Adsorption complexes of vancomycin with nanodiamonds: formation kinetics, composition, and antimicrobial properties

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Adsorption complexes of vancomycin with detonation nanodiamonds having positive and negative surface charges are obtained. The kinetics of vancomycin adsorption on nanodiamonds is described by a pseudo-second-order equation with close parameters for both types of nanodiamonds. The kinetics of vancomycin-nanodiamond complex formation is described by a pseudo-first order equation. Methods of radioactive indicators and IR spectroscopy are used to find that a part of vancomycin is firmly bound to the surface of nanodiamonds and is not removed by washing. The amount of firmly bound matter is found to be three times greater for the complexes with negative nanodiamonds. However, the retention strength of vancomycin on positive nanodiamonds was higher and its content practically did not change during desorption for 10 days. Both types of complexes have the same antimicrobial properties against Staphylococcus aureus. The totality of the obtained data confirms the assumption that the formation of hydrogen bonds with water molecules plays a key role in the adsorption and retention of vancomycin on the surface of nanodiamonds.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Т. Shen

M. V. Lomonosov Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

M. G. Chernysheva

M. V. Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

A. G. Popov

M. V. Lomonosov Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

I. S. Chashchin

A. N. Bakulev Scientific Center for Cardiovascular Surgery; A. N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119334; Moscow, 119334

N. M. Anuchina

A. N. Bakulev Scientific Center for Cardiovascular Surgery

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119334

G. A. Badun

M. V. Lomonosov Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

References

  1. Chernysheva M.G., Chaschin I.S., Badun G.A. et al. // Colloids Surf A Physicochem Eng Asp. 2023. V. 656. № A. Article #. 130373.
  2. Xiao J., Duan X., Yin Q., Zhang Z., Yu H., Li Y. // Biomaterials. 2013. V. 34. № 37. P. 9648.
  3. Wang L., Su W., Ahmad K.Z. et al. // Nano Res. 2022. V. 15. № 4. P. 3356.
  4. Yuan S.J., Xu Y.H., Wang C. et al. // J. Nanobiotechnology. 2019. V. 17. № 1. P. 1.
  5. Li X., Shao J., Qin Y. et al. // J. Mater. Chem. 2011. V. 21. № 22. P. 7966.
  6. Salaam A.D., Hwang P.T.J., Poonawalla A. et al. // Nanotechnology. 2014. V. 25. № 42. P. 425103.
  7. Levy R.J., Wolfrum J., Schoen F.J. et al. // Science. 1985. V. 228. № 4696. P. 190.
  8. Chanda J. // Biomaterials. 1994. V. 15. № 6. P. 465.
  9. Abolhoda A., Yu S., Oyarzun J.R. et al. // Ann. Thorac. Surg. 1996. V. 62. № 1. P. 169.
  10. Gallyamov M.O., Chaschin I.S., Khokhlova M.A. et al. // Materials Science and Engineering: C. 2014. V. 37. № 1. P. 127.
  11. Hashizume H., Nishimura Y. // Studies in Natural Products Chemistry. 2008. V. 35. № C. P. 693.
  12. Шень Т., Чернышева М.Г., Бадун Г.А. // Радиохимия. 2023. Т. 65. № 6. С. 575.
  13. Chernysheva M.G., Popov A.G., Dzianisik M.G. et al. // Mendeleev Communications. 2023. V. 33. № 2. P. 228.
  14. Стерилизация медицинских изделий. МИКРО- БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ. Часть 1. Оценка популяции микроорганизмов на продукции // ГОСТ Р ИСО 11737-1–2000. 2014.
  15. Хамизов Р.Х. // Журн. физ. химии. 2020. T. 94. № 1. C. 125.
  16. Masse M., Genay S., Mena A.M. et al. // European J. Hospital Pharmacy. 2020. V. 27. № e1. P. E87.
  17. Cauda V., Onida B., Platschek B. et al. // J. Mater. Chem. 2008. V. 18. № 48. P. 5888.
  18. Petit T., Puskar L. // Diam Relat Mater. 2018. V. 89. August. P. 52.
  19. Ţucureanu V., Matei A., Avram A.M. // Crit Rev Anal Chem. 2016. V. 46. № 6. P. 502.
  20. Salter C.J., Mitchell R.C., Drake A.F. // J. Chemical. Society. 1995. № 12. P. 2203.
  21. Nouruzi E., Hosseini S.M., Asghari B. et al. // BMC Biotechnol. 2023. V. 23. № 1. P. 39.
  22. Mohamed H.B., El-Shanawany S.M., Hamad M.A., Elsabahy M. // Sci Rep. 2017. V. 7. № 1. P. 6340.
  23. Socrates G. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies. 3rd Ed. John Wiley & Sons, 2001. 347 p.
  24. Shen T., Chernysheva M.G., Badun G.A. et al. // Colloids and Interfaces. 2022. V. 6. № 2. P. 35.
  25. Chaschin I.S., Sinolits M.A., Badun G.A. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2022. V. 222. P. 2761.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Time dependences of vancomycin adsorption on DHA (a) and SDND (b) nanodiamonds.

Download (100KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Time dependences of firmly bound vancomycin on DHA (a) and SDND (b) nanodiamonds.

Download (100KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. IR spectra of DHA (1), DHA-vancomycin complex (2) and vancomycin (3).

Download (209KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. IR spectra of SDND (1), SDND-vancomycin complex (2) and vancomycin (3).

Download (239KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 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».