Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Синтез, свойства и биологическая активность наночастиц металлов в матрице дендримеров и гиперразветвленных полимеров (литературный обзор) 16
1.1. Модели строения наночастиц металлов 18
1.2. Химические методы синтеза наночастиц металлов 20
1.2.1. Синтез наночастиц металлов и их соединений методом химического восстановления в растворах 23
1.2.2. Синтез наночастиц металлов и их соединений методом химического восстановления в неводных и смешанных водно-органических средах 29
1.3. Стабилизация наночастиц металлов в матрицах полимеров 31
1.3.1. Стабилизация наночастиц металлов в матрицах дендримеров 37
1.3.2. Стабилизация наночастиц металлов в матрицах гиперразветвленных полимеров 44
1.4. Биологическая активность наночастиц металлов 47
Глава 2. Объекты исследования, синтез, аппаратура и условия эксперимента 55
2.1. Объекты исследования и приготовление растворов 55
2.2. Синтез гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислоты третьей генерации и ее комплексов с ионами Co(II) и Cu(II) 57
2.3. Синтез ГРПО-стабилизированных наночастиц кобальта, меди, серебра и золота 58
2.3.1. Синтез ГРПО-стабилизированных наночастиц меди и кобальта 58
2.3.2. Синтез ГРПО - стабилизированных магнитных наночастиц кобальта 59
2.3.3. Синтез ГРПО - стабилизированных коллоидных наночастиц меди, серебра и золота 59
2.3.4. Синтез наночастиц меди и кобальта, стабилизированных гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислотой ВН30(СООН)22 методом химического восстановления в растворе 61
2.3.5. Синтез наночастиц меди на основе гиперразветвленного металлополимерного комплекса СunBН30(СОО)22, методом химического восстановления 61
2.3.6. Синтез наночастиц меди, стабилизированных гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислотой ВН30(СООН)22 методом термолиза 62
2.4. Аппаратура, условия и методики эксперимента 62
2.5. Обработка результатов эксперимента 64
2.5.1. Условия эксперимента съемки рентгенограмм 64
2.5.2. Определение процентного содержания карбоксильных групп и кислотного числа 65
2.5.3. Расчет условных констант устойчивости и состава комплексных форм в растворе 66
2.5.4. Определение ферментативной активности протеиназы Candida albicans 67
2.5.5. Определение фунгицидной активности 68
2.5.6. Определение гемолитической активности 68
Глава 3. Наночастицы d-металлов, стабилизированные гиперразветвленными полиэфирополиолами и их производными 69
3.1. Предорганизация ионов кобальта(II) и меди(II) в матрице гиперразветвленных полиэфирополиолов 70
3.2. Синтез, оптические свойства и морфология наночастиц d-металлов, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами и их производными 79
3.2.1. Синтез, оптические свойства и морфология наночастиц кобальта, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами 81
3.2.1.1. Восстановление ионов кобальта (II) гидразин-гидратом в среде гиперразветвленных полиэфирополиолов 82
3.2.1.2. Восстановление ионов кобальта(II) тетрагидроборатом в среде гиперразветвленных полиэфирополиолов 84
3.2.2. Синтез, оптические свойства и морфология наночастиц меди, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами. 90
3.2.2.1. Синтез и морфология порошков наночастиц меди, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами 91
3.2.2.2. Синтез и морфология коллоидных наночастиц меди, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами 95
3.2.3. Синтез, оптические свойства и морфология коллоидных наночастиц серебра, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами 99
3.2.3.1. Влияние рН среды на формирование коллоидных наночастиц серебра, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами 103
3.2.4. Синтез, оптические свойства и морфология коллоидных наночастиц золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами 108
3.3. Синтез, оптические свойства и морфология наночастиц меди и кобальта, стабилизированных производными гиперразветвленных полиэфирополиолов 110
3.3.1. Синтез и свойства твердофазных наночастиц кобальта и меди, стабилизированных полиэфирополипропановой кислотой третьей генерации 111
3.3.2. Синтез наночастиц на основе металлополимерных комплексов полиэфирополипропановой кислоты третей генерации 115
Глава 4. Биологическая активность наночастиц кобальта, меди, серебра и золота, стабилизировнных в матрице гиперразветвленных полиэфирополиолов и их производных 119
4.1. Влияние наночастиц кобальта, меди, серебра и золота на каталитическую активность индуцируемых секреторных аспарагиновых протеиназ Candida albicans 120
4.2.Фунгицидная активность наночастиц 125
4.3. Изучение гемолитической активности наночастиц меди и серебра in vitro 128
Заключение 130
Список условных обозначений и сокращений 130
Список использованных библиографических источников 134
Приложение 166
- Синтез наночастиц металлов и их соединений методом химического восстановления в растворах
- Предорганизация ионов кобальта(II) и меди(II) в матрице гиперразветвленных полиэфирополиолов
- Синтез, оптические свойства и морфология коллоидных наночастиц серебра, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами
- Влияние наночастиц кобальта, меди, серебра и золота на каталитическую активность индуцируемых секреторных аспарагиновых протеиназ Candida albicans
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Научный интерес к созданию и исследованию композиционных материалов на основе органических полимерных матриц и наночастиц металлов и их соединений обусловлен широким спектром их практического применения в различных областях науки и техники, в том числе в составе перспективных материалов для биотехнологии, медицины и фармации. Уникальные физико-химические, оптические и биологические свойства данных функциональных материалов, прежде всего, определяются набором наноразмерных эффектов и устойчивостью наночастиц металлов, которые в свою очередь обусловлены их дисперсностью, величиной и геометрией, формой и свойствами их поверхности. В связи с этим, синтез наночастиц металлов и их соединений с целевыми характеристиками и свойствами в различных агрегатных состояниях в препаративных количествах является одной из основных фундаментальных задач в области неорганической химии.
Особую значимость в проведении исследований по данному направлению имеет выбор химических соединений – стабилизаторов наночастиц металлов, позволяющих не только реализовать уникальные свойства наночастиц металлов, но и обеспечить улучшенные конструкционные и функциональные характеристики гибридных органо-неорганических материалов за счет синергетических эффектов матрицы стабилизатора. Использование биоподобных, нетоксичных и биоразлагаемых гиперразветвленных полиэфирополиолов и их производных для синтеза и стабилизации наночастиц биофильных d-металлов открывает подходы к созданию новых функциональных материалов в том числе с биологическими эффектами. Возможность функционализации платформы гиперразветвленного полимера целевыми фрагментами органических соединений, наличие в топологической структуре дендритных окон обеспечивает мультифункциональность данных соединений не только в стабилизации наночастиц металлов, но и в связывании целевых субстратов.
