альгината в водном растворе представляют развёрнутые клубки, размер которых определяется электростатическим отталкиванием одинаково заряженных функциональных (карбоксильных) групп. Формирование наночастиц маггемита в присутствии макромолекул и их электростатическое и координационное взаимодействие с функциональными группами анионного полисахарида сопровождалось значительной контракцией макромолекул; диаметр композита с максимальным содержанием маггемита уменьшался до 240 нм. Таким образом, в процессе формирования частиц нанокомпозитов имеет место сшивка макромолекул альгината магнитными наночастицами. В свою очередь, сшивка исходных макромолекул магнитными наночастимцами приводит к образованию микрогелей. Формирование микрогелевой структуры полученных композитных (органо-неорганических) частиц было подтверждено методами статического и динамического рассеяния света, с помощью которых были определены радиусы инерции (Rg) и гидродинамические радиусы (Rh). |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".
№ | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
---|---|---|---|---|---|
1. | Spiridonov_INEOS-CONF-2019.doc | Spiridonov_INEOS-CONF-2019.doc | 504,0 КБ | 12 декабря 2019 [spiridonov] | |
2. | Tezisyi_INEOS_KuznetsovVV-2019.doc | Tezisyi_INEOS_KuznetsovVV-2019.doc | 505,5 КБ | 12 декабря 2019 [spiridonov] | |
3. | Tezisyi_AntonovaYuA-2020.pdf | Tezisyi_AntonovaYuA-2020.pdf | 477,9 КБ | 16 декабря 2020 [spiridonov] | |
4. | Tezisyi_KuznetsovVV-2020.pdf | Tezisyi_KuznetsovVV-2020.pdf | 52,8 КБ | 16 декабря 2020 [spiridonov] | |
5. | SpiridonovVV_Tezisyi_Kargin-2020.pdf | SpiridonovVV_Tezisyi_Kargin-2020.pdf | 290,8 КБ | 16 декабря 2020 [spiridonov] |