Монодисперсные полимерные частицы с управляемой поверхностной структурой тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

На правах рукописи

МЕНЬШИКОВА АНАСТАСИЯ ЮРЬЕВНА

МОНОДИСПЕРСНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ЧАСТИЦЫ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ СТРУКТУРОЙ

02.00.06 - высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Санкт-Петербург 2008

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте высокомолекулярных соединений Российской академии наук

Научный консультант:

член-корреспондент РАН, профессор Иванчев Сергей Степанович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Грицкова Инесса Александровна

доктор химических наук, профессор Шатаева Лариса Константиновна

доктор химических наук Павлюченко Валерий Николаевич

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Защита диссертации планируется «03» апреля 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 002 229 01 при Институте высокомолекулярных соединений РАН по адресу 199004, Санкт-Петербург, ВО Большой пр 31, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института высокомолекулярных соединений РАН.

Автореферат разослан « ЗАЗ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. наук

НА Долотова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Метод гетерофазной полимеризации в эмульсионном, дисперсионном или суспензионном вариантах обеспечивает в настоящее время производство полимерных дисперсий (латексов) различного назначения (каучуки, дисперсионные краски, покрытия) Достижения современной технологии при этом позволяют регулировать строение цепей, их молекулярно-массовое распределение, улучшать прозрачность, пленкообразующие и физико-механические свойства образующихся полимерных систем, что делает полимерные дисперсии широко востребованными в крупнотоннажном масштабе.

В конце XX столетия возникли новые задачи по разработке полимерных дисперсий, отвечающих специфическим требованиям не только к диаметру частиц и их распределению по размерам, но также к строению и свойствам их поверхностного слоя, в том числе, к его толщине, функциональности, степени гидрофобности и стабильности поверхностной структуры. Эти требования были сформулированы в связи с появлением новых возможностей использования полимерных дисперсий в биотехнологии для создания диагностических иммунореагентов путем связывания биологически активных веществ (БАВ) с частицами и проведения биоспецифических процессов в их поверхностном слое, а также в нанотехнологаи - для формирования новых типов материалов, в том числе, пространственно-периодических твердотельных структур с нелинейными оптическими свойствами Потребности в таких полимерных дисперсиях не являются крупнотоннажными, но их разработка и получение крайне важны для развития биотехнологии и новой техники Вышесказанное вызывает необходимость создания научных основ управления поверхностными свойствами частиц в процессе гетерофазной (^полимеризации и при их последующей поверхностной модификации. В частности, для биотехнологии актуальны исследования изменений в поверхностной структуре частиц при связывании БАВ, а также изучение влияния гидрофобности поверхностного слоя, распределения в нем реакционно-способных и ионогенных групп, их кислотно-основных свойств на эффективность экспонирования био-лигандов для участия в биоспецифических реакциях. Актуальность исследований, связанных с методами получения монодисперсных частиц электропроводящих полимеров, а также композитных частиц, содержащих магнитные или металлические наночастицы, определяется необходимостью придания им специальных (магнитных, электропроводящих, оптических) свойств, востребованных в нано-технологии. При этом также выдвигается задача создания научных основ для формирования частиц определенной морфологии с включением наночастиц-модификаторов в состав поверхностного слоя. Для нанотехнологии особенно актуально выявление условий, в которых монодисперсные частицы проявляют способность к самосборке, поскольку этот процесс перспективен для создания материалов с внутренней иерархической структурой, которые могут стать новой элементной базой оптоэлектроники и телекоммуникационной индустрии Исследование влияния природы полимера, дисперсности и поверхностной структуры частиц на качество образуемых ими решеток, а также поиск новых синтетических подходов для введения в них люминофоров и хромофорных группировок, испускающих или поглощающих свет в области фотонной запрещенной зоны трехмерно упорядоченных полимерных матриц, актуально для разработки методов управления их фотонно-кристаллическкми свойствами

Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИВС РАН, а также по ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (Индустрия наносистем и материалов) и Научным программам Президиума РАН («Наноструктуры в полимерных системах, перспективных для оптоэлектроники», «Органические и гибридные наноструктурированные материалы для фотоники»), Отделения химии и наук о материалах РАН («Создание и изучение макромолекул и макро-молекулярных структур новых поколений») и СПбНЦ РАН при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты «Направленное регулирование поверхностных свойств полимерных наночастиц в процессе синтеза» и «Исследование реакционной способности функциональных групп и биолигандов на поверхности полимерных частиц»)

Цель - разработка методологических подходов к формированию полимерных частиц требуемого размера, дисперсности, поверхностной структуры и функциональности для применения в био- и нанотехнологии В ходе исследования решались задачи

• выявления факторов, позволяющих управлять размером, дисперсностью, поверхностной структурой и функциональностью частиц в процессе эмульсионной и дисперсионной (со)полимеризации ряда виниловых мономеров и пиррола,

• исследования влияния степени гидрофобности поверхностного слоя, распределения и реакционной способности функциональных групп частиц на связывание и эффективность экспонирования БАВ для участия в биоспецифических реакциях,

• разработки методов модификации монодисперсных полимерных частиц нано-частицами магнетита, благородных металлов, хромофорными группировками,

• выявления влияния дисперсности и поверхностных характеристик субмикронных частиц на ах способность к самосборке в трехмерно упорядоченные периодические структуры, проявляющие фотонно-кристаллические свойства.

Научная новизна, Впервые разработана методология управления дисперсными характеристиками и поверхностными свойствами частиц, формируемых в процессе гетерофазной (со)лодимеризации, и выявлено определяющее влияние этих свойств на способность частиц к связыванию биолигандов и их эффективному экспонированию для участия в биоспецифических реакциях Установлено, что формирование монодисперсных полимерных частиц требуемого размера и функциональности (карбоксильные, альдегидные и аминогруппы) с оптимальной степенью гидрофобности и стабильности поверхностной структуры достигается путем целенаправленного варьирования природы и концентрации основных и функциональных сомономеров, инициатора, регуляторов роста цепи, гидрофильных полимеров-стабилизаторов, поверхностно-активных веществ, а также рН, ионной силы и полярности реакционной среды. Разработаны оригинальные методы формирования карбоксилированных магнетитсодержащих нано- и субмикронных частиц, в которых магнетит экранирован полимером от взаимодействия с дисперсионной средой; а также полимерных микросфер, покрытых наночастицами благородных металлов Найдены новые синтетические подходы (контроль реакции обрыва цепи и степени ионизации реагентов) к получению субмикронных частиц сополимеров стирола с функциональными сомономерами со среднеквадратичной дисперсией

размера менее 2%, которые способны к самосборке в трехмерные решетки фотонных кристаллов высокой степени совершенства

Практическая значимость. Разработаны методы получения широкого круга монодисперсных полимерных частиц диаметром от 30 нм до 5 3 мкм с поверхностной концентрацией карбоксильных, альдегидных, аминогрупп в диапазоне 0 28^4 5 мкг-экв/м2, в том числе, магнетитсодержащих частиц. Полученные частицы перспективны для использования в био- и нанотехнологии. Оптимизированы условия связывания этими частицами ряда антител и антигенов белковой природы, что позволило обеспечить их экспонирование на границе раздела фаз и сохранение биоспецифической активности Монодисперсные частицы сополимеров стирола с функциональными сомономерами успешно применены в качестве структурных элементов фотонных кристаллов высокой степени совершенства Положения, выносимые на защиту:

• Направленное регулирование в процессе гетерофазной (со)полимеризации ряда виниловых мономеров и пиррола размера, дисперсности, функциональности и структуры поверхностного слоя формируемых частиц может быть осуществлено путем варьирования природы и концентрации основного мономера, инициаторов с функциональными группами, функциональных сомономеров, сшивающих агентов, регуляторов роста цепи, анионных ПАВ, гидрофильных полимеров, буферной соли, а также рН, полярности реакционной среды и температурного режима процесса.

• Целенаправленное распределение биолигандов на поверхности носителя для эффективного участия в биоспецифических реакциях осуществляется на основе рационального выбора типа полимерных частиц и оптимальных условий их поверхностной модификации путем адсорбции или ковалентного связывания При этом учитывается реакционная способность функциональных групп, степень гидрофильности и стабильности структуры поверхностного слоя, величина и распределение в нем поверхностного заряда.

• Использование двухстадийной гетерофазной сополимеризации с введением функциональных сомономеров на второй стадии процесса и фиксацией их звеньев с помощью сшивающих агентов в поверхностном слое образующихся монодисперсных частиц является эффективным методом их модификации люминофорами, а также функциональными группами для ковалентного связывания хромофорных группировок или фотовосстановления благородных металлов на полимерной поверхности

• Формирование монодисперсных магнетитсодержащих наночастиц и микросфер, в которых магнетит экранирован полимером от дисперсионной среды, может быть осуществлено методами одно- и двухстадийной эмульсионной полимеризации в присутствии магнитных жидкостей в условиях, когда частицы магнетита и полимерной матрицы имеют разноименные заряды

• Возможность реализации процесса самосборки полимерных частиц в трехмерно упорядоченные периодические структуры, проявляющие фотонно-кристаллические свойства, определяется специфическими свойствами поверхностных слоев частиц на основе сополимеров стирола с гидрофильными функциональными сомономерами и исключительно узким распределением частиц по размерам (среднеквадратичная дисперсия менее 2%)

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных симпозиумах II-V «Molecular Mobility and Order in Polymer Systems» (С -Петербург, 1996, 1999, 2002, 2005), международных конференциях XI и XII «Surface Forces» (Москва, 1996, Звенигород, 2002), «Polymer Colloids» (Irsee, Германия, 2002), XVI и XVII European Chemistry at Interface (Владимир, 2003, Loughborough, UK, 2005), «Химия высокоорганизованных веществ и научные основы наногехнологии» (С -Петербург, 2001, 2004), «Spectroscopy of Partially Ordered Macromolecular Systems» (Прага, Чехия, 2003), «Current and Future trends in polymeric materials» (Прага, Чехия, 2005). «Polymers in Dispersed Media» (Лион, Франция, 2004), «Modern Problems of Condensed Matter Optics» (Киев, Украина, 2006), IV «Фундаментальные проблемы оптики» (С.-Петербург, 2006), 1-st European Chemistry Congress (Будапешт, Венгрия, 2006), на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003), VIII-XÜI Всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2001-2006), III Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология» (Хилово, 2006) и II-IV Всероссийских Каргинских конференциях (Москва, 2000,2005,2007) Полимерные частицы-носители и методики их модификации биолнгандами переданы в организации биомедицинского профиля, где показана эффективность их применения в основанных на реакции агглютинации латекса (РАЛ) тест-системах для определения дифтерийного токсина, антител к возбудителям менингита, легионеллеза, рецепторам мозговой ткани, а также к вирусу иммунодефицита человека Модифицированные карбоксиметилдекстраном частицы полиметилмет-акрилата (ПММА) успешно применены в ГНЦ прикладной микробиологии как адаювантные носители, усиливающие иммунный ответ организма на связанный с ними антиген Монодисперсные частицы полистирола и (со)полимеров на основе дивинилбензола или диметакрилата этиленгликоля испытаны с положительным результатом в Российском государственном педагогическом университете им А И Герцена в качестве формообразующих реакционных темплатов для фотовосстановления благородных металлов в их поверхностном слое Полимерные фотонные кристаллы высокой степени совершенства, полученные путем самосборки монодисперсных частиц, использованы в Физико-техническом институте РАН как модельные объекты для изучения тонких фотонно-кристаллических эффектов и экспериментальной апробации теоретических разработок

Публикации По теме диссертации опубликовано 37 статей и 33 тезисов докладов, получено 2 патента РФ

Вклад автора состоял в постановке целей и задач исследования, определении методологических подходов к решению поставленных задач, планировании эксперимента и непосредственном в нем участии, в проведении анализа полученных результатов, их интерпретации и обобщении

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав (обзор литературы, экспериментальная часть, результаты и их обсуждение), выводов, библиографического списка (377 наименований), изложена на 297 страницах, содержит 132 рисунка и 66 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Проведен анализ современных представлений о механизмах гетерофазной полимеризации, изложены основные требования к монодисперсным полимерным

частицам для био- и нанотехнологии, рассмотрены электроповерхностные свойства и структура поверхности частиц различной гидрофобности, взаимодействие с ней биолигандов, применение монодисперсных полимерных частиц в биотехнологии, а также их способность к самосборке в трехмерные фотонные кристаллы. Глава II содержит краткое описание основных реагентов и методов гетерофазной полимеризации, изучения процесса полимеризации, характеристик образующихся частиц, а также специальных свойств полимерных частиц и их структур. Гпава III. Результаты и их обсуждение

III. 1. Монодисперсные частииы полистирола (ПС) с карбоксильными группами III. 1.1. Особенности безэмульгаторной эмульсионной попимеризаиии (БЭП) стирола под действием карбоксилсодержащего азоиниииатора 4,4'-азо-бис(4-цианизовалериановой кислоты) (ЦВК) были изучены с целью получения анионных монодисперсных латексов - модельных дисперсий для коллоидно-химических исследований. Применение вместо K2S208 этого инициатора обеспечило присутствие на поверхности частиц только карбоксильных групп и открывало возможность управления процессом БЭП путем варьирования рН и ионной силы реакционной смеси. Обнаружено, что скорость БЭП закономерно возрастает с повышением концентрации ЦВК (рис. 1). Порядок реакции по инициатору в стационарный период зависит от исходного рН реакционной смеси (рН0): 0.64 при рНо 9.5 и 0.76 при рНо 11.6. Экстремальный и симбатный характер изменения поверхностного натяжения а и рН обусловлен образованием в водной фазе олигомерных радикалов и олигомеров, которые и образуют по мере роста цепи первичные ядра. Падение рН тем заметнее, чем ниже концентрация ЦВК, тогда как при инициировании персульфатом вследствие взаимодействия ион-радикала с водой

SjOs2- 2S04" • и S04-. + H20^0H.+HS04-имеет место обратная зависимость. Возрастание рН на последней стадии БЭП также указывает на отличие причин изменения рН при полимеризации стирола под действием ЦВК. Метод позволяет формировать монодисперсные частицы ПС. При фиксированном рН0 их размер возрастает с уменьшением концентрации ЦВК и при

рН (3,6) в ходе БЭП при рН0 9.5, ЦВК - 1.5 рацию частиц N (2), их диаметр Э (3) и (1-3) и 2.0 мас.% (4-6) к стиролу. Стирол : поверхностный заряд <2 (4) при 2.0 вода 1:10, 80°С. мас.% ЦВК к стиролу и 80°С.