В связи с вышеизложенным создание новых гибридных органо-неорганических
материалов на основе наночастиц биофильных d-металлов, стабилизированных
гиперразветвленными полиэфирополиолами и их производными, с оценкой влияния природы компонентов и морфологии композитного наноматериала на характеристики биологической активности является актуальной фундаментальной и практически значимой задачей.
Степень разработанности темы исследования. В настоящее время имеется
достаточно обширная база фундаментальных и практически полезных знаний в области
химических методов синтеза наночастиц металлов и их соединений, в том числе методов
химического восстановления в растворе с использованием наиболее активных
восстановителей - тетрагидроборатов щелочных металлов и гидразина. Однозначно показано,
что использование химических методов для синтеза наночастиц металлов неразрывно связно
с решением задач по их стабилизации в различных агрегатных состояниях. Установлено, что
синтетические полимеры в условиях возможности управления их строением и физико-
химическими характеристиками являются наиболее перспективными соединениями для этих
целей. Однако следует отметить, что в данном направлении основная информация
представлена для линейных полимеров или блок-сополимеров. Стабилизация наночастиц
металлов разветвленными полимерами со структурой ядро-оболочка, а именно дендримерами
и гиперразветвленными полимерами изучена в гораздо меньшей степени. Основные
закономерности изменения морфологии наночастиц в зависимости от ряда факторов среды
(pH, температура, время синтеза и др.), генерации полимера, природы функциональных групп,
соотношения компонентов в определенной степени обобщены только для наночастиц
металлов, стабилизированных дендримерным полиамидоамином (ПАМАМ). При этом
ПАМАМ и другие азотсодержащие дендримеры обладают индивидуальной
цитотоксичностью, что ограничивает их использование для разработки наноматериалов биомедицинского назначения. Исследование альтернативных дендримерам структур, а
именно гиперразветвленных полимеров (ГРП), в качестве стабилизаторов наночастиц ограничено небольшим количеством работ по синтезу ГРП - стабилизированных наночастиц благородных металлов. Существенно меньше информации имеется о возможностях синтеза и морфологических особенностях ГРП-стабилизированных наночастиц переходных d-металлов.
Поэтому детальное исследование, оценка физико-химических параметров и описание закономерностей формирования наночастиц металлов в матрицах ГРП будет иметь теоретическую и практическую значимость в развитии подходов к изучению процессов формирования гибридных органо-неорганических металлосодержащих наноматериалов в сложных системах на основе гиперразветвленных полимеров и дендримеров.
Цель и задачи работы Целью работы является синтез и установление физико-химических закономерностей формирования наночастиц d-металлов, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами и их производными в растворе.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
Разработать методики синтеза, определить морфологию и физико-химические свойства наночастиц кобальта, меди, серебра и золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами и полиэфирополикарбоновыми кислотами.
Определить характер влияния различных факторов (природы полимера-стабилизатора и восстановителя, концентраций реагентов, рН) на процесс формирования, морфологию, фазовый состав и физико-химические свойства наночастиц кобальта, меди, серебра и золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами.
Оценить возможность использования полиядерного комплекса Cu(II) c гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислотой как прекурсора для синтеза полимер-стабилизированных наночастиц меди, установить зависимость морфологии, фазового состава и физико-химических свойств полученных материалов от условий проведения синтеза.
Оценить биологические эффекты наночастиц d-металлов, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами и их производными.
Научная новизна работы
Показано, что в системах М(П)/гиперразветвленный полиэфирополиол (ВНх, где х=20, 30, 40) стадия предорганизации ионов металлов в матрице полимера характеризуется процессами комплексообразования и последующей ассоциации металлополимерных комплексов. При введении в раствор полиэфирополиола ионов Со(П) и Cu(II) независимо от генерации и мольного соотношения соль:полимер в растворе образуются ассоциаты двух типов: первый тип - основная фракция с dh=90-110 нм для кобальта и dh=100-160 нм для меди, и второй тип ассоциатов с меньшей концентрацией, размер которых ~ 200-350 нм. Методом ИК-спектроскопии показано, что центрами стабилизации ионов и наночастиц металлов являются периферические гидроксильные группы, внутренние сложноэфирные фрагменты полиэфирополиолов или карбоксильные группы гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислоты. С ростом генерации полиэфирополиола гидродинамический диаметр ассоциатов комплексных форм изменяется нелинейно, увеличиваясь при переходе от ВН20 к ВН30 и уменьшаясь при дальнейшем переходе к ВН40. Выявлено, что повышение генерации полиэфирополиола и концентрационного соотношения соль:полимер приводит к уменьшению анизотропии порошковых наночастиц кобальта и меди наночастиц по форме, уменьшению гидродинамического диаметра, полидисперности ассоциатов наночастиц и увеличению доли оксидной фазы.
Оценено влияние генерации гиперразветвленных полиэфирополиолов, мольного соотношения соль:полимер и рН на процессы формирования и морфологию коллоидных наночастиц меди, серебра и золота при восстановлении гидразин-гидратом. Обнаружено уменьшение диаметра и гидродинамического диаметра наночастиц меди и увеличение данных
параметров для наночастиц серебра, рост полидисперсности всех типов наночастиц при повышении генерации гиперразветвленных полиэфирополиолов в ряду BH20-ВH30-ВH40.
Продемонстрировано влияние рН реакционной среды в диапазоне от 6 до 10 на морфологию и дисперсность коллоидно-устойчивых наночастиц серебра и золота, стабилизированных ВН20, ВН30 или ВН40. Показано, что увеличение рН приводит к росту дисперсности систем, для наночастиц серебра в зависимости от рН характерно образование одного или двух типов наночастиц, для коллоидных наночастиц золота, стабилизированных ВН30 при рН=7 образуются стабильные во времени наночастиц Au(0) c диаметром 50 нм и частиц сферической, треугольной и палочкообразной формы с диаметром 100 нм при рН=10.
