Наночастицы селена, стабилизированные амфифильными молекулярными щетками с различной степенью полимеризации боковых цепей: спектральные и структурно-морфологические характеристики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Амфифильные молекулярные щетки, или графт-сополимеры (графт-СП), с гидрофобной полиимидной основной цепью и гидрофильными боковыми цепями полиметакриловой кислоты (ПМАК), при высоких значениях степени полимеризации m боковых цепей и плотности их прививки можно потенциально использовать в качестве наноконтейнеров при адресной доставке лекарственных препаратов/агентов. В настоящей работе в качестве загружаемого агента использовали наночастицы селена в нуль-валентной форме (Se0), обладающие комплексом уникальных свойств: фотоэлектрическими, полупроводниковыми, каталитическими и биомедицинскими. Широким спектром методов (УФ / видимая спектроскопия, рентгеноструктурный анализ, динамическое / электрофоретическое рассеяние света, атомно-силовая и просвечивающая электронная микроскопия) было проведено сравнительное исследование свободных графтсополимеров (с варьируемой степенью полимеризации гидрофильных боковых цепей ПМАК) и графтсополимеров, загруженных наночастицами селена. Показано влияние топологии графт-СП на структурно-морфологические и спектральные характеристики как свободных амфифильных молекулярных щеток, так и щеток, загруженных наночастицами селена.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Валуева

