Формирование наночастиц оксида цинка в водных растворах карбоксиметилцеллюлозы и их физико-химические свойства

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Определены условия синтеза полимерметаллокомплексов, вмещающих в себя наночастицы оксида цинка различных размеров и форм, из растворов очищенной натрий-карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0.97, степенью полимеризации 850 и кристаллогидрата нитрата цинка химическими методами при температуре 80°C. Физико-химические свойства образцов натрий-карбоксиметилцеллюлозы, имеющих в своем составе стабилизированные наночастицы оксида цинка различных размеров и форм, изучены с помощью ИК-фурье-спектроскопии, атомно-силовой микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Установлено, что с увеличением первоначальной концентрации Zn(NO3)2 в растворах натрий-карбоксиметилцеллюлозы при последующем химическом восстановлении образуются наночастицы оксида цинка разных размеров и форм. Растворы натрий-карбоксиметилцеллюлозы, содержащие наночастицы оксида цинка, могут найти широкое применение в медицинской практике в качестве биоматериалов с антибактериальными свойствами.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Создание нового поколения оригинальных наноструктурированных полимерных препаратов и медицинских изделий с антибактериальными свойствами является актуальной задачей современной химии полимеров [1–3].

Перспективность применения нанои микрочастиц оксида цинка представляет большой интерес при разработке простых и эффективных методов их получения, а также для создания биоматериалов с заданными антибактериальными свойствами [4]. Нанокомпозиционные материалы на основе ZnO широко применяют в медицине, фармацевтике и парфюмерии в качестве антибактериальных и функциональных биоматериалов [5]. На сегодняшний день известно много методов получения наночастиц ZnO, которые разделяют на твердофазные, газофазные и жидкофазные [6, 7]. Преимущества жидкофазных методов, по сравнению с остальными, заключаются в относительной простоте их технической реализации, контролировании размера и морфологии получаемых нанокомпозиционных биоматериалов в зависимости от типа и концентрации реагентов, условий процесса синтеза, экологичности и экономичности [8]. Уникальные свойства и универсальность оксида цинка позволяют использовать большое число методов синтеза его наноструктур. Наноразмерный ZnO можно синтезировать различными методами, контролируя параметры синтеза: золь-гель, осаждения, микроэмульсионный, гидротермальный и другие [9–14]. Антибактериальные свойства полученных наночастиц могут варьироваться в зависимости от их формы и размера, что позволяет использовать определенные методы синтеза для конкретной области применения. На форму и размер оказывают влияние химические и физические параметры синтеза, тип растворителя, прекурсоры, pH и температура. Для получения частиц с заданными свойствами, как правило, применяют химические методы, поскольку они дают возможность лучше контролировать размер и морфологию частиц [15], несмотря на то что требуется сложное оборудование и дорогостоящие реактивы.

Наноразмерный ZnO имеет различную морфологию и демонстрирует значительную антибактериальную активность в отношении широкого спектра видов грамположительных и грамотрицательных бактерий, изученную многими исследователями [16]. Оксида цинка в настоящее время изучают как антибактериальный агент в микро-, и наномасштабе. ZnO проявляет значительную антимикробную активность, когда размер частиц уменьшается до нанометрового диапазона. Наноразмерный ZnO может взаимодействовать с бактериальными поверхностями или с бактериальным ядром, когда он попадает внутрь клетки и впоследствии проявляет отчетливую бактерицидную активность [17].

Целлюлоза и ее производные широко применяют в фармацевтической промышленности в качестве систем доставки лекарств [18]. В молекулярной структуре натрий-карбоксиметилцеллюлозы реакционноспособные гидроксильные и карбоксиметильные группы оказывают существенное влияние на формирование, стабилизацию и рост наночастиц ZnO [19].