Оценена возможность использования гиперразветвленных полиэфирополикарбоновых
кислот и металлополимерных комплексов на их основе в качестве стабилизаторов (для
кислот) и соединений-предшественников (для металлокомплексов) при синтезе наночастиц
3d-металлов. Показано, что использование в качестве стабилизатора наночастиц
полиэфирополипропановой кислоты третьей генерации приводит к образованию наночастиц
кобальта и его оксидов диаметром 4 - 11 нм и наночастиц меди диаметром 5 нм, содержащих
оксидную фазу наночастиц Cu2O диаметром 24 нм. Восстановление полиядерного
гиперразветвленного полиэфирополипропионата меди (II) гидразин-гидратом или
тетрагидроборатом натрия приводит к формированию в растворе наночастиц Сu(0); термолиз данного металлополимерного комплекса приводит к формированию стержнеобразных структур, включающих ориентированные наночастицы Сu(0) и Cu2O диаметром 4 нм.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Предложены подходы и методы к оценке процессов предорганизации ионов металлов в растворах гиперразветвленных полиэфирополиолов и их производных, основанные на комплексном анализе данных электронной спектроскопии поглощения, ИК-спектроскопии и NTA - анализа с оценкой параметров комплексообразования и морфологии ассоциатов.
Разработаны и оптимизированы методики синтеза наночастиц d-металлов (кобальта, меди, серебра и золота) в виде порошков и устойчивых коллоидных растворов с оценкой влияния природы реагентов и параметров синтеза на процессы формирования и морфологию наночастиц металлов, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами второй, третьей и четвертой генераций.
Синтезированы новые суперпарамагнитные наночастицы Co(0), стабилизированные гиперразветвленным полиэфирополиолом второй генерации, наночастицы имеют близкую к сферической форму, диаметр 8 ± 3 нм и находятся в оболочке полимерной матрицы стабилизатора.
Разработана и оптимизирована методика синтеза коллоидных наночастиц серебра в матрице гиперразветвленных полиэфирополиолов: оптимальное соотношение соль: гиперразветвленный полиэфирополиол составило 1:10 (ВН20), 1:5 (ВН30), 1:1 (ВН40), время образования максимальной концентрации наночастиц - три минуты.
Показана принципиальная возможность использования карбоксильных производных гиперразветвленных полиэфирополиолов и металлополимерных комплексов на их основе для использования в качестве стабилизаторов или соединений-предшественников при синтезе наночастиц 3d-металлов. Результаты работы вносят вклад в развитие неорганической химии новых наноструктурированных материалов на основе наночастиц металлов.
Установлено, что наночастицы кобальта, меди, серебра и золота, стабилизированные гиперразветвленными полиэфирополиолами и их карбоксильными производными обрадуют антипротеиназной активностью по отношению к системе протеиназ Candida albicans и фунгицидной активностью по отношению к ряду культур рода Candida, Aspergillus и Penicillum. Наибольшей активностью обладают наночастицы кобальта и серебра, максимальный эффект ингибирования составил 80%. Наночастицы меди и золота обладают меньшей антипротеиназной активностью с эффектом ингибирования 45% и 65%
соответственно. Полимер-стабилизированные наночастицы кобальта, меди и серебра проявляли максимальную фунгицидную активность по отношению к культурам Aspergillus terreus и Penicillium chrysogenum и золота - по отношению к культуре Candida tropicalis. Установлено, что гемолитической активностью не обладают наночастицы на основе меди, стабилизированные гиперразветвленными полиэфирополиолами второй и четвертой генераций в концентрациях 0.1, 0.5, 1 мг/мл и 0.1, 0.5 мг/мл соответственно, а также наночастицы серебра, стабилизированные гиперразветвленным полиэфирополиолом второй генерации в концентрации 0.1 мг/мл.
Совокупность полученных практически полезных результатов представляет интерес для разработки новых активных веществ лекарственных препаратов с комплексной антимикотической и антипротеиназной активностью.
Методология и методы исследования. В рамках проведенных исследований применялся комплекс современных физико-химических методов синтеза, установления структуры и состава гиперразветвленных полиэфирополикарбоновых кислот, а именно рН-потенциометрическое титрование, ЯМР 1Н, ИК-Фурье спектроскопия. Исследование формирования наночастиц кобальта, меди, серебра и золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами различных генераций, а также их производными проводили с использованием УФ-Вид и ИК-спектроскопии, методов анализа траекторий наночастиц (NTA), рентгенофазового анализа, совмещенной термогравиметрии (ТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии.
Положения, выносимые на защиту:
Результаты исследования процессов ассоциации и комплексообразования ионов d-металлов в растворах гиперразветвленных полиэфирополиолов.
Методики синтеза порошков и устойчивых коллоидных растворов наночастиц кобальта, меди, серебра и золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами, в растворе.
Закономерности формирования, морфология и фихико-химические свойства наночастиц кобальта, меди, серебра и золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами в зависимости от влияния природы полимера-стабилизатора и восстановителя, концентраций реагентов, рН раствора.
Методики синтеза гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислоты третьей генераций и ее металлополимерного комплекса с ионами Cu(II).
Методики синтеза, параметры морфологии и физико-химические свойства наночастиц кобальта и меди, стабилизированных гиперразветвленной полиэфирополипропановой кислотой третьей генерации.
Методики синтеза, характеристики морфологии, фазового состава и физико-химические свойства наночастиц меди, синтезированных на основе гиперразветвленного полиэфирополипропионата Cu(II).
Результаты антипротеиназной, антимикотической и гемолитической активности наночастиц d-металлов, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами и их производными.
Личный вклад автора. Автор принимал участие в постановке цели и задач работы, анализе литературных данных, выполнении экспериментальных исследований, обсуждении результатов работы и формулировке выводов, подготовке статей и тезисов докладов.
Основные экспериментальные исследования выполнены на кафедре неорганической химии Химического института им. А.М. Бутлерова ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет». Эксперименты по оценке фунгицидной активности были выполнены в ФГУН «Казанский Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии Роспотребнадзора РФ», ПЭМ и СЭМ - изображения наночастиц были
получены на оборудовании Междисциплинарного центра «Аналитическая микроскопия» ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».
