Взаємодія аміноцукрів із поверхнею модифікованих альбуміном високодисперсних оксидів та властивості нанокомпозитів на їх основі

Предмет:

Тип роботи:

Автореферат

К-сть сторінок:

Мова:

Українська

Оцінка:

Зарко, Н. П. Галаган // Нанорозмірні системи. Будова – властивості – технології: ІІ міжнар. конф., 21-23 лист. 2007: тези конф. ─ К., 2007. ─ С. 427.Здобувачем виконано адсорбційні експерименти та прийнято участь в інтерпретації одержаних результатів.

Клименко Н. Ю. Порівняльне вивчення адсорбційної взаємодії білка бичачого сироваткового альбуміну із високодисперсним кремнеземом та алюмокремнеземом / Н. Ю. Клименко, Н. П. Галаган // Сучасні проблеми хімії: дев’ята всеукр. конф. студентів та аспірантів, 14-16 трав. 2008: зб. тез доп. ─ К., 2008. ─ С. 27.Здобувачем досліджено адсорбцію альбуміну на поверхні високодисперсного кремнезему та алюмокремнезему, одержані нанокомпозити охарактеризовано методом ІЧ-спектроскопії.

Клименко Н. Ю. Дослідження адсорбції N-ацетил-D-глюкозаміну на поверхні вихідного та модифікованого білком високодисперсного кремнезему та алюмокремнезему / Н. Ю. Клименко, Н. П. Галаган // Хімія, фізика та технологія поверхні наноматеріалів: всеукр. конф. з міжнар. участю, 28-30 трав. 2008: автореф. доп. ─ К., 2008. ─ С. 164.Здобувачем виконано експерименти по адсорбції N-ацетил-D-глюкозаміну на кремнеземах.

Клименко Н. Ю. Адсорбция N-ацетил-D-глюкозамина на поверхности исходного и модифицированного белком высокодисперсного кремнезема / Н. Ю. Клименко, Н. П. Галаган // Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности. Приоритетная проблема – синтез нанопористых материалов: материалы ХІІІ Всерос. симпозиума с участием иностр. ученых, 20-24 апр. 2009. ─ Москва – Клязьма, 2009. ─ С. 113.Здобувачем вивчено адсорбцію аміноцукру на поверхні вихідного та модифікованого білком високодисперсних кремнеземів.

Клименко Н. Ю. Адсорбція N-ацетил-D-глюкозаміну на поверхні титанокремнезему / Н. Ю. Клименко, Н. П. Галаган // ІІ Міжнародна (ІV Всеукраїнська) конференція студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології, 20-24 квіт. 2009: зб. тез доп. ─ К., 2009. ─ С. 148.Здобувачем проведено модифікування N-ацетил-D-глюкозаміном поверхні вихідного та модифікованого альбуміном титанокремнеземів.

Дослідження взаємодії білку САЛ із N-ацетил-D-глюкозаміном методом лазерно-десорбційної мас-спектрометрії / Н. Ю. Клименко, Т. Ю. Громовий, Н. П. Галаган, І. Л. Орел, О. А. Новікова // Сучасні проблеми хімії: десята всеукр. конф. студентів та аспірантів, 19-22 трав. 2009: зб. тез доп. ─ К., 2009. ─ С. 150.Здобувачем проведено спектрофотометричні дослідження розчинів альбуміну та аміноцукру в залежності від концентрації вуглеводу в розчині.

Клименко Н. Ю. Взаємодія N-ацетил-D-глюкозаміну з поверхнею модифікованих білком високодисперсних оксидів кремнію, титану та алюмінію / Н. Ю. Клименко, Н. П. Галаган // Хімія, фізика та технологія модифікування поверхні: всеукр. конф. за участю іноземних учених, 20-22 трав. 2009: автореф. доп. ─К., 2009. ─ С. 69─70.Здобувачем досліджено взаємодію аміноцукру з поверхнею високодисперсних оксидів, модифікованих альбуміном, методом ІЧ-спектроскопії.