Натрий-карбоксиметилцеллюлоза (Na-КМЦ) в отличие от целлюлозы представляет собой ее водорастворимую производную, и как анионный полимер используется в таких отраслях промышленности, как производство фармацевтических препаратов, текстиля, моющих средств, косметики, краски и продуктов питания, а также бурение нефтяных скважин из-за низкой стоимости и высокой стабильности [20]. Натрий-карбоксиметилцеллюлоза отличается высокой вязкостью, биоразлагаемостью и биосовместимостью, благодаря чему привлекает большое внимание исследователей. Применение ее в форме гидрогелей, пленок и порошков важно в таких областях, как тканевая инженерия, доставка лекарств, при создании перевязочных материалов для лечения ран и ожогов [21].

В последнее время особый интерес вызывают полимерные нанокомпозиты на основе Na-КМЦ и наночастиц ZnO, обладающие антибактериальными свойствами [22, 23].

Целью данной работы является исследование возможности формирования стабилизированных наночастиц ZnO в растворах натрий-карбоксиметилцеллюлозы, изучение их структуры и физико-химических свойств.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В качестве полимерной матрицы применяли промышленные образцы Na-КМЦ производства “Promxim Impex” (Узбекистан) со степенью замещения 0.75–0.95 и степенью полимеризации 400–900, получаемые из хлопковой целлюлозы после очистки от сопутствующих неорганических и органических примесей [24].

Реактивами служили спирт этиловый (96.0%, кат. № 1.59010), гидроксид натрия (98.0%, кат. № 1310-73-2), кристаллогидрат азотнокислого цинка 6-водный (98.0%, кат. № 10196-18-6), медь сернокислая (II) 5-водная (99.9%, кат. № 7758-99-8), стандарт-титр натрий серновато-кислый 5-водный 0.1 н (99.9%, кат. № 10102-17-7), калий йодид (99.0%, кат. № 221945), стандарт-титр уксусная кислота 0.1 н (99.9%, кат. № 10102-17-7), крахмал (кат. № 9005-25-8), фенолфталеин (кат. № 77-09-8), азотнокислое серебро (99.0%, кат. № 7761-88-8) – все фирмы “Sigma Aldrich”.

Для эксперимента готовили 2%-ные водные растворы очищенных образцов Na-КМЦ с различными степенями замещения и полимеризации. Удаление гелевой фракции из растворов Na-КМЦ осуществляли посредством их центрифугирования на лабораторной центрифуге “Cenlee 20K” (Китай) при скорости 8000 об./мин в течение 20 мин.

Для формирования наночастиц оксида цинка выбрали очищенные образцы Na-КМЦ со степенью полимеризации 850 и степенью замещения 0.97; в качестве дополнительных реагентов для синтеза использовали дистиллированную воду (H2O, pH 6.8), гидроксид натрия, кристаллогидрат азотнокислого цинка (Zn(NO3)2⋅6H2O). Растворы очищенных образцов Na-КМЦ выступали в качестве полимерной матрицы при получении наночастиц оксида цинка.

Синтез наночастиц оксида цинка осуществляли с применением 2%-ного водного раствора очищенной Na-КМЦ со степенью замещения 0.97, степенью полимеризации 850 и расчетное количество водных растворов Zn(NO3)2⋅6H2O с концентрацией 0.01–0.10 моль/л.

На первом этапе исследования готовили 2%-ный водный раствор очищенной Na-КМЦ, который разделяли на растворенную и гелевую фракции посредством центрифугирования в течение 20 мин со скоростью 8000 об./мин.

К растворенной фракции очищенной Na-КМЦ при рН 7.25 по каплям добавляли различные объемы (3–10 мл) водного раствора соли Zn(NO3)2 с концентрацией 0.1 моль/л при рН 4.31, температуре 25°C и механическом перемешивании со скоростью 800 об./мин в течение 25 мин до образования гидрогеля.

К полученному гидрогелю Zn2+КMЦ примешивали различные объемы (0.1–0.5 мл) водных растворов NaOH с концентрацией 0.1 моль/л при pH 12.92 до достижения показателя среды раствора pH 8 и в течение 30 мин механически перемешивали при температуре 25°С со скоростью 800 об./мин.

Синтез оксида цинка проводили при температуре 80°С на магнитной мешалке со скоростью 800 об./мин.

Полученные в матрице Na-КМЦ наночастицы оксида цинка для обеспечения однородности и полидисперсности подвергали ультразвуковому диспергированию в течение 20 мин на диспергаторе “UW-2200” (Германия).