повышении концентрации стирола, что характерно и для безэмульгаторных латексов, получаемых под действием персульфатов. Вместе с тем, существенное влияние на размер частиц и его среднеквадратичную дисперсию 5 оказывает рНо (рис. 2). Симбатные зависимости концентрации частиц N и стационарной скорости полимеризации w от рН0 указывают, что полимер-мономерные частицы (ПМЧ) являются основной зоной реакции Влияние рНо на ход БЭП и свойства латексов определяется изменением степени ионизации карбоксильных групп ЦВК и продуктов полимеризации Расчет степень ионизации -СООН групп на поверхности частиц как отношения их поверхностных зарядов, определенных потенциометриче-ским (фон 10"3 М NaCI) и кондуктометрическим титрованием (Q/Qo), дает 0 90 при pH 9 5 (рис 2, точка б). В области pH 10 5, где кривые 1-3 имеют экстремум, все карбоксильные группы ионизованы Дальнейший рост рН0 лишь повышает ионную сипу и приводит к связыванию свободного заряда -СОО в ионные пары -COCTNa+ Это снижает устойчивость первичных ядер, приводит к укрупнению частиц и уменьшению их числа В результате сокращается зона протекания стационарного процесса и падает его скорость Повышение рН0 вызывает снижение поверхностной активности олигомеров и олигомерных радикалов, что затрудняет нуклеацию и адсорбцию олигомеров ПМЧ и приводит к длительному сосуществованию двух зон полимеризации (водная фаза и ПМЧ) и, следовательно, к уширению распределения частиц по размерам (РЧР). Введение электролитов увеличивает размер образующихся частиц, причем буферные соли способны также контролировать кислотно-основное равновесие в ходе БЭП. Так, при сильнощелочном рН0 диаметр частиц ПС возрастал с увеличением концентрации Na2HPC>4 Снижение концентрации ЦВК и повышение содержания стирола приводят к увеличению диаметра частиц (рис За), что соответствует представлениям о механизме БЭП Однако при больших концентрациях Na2HP04 полидисперсностъ латекса возрастает (рис 36), поскольку агрегативная устойчивость снижается при сжатии диффузной части двойного электрического слоя (ДЭС) частиц Зависимости поверхностной концентрации карбоксильных групп [COOH]s и 5 (рис 3 б) имеют антибатный характер, причем наиболее узкое РЧР достигается при наибольшем заряде поверхности частиц (рис 4а). Скорость БЭП максимальна при рН0 115 (рис 5а), когда ионизация -СООН групп способствует образованию самых мелких частиц При низком рН0 = 83 реакция идет медленнее, т к. поверхностный заряд частиц недостаточен для обеспечения их устойчивости, число частиц мало, а их агрегация в процессе БЭП уширяет РЧР На стадии нуклеации при высоком рН0 значения pH снижаются вследствие связывания щелочи развитой поверхностью первичных ядер (рис 6) Однако в присутствии буферной соли снижение вскоре сменяется плавным ростом, что обусловлено агрегацией этих ядер и уходом цепей с концевыми карбоксильными группами в Н-форме с уменьшающейся поверхности раздела фаз в объем ПМЧ На этой стадии поверхностное натяжение падает (рис 56) в результате образования олигомеров и олигомерных радикалов В ходе БЭП концентрация инициатора в водной фазе понижается, скорость сорбции олигомеров ПМЧ начинает превышать скорость их образования - а вновь возрастает Широкий максимум на кинетических зависимостях pH в этот период (рис 6г) указывает, что помимо поглощения олигомерных радикалов и олигомеров в Н-форме в ПМЧ существует и противоположно направленный процесс, выдвижение концов

1,0

0,8

0,6

О, мкм

2 4 6 8 (б) [СООН]8, мкг-экв/м2

5/* 1г,8

2,4 2,0 1,6

0 2 4 6, 8 10 [Ма2НР04] 10 , М

|Рис. 3. Диаметр частиц О (1-3), его 5 (4,5) и поверхностная концентрация [СООН]5 (6) при |рН0 11.5 в зависимости от концентрации Ыа2НР04 при 7 (1,2,4,5,6) и 10 об.% (3) стирола к воде, 7.14-10"3 (2,3,5,6) и 10"2 М (1,4) ЦВК и 80°С.

(а)

0.0 0.4

0.2

0.0 0.6

0.4

0.2

0.0 0.4

0.2

0.0

9.5

10.5

11.5

0.4 0.8 О, м км

0.6^ ./£ N . 8.3

0.4 0.2 0.0 0.4 0.2

0.0

0.2

0.0 0.2 0.0

(б)

. л 19.5 1

А105

.I 1 1 .5

0.4 0.8 О, мкм

Рис. 4. РЧР латексов ПС, полученных в присутствии 10"2 М №»2НР04 (а) и без соли (б) при рН0 8.3, 9.5, 10.5 и 11.5, 7.1410 3 М ЦВК, 10 об.% стирола к воде и 80°С.

4 6 Время, ч

Рис. 5. Конверсия стирола (а) и о (б) в ходе БЭП при 7.14-10"3 М ЦВК, 10"2 М Ыа2НР04, 10 об.% стирола к воде, 80°С.

а 4 6

Время, ч

Рис. 6. Изменения рН реакционной смеси в ходе БЭП в присутствии 10"2 М Ыа-НРС^ (1-3, 5-7, 9,10) и без соли (4,8) при 7.14'НГ3 М ЦВК и 10 об.% стирола к воде; рН динамическое -при отборе пробы (1,3,4,6,8,9) и рН равновесное - через сутки (2,5,7,10).

полимерных цепей с -СООН группами из объема к поверхности ПМЧ Этот процесс начинает преобладать, когда уменьшение концентрации олигомеров в водной фазе ограничивает их сорбцию. Более того, в отобранных по ходу БЭП пробах через сутки поверхностное натяжение практически неизменно, тогда как рН продолжает снижаться (рис 6) В случае рНо 10 5, различия в значениях рН в ходе БЭП и через сутки достигают максимального ДрН = 22 При больших рН0 вклад образующейся карбоксилированной полимерной поверхности в изменение рН менее заметен, а при слабощелочном рН0 эти изменения нивелирует присутствие Ма2НР04 Без нее низкое рН0 = 8 3 в процессе БЭП возрастает до 11 1, при этом конверсия мономера достигает 100%, а полученный латекс имеет довольно узкое РЧР (рис 4). Напротив, в присутствии №2НР04 при рНо = 83 конверсия едва достигает 50% и образуется полидисперсный латекс Однако при более высоких рНо введение Ыа2НР04 в реакционную смесь не только приводит к увеличению размера частиц, но и позволяет сузить РЧР (рис 4), поскольку препятствует снижению рН в начале БЭП и тем самым стабилизирует поверхностный заряд растущих ПМЧ III12 Электроповерхностные свойства частиц ПС с карбоксилированной поверхностью исследовали для латекса с диаметром частиц 0 63 мкм и поверхностной концентрацией [СООН]к 1.70 мкг-экв/м2 Связывание частицами ПС ионов ОН" возрастало с повышением рН и концентрации ШС1 (рис 7) в согласии с теоретическими представлениями о строении ДЭС При концентрации №С1 Ю"1 М адсорбция ОН" достигала предельной величины, совпадающей с результатом кондуктометрического титрования Из зависимостей отношения электропроводности дисперсии ПС и фонового электролита от объемной доли частиц по уравнениям теории Вагнера рассчитывали удельную поверхностную проводимость К5 (рис 8), а также поправки к величинам ¿¡-потенциалов частиц с учетом поверхностной проводимости Повышение рН среды закономерно приводило к возрастанию отрицательного ^-потенциала карбоксилированной поверхности (рис 9) Однако для рассчитанных по Смолуховскому, наблюдалась слабая зависимость от концентрации фонового электролита при фиксированном рН (рис 10), что не соответствует теоретическим представлениям Напротив, введение поправок на поверхностную проводимость согласно теории Генри, позволяет получить более

2,0 гГ0Н, мкг-экв/м2

К 1</, См

$ 7

1,6

1,2

0,8

-3 6 -3 2 -2 8 -2 4 -2 0

/дс

ш

4 6 рН 8

Рис. 7. Влияние рН и фонового электролита на связывание ионов ОН" частицами ПС

Рис. 8. Влияние концентрации №С1 (М) на поверхностную проводимость частиц ПС

Рис. 9. Зависимости ^-потенциала Рис. 10. Зависимости ^-потенциала частиц частиц ПС (по Смолуховскому) от рН ПС от концентрации МаС1

выраженный характер зависимостей при концентрациях ИаС!, меньших 10"3 М На основании полученных данных можно заключить, что, несмотря на гидрофобность ПС, возможны перестройки конформации полимерных цепей на границе с водной фазой при изменении ее электролитного состава В щелочной среде с концентрацией электролита 1 (Г3 М и ниже такие цепи могут быть выдвинуты в водную фазу благодаря ионизации концевой -СООН группы. В результате поверхностный слой частиц разрыхляется, а оказавшиеся в нем противоионы обеспечивают избыточную проводимость дисперсии. С увеличением ионной силы уплотнение этого слоя и образование в нем ионных пар приводит к снижению К, и слабой зависимости £ от концентрации электролита в области 10"3~10"2 М

III1 3 Частииы сополимеров стирола с бифункциональными мономерами (БФС). диметакрилатом этиленгликоля (ДМЭГ), дившшлбензолом (ДВБ) и глицидилмет-акрилатом (ГМА), содержащим винильную и эпоксидную группы, получали, предполагая, что сшивание полимерных цепей с помощью БФС обеспечит постоянство поверхностной структуры частиц при изменении состава дисперсионной среды Уже 2 мас.% любого из использованных БФС оказалось достаточно, чтобы снизить диаметр частиц с 0.83 мкм (для несшитого ПС) до 0.45-0 50 мкм (табл. 1) в результате ускорения иуклеации при формировании разветвленных и сшитых полимерных цепей. Увеличение поверхности ПМЧ при уменьшении их размера расширяет зону протекания БЭП, а формирование сшитых структур затрудняет обрыв растущих цепей в ПМЧ и приводит к выраженному гель-эффекту (рис 11) Концентрация [СООН]8 заметно уменьшалась при введении в реакционную смесь

Таблица 1

Влияние БФС на характеристики частиц сшитого ПС _

Опыт № Сомономер мае % к стиролу * мол % Гель/золь фракции, мас% рНо о, мкм [СООНЦ мкг-экв/м

1бс - - - 96 0 83 2 50

2бс ДМЭГ, 2 1.02 85/15 96 0.45 1.01

Збс ДВБ, 2 0 87 92/8 98 0 50 1.09

4бс ГМА, 5 3 54 96/4 95 0.45 0.61

5бс ДМЭГ, 5 2 55 88/12 94 0.45 0.28

66с ДВБ, 5 2 15 92/8 9.6 0.49 1.36

♦Компоненты реакционной смеси. 1 43 Ю"2 М ЦБК, 20 г/л ПВП

100 200 300 400 Время, мин

—о— без БФС —о-- 2% ДМЭГ

V- - 2% две —» 5% ДМЭГ —»— 5% ДВЕ 5% ГМА

-80

С.

через сутки —без БФС

т 5% ДВЕ через 1

—♦—- 5% ГМА -< -—ш— 5% ДМЭГ —с

мВ

Рис. 11. Конверсия мономеров в БЭП Рис. 12. Влияние рН на ¡¡-потенциал стирола и его сополимеризации с БФС. частиц ПС (/) и сополимеров стирола с

БФС в растворе 10"" М №0.

БФС. Самые низкие значения получены в случае 5 мас.% ДМЭГ. Звенья этого наименее гидрофобного БФС могут локализоваться, по преимуществу, в поверхностном слое частиц и формировать плотную сетчатую структуру, что затрудняет выдвижение концов полимерных цепей с -СООН группами из объема на границу с водной фазой. Уже при 2 мас.% ДМЭГ гель-эффект наступает гораздо раньше, чем при использовании гидрофобного ДВБ, что также обусловлено удерживанием растущих радикалов в сетчатой структуре поверхностного слоя. ГМА, занимающий по своей гидрофобности промежуточное положение в ряду БФС, обеспечивает при 5 мас.% в два раза большую величину [СООИ^, несмотря на повышенное содержание гель фракции в частицах (табл. 1).

Сдвиг рН в щелочную область приводит к возрастанию отрицательных :СГ потенциалов частиц, что наиболее ярко проявляется для несшитых частиц ПС с большей поверхностной концентрацией [СООН^ (рис. 12). Напротив, при сдвиге рН в кислую область отрицательные значения ^ несколько выше для частиц П(Ст-ГМА) и П(Ст-ДМЭГ), несмотря на меньшие величины [СООН]8. Для этих частиц, выдержанных в кислой среде только 1 ч, такое различие еще более заметно, что указывает на ограничение подвижности полимерных цепей с концевыми -СООН группами на густо сшитой поверхности и, следовательно, на большую длительность перестройки поверхностной структуры частиц при установлении «равновесных» значений ¿¡-потенциала.