Степень достоверности результатов. Достоверность результатов работы
подтверждается использованием комплекса современных физико-химических методов оценки параметров исследуемых систем.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались в
виде устных и стендовых докладов на: VIII Всероссийской конференции с международным
участием молодых ученых по химии «Менделеев 2014» (Санкт-Петербург, 2014), XXVI
Международной Чугаевской конференции по координационной химии (Казань, 2014),
Всероссийской школе-конференции «Современная микроскопия: от теории к практике»
(Казань, 2014), Всероссийской конференции «Материалы и технологии ХХI века» (Казань,
2014), V Международной конференции «От наноструктур и наноматериалов к
нанотехнологиям и наноиндустрии» (Ижевск, 2015), Международной научной конференции
студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2015» (Москва, 2015), I Всероссийской
молодежной школе-конференции «Успехи синтеза и комплексообразования» (Москва, 2016),
II Международной Российско-Казахстанской научно-практической школе-конференции
«Химические технологии функциональных материалов» (Казахстан, Алма-Ата, 2016), II
Международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и
технологии XXI века» (Казань, 2016), Международной научной конференции
«Функциональные мономеры и полимеры с особыми свойствами: проблемы, перспективы и практический взгляд» (Сумгаит, 2017).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей в рецензируемых отечественных и международных журналах, 17 тезисов докладов на конференциях различного уровня.
Объем и структура работы. Работа изложена на 192 страницах, содержит 14 таблиц, 58 рисунков, 324 библиографических ссылок. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора (Глава 1), экспериментальной части (Глава 2), обсуждения результатов (Главы 3 - 4), заключения, списка условных обозначений и сокращений, списка использованных библиографических источников, Приложения.
Работа выполнена на кафедре неорганической химии Химического института им.
А.М. Бутлерова ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», является
частью исследований по основному научному направлению Химического института им. А.М.
Бутлерова «Строение, реакционная способность и практически полезные свойства
органических, элементоорганических и координационных соединений». Исследования
проводились при поддержке грантов ЕЗН Бюджет 12-14, НД 02, ВД 0210, тема 021000014,
«Физико-химические аспекты процессов катализа, сорбции, комплексообразования и
межмолекулярных взаимодействий», научно –исследовательского проекта в рамках
государственного задания в сфере научной деятельности по заданию №2014/57 (проектная
часть) № госрегистрации 114090970013 «Гибридные металлополимерные системы как основа
новых функциональных наноматериалов», субсидии на реализацию программы развития
деятельности студенческих объединений 0613/06.13.02292, программы «Участник
молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК») Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере при поддержке Федерального агентства по науке инновациям и Федерального агентства по образованию № 7078ГУ/2015.
Автор выражает благодарность научному руководителю кандидату химических наук, доценту Кутыревой М.П. и доктору химических наук, профессору Улаховичу Н.А., принимавшим участие в обсуждении результатов работы.
Синтез наночастиц металлов и их соединений методом химического восстановления в растворах
Простым и удобным методом синтеза наночастиц металлов, в том числе в виде водных золей, является метод химического восстановления в жидкой фазе. Данный метод заключается в получении наночастиц металлов или их оксидов, путем восстановления ионов металла из водных растворов их солей восстановителями [7]. На начальных стадиях химической реакции восстановления ионов металлов происходит формирование устойчивых частиц, в конце этой стадии в растворе появляются частицы размером более 1 нм, формирующиеся путем последовательного наращивания малых частиц атомами металлов, что для однозарядных ионов металлов можно представить в виде следующей схемы. АҐ +В - Л/ - Мп - Ц (нанокластер или наночастица).
Первая реакция - непосредственное химическое восстановление иона металла, последующие реакции - отражают рост металлической частицы от атома до металлической фазы. Таким образом, термодинамически наиболее устойчивыми являются начальная ионная форма металла и конечная - металлическая (нанокластер или наночастица). Однако синтез наночастиц заданной морфологии невозможен без понимания механизмов и движущих сил процессов, происходящих в реакционной среде, а направление процессов и воспроизводимость конечных результатов существенно зависят от условий синтеза [62].
Наиболее часто метод химического восстановления используется в жидкой фазе, в водных и неводных средах. Поэтому, всегда следует учитывать тот факт, что в конденсированных (жидких) средах возможны химические реакции комплексообразования с компонентами внешней среды, активируемые металлами и малыми кластерами. Установлено, что процессы кластеризации более выгодны для металлических частиц, включающих 10 атомов [7, 62, 63], а рост металлсодержащих частиц при окислительно-восстановительных реакциях в растворе представляет гетерогенную реакцию. Малые частицы Mj (j100) нестабильны. Стабильность кластеров растет с увеличением числа атомов в них и по достижении размера 1-5 нм частицы металла стабилизируются в реакционной среде. После окончания данной стадии металлические кластеры-зародыши в основном прекращают образовываться, т.е. дальнейший ход восстановления идет без изменения числа частиц в растворе. Далее они растут с увеличением собственной массы [7, 11]. При повышении числа атомов в металлокластере активно протекают процессы комплексообразования с компонентами внешней среды, способствуя понижению энергии поверхностных атомов и остановке роста наночастиц металла (рис. 3).
Однако, при разработке методов синтеза наночастиц в жидких средах, следует выбирать компоненты среды, обладающие комплексообразующей активностью недостаточной для формирования индивидуальных координационных соединений.
Процесс химического восстановления в значительной степени зависит от подбора пары окислитель - восстановитель, природы растворителя и стабилизатора и их концентраций, температуры, pH среды, диффузионных и сорбционных характеристик, что может приводить к формированию частиц разного размера [64].