Для сравнения готовили растворы Na-КМЦ и гидрогели очищенной Na-КМЦ, содержащие ионы цинка. Из растворов Na-КМЦ и гидрогелей Zn2+КМЦ, ZnO/КМЦ получали пленки и проводили физико-химические исследования.

Чтобы определить водородный показатель полученных растворов, использовали индикаторный детектор водорода “Digitalp H210 BenchtoppH/MvMeter” (Китай).

Выявление взаимодействия ионов цинка с функциональными группами Na-КМЦ осуществляли методом ИК-фурье-спектроскопии на спектрометре “Inventio-S” (“Bruker”, Германия). Морфологию поверхностных слоев нанометаллополимеров в пленках, отлитых из растворов Na-КМЦ, Zn2+-КМЦ и ZnO-КМЦ, изучали с помощью атомно-силового микроскопа “Agilent 5500” (“Agilent”, США). Измерения проводили в контактном режиме в атмосферных условиях с использованием кремниевых контилеверов NSG 01. Средний размер наночастиц ZnO и коэффициент вариации определяли путем обработки соответствующих микрофотографий поверхности пленок по программе “MathCad”. Толщину наночастиц ZnO устанавливали из профиля сечения микрофотографий пленок, полученных методом атомно-силовой микроскопии. Гистограммы распределения наночастиц получали по их высоте в виде интегральных и дифференциальных кривых распределения. Рентгенографические исследования образцов проводили по методике [2, 25] на рентгеновском дифрактометре “XRD Miniflex 600” (“Rigaku”, Япония) с монохроматизированным CuKα-излучением, изолированным никелевым фильтром с длиной волны 1.5418 Å при 40 кВ и силе тока 15 мА. Образцы исследовали в виде пленок в интервале 2θ = 2°–70° [26]. Расчет степени кристалличности (СК) выполняли по оценке интенсивности максимального пика [27]:

СК=IkIk+KIa ×100%,

где Ik и Ia – интенсивности кристаллического рефлекса и аморфного рассеяния соответственно, K – поправочный коэффициент.

Размер кристаллитов определяли по формуле Шеррера [28]: .

L=kλβcosθ,

Здесь L – эффективный размер кристаллита (Å); λ = 1.5418 Å – длина волны; 2θ – брэгговский угол (град); k – коэффициент, зависящий от формы кристаллита (k = 0.9); β – ширина полувысоты пика (град).

Для определения среднего размера наночастиц ZnO методом динамического светорассеяния на приборе “ZETASIZER Nano ZS” (Великобритания) готовили раствор путем разбавления водой гидрогеля Na-КМЦ, содержащего наночастицы ZnO. Путем математического анализа в программе “MathCad” находили коэффициент вариации соответствующих микрофотографий.

Степень замещения, степень полимеризации, растворимость Na-КМЦ устанавливали по методике [24, 29].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для получения наночастиц ZnO широко известным способом считается химическое восстановление ионов цинка в полимерных матрицах, позволяющих управлять размером и формой наночастиц [5].

Растворимость и степень чистоты Na-КМЦ являются одними из важнейших физико-химических параметров, определяющих возможность их переработки в антибактериальные препараты и биоматериалы для медицинского применения.

Так, в настоящей работе был исследован состав растворимых и нерастворимых в воде фракций очищенных образцов Na-КМЦ с различными степенями замещения и полимеризации (табл. 1).

 

Таблица 1. Влияние степени замещения (СЗ) и степени полимеризации (СП) Na-КМЦ на количество и состав растворимых и нерастворимых в воде фракций

Образец, №

Показатели очищенных образцов Na-КМЦ

Показатели образцов Na-КМЦ

после центрифугирования

СЗ

СП

растворимая фракция, %

СЗ

СП

гелевая фракция, %

СЗ

СП

1

2

3

0.75

0.86

0.95

400

600

900

92.8

96.3

98.5

0.79

0.88

0.97

410

620

850

7.2

3.7

1.5

0.21

0.12

0.03

460

740

1150

 

С увеличением степени замещения доля растворимой в воде фракции Na-КМЦ увеличивается, что можно объяснить уменьшением количества водородных связей между макромолекулами Na-КМЦ. Кроме того, содержание гелевой фракции Na-КМЦ зависит от молекулярной массы Na-КМЦ и ее степени замещения.