III. 1.4. Синтез монодисперсных частый ПС с карбоксилсодержащим азоиниииатором в присутствии додеиилсулъфата натрия (ДСП) проводили с целью получения монодисперсных частиц диаметром порядка 100 нм, которые могут быть использованы в качестве моделей вирусов. Для сохранения гомогенного механизма нуклеации ДСН вводили в реакционную смесь в концентрации близкой его критической концентрации мицеллообразования (ККМ - 8 Л 610" М при 25°С). Размер частиц ПС закономерно снижался с увеличением концентрации ДСН (рис. 13). Наименьший диаметр достигался в сильнощелочной среде благодаря дополнительной стабилизации ПМЧ олигомерными ПАВ. Однако конкуренция сульфо групп ДСН и карбоксилат-ионов за место в поверхностном слое приводит к снижению поверхностной концентрации [СООН]$ с увеличением рН0 и содержания

Таблица 2

Влияние условий полимеризации на характеристики наночастиц ПС

№ Условия полимеризации* Дисперсность [СООН] мкг-экв/м

опыта [ЦВК], 104М рНо [ДСН], 10"3М нм вш/о„ 8, %

1дс 3.57 95 4.08 108 1 0005 22 1 30

2дс 7 14 9.6 4 08 128 1 0007 2.7 137

Здс 8.93 96 4 08 145 1.0005 23 1 20

4дс 17 9 95 4 08 140 1.0052 7.2 1.54

5дс 3 57 10.4 8 16 100 1 0019 4.3 0 70

бде 8 93 10 5 8 16 90 1.0061 78 0 93

7дс 17 9 10 5 8.16 78 1.0113 10.6 1.01

* Полимеризацию проводили при 5 мае % стирола к водной фазе и 90°С ДСН в реакционной смеси Лишь при 4 0810"3 М ДСН степень карбоксилирования частиц практически не зависит от рНо, что указывает на слабое заполнение поверхности ПМЧ эмульгатором При этой концентрации ДСН и рНо 9 5-9.6 размер частиц возрастал с увеличением концентрации инициатора (табл 2), что обусловлено вкладом ЦВК в ионную силу реакционной среды Одновременное увеличение рН0 до 10.4-10 5 и концентрации ДСН до 8 1610"3 М привело к обратной зависимости размера частиц от концентрации ЦВК при общем уменьшении их диаметра и уширении РЧР. При концентрациях ДСН, меньших ККМ, зависимость диаметра частиц от рН0 имеет пологий минимум (рис 13), что характерно и для БЭП стирола под действием ЦВК. Напротив, при концентрации ДСН, равной или большей ККМ, диаметр частиц заметно снижается, а РЧР уширяется именно при сильнощелочных рН0, что обусловлено нуклеацией как по гомогенному, так и по мицелярному механизму. Тем не менее, снижение рНо позволяет и в этих условиях получать монодисперсные латексы, значения 5 для которых не превышают 5-6% IIII5 Дисперсионная полимеризаит (ЛШ стирола под действием ЦВК в присутствии поливинилпирролидона (ПВП) как стерического стабилизатора была проведена с целью получения монодисперсных микросфер ПС с карбоксилирован-ной поверхностью и размером более 1 мкм С уменьшением полярности среды в ряду (этанол-вода) - этанол — (этанол-толуол) диаметр микросфер возрастает, а их РЧР несколько уширяется (табл. 3, рис 14) Такую зависимость наблюдали ранее и при инициировании 2,2'-азо-бис-изобутиронитрилом, что указывает на независимость механизма полимеризации от содержания в инициаторе -СООН групп В слабо полярной среде стабилизирующая способность привитых сополимеров

Рис. 13. Влияние рН0 на диаметр частиц ПС (а), 5 (б) и поверхностную концентрацию [СООН]8 (в) ЦВК-3 5710"^

Таблица 3

Влияние полярности среды на характеристики микросфер ПС*

Опыт, Состав среды, Стирол, Dm DJD, 8, MMxlO'3

№ об% М мкм % ДМФА толуол

1сэ Этанол'вода 93 7 1 44 125 1.002 44 55 0 76 0

2сэ 192 1 88 1 004 62 57.0 120.0

Зсэ Этанол 100 1 92 2 75 1.019 13.5 54 0 68 9

4сэ Этанол толуол 93 7 1 92 4 84 1 022 150 32 4 32.4

■"Компоненты реакционной смеси 1 43 10 М ЦВК, 20 г/л ПВП

D, мкм [COOH]s, мкг-экв/м D, мкм [COOH]s, мкг-экв/м

- Js 1 °

8 6 4 2

ПВП - 20 г/л 20

5 4 43

стирол -1 92 М

05 10 1.5

стирол, М

10 20 30 ПВП, г/л

100 200 300 Время, мин.

Рис 14. Влияние исходных концентраций стирола (а) и Рис. 15. Конверсия стирола в ПВП (б) на диаметр (1) микросфер ПС, полученных в смеси этанол-вода (93 7 об %) смеси этанол/вода (93 7 об %), и на поверхностную при исходных 1 92 М стирола концентрацию [COOH]s (2) и 15 (а) или 30 г/л (б) ПВП

ПС/ПВП, образующихся ю situ, снижается, т к они лучше сольватированы по ПС-блокам. Более того, в этах условиях само образование привитых сополимеров происходит не столь эффективно, поскольку цепи ПВП свернуты и менее доступны для радикальной атаки При ДП в этаноле с 7 об.% воды и достаточно высоким содержанием ПВП (20 г/л) наибольшие величины [COOH]s достигаются в области низких концентраций стирола (рис 14 а), что обусловлено низкими молекулярными массами (ММ) образующихся цепей ПС (24 103-49103) Постоянство поверхностной концентрации [COOH]s при повышении содержания стирола указывает на неизменность числа привитых цепей с концевыми -СООН группами на одну цепь ПВП (рис 14). Зависимость диаметра частиц от концентрации стирола имеет минимум при 1 15 М (рис. 14а), поскольку дальнейшее ее повышение снижает полярность среды. Это позволяет получать монодисперсные частицы заданного диаметра, различающиеся структурой привитых сополимеров и поверхностной концентрацией [COOH]s. При высокой концентрации стирола и низком содержании ПВП из-за недостаточной стабилизации образуются полидисперсные микросферы (рис 146), а с повышением содержания ПВП - монодисперсные частицы меньшего диаметра При этом снижается поверхностная концентрация концевых -СООН групп привитых цепей ПС, что подтверждает уменьшение числа точек прививки на цепь ПВП Повышение концентрации ПВП с 15 до 30 г/л приводит к увеличению

одолжительности полимеризации в растворе с 30 до 60 мин (рис 15), к формиро-анню более мелких частиц 1.90 и 1 64 мкм соответственно, и к возрастанию коросги полимеризации в ПМЧ с 1 28 10"4 до 1 61 10"4 моль/л с

Таблица 4

Опыт № Содержание сополимеров ПС/ПВП в спиртовой вытяжке ¡ПВлАст* Содержание блоков ПВП, мае % Параметры структуры сополимеров ПС/ПВП

Число точек прививки на цепь ПВП, и Число звеньев в цепях ПС, m

% к массе микросфер мг/м2

бсэ 147 37 0 89 49 5 99 35

7сэ 1 07 28 1 19 52 5 68 34

9сэ 101 34 1 56 58 9 23 96

Отношение интенсивностей полос 1674 см^ (валентные колебания СЮ лакгамной уппы ПВП) и 700 см'1 (деформационные колебания С-Н бензольных колец ПС)

качестве фактора, позволяющего контролировать структуру привитых сополиме-ов и дисперсность микросфер, рассмотрена также температура введения инициа-ора Диаметр монодисперсных частиц ПС возрастал в ряду. 2.75 (25°С), 3 20 65°С), 3 80 мкм (72°С) При введении ЦВК в реакционную смесь, нагретую до емпературы полимеризации (78°С), образовывался полидисперсный латекс, что :азывает на слабую стабилизирующую способность привитых сополимеров с ольшим количеством коротких цепей ПС и малой длиной сегментов ПВП между очками прививки Такая структура сополимеров подтверждается понижением ММ С и разности ее значений, определенных в ДМФА и в толуоле (соответственно 7103 и 66103 при 78°С вместо 57 1 03 и 120103 при 25°С) Более высокие значения М, при измерениях в толуоле, который является осадителем ПВП, могут быть бусловлены агрегацией привитых сополимеров Анализ методом тонкослойной роматографии (ТСХ) полимерных фракций, экстрагированных с поверхности «сросфер ПС, подтвердил присутствие в экстракте только привитых сополимеров отсутствие ПВП Методом ИК-спектроскопии оценено массовое содержание в их блоков ПС и ПВП. Исходя из содержания -СООН групп в выделенных ополимерах и полагая, что на каждую привитую цепь ПС приходится одна онцевая -СООН группа, для трех образцов, олученных в различных условиях, были рассчи-аны среднее число (и) цепей ПС, привитых на цепь ВП, и среднее число мономерных звеньев в них »|)(табл 4)

II1 6 Электроповерхностные свойства микросфер С до и после модификаиии белком Инверсия знака -потенциала микросфер ПС до и после экстракции жвитых сополимеров ПС/ПВП при рН 2.0-2 3 нас 16), обусловленная протонированием актамных групп ПВП, показывает, что привитые сополимеры не полностью удаляются из оверхностного слоя. Однако ¿¡-потенциал резко возрастал после их частичной экстракции, что

-120

Рис. 16. Влияние рН на потенциал частиц ПС до (1,2) и после (3,4) спирто-щелочной отмывки

карбоксильная }группе

цепь ПС цепь ПВП

Рис. 17. Изотермы хемосорбции (7) и Рис. 18. Структура поверхности образцов ПС адсорбции (2) БСА, а также ИЭТ частиц после связывания БСА: (А) с большим латексов 5сэ (а) и 9сэ (б) после количеством коротких цепей ПС привитых хемосорбции (3) и адсорбции (4). на цепь ПВП и (Б) с малым количеством

длинных привитых цепей ПС. свидетельствует об уменьшении экранирования поверхностного заряда частиц, поскольку к плоскости скольжения выносится больше карбоксилат-ионов на концах полимерных цепей в результате возрастания их конформационной подвижности. С целью выявления роли привитых сополимеров поверхностного слоя в процессе связывания белка были сопоставлены изотермы хемосорбции и адсорбции бычьего сывороточного альбумина (БСА), а также положение изоэлектрических точек (ИЭТ) для образцов, различающихся структурой привитых сополимеров в поверхностном слое. Образец 5сэ был получен в условиях, когда структура этих сополимеров характеризуется большим количеством коротких привитых ПС цепей (аналог образца 7сэ), для образца 9сэ характерно меньшее количество более длинных привитых цепей ПС (табл. 4). Ковалентное связывание БСА проводили, активируя -СООН группы носителя водорастворимым карбодиимидом (КДИ) в присутствии N-гидроксибензотриазола, удаляя избыток реагентов и проводя взаимодействие с аминогруппами белка при pH 5.5. Адсорбцию БСА проводили в тех же условиях без активации -СООН групп. Изотермы адсорбции для образцов 5сэ и 9сэ выходят на плато при 1.6 и 2.7 мг/м2 соответственно (рис. 17). Напротив, значения хемосорбции для образца 5сэ возрастают во всем исследованном диапазоне концентраций БСА. Превышение значений хемосорбции над адсорбцией (рис. 17а) может быть обусловлено разрыхлением поверхности частиц в процессе активации -СООН групп и дальнейшего взаимодействия с БСА. Такому разрыхлению способствует экстракция привитых сополимеров с короткими цепями ПС. Для образца 9сэ привитые цепи ПС имеют большую длину и лучше закреплены в поверхностном слое, что обеспечивает ему более стабильную структуру и отсутствие различий в значениях адсорбции и хемосорбции. При наибольших значениях адсорбции - 2.7 мг/м2 на 1 мкм2 поверхности частиц образца 9сэ находятся 2.3-104 глобул БСА, что приближается по величине к предельной адсорбции на гидрофобных частицах ПС (2.5-104 глобул БСА на 1 мкм2). Таким 16

разом, гидрофилизация поверхности за счет блоков ПВП привитых сополимеров препятствует эффективному связыванию белка Следует также учесть, что сорбция, то есть концентрирование белка в поверхностном слое, является первым апом взаимодействия и при его ковалентном связывании Близкие значения мосорбции и адсорбции свидетельствуют о сохранении конформации белка при мическом связывании, т.к. площадь на 1 глобулу в поверхностном слое - тветствует гидродинамическому радиусу БСА (3 6 нм) Уже при минимальных ачениях хемосорбции ИЭТ образца 5сэ равна 4 7-4 8 (рис 17а), что попадает в тервая ИЭТ нативного БСА и указывает на полное экранирование поверхности лком С увеличением поверхностной концентрации БСА до 3 2 мг/м2 значения ЭТ неожиданно уменьшаются до 4.0 Этот факт указывает на формирование озаичной структуры с выдвижением к плоскости скольжения фаз как глобул лка, так и сополимеров ПС/ПВП (рис 18а). Для образца 5сэ снижение ИЭТ оисходит не только в случае хемосорбции, но также при адсорбции, что дтверждает заметное влияние на значение ИЭТ конформационно подвижных епей привитых сополимеров, которые не позволяют белку полностью анировать поверхность Только в случае образца 9сэ, постоянство высоких ачений ИЭТ при всех степенях заполнения поверхности белком и любом типе язывания указывает на его эффективное экспонирование на границе раздела фаз ис 176, 186) Таким образом, строение сополимеров ПС/ПВП оказывает цественное влияние на стабильность поверхностной структуры частиц и на арактер изотерм адсорбции и хемосорбции бежа. 12 Монодисперсные частицы ПММА с карбоксильными группами 12.1 Безэмульгаторная эмульсионная полимеризаиия ММА под действием а ?боксилсодержашего иниииатора была применена для получения носителей мнунореагентов на основе ПММА, менее гидрофобного, чем ПС, что должно еныпать неспецифическое взаимодействие белков с полимерной поверхностью роме того, ПММА имеет более высокую плотность и меньший показатель прелом-ения, что является его преимуществами в процессах, требующих быстрого едания частиц или применения оптических методов учета РАЛ. Как и при прове-ении БЭП стирола под действием ЦВК, прослежено влияние рНо на процесс олимеризации ММА. Поскольку при БЭП стирола уже наблюдали сильное зменение рН в первые минуты процесса полимеризации, количество №ОН, еобходамое для достижения заданного рНо, определяли предварительным титро-анием реакционной смеси раствором щелочи В отличие от БЭП стирола, аметный индукционный период, падение скорости реакции и конверсия ММА же 80%, наблюдались при высоком рН0 (рис 19а). При достижении конверсии 0-50% скорость полимеризации и ММ резко возрастали, свидетельствуя, что сновной зоной роста цепей являются ПМЧ, достаточно крупные для проявления ель-эффекта Одновременно резко повышалось а (рис 196), указывая на >актически полное поглощение мономера и олигомерных ПАВ в ПМЧ Только при Но 11 7 невысокие значения о говорят о присутствии их в водной фазе на всем ротяжении БЭП В ходе БЭП рН смещалось в кислую область тем сильнее, чем ыше было значение рНо: при рН0 11 7 концентрация ионов ОН" падала на 6 орядков Предположение о протекании в системе одновременно с полимеризацией дролиза ММА до метакриловой кислоты (МАК) было подтверждено при зучении модельных смесей, содержащих корковую кислоту (рис 20) При БЭП,