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. В. Иванов

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Я. Волков

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. Э. Вылегжанина

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Л. Н. Боровикова

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Кутин

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. В. Якиманский

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: svalu67@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Narumi A., Matsuda T., Kaga H., Satoh T. et al. // Polymer. 2002. V. 43. P. 4835.
  2. Zhao W., Fonsny P., FitzGerald P., Warr G.G. et al. // Polym. Chem. 2013. V. 4. P. 2140.
  3. Wang J., Yao K., Wang C., Tang C. et al. // J. Mater. Chem. B. 2013. V. 1. P. 2324.
  4. Tripathy J., Mishra D.K., Yadav M., Behari K. // Carbohyd. Polym. 2010. V. 79. P. 40. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2009.07.026
  5. Akbulut H., Endo T., Yamada S., Yagci Y. // J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 2015. V. 53. P. 1785. https://doi.org/10.1002/pola.27621
  6. Liang M., Jhuang Y.J., Zhang C.F., Tsai W.J. et al. // Eur. Polym. J. 2009. V. 45. P. 2348. https://doi.org/10.1016/j. eurpolymj.2009.05.008
  7. Fu G.D., Kang E.T., Neoh K.G., Lin C.C. et al. // Macromolecules. 2005. V. 38. P. 7593. https:// doi.org/10.1021/ma0506435
  8. Rodchenko S., Amirova A., Milenin S., Ryzhkov A. et al. // Eur. Polym. J. 2020. V. 140. P.110035. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2020.110035
  9. Zhao W., Fonsny P., Fitzgerald P., Warr G.G. et al. // Polym. Chem. 2013. V. 4. P. 2140. https://doi.org/10.1039/C3PY21038C
  10. Wang J., Yao K., Wang C., Tang C. et al. // J. Mater. Chem. B. 2013. V. 1. P. 2324. https://doi.org/10.1039/C3TB20100G
  11. Lee H., Pietrasik J., Sheiko S.S., Matyjaszewski K. // Prog. Polym. Sci. 2010. V. 35. P. 24. https://doi.org/10.1016/j. progpolymsci.2009.11.002
  12. Chang H.-Y., Lin Y.-L., Sheng Y.-J., Tsao H.-K. // Macromolecules. 2012. V. 45. P. 4778. https://doi.org/10.1021/ma3007366
  13. Lian X., Wu D., Song X., Zhao H. // Ibid. 2010. V. 43. P. 7434. https://doi.org/10.1021/ma101452h
  14. Senaratne W., Andruzzi L., Ober C.K. // Biomacromolecules. 2005. V. 6. P. 2427. https://doi.org/10.1021/bm050180a
  15. Peng S., Bhushan B. // RSC Adv. 2012. V. 2. P. 8557. https://doi.org/10.1039/C2RA20451G
  16. Vatankhah-Varnosfaderani M., Daniel W.F.M., Everhart M.H. et al. // Nature. 2017. V. 549. P. 497.
  17. Pakula T., Zhang Y., Matyjaszewski K. et al. // Polymer. 2006. V. 47. № 20. P. 7198.
  18. Nese A., Lebedeva N.V., Sherwood G., Averick S. et al. // Macromolecules. 2011. V. 44. № 15. P. 5905.
  19. Xu H., Sun F.C., Shirvanyants D.G. et al. // Adv. Mater. 2007. V. 19. № 19. P. 2930.
  20. Banquy X., Burdynska J., Lee D.W. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2014. V. 136. № 17. P. 6199.
  21. Xu B., Feng C., Hu J. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. № 10. P. 6685.
  22. Sun G., Cho S., Clark C., Verkhoturov S.V. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 11. P. 4203.
  23. Sheiko S.S., MoÈller M. // Chem. Rev. 2001. V. 101. P. 4099.
  24. Sheiko S.S., Sumerlin B.S., Matyjaszewski K. // Prog. Polym. Sci. 2008. V. 33. P. 759.
  25. Sheiko S.S., Prokhorova S.A., Beers K.L. et al.// Macromolecules. 2001. V. 34. P. 8354.
  26. Das A., Petkau-Milroy K., Klerks G. et al. // ACS Macro. Lett. 2018. V. 7. P. 546. https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.8b00168
  27. Hansen N.M.L., Gerstenberg M., Haddleton D.M., Hvilsted S. // J. Polym. Sci. Pol. Chem. 2008. V. 46. P. 8097. https://doi.org/10.1002/pola.23107
  28. Валуева С.В., Вылегжанина М.Э., Митусова К.А. и др. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2021. № 4. С. 3. https://doi.org/10.31857/S1028096021040154 [Valu- eva S.V., Vylegzhanina M.E., Mitusova K.A. et al. // J. of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2021. V. 15. № 2. P. 313. https://doi.org/10.1134/S1027451021020336]
  29. Валуева С.В., Суханова Т.Е., Вылегжанина М.Э., Мелешко Т.К. // ЖТФ. 2020. Т. 90, вып. 9. С. 1462. https://doi.org/10.21883/JTF.2020.09.49676.11-20 [Valueva S.V., Sukhanova T.E., Vylegzhanina M.E., Meleshko T.K. // Tech. Phys. 2020. V. 65. № 9. P. 1403. https://doi.org/10.1134/S1063784220090273]
  30. Валуева С.В., Вылегжанина М.Э., Митусова К.А., Якиманский А.В. // Матер. Объединенной конференции «Электронно-лучевые технологии и рентгеновская оптика в микроэлектронике» («КЭЛТ-2021»). 13–17 сентября 2021. Черноголовка, Россия. М.: ООО «Футурис Принт», 2021. С. 180–182.
  31. Wang S.F., Lu L.C., Gruetzmacher J.A. et al. // Macromolecules. 2005. V. 38. P. 7358. https://doi.org/10.1021/ma050884c
  32. Valueva S.V., Vylegzhanina M.E., Mitusova K.A. et al. // J. of Sur. Invest.: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2021. V. 15. № 2. P. 313. https://doi.org/10.1134/S1027451021020336
  33. Valueva S.V., Vylegzhanina M.E., Borovikova L. N. et al. // Ibid. 2023. V. 17. № 1. P. 150. https://doi.org/10.1134/S102745102301024X
  34. Sukhanova T.E., Valueva S.V., Vylegzhanina M.E. et al. Selenium: Dietary Sources, Properties and Role in Human Health. Nova Science Publishers, Inc. New York. USA. 2015. C. 6. P. 159.
  35. Валуева С.В., Боровикова Л.Н., Коренева В.В. и др. // Журн. физ. химии. 2007. Т. 81. № 1. С. 1329.
  36. Валуева С.В., Суханова Т.Е., Матвеева Н.А. и др. // Сб. статей Второй междунар. научно-практической конф. «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (PhysioMedi). 26‒28 октября 2011. Санкт-Петербург, Россия. С. 130.
  37. Meleshko T.K., Ivanov I.V., Kashina A.V. et al. // Polym. Sci. Ser. B. 2018. V. 60. № 1. P. 35. https://doi.org/10.1134/S1560090418010098
  38. Yakimansky A.V., Meleshko T.K., Ilgach D.M. et al. // J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2013. V. 51. P. 4267. https://doi.org/10.1002/pola.26846
  39. Meleshko T.K., Ivanova A.S., Kashina A.V. et al. // Polym. Sci. Ser. B. 2017. V. 59. P. 674. https://doi.org/10.1134/S1560090417060045
  40. Бусев А.И. Колориметрические (фотометрические) методы определения неметаллов. М.: Издательство иностранной литературы, 1963. 467 с.
  41. Voronin D.V., Kozlova A.A., Verkhovskii R.A. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 2323. https://doi.org/10.3390/ijms21072323
  42. Bollhorst T., Rezwan K., Maas M. // Chem. Soc. Rev. (Review Article). 2017. V. 46. P. 209. https://doi.org/10.1039/C6CS00632A
  43. Sperling R.A., Parak W.J. // Phil. Trans. R. Soc. A. 2010. V. 368. P. 1333. https://doi.org/10.1098/rsta.2009.0273
  44. Akagi T., Watanabe K., Kim H., Akashi M. // Langmuir. 2010. V. 26. № 4. P. 2406. https://doi.org/10.1021/la902868g
  45. Elsabahy M., Karen L. // J. Chem. Phys. 2017. V. 147. 020901. https://doi.org/10.1063/1.4990501
  46. Elsabahy M., Karen L. // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. № 7. P. 2545. https://doi.org/10.1039/c2cs15327k