Дальнейшие исследования посвящены формированию и стабилизации наночастиц ZnO в растворах Na-КМЦ и изучению их физико-химических свойств. Для синтеза стабильных наночастиц ZnO в качестве реакционной среды был выбран раствор очищенного образца Na-КМЦ со степенью полимеризации 850 и степенью замещения 0.97.

Очищенная Na-КМЦ в водных растворах диссоциирует на катионы Na+ и анионы КМЦ, а азотнокислая соль цинка – на ионы Zn2+ и 2NO3. При смешивании этих растворов ионы Zn2+ связываются с карбоксиметильными анионами (–CH2COO) соли Na-КМЦ.

Спаренные электроны на 4s-орбитали ионов цинка(II) возбуждаются и переходят в пустые ячейки 4p-орбитали, а ионы цинка замещаются ионами натрия очищенной соли Na-КМЦ, образуя ионно-координационную связь с одинарными электронами на 2p-орбитали карбоксильной группы кислорода (–COO) [23]. Ниже представлена схема и показана реакция взаимодействия Na-КМЦ с солями Zn(NO3)2:

 

 

2[C5H7O4–CH2OCH2COONa]n + nZn2+ → → [Zn(C5H7O4–CH2OCH2COO)2]n + 2nNa. (1)

В водных растворах гидролиза Na-КМЦ среда всегда будет щелочной из-за наличия сильного основания NaOH и слабой кислоты Н-КМЦ в растворе. При добавлении в раствор Na-КМЦ, где среда щелочная, раствора соли Zn(NO3)2 ионы цинка начинают взаимодействовать с ОН-группами, образуя Zn(OН)2.

В ходе реакции гидрооксид натрия, обладающий ярко выраженным основным свойством, быстро реагирует с ионами цинка, в результате чего раствор становится белым, что свидетельствует об образовании Zn(OH)2 в растворах Na-КМЦ:

[Zn(C5H7O4–CH2OCH2COO)2]n + 2nNaOH =

= nZn(OH)2 + [C5H7O4–CH2OCH2COONan]. (2)

Известно [30], что термическая деструкция Na-КМЦ происходит в интервале температуры 168–350°С. При нагревании гидрогеля Na-КМЦ, содержащего Zn(OH)2, до температуры 80°С гидроксид цинка в структуре Na-КМЦ разлагается на ZnO и воду:

Zn(OH)280CZnO + H2O. (3)

Карбоксиметильные группы и ионы Zn2+ в макромолекуле Na-КМЦ в результате реакции соединяются с формированием ионнокоординационных связей, и при нагревании до температуры 80°С образуются наночастицы ZnO.

Для контроля размера наночастиц ZnO, появляющихся в гидрогелях Na-КМЦ, и обеспечения их однородности систему Na-КМЦ‒ZnO обрабатывали в ультразвуковом диспергаторе при 44 кГц в течение 20 мин. Предполагаемый механизм образования Na-КМЦ‒ZnO из системы Na-КМЦ‒Zn2+ УЗ-диспергированием показан ниже:

 

 

Видно, что наночастицы ZnO, формирующиеся в матрице Na-КМЦ при воздействии ультразвукового излучения на Na-КМЦ‒Zn2+, стабилизируются за счет электростатического взаимодействия водородных связей [31].

При добавлении 10 мл 0.1 моль/л водного раствора Zn(NO3)2 к 100 мл 2%-ной очищенной Na-КМЦ при 25°С после 25 мин механического перемешивания водородный показатель достигал значения рН 6.37 (рис. 1а).

 

Рис. 1. Влияние времени синтеза на рН среды при образовании наночастиц ZnO в растворах Na-КМЦ: а – Zn2-КМЦ, 25 мин, pH снижается до 6.37; б – Zn(OH)2, 30 мин, pH доходит до 8.02; в – ZnO, 120 мин, рН снижается до 7.45. Пояснения в тексте.