17

начатой в сильнощелочной среде, ионизация звеньев МАК в олигорадикалах затрудняет нуклеацию и приводит к длительному индукционному периоду (рис. 19а). Анализ дисперсионной среды латексов обнаружил карбоксилсодержащие продукты, не диффундирующие через диализный целлофан с порами 100 А. Однако, в основном, в водной фазе с участием МАК образуются одигомеры, стабилизирующие растущие частицы. С увеличением рН0 повышается степень ионизации -СООН трупп, приводя к возрастанию устойчивости частиц и уменьшению их среднего диаметра (рис. 21). Вместе с тем, при рН0 11.7 увеличение продолжительности нуклеации приводит к уширению РЧР. При БЭП стирола уменьшение диаметра частиц приводило к увеличению скорости процесса, тогда как в случае ММА с повышением рНо его скорость уменьшается симбагно с размером частиц. Это связано с падением рН (рис. 19в) и, следовательно, поверхностного заряда ПМЧ в процессе БЭП. При подкислении среды степень ионизации -СООН групп в составе олигорадикалов уменьшается, что увеличивает скорость их захвата и обрыва в ПМЧ. Сополимеризация ММА с МАК в растворе также приводит к падению общей скорости процесса. С повышением рНо поверхностная концентрация [СООН]5 в латексах, отмытых от водорастворимых примесей (рис. 21), снижалась, что свидетельствует об удалении карбоксил-содержащих олигомеров и полимеров. Поэтому значения [С'ООН]« на частицах

[МАК], мол.%

120 160 200 рН0 О, мкм

О 5,51 0.63

О 8.25 0.60

□ 11.08 0.39

Д 11.47 0.33

V 11.70 0.23

80 120 160 200 Время, мин

Рис. 20. Влияние рН0 на образование МАК при гидролизе ММА при 75°С через 1 (1) и 2

ч(2).

0.8

0.4

0.0

О, мкм [-СООН], мкг-экв/м

8

Ю рН

Рис. 19. Конверсия ММА (а), поверх- Рис" 21. Влияние рН«, на диаметр частиц (1,7)

постное натяжение о (б) и рН (в) "3 реакционной смеси в процессе БЭП.

18

(3.4) при БЭП ММА без соли (1,3) и в присутствии буферных солей (2.4).

ПММА не выше, чем для частиц ПС, полученных в БЭП с карбоксилсодержащим азоинициатором

III 2.2 Синтез микросфер ПММА в присутствии буферных солей был исследован с целью подавления гидролиза ММА, а также выявления дополнительных факторов управления характеристиками частиц ПММА (табл. 5) Повышение ионной силы за счет КаО приводило к торможению БЭП при достижении конверсии ММА 75%, когда рН реакционной смеси уменьшалось до 5 7 Это вызывало падение поверхностного заряда частиц и их агломерацию Напротив, в присутствии Ма2НР04 и КН2РО4 конверсия ММА достигала 90% благодаря поддержанию рН в области 6 87.2, что обеспечило агрегативную устойчивость частиц Природа буферных солей также влияет на ход БЭП и характеристики частиц Так, в присутствии ИачНРО* при рН0 7 47 образуются более мелкие частицы вследствие большей степени ионизации карбоксильных групп, чем в присутствии КН2Р04 При увеличении рНо в диапазоне 8 47-11 15 размер образующихся частиц практически не изменялся, а величина [СООНЬ даже повышалась, поскольку формирование в ионных пар снижает латеральное отталкивание карбокеилат-ионов в поверхностном слое (рис 21) Таким образом, введение буферных солей различной природы и концентрации позволяет формировать при БЭП ММА под действием ЦБК монодисперсные частицы ПММА и варьировать концентрацию -СООН групп на их поверхности

Таблица 5

Влияние солевого состава реакционных смесей на скорость полимеризации ММА и>

Опыт № Соль, М МаОН, 10'2М рН0 и>104, моль/л с о, мкм [СООНЬ мкг-экв/м

6м 2 10"2 ЫаС1 137 9 01 1.58 07-08 -

7м 1.23 7 47 2 66 0 48 1 14

8м 10"2 Ка2НР04 1 60 8 74 1.83 0 42 0 73

9м 2 20 И 15 1.42 0 46 145

10м 2 10'2 Ка2НР04 1.60 910 1 17 0 73 1 41

Им 2 20 10.95 1 11 0.48 122

12м 2 102 КН2Р04 2.29 6.93 1.08 0 72 0.99

♦ММА ГО мае %, ЦВК 0 2 мае % к воде III2 3 Синтез частии ПММА

присутствии декстрана проводили с целью дополнительной гидрофилизации карбок-сюшрованной поверхности носителей Агрегативная устойчивость латекса в ходе БЭП экстремально зависела от концентрации декстрана (рис. 22), т к увеличение его содержания вызывает флокуляцию частиц через полисахаридные цепи С целью регулирования размера частиц в реакционную смесь вводили Ка2НР04, что вызывало линейный рост диаметра частиц при сохранении агрегатавной устойчивости латекса, тогда как без декстрана при

л О, мкм Коагулюм, % [СООН]

0.2 0.4 Декстран, мас.%

Рис. 22. Влияние декстрана на диаметр частиц ПММА (1), образование коагулюма (2) и поверхностную концентрацию [СООН]8 (3)

высоких концентрациях Na2HP04 образуется коагулюм (рис 23)

III 2 4_Влияние_полимерных

стабилизаторов на гидролиз ММА было изучено на моделях реакционных смесей В присутствии декстрана и Na2HP04 уже в первые 20 мин образуется 012 мол.% МАК Более кислая соль КН2Р04 замедляет гидролиз, и на стадии нуклеации рнс. 23. Влияние Na2HP04 на диаметр частиц концентрация МАК незначительна ПММА при 0 2 мае % декстрана к воде {/) и В присутствии карбоксилированных без него (2)

производных декстрана гидролиз ММА еще более замедляется из-за наличия в системе большего количества карбоксильных групп Даже при высоких рНо концентрация МАК в моделях реакционных смесей через 1 ч не превышала 0 35 мол.% Таким образом, удалось значительно ограничить гидролиз ММА III 2 5-7 Синтез частиц ПММА в присутствии карбоксилированных производных и полиальдетда декстрана был проведен для увеличения поверхностной концентрации -СООН групп, а также введения альдегидных групп в поверхностный слой

Таблица б

Опыт Полимерный стабилизатор рНо Коагулюм, D, [-ссюнм-сноь мкг-экв/м" pH

№ СЗ мае % мас% мкм конечн

27м КМД 0 10 8 20 4 0 42 0.8 7 80

28м 0.61 015 8 80 14 0 58 42 7 55

29м 0.25 8 05 14 0.70 36 7 80

30м 0 30 8 75 12 0 49 27 7 80

31м КЭД 0.10 8 45 6 0.49 1 0 7 30

33м 0.61 015 7 40 2 0.31 2.4 7 90

34м 0 20 7.75 0 0 37 2.9 7 45

35м 0.25 7.80 2 0.60 1.2 7.30

36м КЭД 0.10 7 70 14 0 16 09 7 40

37м 0.91 015 7 70 12 0 38 1.6 7 40

38м 0 20 7.40 10 0 36 0.5 7 20

39м 0.25 7 30 16 0.46 06 7 20

50м ПАД 0 10 6 50 20 0.54 1.4/2 4 6 25

53м 1.15 0.25 6 70 0 0.44 0 8/12 6 60

При этом использовали карбоксиметилдекстран (КМД), карбоксиэтилдекстран (КЭД) и полиальдегид декстрана (НАД) с разной степенью замещения (СЗ) Самые крупные частицы формировались при введении в реакционную смесь 0.25 мас.% каждого из этих производных (табл. 6), а наибольшая поверхностная концентрация [СООН]8 достигалась при 0.15-0.20 мас.%. Для частиц, полученных в присутствии КМД, величина {ССХЖ^ заметно выше, чем в случае КЭД с той же СЗ 0 61 Вместе с тем, КЭД обеспечил меньший размер частиц и низкое содержание коагулюма (табл 6), что свидетельствует о лучшей стабилизирующей способности При увеличении СЗ КЭД до 0 91 величина [СООН]8 снижалась, а количество коагулюма 20

возрастало. Можно допустить, что с повышением СЗ КЭД из-за отталкивания ионизованных карбоксильных групп образуются рыхлые поверхностные структуры большой толщины, причем низкая концентрация -СООН групп на границе раздела фаз приводит к худшей стабилизации частиц, и их агрегации в результате флокуляции.

В стационарный период полимеризации ММА без стабилизатора или с декстраном ход конверсионных кривых совпадает. Это указывает на сохранение механизма БЭП ММА с ЦВК, тогда как в присутствии карбоксилированных производных скорость БЭП с самого начала синтеза в 2.5-3 раза выше (рис. 24а). Такую картину наблюдали и в случае ПАД (рис.

246). Вместе с тем, в присутствии рис. 24. Конверсия ММА при полимеризации в производных декстрана образуют- растворах 0.02 М Ыа2НР04 (а) или КН2Р04 (б) без ся столь же крупные частицы (7) и в присутствии 0.25 мас.% декстрана (2), КМД ПММА (табл. 6), как и при с СЗ 0.61 (5), КЭД с СЗ 0.61 (4) и 0.91 (5) или ПАД использовании декстрана (0.50 с СЗ 1.15 (6).

мкм) или без стабилизаторов (0.73 мкм). Кроме того, применение КМД с СЗ 0.61 или КЭД с СЗ 0.61 и 0.91 повышает средневязкостную ММ ПММА: 35.7-104, 28.3-104 и 43.5Т04 соответственно, тогда как без стабилизаторов - лишь 22-Ю4, а с декстраном - 23.2-104. Значительное увеличение скорости полимеризации ММА, наряду с ростом ММ, указывает на изменение скоростей элементарных актов процесса. Можно полагать, что его ускорение обусловлено торможением обрыва растущих радикалов при их фиксации в адсорбционном слое, сформированном производными декстрана. Возможность реакции передачи цепи на эта полимеры-стабилизаторы подтверждена тонкослойной хроматографией водорастворимых полимерных фракций, в которых обнаружено присутствие привитых сополимеров производных декстрана и ПММА.

С целью получения наночастиц ПММА в реакционные смеси, наряду с карбоксилированными производными декстрана и 2• 10а М ЫагНРОь вводили додецилсульфат натрия. В присутствии КМД удалось получить частицы диаметром 76 нм с наиболее узким РЧР 5 = 8.3% и величиной [СООН]<; 1.30 мкг-экв/м2. Увеличение СЗ КМД до 0.94 приводило к росту [СООН]-., до 2.94 мкг-экв/м2, но сопровождалось образованием коагулюма. Однако в присутствии КЭД с СЗ 0.90 удалось получить агрегативно устойчивые частицы диаметром 50 нм при § 11.9%. III. 3. Монодисперсные частииы сополимеров акролеина со стиролом или ММА получали с целью введения в поверхностный слой частиц альдегидных групп методом БЭП, инициированной К25208. Синтез сополимеров акролеина со стиролом (ПСАК) или с ММА (ПММААК) представляет интерес и для выяснения влияния водорастворимого мономера на ход БЭП и механизм формирования частиц. При сополимеризации акролеина со стиролом наиболее полно процесс протекал при их мольном отношении 1:1. Снижение температуры с 60 до 55°С закономерно

0.4$

0.40

i С ■ §

m 2

0.35 5 ¡

0 30

D, мкм

36

f-COOH], Mxr-ansÍM2

3

приводило к укрупнению частиц из-за уменьшения скорости распада инициатора, но при этом наряду с основной фракцией, в латексе наблюдали и более мелкие частицы Уменьшение концентрации K2S20g не позволило получить более крупные частицы из-за снижения конверсии Напротив, при повышении содержания мономеров конверсия достигала 90%, при этом формировались частицы диаметром 0.61 мкм Введение 210"2 М NaCi несколько повышало диаметр частиц, но полидисперсность латекса возрастала Применение КН2РО4 позволило поддержать слабокислую среду, что способствовало сохранению альдегидных групп и повышению агрегативной устойчивости ПМЧ В результате были получены монодисперсные частицы ПСАК диаметром от 0 37 до 0.67 мкм Поскольку данные о безэмульгаторной эмульсионной сополимеризации акролеина с ММА отсутствуют, было изучено влияние соотношения сомономеров на их конверсию и характеристики образующихся частиц Оказалось, что с увеличением мольной доли акролеина его конверсия падает (рис 25а), при