Большое влияние на дисперсность образующихся при восстановлении металлсодержащих частиц оказывают кинетические характеристики, которые обусловлены концентрацией восстановителя, его соотношением с количеством редуцируемых ионов, температурой и рН среды. Характеристики зарождения, роста и морфологии наночастиц металла в растворе в общем случае определяются разностью равновесных окислительно - восстановительных потенциалов частицы и раствора АЕ= Енчм-Ераствора . При ЛЕ 0 наблюдается рост частиц, при АЕ 0 их растворение, при ЛЕ = 0 - состояние неустойчивого равновесия. Однако окислительно-восстановительный потенциал наночастицы металла зависит от числа атомов. Поэтому химическое восстановление осуществляется в термодинамически и кинетически нестабильных системах [31, 63, 65]. Кроме того, для получения высокодисперсных наночастиц металлов разность Е между окислительно-восстановительными потенциалами восстановителя и иона металла должна быть достаточно велика. Это условие позволяет обеспечивать высокую скорость протекания реакций и создать благоприятные условия для образования большого числа зародышей новой фазы уже на ранних этапах получения продукта. В этой связи необходимо учитывать влияние рН реакционной среды на потенциал восстановителя, используемого в синтезе наночастиц. В качестве примера можно привести аскорбиновую кислоту, для которой изменение рН среды от 2 до 7 приводит к увеличению значения потенциала от -0.283 до -0.066 В [65].
В качестве восстановителей наиболее часто используются такие восстановители как татрагидробораты [66-69], цитраты [70], аскорбиновая кислота [71, 72], спирты и гликоли [73-76], гидразин [77], глюкоза, боразотоводородные соединения, гипофосфаты, тиомочевина, диэтаноламин и многие другие органические и неорганические соединения [7, 65, 78-80]. Многие из них могут быть использованы для восстановления широкого круга металлов, в том числе и благородных. В рамках данного литературного обзора будут рассмотрены свойства наиболее часто применяемых в практике получения наночастиц металлов восстановителей.
Тетрагидробораты (борогидриды) щелочных металлов МВН4 являются одними из сильных и наиболее широко используемых восстанавливающих реагентов для синтеза наночастиц переходных, тяжелых и благородных металлов, окислительно-восстановительный потенциал которых находится в диапазоне -0.27 до 1.5 В [65, 67, 77]. В результате, как правило, получаются золи металла, содержащие наночастицы с размерами от 1 до 19 нм. Кроме того, данный восстановитель является кинетически активным и позволяет проводить синтез наночастиц при комнатной и низкой температурах. Борогидриды проявляют восстановительные свойства в кислой, нейтральной и щелочной водных средах с изменением окислительно-восстановительного потенциала -1.12 В в щелочной среде до -0.48 В в кислой [65]. Изменение потенциала обусловлено ускорением гидролиза татрагидроборат-аниона и образованием в щелочной среде промежуточных продуктов: молекулярных (В2Н6, ВН2ОН, ВН(ОН)2), ионных (ВН3ОН-, ВН2(ОН)2-, ВН(ОН)3-), которые являются еще более сильными восстановителями, чем ВН4- - анион [77]. Установлено, что восстановление ионов металлов происходит с участием комплексов с мостиковыми связями М...Н...В, которые способствуют переносу атома водорода и разрыву мостиковой связи с металлом, окислительно - восстановительному процессу и разрыву связи В-Н с образованием ВН3. Полученый боран гидролизуется или каталитически разлагается на поверхности наночастиц металлов (Ni, Co, Pt, Pd, Au, Ag):
ВН3+3Н2ОВ(ОН)3+3Н2 (3)
ВН3+МВ+1.5 Н2+М (4)
В результате протекающих реакций наночастицы металлов, полученные восстановлением боргидридом из солей металлов в водной среде, обладают низкой стабильностью, загрязнены бором, легко окисляются кислородом воздуха [29, 65].
Восстановлением борогидридом натрия NaBH4 в растворе синтезированы сферические наночастицы серебра размером 3.3–4.8 нм [79, 80], золи, гомо- (Fe, Со, Ni) и гетеро-металлические (Fe-Co, Fe-Cu, Co-Cu) наночастицы в виде аморфных порошков, содержащих значительные количества бора (20 мас.% и более) [78, 81]. Следует отметить, что в подавляющем большинстве работ по синтезу наночастиц металлов и их соединений с использованием борогидридов щелочных металлов, использовали избыток восстанавливающего реагента. Это объясняется возможностью диссоциации борогидрид-иона с медленным выделением водорода, а также стабилизирующей активностью избытка анионов BH4- по отношению к поверхности наночастицы металла [79]. Стабилизация борогидрид-анионом обусловлена способеностью его формировать отрицательно заряженную внутреннюю часть двойного электрического слоя и участвовать в электростатической стабилизации наночастицы металла. Однако протекающие процессы взаимодействия BH4- аниона с окружающей средой снижают его стабилизационную эффективность. Поэтому наночастицы металлов, синтезированные с использованием борогидридов в качестве восстановителей, обязательно требуют дополнительной стабилизации с помощью других реагентов [79].
Предорганизация ионов кобальта(II) и меди(II) в матрице гиперразветвленных полиэфирополиолов
При получении наночастиц металлов в качестве стабилизаторов в работе использовали ГРПО (ВНх) – ВН20, ВН30 и ВН40 на основе пентаэритрита (ядро) и 2,2-дигидроксиметилпропановой кислоты (мономер), представляющие собой прогрессивно развивающиеся макромолекулы, содержащие четыре ветви со сложноэфирными группами, последовательными слоями (генерациями, Gn) окружающими ядро G2 (ВH20), G3 (BH30), G4 (BH40), а также терминальные и линейные гидроксильные группы (рис. 16).
Реализация процессов самоорганизации в растворах ГРПО обусловлена большим количеством сложноэфирных и гидроксильных групп, благодаря которым возможно образование внутри- и межмолекулярных водородных связей между – ОН…ОН-, С=О…НО-, О=С-О…НО- группами. Помимо этого, также на внутримолекулярном уровне возможно образование водородных связей С=О…НО…НО-. Небольшое количество –ОН и С=О групп не участвуют в формировании водородных связей, характерных для компактной глобулярной структуры. Количество водородных связей зависит от структуры молекулярной массы ГРПО, а так же рН среды [243]. В связи с этим макромолекулы ГРПО низких генераций (G2) существуют в относительно открытой форме, в то время как макромолекулы высоких генераций имеют более четкую внутримолекулярную структуру, а формирование наночастиц с их участием может происходить как в межмолекулярных, так и во внутримолекулярных полостях [155, 190].
Методом анализа движения наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA) оценен гидродинамический диаметр (dh) ассоциатов ГРПО (рис. 17) [244, 245]. Установлено, что в растворе с увеличением генерации ГРПО от G2 к G4 происходит уменьшение полидисперсности и гидродинамического диаметра ассоциатов от 140±10 нм до 100±10 нм (табл. 4).