 

Затем при механическом перемешивании в течение 30 мин раствор Zn2+КМЦбыл титрован с помощью 30 мл 0.1 моль/л раствора NaOH, при этом раствор окрашивался в белый цвет, а водородный показатель составлял рН 8. Увеличение рН раствора от 6.37 до 8.0, приводящее к выпаданию белого осадка, свидетельствует об образовании в системе гидроксида цинка Zn(OH)2 (рис. 1б). Гидрогель Na-КМЦ, содержащий Zn(OH)2, механически перемешивали в течение 2 ч при температуре 80°С, в результате чего был получен гидрогель Na-КМЦ со значением pH 7.45, включающий в себя наночастицы ZnO (рис. 1в).

С целью определения связи карбоксиметильных групп с ионами Zn2+ в макромолекуле Na-КМЦ были проведены ИK-фурье-спектроскопические исследования пленок, отлитых из раствора Na-КМЦ и гидрогелей Zn2+КМЦ, ZnO-КМЦ.

Спектры полученных пленок были исследованы в диапазоне длины волн 400–4000 см–1; состав наночастиц ZnO и структура молекул в пленке определялись по полосам поглощения в среднем диапазоне инфракрасного излучения (рис. 2).

 

Рис. 2. ИК-фурье-спектры образцов, очищенных Na-КМЦ (1) и Na-КМЦ с содержанием ионов цинка (2) и наночастиц ZnO (3).

 

На кривой 1 рис. 2 видно, что максимум полосы поглощения карбоксиметил-аниона в очищенных макромолекулах Na-КМЦ наблюдается в области 1602.70 см–1. При замещении катионов Na+ на катионы Zn2+ в макромолекуле КМЦ в ИК-спектрах прослеживается сдвиг полосы поглощения от 1602.70 до 1623.79 см–1, указывая на более прочное связывание −COO с ионами Zn2+.

Затем в спектре появляется новый пик с длиной волны 475.15 см–1 (рис. 2, кривые 2 и 3), что характерно для пленок ZnO-KMЦ и подтверждается литературными данными [32]. Длина волны в диапазоне 400–600 см–1 обусловливает наличие наночастиц ZnO. В ИК-спектре широкая полоса поглощения в области 3445.20 см–1 относится к группам −OH, связанным внутрии межмолекулярными водородными связами. Изменение профиля этой полосы указывает на изменение интенсивности водородных связей [33] между группами −OH и молекулами наночастиц ZnO (кривая 3).

Далее были проведены рентгеноструктурные исследования образцов пленок Na-КМЦ, Zn2+КМЦ, Na-КМЦ, содержащих наночастицы ZnO. Полученные данные представлены на рис. 3.

 

Рис. 3. Результаты рентгеноструктурного анализа пленок Nа-КМЦ (1), а также Zn2+КМЦ– (2) и ZnО-КМЦ (3) с мольным соотношением Na-KMЦ : Zn(NO3)2 = 100 : 6.

 

Образцы были выбраны из числа пленок Na-KMЦ, содержащих стабилизированные наночастицы ZnO размером 25–150 нм, синтезированные при мольном соотношении Na-KMЦ : Zn(NO3)2 = 0.08 : (5 × 10–4) и концентрации Zn(NO3)2 0.00324%. Размеры наночастиц определены методом динамического светорассеяния.

Рентгенографические исследования показали, что Na-KMЦ имеет аморфную структуру и на дифрактограмме рис. 3, кривая 1 дает аморфное гало при 2θ = 21.6°. В этом случае Na-KMЦ, содержащая ионы цинка, имеет аморфное гало с более высокой интенсивностью в той же области (рис. 3, кривая 2). На дифрактограмме рис. 3, кривая 3 видно, что в пленках ZnO-KMЦ наблюдаются кристаллические рефлексы при значениях угла 2θ = 31.7°, 34.4°, 36.2°, 48.0°, 56.3°, 63.9°, относящиеся к межплоскостным расстояниям (100), (002), (101), (102), (110) и (103), соответствующим кристаллу оксида цинка с гексагональной сингонией [34].