этом конверсия ММА сохраняется на уровне Акролеин, моп.доля

около 90%. Число частиц также снижается, а их 1мас % K*SA'10 размер растет (рис. 256). Поверхностная (ММА+АК) -15 мас.% к воде, 6Э°С концентрация альдегидных групп (рис 25в) Рис. 25. Влияние доли акролеина в возрастает симбатно с повышением количества смеси с ММА на его конверсию (Ja), звеньев акролеина в частицах (рис. 25а) содержание его звеньев (2а) и гель-Поверхностная концентрация [COOH]s также Фракции в сополимере (16), диаметр слегка увеличивается, поскольку цепи части« <2б>> и концентрацию -СНО сополимеров с высоким содержанием звеньев ^ и групп (2в) на их

акролеина дольше остаются в водной фазе и их повеРхносги-альдегвдные группы в большей мдзе подвержены окислению персульфатом (рис 25в) Полученные частицы являются частично сшитыми системами, причем количество гель-фракции возрастает с увеличением доли акролеина и гидрофобносги его сомономера (табл. 7) Это подтверждает механизм межмояекулярного сшивания с участием -ОС- и -С=0 связей акролеина Методом газовой хроматографии изучена кинетика сополимеризации акролеина с ММА или стиролом при мольном отношении сомономеров 1 • 1 Константа сополимеризации ММА и акролеина в диоксане равны 10 и 0.2 соответственно, и при равной концентрации сомономеров в реакционной зоне скорость расхода ММА должна быть заметно выше Противоположный результат (рис. 26а), полученный при конверсии мономеров до 50%, обусловлен меньшей растворимостью в воде ММА (015 моль/л) по сравнению с акролеином (3 7 моль/л) В результате 70% акролеина растворено в водной фазе исходной реакционной смеси Под действием 22

Золь фракция в сополимерах ПСАК и ПММААК

Таблица 7

Сополимер акролеина Мол. доля акролеина в реакционной смеси Моя доля звеньев акролеина в сополимере Золь-фракция в сополимере, %

с ММА 0.33 0 33 100

0.40 0 35 72

0 50 043 50

со стиролом 0,50 0.53 30

200 400 Время, мин

КгЭгОв в ней образуются олигомерные радикалы и олигомеры Из-за незначительного различия в полярности сомономеров они имеют низкую поверхностную активность, позже формируют ПМЧ и хуже их стабилизируют. При этом образуются частицы большего размера (0.98 мкм), чем при сополимеризации акролеина с гидрофобным стиролом (О 57 мкм) Такой механизм формирования ПМЧ подтверждается тем, что с увеличением мольной доли акролеина в емеси с ММА также формируются более крупные частицы (рис. 256) На втором этапе сополимеризации при постоянной скорости расхода во-акролеина конверсия ММА плавно возрастает. Повышение вязкости ПМЧ и сшивание макромолекул за счет звеньев акролеина обеспечивает на этом этапе 40 возможность сосуществования в ПМЧ нескольких радикалов, вследствие чего наблюдается ярко выраженный гель-эффект При сополимеризации со стиролом расход акролеина несколько выше, чем при

сополимеризации с ММА до наступления гель-эффекта (рис. 266), благодаря образованию частиц меньшего размера На конверсионной кривой стирола нет индукционного периода, что указывает на быстрое формирование ПМЧ олигомерными ПАВ и ояигорадакалами, содержащими звенья гидрофобного стирола и гидрофильного акролеина При средних конверсиях, когда основной зоной сополимеризации являются ПМЧ, скорости расхода стирола и акролеина близки. Ранее было показано, что, несмотря на равные константы сополимеризации стирола и акролеина в диоксане - 0.25, при эмульсионной сополимеризации количество звеньев акролеина в сополимере незначительно возрастает с увеличением его доли в смеси мономеров и не превышает 30 мол% В нашем эксперименте удалось получить частицы ПСАК с содержанием звеньев акролеина до 53 мол % уже при мольном отношении сомономеров 1 : 1 (табл. 7) Это обусловлено присутствием в водной фазе КН2Р04, что снижает растворимость акролеина и олигомерных радикалов в воде, смещает основную зону полимеризации в ПМЧ и позволяет получать сополимерные частицы с высоким содержанием альдегидных групп

200 400 Время, мин

Рис. 26. Конверсия мономеров при сополимеризации акролеина (7а, Щ с ММА (2л) или стиролом (26)

III4 Электроповерхностные свойства частый ПСАК. ПММА, ПММААК и связывание ими белка. В качестве модельных объектов были изучены частицы ПСАК с различной концентрацией альдегидных и карбоксильных групп (табл В)

Таблица 8

Латекс № Зса №4са

Срок хранения 1 год 3 месяца 1 год

Концентрация групп мкг-экв/м2 % мкг-экв/м2 % мкг-экв/м'' %

-ОвОз' 1.4 9 1.1 11 1.1 29

-СООН 9 1 60 26 26 0.7 18

-СНО 48 31 6.3 63 2.0 53

Всего 15 3 100 10 0 100 3.8 100

С. мЕ

-40

-80

Диаметры частиц латексов Зса и 4са равны (0 52 мкм), близки и поверхностные концентрации сульфогрунп, т к концентрация Кг8208 в процессе синтеза была одинакова Различия в поверхностных концентрациях -СНО и возникающих при их окислении -СООН групп могли быть вызваны добавлением МаОН в латекс 4са при отгонке остаточного мономера с водяным паром, тогда как в латекс Зса щелочь не

Рис. 27. Влияние рН на ^-потенциал частиц ПСАК добавляли. При повышении Зса (а) и 4са (б) в растворах НаС1 10"4 (1,3,5) и 10"2 ионной силы отрицательный (2,4,6) М Хранение -год (1,2,5,6) и 3 мес (3,4) потенциал частиц латекса Зса с большей концентрацией [СООН]8 возрастает (рис. 27а) Это явление обусловлено смещением плоскости скольжения вглубь водной фазы вследствие разрыхления поверхностного слоя при взаимном отталкивании карбоксилат-ионов полимерных цепей С увеличением ионной силы диффузная часть ДЭС и полимерные цепи сжимаются, и их заряд оказывается ближе к плоскости скольжения. Дня латекса 4са с меньшей концентрацией [СООН]8 эффекты сжатия ДЭС и разрыхления поверхностного слоя компенсируют друг друга (рис 276). Однако через год при повышении концентрации №С1 с 10 до 10"2 М величины ^-потенциала частиц снижались, поскольку в процессе хранения концентрация [СООН]я уменьшалась (табл. 8) Для обоих образцов значения ИЭТ равны 2.0. В столь кислой среде все карбоксильные группы уже находятся в Н-форме, а протонирование альдегидных групп преобладает над диссоциацией сульфогрупп

Альдегидные группы на поверхности частиц позволяют проводить ковалентное связывание аминогрупп белка с образованием оснований Шиффа При определении остаточной концентрации БСА методом ВЭМДХ было установлено, что в процессе хемосорбции в щелочной среде с поверхности частиц ПСАК и ПММААК вымываются олигомерные цепи. Появление на хроматограммах широких пиков коныогатов с большим временем удерживания, чем для БСА (рис 28 а, б)

указывает на то, что белок связывается с ними в растворе Предварительная экстракция олнгомеров в боратном буфере с рН 10 0 позволяет избежать таких потерь белка (рис. 28в) С ростом рН отрицательные заряды частиц и глобул белка возрастают, а хемосорбция БСА частицами ПСА К снижается (рис 29) вследствие их электростатического отталкивания и уменьшения гидрофобного взаимодействия Напротив, снижение вместе с рН степени ионизации -СООН групп белковых глобул должно приводить к их более плотной укладке в поверхностном слое Однако падение рН до 8 25 в результате протонирования аминогрупп бежа выводит систему из области, оптимальной для образования азометиновых связей, вследствие чего хемосорбция снижается. С увеличением доли альдегидных групп в поверхностном слое (табл 8) наблюдался рост хемосорбции БСА (рис 30). Для латекса 9са с самой низкой долей поверхностных карбоксильных групп ([CHO]s 3 2, [COOHjs 0 9 мкг-экв/м2) связывание белка происходило наиболее эффективно (рис 29, кривая 5) Восходящий участок изотермы указывает на интенсивное связывание белка даже при низкой концентрации БСА и слабо щелочном рН 7.5 Снижение

3 4 8 Время, мин

Рис. 28. Кривые ВЭМДХ растворов БСА (а, б, в) в буфере с рН 7 5 (а) и 9 2 (б. в) до (1) и после взаимодействия с частицами ПСАК 9са (.2) без (а, б) и после

удаления олигомеров (в) электростатического отталкивания глобул бежа от поверхности частиц латекса 9са благодаря малой величине [СООН]з и низкому рН обусловливает исчезновение образного участка на изотерме хемосорбции, которая характеризуется ярко выраженным плато Таким образом, не только рН, но и соотношение -СООН и-СНО групп на поверхности частиц ПСАК оказывает влияние и на эффективность ковалентного связывания белка

0.5

10 1.5

С , м г/м л

р

Г, мг/м

,, мг/м л

0.5 1.0 1.5 Ср> мг/мл

Рис. 29. Хемосорбция БСА частицами латекса Зса при рН 8 25 (1), 9 25 (2), 9 60 (3). 10,20 (4) и латекса 9 (5) при рН 7 5

Рис. 30. Влияние поверхности частиц латексов Зса (1) и 4са (2) на величину хемосорбции БСА при рН 9 25 (а) и 10 2 (б)

23000 глобул

10 2

о-— -ta

<? f p H * 9.2 5

0,5 1 ,Q Cp, M Г/МЛ

Исследование частиц ПСАК 4са после хемосорбции БСА, показало, что зависимости их ИЭТ от равновесной концентрации белка проходят через минимум (рис 31) ИЭТ БСА (4.7-5 0) достигалась только в случае самой низкой и самой высокой величин хемосорбции при рН 10 2, когда белок полностью экранировал поверхность, хотя количество глобул БСА на 1 мкм2 отличалось для этих образцов в 4 раза При низких заполнениях глобулы белка связываются с поверхностью многоточечно, частично теряя исходную структуру, при этом их посадочная площадка возрастает При средних величинах хемосорбции, как рис jj латекса 4са

показано Сломковским методом атомно-силовой модифицированного БСА при микроскопии, глобулы белка образуют кластеры, рн 9 25 (/) и 10 2 (2), в сосуществующие со свободной поверхностью зависимости от равновесной Известно, что при снижении рН степень ионизации - концентрации БСА при СООН групп белка падает и его глобулы переходят в хемосорбции компактную изоморфную форму. В результате, возрастает доля поверхности, незаполненной БСА, что влияет на значение ИЭТ. Таким образом, результаты исследования электроповерхностных свойств частиц ПСАК после хемосорбции белка могут быть интерпретированы на основе представлений о различных способах укладки белковых глобул на полимерной поверхности и об изменении их конформации под действием состава дисперсионной среды в процессе хемосорбции и после ее завершения

Ç, м в

-40

-8 0

ç. MB.

-40

-80

0,8

1,2

1.6

мкг-экв/м

Рис. 32. Влияние рН на ¡¡-потенциал Рис. 33. Влияние концентрации [СООН]8 частиц ПММА с [СООН]8 0 73 (7), 0 96 частиц ГЕММА на их ^-потенциал в (2), 1 22 (3), 1 41 (4) и 1 45 (5) мкг-экв/м2 растворах ИаС1 Ю-2 М с рН 2 6 (I), 5 5 (2) и в растворе ИаС1 Ю М 10 0(3)

Отрицательные ¡¡-потенциалы частиц ПММА, полученных без полимерных стабилизаторов, закономерно возрастают при повышении [СООН]5 и рН среды (рис. 32, 33), а их зависимость от ионной силы имеет классический характер (рис 34а), то есть значения £ уменьшаются вследствие сжатия диффузной части ДЭС Это указывает на слабую конформационную подвижность цепей ПММА с концевыми-СООН группами. Даже в сильнокислой среде частицы ПММА, не модифицированные полимерами на основе декстрана, сохраняли отрицательный заряд Напротив, при модификации частиц ПММА декстраном, КМД или КЭД была обнаружена ИЭТ при рН около 2 0, что обусловлено координацией ионов Н4

-80

Рис. 34. Влияние рН на ¿¡-потенциал частиц ПММА, синтезированных без полимерных стабилизаторов (а), в присутствии декстрана (б), КМД (в, д) и КЭД (г) с СЗ 0 61 в растворах ИаС110"2 (1) и 10"4 М (2), в том числе после хемосорбции БСА (д) гидроксилами глюкозидных звеньев и подтверждает присутствие полисахаридаых цепей на поверхности частиц (рис. 34) Для частиц ПММА, полученных в присутствии КМД, величина ¿¡-потенциала возрастала с увеличением концентрации электролита, что свидетельствует о выдвижении к плоскости скольжения полисахаридных цепей с большим количеством -СООН групп Конформационная подвижность этих цепей в поверхностном слое частиц ПММА может повысить доступность -СООН групп для взаимодействия с БАВ,

Таблица 9

Латекс Стерический Буферная рН0 о, [СООНк а

№ стабилизатор, мас.% соль мкм мкг-экв/м2

9м - Ыа2НР04 7.4 0.46 145 2.60

21м Декстран 0 25 КН2Р04 67 0.63 1 08 2 57

27м КМД СЗ 0 61,0.10 1Ча2НР04 7.8 0 42 4 10 3 32

29м КМД СЗ 0.61,0 25 №2НР04 78 0 70 360 2 91

37м КЭД СЗ 0 91, 015 На2НР04 74 0.38 ] 60 4 94

В результате выдвижения подвижных полимерных цепей поверхностного слоя в водную фазу вязкость латексов ПММА возрастала и значения коэффициента а в уравнении Эйнштейна т]^. = ар + 1 оказались выше, чем 2 5- для гладких сферических частиц (табл. 9) Наименьшие отклонения наблюдали для полученного в присутствии декстрана и КН2РО4 латекса 21м с самой низкой концентрацией [СООН]8 Для частиц ПММА, полученных в присутствии №2НР04, значения а лежат в интервале 2.60-3 32, поскольку в условиях синтеза был возможен гидролиз звеньев ММА с образованием -СООН групп, распределенных по длине полимерных цепей поверхностного слоя. Возрастание значений а в ряду образцов. 9м, 29м, 27м, очевидно, обусловлено повышением концентрации [СООН]в При использовании КЭД с СЗ 0.91 значение о возрастало до 4.94, что подтверждает формирование на поверхности частиц адсорбционных слоев большой толщины с развитой системой водородных связей и гидрофобных взаимодействий.