Морфология и соответствующие физико-химические свойства полимер-стабилизированных наночастиц металлов определяются на первом этапе процессом предорганизации иона металла – «предшественника» в полимерной матрице [172]. Оценка процессов предорганизации ионов d-металлов проведена на примерах иона Co(II) и Cu(II) с использованием методов спектрофотометрии и NTA - анализа.
В электронных спектрах растворов ВН20, ВН30 и ВН40 в видимой области спектра отсутствуют полосы поглощения. В спектре поглощения водного раствора хлорида кобальта в области 510 нм присутствует интенсивная полоса поглощения, вызванная d-d-переходом 4T1g (F) 4T1g (P) в акваионах [Co(H2O)6]2+ (рис. 18). Полоса поглощения в области 290 нм связана с переходом электронов с несвязывающих орбиталей хлорид ионов на d-орбитали кобальта (II) [246]. В спектрах поглощения растворов Co(II): ГРПО при увеличении мольного соотношения Сo(II)/ГРПО наблюдается изменение интенсивности полос поглощения и сдвиг максимума от 510 нм до 518 нм, что соответствует взаимодействию Co(II)с ГРПО (рис. 18).
Величина батохромного сдвига в системах Со(II)/ВН20, Со(II)/ВН30 или Со(II)/ВН40 определяется мольным соотношением соль-полимер. Для всех генераций при мольном соотношении соль:ГРПО = 2:1 сдвиг составляет =8 нм, =9 нм и =10 нм соответственно (рис.18).
Аналогичным образом была исследована предорганизация ионов меди (II) в матрице ГРПО ВН20, ВНЗО и ВН40 [247, 248]. Наличие взаимодействий между ионом Си (II) и ГРПО проявляется коротковолновым сдвигом полосы поглощения акваиона меди [Си(Н20)6]2+ (810 нм) в соответствии с образованием систем Си(П)/ВН20 (рис. 19), Си(П)/ВН30 или Си(П)/ВН40. Величина гипсохромного сдвига также, как и для системы Со(П)/ГРПО, определяется мольным соотношением соль-полимер. Максимальный гипсохромный сдвиг наблюдается для всех генераций при мольном соотношении соль:ГРПО = 2:1 и составляет АХ=20 нм для Си(П)/ВН20, АХ=12 для Си(П)/ВН30, АХ=60 нм для Си(П)/ВН40.
Методом сдвига равновесия в диапазоне концентраций ГРПО, в которых соблюдается линейная зависимость оптической плотности раствора (А) от молярной концентрации ГРПО, что соответствует удовлетворению закона Бугера Ламберта-Бера, установлены состав и устойчивость основных «комплексных» форм, образующихся на стадии предорганизации ионов металлов в системах Cо(II)/ВНх и Cu(II)/ВНх (рис. 20).
Для систем Cо(II)/BH20, Cо(II)/BH30 и Cо(П)/ВН40 характерно образование основных четырех «комплексных» форм Со(П)/ВНх, псевдоконстанты устойчивости (lg/З ) которых приведены в таблице 4. С ростом генерации ГРПО, при увеличениии количества функциональных групп в молекуле, ступени на кривой зависимости оптической плотности от соотношения концентраций становятся менее выраженными, что связано с большим числом возможных «комплексных» форм в системе.
Для системы Си(П)/ВНх количество основных «комплексных» форм зависит от генерации полиэфирополиола. Для системы Си(П)/ВН20 характерно образование трех, для системы Cu(П)/ВН30 - двух и для системы Cu(П)/ВН40 -четырех основных «комплексных» форм, сеедоконстанты устойчивости которых представлены в таблице 4. С повышением генерации полимера при увеличении количества функциональных групп в молекуле ГРПО ступени на кривой зависимости оптической плотности от соотношения концентраций (рис. 19) также становятся менее явными. Кроме того, полученные данные указывают на предорганизацию большего количества ионов кобальта (II) в матрицах ВН20 и BH30, по сравнению с ионами меди. Это может быть связано с различием в ионных радиусах Сo(II) (r= 0.082 нм при координационном числе 6) и Cu(II) (r= 0.087 нм при координационном числе 6), что обуславливает стерические препятствия для связывания большего количества ионов меди (II) в оболочке ГРПО. При повышении генерации ГРПО данная тенденция изменяется на противоположную, что может быть обусловлено дополнительным участием в связывании ионов металлов дендритных окон полимера, вероятно обладающих большей комплементарностью к ионам меди (II).
Методом анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA) установлено, что в системе соль:ГРПО в процессе предорганизации ионов металлов происходят изменения, связанные с образованием и переформированием ассоциатов (табл. 4).
Для систем Со(II)/ВНх [244, 245] характерно уменьшение полидисперсности и гидродинамического диаметра ассоциатов основной фракции по сравнению с парметрами асооциатов ГРПО; независимо от мольного соотношения компонентов образуется фракция ассоциатов с гидродинамическим диаметром dh = 100-120 нм. В системе Со(II)/ВН20 с увеличением мольного соотношения соль:ГРПО гидродинамический диаметр основной фракции ассоциатов незначительно увеличивается при уменьшении ее концентрации; для всех соотношений в системе дополнительно образуется второй тип частиц с гидродинамическим диаметром больше 150 нм с максимальной концентрацией при мольном соотношении до 16:1 при увеличении их гидродинамического диаметра до 300 нм (рис. 2. Приложения). В системе Со(II)/ВН30 с увеличением соотношения соль:ГРПО образуются ассоциаты со средним гидродинамическим диаметром 100-115 нм; с увеличением мольного соотношения наблюдается увеличение полидисперсности при снижении общей концентрации частиц в растворе; при мольных соотношениях соль:ГРПО от 3:1 до 15:1 в системе наблюдается образование незначительного количества второго типа частиц с dh=220±20 нм. (рис. 3. Приложения). В системе Со(II)/ВН40 по сравнению с ВН40, в отличие от Со(II)/ВН20 и Со(II)/ВН30, наблюдается увеличение полидисперсности ассоциатов и образование небольшого количества ассоциатов второго типа с большим размером dh= 300-350 нм в условиях аналогичных предыдущим системам (рис. 4 Приложения).