Методом АСМ были проведены исследования морфологии пленок Na-КМЦ, содержащих различное количество наночастиц ZnO, и определены формы и размеры наночастиц. Полученные результаты приведены на рис. 4.

 

Рис. 4. АСМ-снимки исходной пленки Na-KMЦ (а), а также пленок Na-KMЦ с содержанием Zn(NO3)2 = = 0.00162 (б), 0.00324 (в), 0.00648 (г), 0.0081% (д) и их гистограммы распределения наночастиц ZnO по размерам на пленках.

 

Видно, что при добавлении в растворы очищенной Na-КМЦ расчетного количества 0.00162% Zn(NO3)2 после отливки пленок последующим химическим восстановлением формируются стабилизированные [35] сферические наночастицы ZnO размером 20–40 нм (рис. 4б). При этом исходная пленка Na-KMЦ остается прозрачной (рис. 4а). С увеличением концентрации раствора нитрата цинка до 0.00324% в пленке Na-KMЦ образуются более крупные сферические наночастицы ZnO размером 25–150 нм и незначительно игольчатой формы (рис. 4в).

При увеличении концентрации раствора Zn(NO3)2 до 0.00648% в пленке Na-KMЦ формируются наночастицы ZnO сферической и удлиненной формы – толщина их составляет 20– 45 нм, а диаметр равен 20–200 нм (рис. 4г). При этом максимально количество наночастиц имеет размеры, укладывающиеся в интервале 25–100 нм.

При дальнейшем увеличении концентрации раствора Zn(NO3)2 до 0.0081% в пленке Na-KMЦ формируются наночастицы ZnO сферической формы, которые преобразуются в бесформенные наночастицы – толщина их составляет 20–45 нм, а диаметр равен 60–400 нм (рис. 4д). При этом максимально количество наночастиц ZnO имеет размеры, укладывающиеся в интервале 20– 200 нм.

Экспериментально установлено, что при низких значениях концентрации ионов цинка в полимерной матрице, распределение наночастиц ZnO по размерам имеет бимодальный характер, а при увеличении концентрации ионов цинка распределение частиц по размерам становится полимодальным. Данный факт возможно объяснить тем, что при увеличении концентрации ионов цинка в составе Na-КМЦ одновременному восстановлению подвергаются ионы цинка как связанные с карбоксиметилатанионом Na-КМЦ, так и не связанные с КМЦ катионы цинка. Эти процессы протекают с различной скоростью, что, видимо, способствует повышению полидисперсности формирующихся наночастиц.

Увеличение размера частиц, их агрегация и отклонение формы от сферических свидетельствуют о том, что создаваемая макромолекулами оболочка с уменьшением концентрации комплексов Zn2+КМЦ, являющихся центрами химического восстановления и последующего роста наночастиц, становится менее плотной, что не исключает рост, коагуляцию и, возможно, коалесценцию частиц. Детальный механизм возникновения в этих условиях игольчатых частиц остается пока неясным.

Таким образом, размер и форма наночастиц ZnO, образующихся при химическом восстановлении катионов цинка в растворах Zn2+КМЦ, зависят от концентрации водных растворов Na-КМЦ, Zn(NO3)2 и рН реакционной среды.

На основе полученных результатов исследований можно предположить, что однородность формирующихся наночастиц по размерам достигается благодаря тому, что макромолекулы Na-КМЦ, обволакивая наночастицы ZnO, создают вокруг них заряженную оболочку, препятствующую их агрегации. Повышение локальной концентрации КМЦ вблизи наночастиц ZnO, с одной стороны, обеспечивает электростатическую и стерическую стабилизацию, а с другой – создает условия, в которых нельзя полностью исключить взаимодействие радикалов, образующихся при химическом восстановлении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что полимерметаллокомплексы карбоксиметилцеллюлозы с оксидом цинка, синтезированные при взаимодействии растворов очищенных Na-КМЦ и Zn(NO3)2, образуют ионные координационные связи, которые потверждены методом ИК-фурье-спектроскопии. Определены условия синтеза наночастиц ZnO из солей Zn(NO3)2 химическими методами в растворах Na-КМЦ. Также выявлено, что возможность синтеза наночастиц оксида цинка различных размеров и форм в структуре очищенных растворов Na-KMЦ зависит от первоначальных условий реакции и соотношения компонентов.