Для частиц ПММААК, не содержащих гель-фракции, ¿¡-потенциал не зависел от ионной силы дисперсионной среды (рис 35а), тогда как при наличии гель-фракции в частицах зависимость их ¿¡-потенциала от ионной силы снова приобретала классический вид благодаря ограничению конформационной подвижности сшитых сополимерных цепей поверхностного слоя (рис 35 б, в)

-120

Рис. 35. Влияние рИ на ¡^-потенциал частиц ПММААК в растворах №С1 10*2 (/) и 10 4 моль/л (2). [СООН]8 и [СНОЬ групп: 0.52 и 0.81 (а), 1.76 и 1.53 (б) и 1.73 и 2.96 мкг-экв/м2 (в), гель-фракция: 0 (а), 28 (б) и 50% (в, г), в т.ч. после хемосорбции БСА (г).

БСА связывали с частицами при рН 5.5 после предварительной активации их карбоксильных групп КДИ и по альдегидным группам при рН 7.2-10.0. Адсорбция и хемосорбция БСА частицами ПММА с карбоксилированной „ „ .2

поверхностью происходят с выходом изотерм на плато, что указывает на заполнение центров, способных связывать БСА (рис, 36). Введение в поверхностный слой частиц ПММА спейсеров на основе декстрана не создает стерических препятствий для хемосорбции белка - ее предельные значения в этом случае даже несколько выше.

Эффективность ковалентного связывания БСА с альдегидными группами частиц ПММААК зависела от рН среды (рис. 37). В отличие от частиц ПСАК с очень высокой [СООН]$, наибольшие значения хемосорбции

0,5 1,0 1,5 Ср, мг/мл

0,5 1,0 1,5 Ср, мг/мл

1.5

1.0 0.5

Г, м Г/М

Рис. 36. Изотермы адсорбции (а) и хемосорбции (б) БСА на частицах ПММА, полученных без полимерного стабилизатора (1), с деке-траном (2); КМД - СЗ 0.61 (3); КЭД - СЗ 0.61 (4) и 0.91 (5) с [СООН]8: 0.96, 1.82, 2.70, 2.88, 1.60 мкг-экв/м2 соответственно.

Таблица 10

Влияние альдегидных групп на

8

10

до ст иг ал ис ь

Рис. 37. Влияние рН на предельную хемосорбцию БСА (исходная концентрация 1.5 мг/мл) на частицах ПММААК: [СНО^ 1.53 ми- экв/м2, [СООН]$ 1.73 мкг-экв/м и ПСАК: [СНОЪ 4.8 мкг-экв/м2, [СООНЪ 9.1 мкг-экв/м2. 28

[СНОЬ мкг-экв/м2 рН буфера Хемосорбция БСА, мг/м'

ПММААК

0.81 8.2 0.35

0.81 10.0 0.52

1.53 8.2 0.65

1.53 9.20 0.72

1.53 10.0 1.10

2.96 9.20 1.27

ПММА+ПАД

1.22 8.0 0

1.22 10.0 0.38

достигались при рН 10.0, в самых благоприятных для образования основания Шиффа условиях. Предельные значения хемосорбции возрастали и с увеличением поверхностной концентрации [СНО]8 (табл. 10). В случае частиц ПММА, полученных в присутствии ПАД, эти значения значительно ниже, следовательно, альдегидные группы ПАД трудно доступны для глобул БСА.

У частиц ПММААК после взаимодействия с БСА появляется ИЭТ при рН 3.0 (рис. 35г), а ИЭТ частиц ПММА, полученных в присутствии КМД, смещается до 3.5 (рис. 34д), что свидетельствует о присутствии БСА в их поверхностном слое. Однако эти величины не достигали ИЭТ БСА, что указывает на присутствие и цепей полимерной подложки наряду с глобулами белка у границы раздела фаз, как и в случае частиц ПСАК.

III. 5. Монодисперсные полимерные частицы со специальными свойствами III. 5.1. Магнитные полимерные частицы, востребованные в качестве магнитоуправ-ляемых носителей иммунореагентов, а также в различных областях нанотехно-логии, получали, проводя полимеризацию ММА или смеси стирол/МАК (10:1) под действием ЦБК или К^гОв в присутствии магнитных жидкостей (МЖ), стабилизи рованных декстраном или поливиниловым спиртом (ПВС). Применение анионного

С, мВ

частицы магнетита

композитные магнитные частицы -после приготовления -через сутки

а о в

Рис. 38. Микрофотографии наночастиц ПММА, содержащих 11 мас.% магнетита (а), также частиц ПММААК после осаждения на них наночастиц магнетита (б) и формирования полимерной оболочки (в).

эмульгатора В^зропИ АЕБ 60 (1.5 мас.% к воде) и 10"2 М Ыа2НР04 для поддержания слабощелочной среды позволило получить устойчивые композитные наночастицы со средним диаметром 30-54 нм (рис. 38 а) и содержанием поверхностных -СООН групп до 5.62 мкг-экв/г. Анионный эмульгатор, звенья МАК и концевые остатки инициатора обеспечивают достаточный отрицательный заряд полимерных частиц (рис. 39). Напротив, магнетит имеет положительный заряд, что способствует

его поглощению растущими ПМЧ. Кроме основе ПММА в растворе №С1 10" М. того, на стадии нуклеации возможна прививка растущих цепей на декстран или ПВС на поверхности частиц магнетита. Характер зависимостей ¡¡-потенциала полученных частиц от рН сохранялся при их выдерживании в кислой и щелочной среде (рис. 39), что говорит об экранировании магнетита слоем полимера.

20

-20

-40

Рис. 39. Влияние рН на ¡¡-потенциал

магнетита и композитных наночастиц на

■3 1

Магнитная восприимчивость композитных частиц (5—13)-10" см /г попадает в диапазон, характерный для ферромагнетиков.

С целью формирования монодисперсных магнитных частиц большего размера и контролируемой морфологии, полученный газофазным методом магнетит с углеродным покрытием осаждали на поверхность частиц ПММААК диаметром 0.98 мкм в кислой среде, поскольку магнетит сохранял отрицательный ¡¡-потенциал в широком диапазоне рН, а частицы ПММААК приобретали положительный заряд при рН<2. Используя полученные двухслойные частицы как затравочные (рис. 38 б), проводили полимеризацию стирола под действием ЦБК в присутствии КМД при рН около 8.5. В результате были сформированы частицы правильной сферической формы (рис 38 в), состоящие из ядра ПММААК, прослойки магнетита и оболочки ПС с -СООН группами для связывания биолигандов. Термогравиметрический анализ показал содержание в них 17 мас.% магнетита. В магнитном поле скорость движения частиц достигала 2 см/мин, что позволяет использовать их для переноса БАБ в аналитических микрочипах. III. 5.2. Синтез наночастии полипиррола (ПП) — актуальная задача, поскольку этот электропроводящий полимер практически не растворим в обычных растворителях, что обусловливает потребность в дисперсиях ПП для формирования композитов на его основе. Конъюгаты наночастиц ПП с биоспецифическими лигандами могут быть использованы в биосенсорах с электрическим детектором, а черный цвет ПП позволяет применять его наночастицы в качестве маркеров вместо коллоидного золота. Окислительно-восстановительную дисперсионную полимеризацию пиррола исследовали и как особый тип гетерофазного процесса, протекающего при

100

75

50

25

X, %

1.6 мас.% ПВС • щ^4

.О» Лз

V

1

1000

10 100 Время, мин

Рис. 40. Конверсия пиррола в ходе полимеризации в растворе 1.6 мас.% ПВС при 23 (1,2) и 4°С (3,4) по данным газовой хроматографии (1,3) и спектрофотометрии (2,4).

* »1

■л*- <

л >*<

^ иг*

а

*

* !.«

Л-»

*,

» * * *'4

- '»!ь*

• »

' гМ"

I

а -с*

* \

' * л

- V *

у*

- «V *

' * » Лг> ж * т

Л*

* "

*Ху

ф^тл « ^ *

•¿¡К* V"»«

"*Дм

Рис. 41. Электронные микрофотографии частиц ПП, полученных при 0.3 (а), 0.5 (б), 0.8 Гв1 и 1.6 мас.% (Г) ПВС пш 4 °С. низких температурах и стехиометрическом соотношении пиррола и окисляющего агента, в качестве которого использовали БеСЬ. Обнаружено, что в растворах ПВС (ММ 5 104, 10 мол.% ацетатных групп) при 23°С полимеризация протекала с высокой скоростью. С повышением концентрации пиррола от 1.0 до 2.7 мас.% наночастицы ПП укрупнялись с 60 до 100 нм, но их РЧР уширялось. При снижении температуры до 4°С скорость полимеризации падала в 3-5 раз (рис. 40), диаметр наночастиц изменялся незначительно, но РЧР сужалось. Повышение концентрации

1ТВС слабо влияло на скорость полимеризации, но способствовало образованию более мелких частиц ПП (рис 41) В ходе полимеризации прозрачный раствор реагентов превращался в черную дисперсию ПП Измерение ее оптической плотности позволило рассчитать конверсию пиррола в ПП и сопоставить ее с данными газовой хроматографии При этом получены симбатные зависимости (рис. 40), что позволяет использовать простой метод спектрофоюметрш для оценки глубины превращения пиррола в ПГ1. С целью уменьшения размера частиц ПП в качестве затравочных использовали стабилизированные ПВС наночастицы магнетита со средним размером 20 ш В присутствии HCl они медленно растворялись и под действием образующегося Fe(lII) происходила полимеризация пиррола Для ограничения окисления мономера кислородом воздуха реакционную смесь продували аргоном, что позволило получить наночастицы ПП диаметром 2030 нм. Полимеризация пиррола на частицах магнетита продолжалась до их полного растворения, о чем говорит отсутствие у наночастиц ПП магнитных свойств Таким образом, установлены основные закономерноста окислительно-восстановительной дисперсионной полимеризации пиррола и определены условия формирования монодисперсных частиц ПП диаметром 30-90 нм. III 6 Применение полимерных частиц как носителей биолигандов III 61 Реакция латекс-агглютинации CP АЛ) для выявления дифтерийного токсина в сыворотке крови больных дифтерийной инфекцией была применена для ранней диагностики дифтерии совместно с сотрудниками Института детских инфекций МЗ РФ (Санкт-Петербург) Определение оптимальной величины адсорбции дифтерийного анатоксина на частицах монодисперсного латекса ПС с -СООН группами, а также подбор условий проведения РАЛ позволили создать латексную тест-систему и успешно испытать ее в период эпидемии дифтерии

III 6 2 Определение бактериальных клеток методом РАЛ Частицы ПС и ИСАК были испытаны в ГНЦ прикладной микробиологии (пос Оболенск, Московская обл) в качестве носителей высокоаффинных иммуноглобулинов IgG при конструировании латексных диагностикумов Поликлоналыше кроличьи антитела ковалентно связывали с помощью КДИ с -СООН группами частиц ПС Чувствительность латексных тест-систем для определения возбудителя менингита возраста-

4

ла с увеличением размера частиц, достигая 10 КОЕ/мл Neisseria meningitidis А при диаметре 1 06 мкм Природа полимера и поверхностная концентрация реакционно-способных групп оказывали еще большее влияние на активность реагента Так, порог чувствительности тест-системы для определения легионелл или их антиген-

5 3

ных структур снижался с 6 10 до 5 10 с ростом концентрации [-СООНЬ на частицах ПС (диаметр 0 72-0 97 мкм) от 1 24 до 2 3 мкг-экв/м2 Одновременно уменьшались оптимальная концентрация IgG при хемосорбции (с 80 до 40 мкг/мл) и время образования агглютинатов Это могло происходить благодаря уменьшению доли физически адсорбированного белка и его десорбции при хранении, что определяет вероятность конкурентных взаимодействий в объеме жидкой фазы Переход от частиц ПС к частицам ПСАК с соизмеримой концентрацией альдегидных групп (2 0 мкг-экв/м2) позволил снизить порог чувствительности до 103 КОЕ/мл, несмотря на меньший размер частиц (0.52 мкм). Это вызвано повышением доли ковалентно связанных IgG, чему способствует щелочная среда при хемосорбции и менее гидрофобная поверхность частиц

Ill 6 3 Определение методом латекс агглютинации антител к опиатным и глута-матным рецепторам мозговой ткани В Институте мозга РАН (Санкт-Петербург) испытаны монодисперсные латексы ПС, ПММА, ПСАК и ПММААК в качестве носителей синтетических пептидов, соответствующих субъединицам глутаматного рецептора GluRl и NR2A, а также и мю и дельта опиатных рецепторов мозговой ткани Показано, что препараты, полученные на основе латекса ПС с -СООН и латекса ПММААК с -СНО группами, позволяют эффективно проводить методом РАЛ полуколичественное определение аутоантител к рецепторным белкам нервной ткани в сыворотке крови, что может быть использовано в диагностике эпилепсии и хронической наркомании,

II6 4 Моделирование реакций молекулярного узнавания на поверхности частиц ПС В качестве частиц-носителей для биоспецифических лигандов часто выбирают гидрофобные частицы ПС, что допускает физическую адсорбцию БАВ Для изучения особенностей молекулярного узнавания синтетических пептидов на границе раздела частица ПС - водный раствор была выбрана известная пара пептид Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr из цепи Б инсулина (пептид I) и известный комплементарный пептид II - Cys-Val-Glu-Glu-Aia-Ser Последний при малой длине содержит кроме концевой -СООН группы еще два остатка глутаминовой кислоты, поэтому не адсорбируется на частицах ПС с -СООН группами Он не связывается также с адсорбированным на частицах ПС пептидом I из-за искажения активной конформации последнего под действием гидрофобной подложки. Однако методом последовательной адсорбции инсулина и пептида I на поверхности частиц ПС, модифицированной конъюгатами пептида И с Triton Х100 и Triton Х305, показана возможность конформациониой подстройки пептидов в процессе молекулярного узнавания, которая определяется длиной полиоксиэтиленовой (ПЭО) цепи Triton, а также отталкиванием пептида П от одноименно заряженной поверхности Частицы ПС, модифицированные конъюгатом Triton Х305 с пептидом П, проявили высокую способность к связыванию комплементарных инсулина и пептида I, но практически не взаимодействовали с рибонуклеазой (белок сравнения) Вместе с тем, высокие значения предельной поверхностной концентрации конъюгата Triton Х305 с пептидом П (1.3 мкмоль/м2) по сравнению с исходным Triton Х-305 (0 5 мкмоль/м2), обусловленные изменением конформации ПЭО цепи, не означают упрочения связи с частицами, что подтверждается вытеснением конъюгата с поверхности при последовательной адсорбции Triton Х305 или Tween 20

Ш 6 5. Латексные реагенты для определения антител к ВИЧ получали на основе синтетических пептидов - антигенных детерминант белков ВИЧ (табл 11).