Синтез, оптические свойства и морфология коллоидных наночастиц серебра, стабилизированных гиперразветвленными полиэфирополиолами
Перспективные материалы, содержащие наночастицы серебра, используются в оптических технологиях, но наиболее активно в качестве антимикробных материалов широкого спектра действия [288, 294, 295], в том числе активных по отношению к опаснейшим патогенным культурам нашего времени, например, Staphylococcus aureus [296]. Использование наночастиц серебра в различных областях науки и техники, прежде всего, связано с применением коллоидно-устойчивых систем, для получения которых используются обычно методы химического синтеза (термолиз, осаждение, химическое восстановление в растворе) в среде различных стабилизаторов [51, 52, 64, 73, 297, 298].
В данной главе представлено исследование процессов формирования коллоидных наночастиц серебра в матрице гиперразветвленных полиэфирополиолов с оценкой влияния генерации ГРПО, соотношения соль:ГРПО и рН реакционной среды на морфологию металлосодержащих полимер композитных наноматериалов. Синтез проводили методом химического восстановления в растворе с использованием гидразин-гидрата.
Рассмотрен процесс восстановления ионов Ag(I) в составе металлополимерных ассоциатов Ag(I)/ВНx (х= 20, 30, 40) гидразин-гидратом в водной среде при рН=10 [299-302]. Для синтеза использованы различные мольные соотношения Ag(I)/ВНx в соответствии с таблицей 2 гл. 2.2.3.
В системах Ag(I)/ ВНx в присутствии гидразин-гидрата в щелочной среде могут протекать реакции (19) медленно и (20) быстро [303, 304] с образованием различных наноразмерных соединений серебра, стабилизированных ГРПО:
N2H4H2O + 4OH- + 4Ag+ N2 + 5H2O + 4Ag0 (19) n Ag0 (Ag0)n (20)
При этом авторами публикации [310] предложена детализация данной реакции как двухстадийного химического процесса (21, 22):
Ag+ + N2H4 Ag(N2H4)+ (21)
Ag(N2H4)+ + N2H4 Ag0 + 5/6N2 + 4/3NH3 + NH4+ (22)
Поскольку для восстановления Ag+ требуется 1 электрон, который дает 1 молекула N2H4, а в реакции участвуют 2 молекулы N2H4, авторы работы [305] предполагают, что вторая молекула N2H4 подвергается саморазложению, которое катализируется благородными металлами:
N2H4 4/3NH3 + 1/3N2 (23)
Согласно литературным данным при использовании в синтезе меньшего мольного количества полимера, чем соли, синтезированные наночастицы серебра неустойчивы и быстро окисляются кислородом воздуха [87, 93, 104].
Поэтому в данной работе синтез ГРПО-стабилизировнных наночастиц серебра проводили в среде, где содержался избыток стабилизатора. Для исследования процессов формирования наночастиц серебра при восстановлении систем Ag(I)/ВНx гидразин-гидратом синтез проводили при рН=10, варьируя мольное соотношение соль:ГРПО от 1:1 до 1:20. Синтезированы коллоидные
ВН20-стабилизированные наночастицы серебра НЧ-31 (1:5), НЧ-32 (1:10), НЧ-33 (1:15) и НЧ-34 (1:20); ВНЗО-стабилизированные наночастицы серебра НЧ-40 (1:5), НЧ-41 (1:10), НЧ-42 (1:15) и НЧ-43 (1:20); ВН40-стабилизированные наночастицы серебра НЧ-44 (1:1), НЧ-49 (1:5), НЧ-50. (1:10) [299-302].
В электронных спектрах поглощения наночастиц Ag характерно присутствие полосы плазмонного резонанса с максимумом в области 380-420 нм [286]. По интенсивности и положению максимума ППР в электронных спектрах поглощения всех систем Ag(I)/BHx после восстановления гидразин-гидратом было установлено, что при синтезе в среде ВН20 оптимальное соотношение соль:ГРПО = 1:10 (НЧ-32), в среде ВН30- 1:5 (НЧ-40), в среде ВН40- 1:1 (НЧ-44) (рис. 36). Уменьшение необходимого для стабилизации мольного соотношения может быть связано с увеличением молекулярной массы стабилизатора и ростом толщины полимерной оболочки вокруг наночастицы металла, а также возможностью стабилизации наночастиц внутри дендритных окон при возрастании генерации ГРПО [299-302].
Для мольных соотношений, характеризующихся максимальной интенсивностью ППР, была изучена кинетика формирования коллоидных наноразмерных частиц серебра НЧ-32 (1:10, ВН20), НЧ-40 (1:5, ВH30) и НЧ-44 (1:1, ВH40) (рис. 19 Приложения). Для всех исследуемых систем имеет место уменьшение интенсивности ППР Ag0 во времени, максимальное значение сигнала наблюдалось через три минуты после начала реакции.
Для установления центров стабилизации наночастиц серебра в матрице ГРПО синтезированные наночастицы НЧ-40 (1:5, ВH30) были исследованы методом ИК-спектроскопии (рис. 20, 21, Приложения). При формировании наночастиц серебра в матрице ГРПО BH30 полоса валентных колебаний ОНН-связ групп смещается от 3308 см-1 до 3350 см-1, интенсивность ее увеличивается, полоса С=О группы смещается от 1719 см-1 до 1635 см-1, наблдюдается уменьшение ее интенсивности, что указывает на усиление водородной связи в образце. Кроме того, полосы колебаний эфирных групп ВН30 при 1210 см-1 (С-О) и 1117 см-1 (О-С) смещаются до 1085 см-1 и 1044 см-1 соответственно, интенсивность этих полос также значительно снижается (рис. 37).
Можно предположить, что стабилизация наночастиц серебра на платформе ГРПО ВН30 происходит за счет их взаимодействия с –ОН и –С=О группами сложноэфирного фрагмента.
Таким образом, восстановление нитрата серебра в среде ГРПО второй, третьей и четвертой генераций гидразин-гидратом приводит к образованию полимер-композитных наночастиц Ag0. При увеличении генерации ГРПО образование стабилизированных коллоидных наночастиц серебра в наибольшей концентрации происходит в течение 3 минут при уменьшении концентрации ВНх в системе, полидисперсность наночастиц при этом увеличивается.