Таким образом, растворы Na-КМЦ, содержащие наночастицы ZnO, могут найти широкое применение в медицинской практике в качестве препаратов и биоматериалов с биодеградируемыми и антибактериальными свойствами.

Работа выполнена при финансовой поддержке Академии наук Республики Узбекистан в рамках фундаментальной программы научно-исследовательских работ Института химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан на 2020–2024 гг. по теме “Фундаментальные аспекты создания наноструктурных полимерных форм лекарственных средств и изделий медицинского назначения – будущее наночастиц в организме”.

×

About the authors

Х. Э. Юнусов

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Author for correspondence.
Email: haydar-yunusov@rambler.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кадыри, 7б

М. М. Мирхолисов

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: haydar-yunusov@rambler.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кадыри, 7б

Н. Ш. Ашуров

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: haydar-yunusov@rambler.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кадыри, 7б

А. А. Сарымсаков

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: haydar-yunusov@rambler.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кадыри, 7б

С. Ш. Рашидова

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: haydar-yunusov@rambler.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кадыри, 7б

References

  1. Goldberg M., Langer R., Jia X. // J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2007. V. 18. № 3. P. 241.
  2. Yunusov Kh.E., Sarymsakov A.A., Turakulov F.M. // Polymer Science B. 2022. V. 64. № 1. P. 68.
  3. Yunusov Kh.E., Sarymsakov A.A., Rashidova S.Sh. // Polymer Science A. 2014. V. 56. № 3. P. 283.
  4. Mahamuni P.P., Patil P.M., Dhanavade M.J., Badiger M.V., Shadija P.G., Lokhande A.C., Bohara R.A. // Biochem. Biophys. Rep. 2019. V. 17. P. 71.
  5. Chavali M.S., Nikolova M.P. // SN Appl. Sci. 2019. № 1. P. 607.
  6. Hashem M., Sharaf S., Abdel-Hady M.M., Hebeish A. // J. Carbohydr. Polym. 2013. V. 95. P. 1.
  7. Kolodziejczak R.A., Jesionowski T. // Rev. Mater. A. 2014. V. 7. № 4. P. 2833.
  8. Carp O., Tirsoaga A., Jurca B., Ene R., Somacescu S., Ianculescu A. // J. Carbohydr. Polym. 2015. V. 115. P. 285.
  9. Lupan O., Chai G., Chow L. // Microelectron Eng. 2008. V. 85. № 11. P. 2220.
  10. Nikolaeva N.S. // Shurn. Sibir. Fed. Univ. Ser. Khim. 2010. V. 3. № 2. P. 153.
  11. Karthik S., Siva P., Balu K.S., Suriyaprabha R., Rajendran V., Maaza M. // Adv. Powder Technol. 2017. V. 28. P. 3184.
  12. Khan M.F., Hameedullah M., Ansari A.H., Ahmad E. // Int. J. Nanomed. 2014. №. 9. P. 853.
  13. Khorsand Z.A., Abd H.M.W.H., Mahmoudian M.R., Darroudi M., Yousefi R. // Adv. Powder Technol. 2013. V. 24. P. 618.
  14. Darroudi M., Sabouri Z., Kazemi O.R., Khorsand Z.A., Kargar H., Abd H.M.H.N. // Ceram. Int. 2014. V. 40. P. 4827.
  15. Verbi A., Gorjanc M., Simonci B. // Coatings. 2019. V. 9. P. 26.
  16. Jones N., Ray B., Ranjit K.T., Manna A.C. // FEMS Microbiol. Lett. 2008. № 1. V. 279. P. 71.