Таблица 11

Характеристики антигенных детерминант ВИЧ _

Пептиды MM Число Число иэт Поперечные сечения Посадочная

остатков групп - эллипсоида вращения, площадка (Ав)

амино- Ш2/ нм2/цепь на частицах Б,

кислот -СООН компьютерный расчет нм2/цепь

"gp41-spl2" 1275 12 2/0 101 27/17 09

"gp41-sp35" 3900 35 5/2 10.1 5 1 /2.0 2.7

"p24-spl5" 1544 15 1/3 3 1 4.0 /1 9 1.1

пептид "др41-зр35" о образец А • образец Б

Поскольку физическая адсорбция пептидов может 3 существенно искажать их активную конформацию и не обеспечивает прочной связи с поверхностью носителя, был проведен поиск методов их ковалентного связывания, а также путей ограничения гидрофобных взаимодействий между пептидами и полимерной 1 подложкой. Лучшие результаты были получены для микросфер ПС с привитыми сополимерами ПС/ГТВП, для которых прослежено влияние структуры поверхности частиц А и Б (рис. 18) на способность экспонировать 3 антигенные детерминанты ВИЧ. Предельные величины хемосорбции трех пептидов на частицах ПС типа А и Б близки (рис. 42), следовательно, на поверхности достигается их плотная укладка. Пептида '^41-зр35" требуется в несколько раз меньше для предельного 1 заполнения по сравнению с "р24-зр 15" и '^р41-яр12" поскольку их цепи почти в 3 раза короче. Сравнение величин посадочных площадок пептидов Ао с поперечными сечениями их энергетически выгодной конформации (табл. 11) показывает, что пептиды рИс. 42. Изотермы хемосорбции '"§р41-зр12" и "р24-ф15" занимают на поверхности "йр41-$р12", "р24-ар 15", "§р41 -меньше места, чем можно ожидать из их расчетных зрЗ5" частицами А и Б (рис. 18). размеров. Их цепи или частично разворачиваются,

ориентируясь перпендикулярно к поверхности, или распределены в некотором объемном слое. Оба варианта ведут к понижению активности латексного теста. Первый - в результате информационных изменений в цепи пептида, второй - из-за падения эффективной концентрации пептида на границе раздела фаз. Только для "ар4 ] -яр35" значение Ао соизмеримо с расчетными размерами пептида, что указывает на сохранение им вторичной структуры при хемосорбции. Конформация этого пептида стабилизирована дисульфидной связью, а расчет методом Чоу-Фасмана выявил наличие а ней а-спиральных (2-17 и 25-33) и ¡3-складчатых (2-31) участков. Оценку эффективности экспонирования пептидов на поверхности проводили по смещению ИЭТ частиц после хемосорбции (рис. 43).

С ^ , мг/мл ^

равн

Рис. 43. Влияние рН на ¡¡-потенциал частиц ПС: Б (а, б, г) и А (в) до и после модификации пептидами '^41 -зр-12" (а), '^р41-5р-35" (б. в) и " р24-8р-15" (г). Хемосорбция пептида: 0 (1), 0.4 (2), 0.7 (5), 1.3 (4), 2.0 (5), 2.4 (б), 2.5 (7) и 2.6 мг/м2 (5).

По мере заполнения поверхности пептидами "gp41-sp35" и "gp41-spl2" ИЭТ частиц смещалась в щелочную область, но только для образца Б и пептида "gp41-sp35" достигала ИЭТ 10 1 (табл 11), тогда как в случае пептида "gp41-spl2" доходила лишь до 6 6. При предельной хемосорбции пептид "gp41-sp35"Ha образце А ИЭТ -только 8 3 Таким образом, структура поверхности частиц образца А, а также меньший размер цепи пептида "gp41-spl2" способствуют формированию мозаичной поверхностной структуры, когда положение ЮТ определяется присутствием на границе раздела фаз как пептидов, так и фрагментов привитых сополимеров При предельном заполнении поверхностного слоя частиц латекса Б пептидом "p24-spi5" ИЭТ также смещалась к ИЭТ пептида 3 1 Значения ИЭТ исходных частиц и пептида близки и трудно однозначно говорить о полном экранировании поверхности пептидом Вместе с тем, можно полагать, что -COQH группы в пептиде "p24-sp!5" способствуют отталкиванию его молекул от поверхности и выдвижению к плоскости скольжения фаз

Оценку биологической активности пептидов на поверхности частиц ПС проводили методом РАЛ с кроличьими антисыворотками Наибольшую активность показал образец Б при средних заполнениях поверхности пептидом "gp41-sp35" разведение сывороток достигало 1.1600, а РАЛ проявлялась через 5 мин, те на 5-15 мин раньше, чем в остальных исследованных тестах. Таким образом, более стабильный гидрофильный поверхностный слой образца Б лучше выполняет спейсерную функцию, эффективно экспонируя пептиды для участия в иммунохимических реакциях В случае частиц типа А, несущих на поверхности сополимеры с короткими привитыми цепями ПС, лабильный поверхностный слой способен частично поглощать даже пептид "gp41-sp35" с большой ММ, понижая реакционную способность латексного реагента Напротив, на поверхности частиц типа Б даже короткий пептид "gp41-spl2" проявлял специфическую активность при величине хемосорбции 2 0 мг/м2, когда на границе раздела фаз достигалась концентрация, достаточная для визуального наблюдения результата РАЛ III б 6 Использование частиц ПММА в качестве адъюванта Частицы ПММА, полученные в присутствии КМД (образцы 27м и 30м в табл 6), 20000 исследованы в ГНЦ прикладной микробиологии в качестве адьювантных носителей при иммунизации лабораторных животных низкоиммуноген-ными рекомбинантными белками Mycobacterium tuberculosis (Т1) и Micrococcus luteus rpF 17 в сравнении с неполным адъювантом Фрейнда (НАФ) и холероподобным токсином Escherichia coli (XT). Химическое связываете белков с -СООН группами частиц проводили с помощью

КДИ Максимальные титр специфических антител и время его сохранения наблюдали при иммунизации с использованием частиц ПММА (рис 44). Они не вызывали патологических изменений в области введения препарата,

30000-1 ТитР антител

10000

Время, недели

Рис. 44. Титр специфических антител в зависимости от времени при иммунизации мышей Mycobacterium tuberculom без адъюванта (/), с ХТ (2), с НАФ (3) и с частицами ПММА (4)

тогда как при использовании НАФ отмечался некроз тканей. Таким образом, частицы ПММА, полученные в присутствии КМД, перспективны как носители белковых антигенов, усиливающие иммунный ответ организма благодаря тому, что на поверхности частиц формируются структуры из белковых и полисахаридных фрагментов, что хорошо моделирует поверхностные мембраны клетки или вируса.

III. 7. Модификация поверхности полимерных частиц наночастицами и нанослоями благородных металлов проведена с целью придания им специальных свойств, связанных с интенсивным поглощением наночастицами этих металлов видимого света, а также с их применением для формирования электропроводящих элементов микросхем. Апробация фотохимического метода получения наночастиц серебра и золота на карбоксилированной поверхности частиц ПС проведена в Российском государственном педагогическом университете им. А.И. Герцена.

Рис. 45. Микрофотографии частиц ПС (100 нм) с наночастицами серебра (а) и частиц П(Ст-ДВБ-МАК-ХМС) (5.1 мкм) с наночастицами золота на поверхности (б, в).

В полимерных дисперсиях фотовосстановление под действием монохроматического (254 нм) света протекало, в основном, на поверхности частиц. При этом наночастицы серебра и золота имели узкое РЧР (рис. 45). При переходе от гидрофобных частиц ПС к частицам с привитыми сополимерами ПС/ПВП размер наночастиц серебра уменьшался благодаря комплексообразованию Ag+ и нуль-валентного серебра с ПВП и формированию большего числа центров нуклеации. Наночастицы золота формировали на поверхности сшитых частиц диаметром 2-10 мкм, полученных двухстадийной гетерофазной (со)полимеризацией с использованием частиц ПС с привитыми сополимерами ПС/ПВП в качестве затравочных. Лучшие покрытия формировались при фотовосстановлении ионов [АиС14]~ на поверхности микросфер сополимера П(Ст-ДВБ-МАК-ХМС), где ХМС -хлорметилстирол. Последующая обработка хлорметильных групп частиц тиомочевинной с образованием тиольных групп способствовала нуклеации на них наночастиц золота и формированию сплошного покрытия (рис. 45 б, в).

III.8. Монодисперсные полилшрные частииы как структурные элементы фотонных кристаллов (ФЮ. Субмикронные монодисперсные частицы способны к самосборке в трехмерные периодические структуры с фотонной запрещенной зоной (ФЗЗ) в видимом диапазоне света. Наличие ФЗЗ, где электромагнитные волны не могут распространяться, позволяет осуществлять контроль спонтанной эмиссии внутри ФК и открывает пути применения ФК в системах оптической связи и передачи информации, в лазерной технике, квантовых компьютерах.

П(Ст-МАК) й, нм

1- 230

2-250

3- 331

4- 414 (б)

Л, нм

в -21

500 600 700 800 ж/ г—,

Рис. 47. Спектры отражения тонких |в - П(Ст-МА К)

пленок полимерных ФК. Рис. 48. Микрофотографии сколов пленок ФК.

111.8.1. Влияние полимерной природы монодисперсных частиц (рис. 46) на их самосборку в упорядоченные трехмерные структуры было исследовано для установления факторов, определяющих качество формируемых решеток. Спектры брегговского отражения демонстрировали зависимость положения ФЗЗ от природы полимера и размера частиц (рис. 47 а). Наиболее совершенную трехмерную решетку наблюдали у тонких пленок из частиц сополимеров стирола с МАК - П(Ст-МАК) (рис. 48).

111.8.2. Фотонные кристаллы на основе частиц сополимера стирола с МАК. С целью получения серии монодисперсных частиц П(Ст-МАК) различного диаметра проводили БЭП стирола с МАК, варьируя мольную долю МАК, концентрацию К28208, рН0, а также природу и концентрацию регуляторов цепи (диамино-дифенилдисульфид - ДАДФДС, тиогликолевая кислота - ТГК, меркаптоэтанол -МЭ). Это позволило регулировать диаметр частиц в диапазоне 230-420 нм и сузить рчр (6 < 2%). Управление оптическими характеристиками ФК (положение ФЗЗ) осуществляли, формируя упорядоченные структуры из частиц определенного размера (рис. 47 б). Способность монодисперсных частиц П(Ст-МАК) к самосборке 36

а ляййдл^А»» - 6

330 зоо

»• * • • •

Рис. 46. Микрофотографии частиц ПММА (а), П(Ст-ГМА) (б) и П(Ст-МАК) (в).

600 800 x, нм

в - 10

1 -пмма

2 - п(Ст-гма) - п(Ст-мак)

: совершенные трехмерные решетки обусловлена аличием на их поверхности гидрофильного слоя, оторый в щелочной среде может набухать, а атем поджиматься в процессе формирования ФК. Ълщина этого слоя зависит от условий БЭП. Так, идрофильный регулятор цепи - ТГК, приводит к ормированию более протяженного и лабильного идрофильпого поверхностного слоя, тогда как в лучае гидрофобного ДАДФДС, этот слой тонок, результате объем и ¡¡-потенциал частиц П(Ст-К), полученных в присутствии ДАДФДС, пабо изменяются даже в сильнощелочной среде гас. 49). Для таких частиц удалось проследить лияние степени ионизации поверхностных ЮОН групп на качество структур,

NaCI 1<Г С. мВ

-60

м

- ТГК -ДАДФДС

NaCI10 М D, нм 400

6 8 10 pH

Рис. 49. Влияние pH на диаметр и ¡¡-потенциал частиц П(Ст-МАК).

О.Г>

<и Я

5 0,4-

И «

о.

Н 0,2

О

эксперимент теория

формируемых из этанольных дисперсий (рис. 50). Незначительное подкисление, снижая поверхностный заряд, приводит к образованию полидоменной структуры. Тогда как, в щелочной среде электростатическое взаимодействие облегчает фиксацию частиц в узлах решетки. Экспериментальные спектры отражения, измеренные при разных углах падения света на эти пленки, были использованы Рис. 50. Влияние среды на структуру сотрудниками Физико-технического

пленок ФК института РАН как база для построения

теоретической модели, описывающей собенности распространения фотонов в трехмерном ФК. Спектры отражения орошо моделировались в теоретических расчетах (рис. 51), что позволило езависимо определить основные структурные параметры ФК и оценить низотропную деформацию частиц в пленке, которая составляла от 3 до 10%.