Klymenko N. Y. Dependence of D-galactosamine adsorption upon the surface structure of ultrafine oxide / N. Y. Klymenko, N. P. Galagan // Modern problems of surface chemistry and physics: International symposium devoted to the 80th anniversary of academician O. O. Chuiko, 18-22 May 2010: abstracts book. ─ K., 2010. ─ P. 500.Здобувачем виконано адсорбційні експерименти.

Galagan N. P. About biological activity of nanocomposites used for optimization of cryomedia in technology of long-term preservation of gene pool of agricultural / N. P. Galagan, N. Y. Klymenko, S. I. Kovtun // Physics and chemistry of nanostructures and on nanobiotechnology: Ukrainian-German symposium, 6-10 Sept. 2010: book of abstracts ─ Beregove, The Crimea, Ukraine, 2010. ─ P. 212.Здобувачем синтезовано зразки для дослідження біологічної активності в системах із деконсервованими репродуктивними гаметами бика.

Клименко Н. Ю. Нанобіокомпозити з аміноцукрами як компоненти кріосередовища в біотехнології зберігання генофонду / Н. Ю. Клименко, О. А. Новікова, Н. П. Галаган // Укр. біохім. журн. ─ Т. 82, № 4 (додаток 2) : матеріали Х Укр. біохім. з’їзду, 13-17 вер. 2010: спец. випуск ─ Одеса, 2010. ─ С. 260.Здобувачем виконано підготовку зразків для визначення біоактивності в середовищі з нативними гаметами бика.

АНОТАЦІЯ

Клименко Н. Ю. Взаємодія аміноцукрів із поверхнею модифікованих альбуміном високодисперсних оксидів та властивості нанокомпозитів на їх основі. ─ Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01. 04. 18 – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України, Київ, 2011.

Досліджено процеси, що відбуваються при взаємодії біомолекул (альбуміну та аміноцукрів) із поверхнею високодисперсного кремнезему, титано- та алюмокремнеземів. Встановлено, що максимальна адсорбція бичачого сироваткового альбуміну спостерігається на поверхні титанокремнезему. Досліджено адсорбцію аміноцукрів N-ацетил-D-глюкозаміну та D-галактозаміну в залежності від природи поверхні адсорбенту. Показано, що максимальна адсорбція аміноцукрів спостерігається для змішаних оксидів. Розраховано параметри адсорбції одержаних нанокомпозитів. Методом ІЧ-спектроскопії показано, що на поверхні високодисперсних оксидів молекула білка зі згорнутої глобули переходить в розгорнуту форму, що підтверджується адсорбційними даними. Методом температурно-програмованої десорбційної мас-спектрометрії виявлено, що пік виділення сірководню може бути тестовим при аналізі нанокомпозитів із білковим покриттям. Інтенсивність виділення сірководню прямо пропорційно кількості білка на поверхні носія. Встановлено зміни будови шару води, зв’язаної з високодисперсними оксидами та альбуміном. Виявлено різні форми води (слабкоасоційованої та в складі кластерів різного розміру і складу), що може бути зумовлено їх локалізацією в просторово відокремлених порожнинах, які сформовані структурними елементами клітин. Зростання концентрації внутрішньоклітинної води супроводжується збільшенням кількості сильнозв’язаної води, що свідчить про зміни властивостей внутрішньоклітинного простору. Показано, що адсорбція аміноцукру на поверхні високодисперсного кремнезему підвищує життєздатність деконсервованих репродуктивних клітин биків, тоді як попередня обробка поверхні білком дещо знижує їх рухливість.

Ключові слова: високодисперсний кремнезем, титанокремнезем, алюмокремнезем, адсорбція, бичачий сироватковий альбумін, аміноцукри, нанокомпозити.

АННОТАЦИЯ

Клименко Н. Ю. Взаимодействие аминосахаров с поверхностью модифицированных альбумином высокодисперсных оксидов и свойства нанокомпозитов на их основе. ─ Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 01. 04. 18 ─ физика и химия поверхности. – Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины, Киев, 2011.