  17. Seil J.T., Webster T.J // Int. J. Nanomed. 2012. V. 7. P. 2767.
  18. Philipp B., Bock W., Schierbaum F. // J. Polym. Sci., Polym. Symp. 2007. V. 66. № 1. P. 83.
  19. Ruchir P., Bijender K., Jong W.R. // Int. J. Biol. Macromol. 2020. V. 162. P. 229.
  20. Upadhyaya L., Singh J., Agarwal V., Pandey A.C., Verma S.P., Das P., Tewari R.P. // J. Polym. Res. 2014. V. 21. P. 550.
  21. Zare-Akbari Z., Farhadnejad H., Furughi-Nia B., Abedin S., Yadollahi M.M. // Int. J. Biol. Macromol. 2016. V. 93. P. 1317.
  22. Yassin A.Y., Abdelghany A.M., Reda S., Salama A., Tarabiah E. // J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2023. V. 33. P. 1855.
  23. Manoj V., Karthika M., Praveen V., Kumar S.R., Boomadevi S., Jeyadheepan K., Karn R.K., John R., Bosco B., Pandiyan S.K. // Asian J. Appl. Sci. 2014. V. 7. № 8. P. 798.
  24. Yuldoshov Sh.A., Yunusov Kh.E., Sarymsakov A.A., Goyipnazarov I.Sh. // Polym Eng. Sci. 2021. V. 62. P. 677.
  25. Kuzieva M.А., Atakhanov A.А., Shakhobutdinov S.Sh., Ashurov N.Sh., Yunusov Kh.E., Guohua J. // Cellulose. 2023. V. 30. P. 5657.
  26. Langford J.I., Wilson A.J. // J. Appl. Crystallogr. 1978. V. 11. P. 102.
  27. Verma P., Maheshwari S.K. // J. Microsc. Ultrastruct. 2018. V. 4. №. 6. P. 182.
  28. Nam S., French A.D., Condon B.D., Concha M. // Carbohydr. Polym. 2016. V. 13. P. 1.
  29. Stigsson V., Kloow G., Germgard U. // Cellulose. 2006. V. 13. №. 6. P. 705.
  30. Akram M., Taha I., Ghobashy M.M. // Cellulose. 2016. V. 23. №. 3. P. 1713.
  31. Priyadarshi R., Kumar B., Rhim J.W. // Int. J. Biol. Macromol. 2020. P. 1.
  32. Gordon T., Perlstein B., Houbara O., Felner I., Banin E., Margel S. // Colloids Surf. Physicochem. Eng. Asp. 2011. V. 374. № 1–3. P. 1.
  33. Thirumavalavan M., Huang K.L., Lee J.F. // Colloids Surf. Physicochem. Eng. Asp. 2013. V. 417. P. 154.
  34. Khorsand Z.A., Razali R., Abdumajid W.H., Darroudi M. // Int. J. Nanomedicine. 2011. V. 6. P. 1399.
  35. Tso C.P., Zhung C.M., Shih Y.H., Tseng Y.M., Wu S.C., Doong R.A. // Water Sci. Technol. 2010. V. 61. P. 127.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.

Download (159KB)
3. Fig.

Download (132KB)
4. Fig. 1. The effect of synthesis time on the pH of the medium during the formation of ZnO nanoparticles in Na-CMC solutions: a – Zn2-CMC, 25 min, pH decreases to 6.37; b – Zn(OH)2, 30 min, pH reaches 8.02; c – ZnO, 120 min, pH decreases to 7.45. Explanations in the text.

Download (125KB)
5. Fig. 2. IR Fourier spectra of samples purified with Na-CMC (1) and Na-CMC containing zinc ions (2) and ZnO nanoparticles (3).

Download (208KB)
6. Fig. 3. Results of X-ray diffraction analysis of films Na–CMC (1), as well as Zn2+CMC- (2) and ZnO-CMC (3) with a molar ratio Na-CMC : Zn(NO3)2 = 100: 6.

Download (143KB)
7. Fig. 4. AFM images of the initial Na-CMC film (a), as well as Na-CMC films with a content of Zn(NO3)2 = = 0.00162 (b), 0.00324 (c), 0.00648 (d), 0.0081% (e) and their histograms of the distribution of ZnO nanoparticles by size on films.

Download (379KB)

Copyright (c) 2024 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».