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема синтеза графт-СП (ПИ-прив-ПМАК) методом ATRP

Скачать (112KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы образцов: а – линейный ПИ (1) и линейная ПМАК (кривая 2); б – графт-СП с привитыми боковыми цепями ПМАК с различной степенью полимеризации m, равной 60 (1), 65 (2), 120 (3), 125 (4), 180 (5), 250 (6) и 270 (7)

Скачать (279KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оптические спектры поглощения: а – свободных амфифильных молекулярных щеток (графт-СП), б – графт-СП, загруженных НЧ селена Se0; при варьировании степени полимеризации m боковых цепей ПМАК: 1 – 60, 2 – 65, 3 – 120, 4 – 125, 5 – 180, 6 – 250, 7 – 270

Скачать (162KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости величины оптической плотности Dmax (а) и Dmax* (б) при λ = λmax (λmax= 245 нм) от параметра m для свободных (а) и загруженных (б) щеток; в – зависимость приведенной величины Dn от m (где Dn=D/D265) для загруженных НЧ селена амфифильных молекулярных щеток

Скачать (169KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры поглощения свободных щеток (1) и соответствующих щеток, загруженных НЧ селена (2), при варьировании параметра m: 65 (а), 125 (б), 180 (в), 250 (г)

Скачать (202KB)
Метаданные
7. Рис. 6. АСМ-изображения (в режиме контраста латеральных сил) поверхности тонких пленок, полученных из водных растворов свободных (а–г) и загруженных НЧ Se0 (д–з) амфифильных молекулярных щеток (графт-СП), при варьировании степени полимеризации m боковых цепей ПМАК: 65 (а, д), 125 (б, е), 180 (в, ж), 250 (г, з)

Скачать (579KB)
Метаданные
8. Рис. 7. АСМ-изображения (топография, 3D) и профиль поверхности тонкой пленки, полученной из селенсодержащей нанодисперсии Se0/графт-СП (m = 180)

Скачать (281KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Микрофотография селенсодержащей нанодисперсии Se0/графт-СП (m = 180)

Скачать (241KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».