Исследованы процессы, которые происходят при взаимодействии биомолекул (альбумина и аминосахаров) с поверхностью высокодисперсного кремнезема, титано- и алюмокремнеземов. Установлено, что максимальная адсорбция бычьего сывороточного альбумина наблюдается на поверхности титанокремнезема. Исследована адсорбция аминосахаров N-ацетил-D-глюкозамина и D-галактозамина в зависимости от природы поверхности адсорбента. Показано, что максимальная адсорбция аминосахаров наблюдается для смешанных оксидов. Рассчитаны параметры адсорбции полученных нанокомпозитов. Методом ИК-спектроскопии показано, что при адсорбции альбумина на поверхности высокодисперсных оксидов наблюдается плечо при 1630 см-1, которое может свидетельствовать о возможном переходе молекулы белка из свернутой глобулы в развернутую форму, что подтверждается адсорбционными данными. В ИК-спектрах аминосахаров на поверхности «нанооксид/альбумин» наблюдается изменение ориентации молекулы белка, а также наличие полос поглощения, свойственных как для белка, так и для аминосахара. Методом температурно-програмированной десорбционной масс-спектрометрии подтверждено наличие кооперативного эффекта при термическом разложении альбумина. Показано, что адсорбция белка на поверхности высокодисперсных оксидов приводит к тому, что процесс термического разложения теряет свой кооперативный характер в результате взаимодействия белка с кремнеземом. Обнаружено, что пик выделения сероводорода может быть тестовым при анализе нанокомпозитов с белковым покрытием. Интенсивность выделения сероводорода прямо пропорциональна количеству белка на поверхности носителя. Показано, что отсутствие пика 99 а. о. м. свидетельствует о стабилизации молекулы аминосахара после адсорбции. Установлены закономерности изменения строения слоя воды, связанной с высокодисперсными оксидами и альбумином. Выявлены различные формы воды (слабоассоциированной и входящей в состав кластеров разного размера и состава), что может быть обусловлено их локализацией в пространственно разделенных полостях, сформированных структурными элементами клеток. Рост концентрации внутриклеточной воды сопровождается увеличением количества сильносвязанной воды, что свидетельствует об изменении свойств внутриклеточного пространства. Показано, что адсорбция аминосахара на поверхности высокодисперсного кремнезема повышает жизнедеятельность деконсервированных репродуктивных клеток быков, тогда как предварительная обработка поверхности белком снижает их подвижность.

Ключевые слова: высокодисперсный кремнезем, титанокремнезем, алюмокремнезем, адсорбция, бычий сывороточный альбумин, аминосахара, нанокомпозиты.

SUMMARY

Klymenko N. Y. Interaction of aminosugars with the surface of ultrafine oxides modified by albumin and properties of nanocomposites on their basis. ─ Manuscript.

Thesis for a degree of candidate of sciences in chemistry by speciality 01. 04. 18 – physics and chemistry of surface. ─ O. O. Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2011.

Processes that occur in interaction of biomolecules (albumin and aminosugars) with the surface of ultrafine silica, titania/silica and alumina/silica have been investigated. The maximal adsorption of bovine serum albumin was observed on the surface of titania/silica. Adsorption of aminosugars N-acetyl-D-glucosamine and D-galactosamine depending upon the nature of adsorbent surface was investigated. The maximal adsorption of aminosugars was observed on the surface of mixed oxides. Adsorption parameters of obtained nanocomposites were calculated. It was shown by method of IR-spectroscopy that molecules of protein on the surface of ultrafine oxides transformed from coagulated globule to the unwrapped form which fact was confirmed by adsorption data. It was discovered that the peak of hydrogen sulfide evolution in temperature-programmed desorption mass spectrometry studies can be a test one for protein-covered nanocomposites. Intensity of hydrogen sulphide evolution was found to be proportional to the quantity of protein on the carrier surface. The change of water layer structure caused by interaction with ultrafine oxides and albumin was observed. Various forms of water (weakly associated one and that forming clusters of different size and composition) were also observed, which can be caused localization of water molecules in spatially separated cavities, formed by structural elements of cells. An increase in concentration of intracellular water leads to an increase in the quantity of strongly bound water that testifies in favor of changes in the properties of intracellular space. It was shown, that aminosugar adsorption on the surface of ultrafine silica increases viability of deconserved bovine reproductive cells, whereas pretreatment of the surface by protein decrease their mobility.

Keywords: ultrafine silica, titania/silica, alumina/silica, adsorption, bovine serum albumin, aminosugars, nanocomposites.