Влияние наночастиц кобальта, меди, серебра и золота на каталитическую активность индуцируемых секреторных аспарагиновых протеиназ Candida albicans
По данным медицинской статистики до 50% грибковых заболеваний связано с патогенной активностью дрожжеподобных грибов рода Candida, причем 95% кандидозов вызвано культурой Candida albicans. Высокая патогенная активность грибкового аллергена Candida albicans (C.alb.) непосредственно связана с количеством и многообразием функций вырабатываемых им секреторных аспарагиновых протеиназ (SAP C.alb.) [319].
Управление ферментативной активностью с использованием модуляторов – одно из важных направлений современной биомедицинской химии. Согласно литературным данным [320] индуцируемые секреторные аспарагиновые протеиназы Candida albicans (SAP C.alb.) проявляют специфичность к расщеплению пептидных связей в белковых субстратах (альбумин, казеин, кератин, гемоглобин, иммуноглобулин А). Поэтому каталитическую активность SAP C. alb. оценивали по отношению к гемоглобину (Hb). Для этого измеряли оптическую плотность раствора Hb в присутствии SAP C. alb. при = 406 нм. В контрольном опыте измеряли оптическую плотность раствора субстрата в той же концентрации, но без фермента, в базовой линии учитывалась величина собственного поглощения SAP C.alb. Введение в раствор субстрата протеиназы SAP C.alb. приводит к уменьшению величины оптической плотности при = 406 нм для гемоглобина (рис. 53).
В результате ферментативного протеолиза субстрат подвергается гидролизу и разрушается до аминокислот или пептидов. Уменьшение общей концентрации субстрата приводит к снижению величины оптической плотности. Оставшуюся после ферментативного гидролиза концентрацию субстрата рассчитывали по уравнениям 2.9-2.10. Оптимальные параметры каталитической активности SAP C.alb по отношению к гемоглобину составили: сsap = 210-9моль/л, сHb = 210-6 моль/л, рН = 4.2. Оптимальное время инкубации системы [SAP C.alb - Hb] равно 15 мин.
ГРПО различных генераций в зависимости от концентрации, оказывают влияние на протеолитическую активность SAP C.alb. по отношению к Hb. При концентрациях ГРПО ВН20, ВН30 и ВН40 выше 510-3 мг/мл наблюдается незначительный эффект ингибирования равный 15-20% [299, 321].
В ранних работах [316, 320] было установлено, что ионы Co(II) и Cu(II) влияют на каталитическую активность секреторных аспарагиновых протеиназ Candida albicans. Поэтому представляло интерес оценить влияние наночастиц этих металлов, а так же наночастиц серебра и золота стабилизированных ГРПО на активность секреторных аспарагиновых протеиназ Candida albicans в зависимости от природы металла, генерации и природы полимера-стабилизатора, мольного соотношения соль:ГРПО в синтезе наночастиц.
Основным параметром, оказывающим влияние на активность наночастиц, является природа металла (рис. 54). Было проведено сравнение каталитической активности SAP C.alb. в присутствии наночастиц Сo/BH20 (НЧ-1), Сu/BH30 (НЧ-6), Ag/BH30 (НЧ-40) и Au/BH30 (НЧ-50) (рис. 29 Приложения).
Установлено, что наибольшей антипротеиназной активностью обладают наночастицы кобальта и серебра для них максимальный эффект ингибирования около 80%. Наночастицы меди и золота обладают меньшей протеиназной активностью, максимальный эффект ингибирования для наночастиц золота составил 65%, для наночастиц меди 45% [321, 322].
Было оценено влияние генерации полимера-стабилизатора в составе наночастиц меди (НЧ-4, НЧ-6 и НЧ-8) и серебра (НЧ-31 (1:5, Ag/BH20) и НЧ-40 (1:5, Ag/BH20)) (рис. 55) на активность секреторных аспарагиновых протеиназ Candida albicans (рис. 30, 31 Приложения).
Установлено, что максимальной антипротеиназной активностью обладают наночастицы меди, стабилизированные ГРПО ВН30, эффект ингибирования составляет 45%, для наночастиц Сu/ВН20 и Сu/ВН40 максимальный эффект ингибирования равен 38% и 40% соответственно. Наиболее активно подавляют активность протеиназ Candida albicans наночастицы серебра Ag/BH30, максимальный эффект ингибирования составляет 80%, в то время как для наночастиц серебра Ag/BH20 и Ag/BH40 он достигает лишь 50% (рис. 55) [299, 323].
Модифицирование молекул ГРПО ВН30 кислотными фрагментами может привести к изменению влияния полимерной матрицы на подавляющую активность. Так модификация ГРПО ВН30 кислотными остатками приводит увеличению эффекта ингибирования протеиназной активности его производного ВН30(СООН)22 до 25% (рис. 32, 33 Приложения) [299]. Эффект ингибированния наночастиц, стабилизированных модифицированным и не модифицированным ГРПО может значительно отличаться. Однако использование ВН30(СООН)22 в качестве стабилизатора наночастиц меди Cu/ВН30(СООН)22 (НЧ-53) не приводит к усилению эффекта ингибирования. Тогда как для кобальт-содержащих наночастиц Co/ВН30(СООН)22 (НЧ-54) наблюдается увеличение эффекта ингибирования по сравнению с Сo/BH20 (НЧ-1), а при высоких концентрациях - практически полное подавление активности SAP C.alb. (рис. 34. Приложения). Изменеие эффекта ингибирования и может быть связано с измением их формы: Сo/BH20 (НЧ-1) представляют наностержни, состоящие из отдельных наночастиц кобальта или его оксидов с d=5±3 нм, тогда как Co/ВН30(СООН)22 (НЧ-54) представляют монодисперсные наночастиц кобальта и его оксидов диаметром 4 - 11 нм. Тогда как наночастицы меди Cu/ВН30 (НЧ-7) и Cu/ВН30(СООН)22 (НЧ-53) имеют близкий фазовый стостав, а также близкие по форме и размеру частицы [278].
По результатам проведенных исследований установлено, что наибольшую антипротеиназную активность проявляют наночастицы, стабилизированные ГРПО третьей генерации. Изменеие мольного соотношения соль:ГРПО в синтезе наночастиц незначительно влияет на их ингибирующую способность. Установлено, что среди синтезированных наночастиц кобальта, меди, серебра и золота наибольшей антипротеиназной активностью обладают наночастицы кобальта и серебра.