400 450 500 5S0 600

Длима волны, нм

Рис. 51. Спектры отражения полимерного ФК (рис. 50).

Такие высокоупорядочениые трехмерные решетки могут быть использованы для получения гетероструктур путем инфильтрации растворов целевых веществ или прекурсоров в их межчастичное пространство.

III.8.3. Инфильтрация полярного растворителя в полимерные ФК. Установлено, чт пленки из менее гидрофобных частиц П(Ст-МАК), полученных с ТГК, более« пригодны для инфильтрации в них этилового спирта (рис. 52). При заполнении спиртом их регулярная структура сохранялась в полной мере, что позволил создать низкий диэлектрический контраст внутри пленки и впервые наблюдать в трехмерном ФК аналог эффекта Брюстера -исчезновение пика ФЗЗ в спектре отражения при определенном угле падения ^-поляризованного света (рис. 53). Данные атомно-силовой микроскопии (АСМ) говорят о более рыхлой структуре поверхности пленки на основе частиц П(Ст-МАК), полученных с ТГК (рис. 52 б), что способствует инфильтрации в нее растворителя за счет капиллярных сил.

».О,

И5 IK6

i 0.4

о Щ

(КО

400

600 700 S00 лина волны, нм

Рис. 53. Спектры отражения р-поляризованного света от ФК, заполненного этиловым спиртом, при разных углах падения каждый спектр нормирован на пиковый коэффициент отражения в

_ _„ . , s-поляризации света.

Рис. 52. АСМ поверхности пленок из частиц ЩСт-

МАК), полученных с ДАДФДС (а) и ТГК (б). III.8.4. Введение хромофоров в полимерные ФК также способно модифицировать их фотонно-кристаллические свойства. С этой целью проводили инфильтрацию спиртовых растворов люминофоров в межчастичное пространство ФК. АСМ подтвердила сохранение упорядоченной структуры тонких пленок после инфильтрации (рис 54). Однако предпочтительно ковалентное связывание хромофоров с полимерной матрицей, что исключает их миграцию при облучении пленки. Такое связывание было обеспечено введением люминофор-содержащих сомономеров на последней стадии БЭП. Так были получены частицы типа ядро-оболочка с Родамином Б в поверхностном слое. Сформированные из них пленки демонстрировали интенсивную полосу люминесценции Родамина Б при облучении HeCd-лазером (К = 441.6 нм) (рис. 55). Для некоторых направлений распространения света, она перекрывается с ФЗЗ, что позволяет ожидать новых оптических эффектов, перспективных для создания трехмерно упорядоченных структур с управляемыми фотонно-кристаллическими свойствами. 38

Рис. 54. АСМ ФК из частиц П(Ст-МАК) после инфильтрации раствора флуоресцеина в этаноле.

т

3000

280 нм

500

600 X, НМ

700

ис. 55. Спектры брэгговского гражения при 9 = 36° (1) и юминесценции (2) ФК из ютиц с Родамином Б.

>

:2000

з

а 470-500 им б

Рис. 56. Микрофотографии латексов В1 (а) ВЗ (б) и В4 (в) со звеньями АмСт в поверхностном слое. Ковалентное связывание хромофоров проводили также путем взаимодействия с функциональными группами на поверхности частиц. С этой целью т/;е/и-бутилоксикарбонильное производное 4-аминостирола (ВОС-АмСт) вводили на последней 'адии сополимеризации стирола с МАК под действием КгЗгОв. Так были получены шонные частицы В1 с неоднородной структурой поверхностного слоя (рис. 56а) ледствие плохой совместимости сополимеров ядра и оболочки. Синтез ядра [стиц путем сополимеризации стирола и М-винштформамида с катионным шциатором 2-азо-бис[2-(имидазолинил-2)пропан] дигидрохлоридом позволил хпучить монодисперсные частицы ВЗ (рис. 56 б). Деблокирование аминогрупп юле синтеза в 1 н. НС1 при 50°С в течение 2 ч привело к частичной агрегации .текса В1, тогда как частицы ВЗ сохраняли агрегативную устойчивость благодаря щовременно протекающему гидролизу звеньев ВФА с образованием новых шногрупп, что повышало положительный заряд поверхности. Следует отметить, 'о введение на второй стадии полимеризации ВОС-АмСт требует добавления в :акционную среду 20 об.% этанола, чтобы избежать отщепления ВОС-защиты в >де БЭП и участия свободной аминогруппы в реакциях обрыва цепи. Напротив, вменение вместо ВОС-АмСт гидрохлорида 4-аминостирола не только повысило ;оростъ БЭП, но и позволило получить латекс В4 с 5 менее 1% (рис. 56в). Для отсоединения модельного хромофора (кислотный хром темно-синий - КХС) юматические аминогруппы на поверхности частиц ВЗ и В4 переводили в тзакатион и проводили реакцию азосочетания. Кроме того, использовали ¡акцию ароматической аминогруппы с ароматическим атомом хлора КХС при рН

2 с образованием связи -РЬ-МН-РИ- и выделением НС1. В спектрах поглощения ХС, связанного с полимерной матрицей, наблюдали сдвиг максимума полосы в шнноволновую область на 20 нм благодаря удлинению цепи сопряжения, крашенные таким образом частицы использовали для формирования хромофор-щержащих ФК. На всех этапах поверхностной модификации частиц ВЗ и В4 их С-яенциал слабо зависел от рН и ионной силы дисперсионной среды, что ¡идетельствует о значительной гидрофилизации их поверхностного слоя, овышенная агрегативная устойчивость таких частиц расширяет выбор методов ^валентного связывания хромофоров с их поверхностью.

выводы

1 Впервые установлены особенности радикальной гетерофазной (со)полимериза-ции стирола и метилмета!филата, позволяющие направленно регулировать дисперсность формируемых полимерных частиц, морфологию их поверхностного слоя, локализацию в нем функциональных групп, варьируя природу и концентрацию инициаторов, функциональных сомономеров, сшивающих агентов, регуляторов роста цепи, буферных солей, анионных ПАВ, стерических стабилизаторов, полярность и рН реакционной среды

2 На основе выявленных закономерностей разработаны методы получения дисперсий полимерных частиц диаметром от 30 нм до 5 3 мкм с узким распределением по размерам, поверхностной концентрацией карбоксильных, альдегидных, аминогрупп в диапазоне 0 28-4 5 мкг-экв/м2 и с гладкой, сшитой или модифицированной гидрофильными полимерами поверхностью

3 Исследование реакционной способности поверхностных функциональных групп и электроповерхностных свойств частиц выявили способность полимерных цепей их поверхностного слоя к конформационвым перестройкам при изменении состава дисперсионной среды и связывании биолигандов Гидрофилизация частиц за счет звеньев полярных и функциональных сомономеров или гидрофильных полимеров повышает подвижность цепей поверхностного слоя, но позволяет сохранить его стабильную структуру в случае сшитых частиц сополимеров акролеина или микросфер полистирола, содержащих в поверхностном слое привитые сополимеры полистирол/поливинилпирролидон с длинными боковыми цепями

4 На основе оптимального выбора частиц-носителей, а также условий адсорбции или хемосорбции белков и пептидов различной структуры обеспечено их эффективное экспонирование для участия в биоспецифических реакциях. Создан ряд диагностических и модельных латексных тест-еистем; биосовместимые частицы полиметилметакрилата с карбоксиметилдекстраном в поверхностном слое успешно испытаны в качестве адъювантных носителей в процессе иммунизации

5 С целью получения магнитоуправляемых композитных наночастиц и микросфер, в которых магнетит экранирован полимером от взаимодействия с дисперсионной средой, разработаны методы одно- и двухстадийной эмульсионной полимеризации в присутствии магнитных жидкостей Для формирования монодисперсных наночастиц электропроводящего полимера - полипиррола оптимизированы условия окислительно-восстановительной полимеризации пиррола в водных растворах поливинилового спирта

6 Монодисперсные частицы полистирола, а также сшитые микросферы на основе (со)полимеров дивинилбензола или диметакрилата этиленгликоля успешно применены в качестве формообразующих реакционных темплатов для фотовосстановления благородных металлов в их поверхностном слое

7 Установлено влияние состава дисперсионной среды, природы полимера и структуры поверхностного слоя частиц на их способность к самосборке в совершенные полимерные фотонные кристаллы. Разработаны методы введения в полимерные фотонные кристаллы хромофоров, в том числе, способных испускать свет в области фотонной запрещенной зоны. Получены периодические полимерные матрицы, сохраняющие свою структуру при инфильтрации в межчастичное пространство этилового спирта, что позволило впервые наблюдать в трехмерном фотонном кристалле аналог эффекта Брюстера

сновное содержание работы изложено в следующих публикациях:

Лишанский И С., Меньшикова А Ю, Евсеева Т Г., Комаровская Э Э, Шубин Е., Сахарова НА Особенности синтеза безэмульгаторных латексов полистирола присутствии карбоксилсодержащего инициатора//Высокомолек соед, Б 1991 Т 3. №6 С 413-416

. Шубин В.Е, Исакова Н В , Сидорова М П, Меньшикова А Ю, Евсеева Т Г. лектроповерхноетные свойства карбоксильного латекса и их анализ на основе оделей ионных пар//Коллоида журн 1990 Т 52 № 5 С 535-541. Меньшикова А.Ю, Кветная А С, Харитонова Ю.В., Шабсельс Б.М, Власов Г П еакция латекс-агглютинации для выявления дифтерийного токсина в сыворотке эви больных дифтерийной инфекцией // В сб • "Детские инфекции" С -етербург НИИ детских инфекций 1994 Вып IV С. 67-72 Способ иммунологической экспресс-диагностики токсических форм фтерийной инфекции Патент РФ № 2113172 (20 06 1998). Бюл изобр. № 17. Меньшикова А Ю, Евсеева Т Г, Шабсельс Б М., Ильина И Е , Власов Г П лияние кислотно-основного равновесия в процессе безэмульгаторной полимери-ации стирола с карбоксилсодержащим инициатором на коллоидные характеристи-

дисперсной системы//Коллоидн журн 1997 Т 59. №5. С 671-675 . Способ получения монодисперсного синтетического полимерного латекса с арбоксилированной поверхностью частиц. Патент РФ № 2164919 (10.04 2001). юл изобр № 10

Меньшикова А Ю, Д митриева И Б, Кучук В И, Скуркис Ю О , Евсеева Т Г, абсельс Б М. Электроповерхностные свойства латексов сополимеров стирола и эолеина с поверхностью, модифицированной белком // Коллоидн журн. 1999 Т 1№ 6. С 799-808.

Меньшикова А Ю, Скуркис Ю О , Дмитриева И Б , Кучук В И., Евсеева Т Г., Табсельс Б М. Влияние структуры поверхности поли(стирол/акролеин)овых ■кросфер и модификации ее белком на электроповерхностные свойства // оллоидн журн 2001 Т. 63 № 5 С 678-686

. Меньшикова А.Ю, Евсеева Т Г., Перетолчин М В., Чекина НА, Иванчев С С собенности безэмульгаторной полимеризации метилметакрилата с карбоксил-одержащим инициатором//Высокомолек. соед. А. 2001. Т 43 №4 С 607-615

0.Меньшикова А Ю, Евсеева Т Г, Чекина НА. Иванчев С С. Синтез микросфер олиметилметакрилата в присутствии декстрана и его производных // Журн

вклада химии. 2001 Т 74. № 3 С 478-482.

1.Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г,.Чекина НА, Скуркис ЮО., Иванчев С.С онодисперсные микросферы на основе сополимеров акролеина // Журн приклада мии. 2001 Т. 74 № 10 С 1677-1683

2.Меныникова А.Ю., Чекина H.A., Дорош М Ю, Шкарубская З.П., Скуркис Ю О, абсельс БМ., Тенникова Т.Б. Модификация белком полимерных частиц с

ункциональными группами // В еб . "Структура и динамика молекулярных систем" ошкар-Ола 2001. Вып 8. Т 1 С 220-224

3.Меньшикова А.Ю , Евсеева Т.Г, Скуркис Ю О, Шабсельс Б М, Литвинова Л.С труктура поверхности полистирольных частиц, формируемых методом ;сперсионной полимеризации //В сб. "Структура и динамика молекулярных

истем" Уфа 2002. Вып. 9. Т 2. С 18-21

Н.Чекина Н А, Евсеева Т Г, Скуркис Ю О., Меньшикова А Ю. Влияние буферных солей на формирование монодисперсных частиц полиметилметакрилата Н В сб.' ''Структура и динамика молекулярных систем" Уфа 2002. Вып. 9. Т 2 С. 254-257

15 Меньшикова А Ю., Евсеева Т Г, Чекина Н А., Перетолчин М В, Скуркис Ю.О., Иванчев С.С Синтез монодисперсных частиц полиметилметакрилата под действием карбоксилсодержащего инициатора в растворах буферных солей // Журн пршотадн химии 2002 Т 75 №> 12 С 2029-2034.

16 Меньшикова А.Ю, Шабсельс Б М, Евсеева Т.Г Синтез наночастиц полипиррола методом дисперсионной полимеризаций // Журн приклада, химии. 2003 Т 76 № 5 С. 871-875.

17 Меньшикова АЮ, Евсеева Т.Г., Чекина НА., Скуркис Ю.О, Иванчев С.С Формирование поверхности частиц при эмульсионной полимеризации метилметакрилата в присутствии карбоксилированных производных декстрана // Высокомолек. соед. А. 2003 Т 45. №4. С 623-630.

18Скуркис ЮО, Меньшикова АЮ., Евсеева ТГ, Чекина НА Формирование композитных частиц на основе магнетита и монодисперсного латекса // В сб.. «Структура и динамика молекулярных систем» Казань. 2003. Вып. 10 Т. 3. С. 77-80.

19 Меньшикова А.Ю, Шабсельс Б.М, Евсеева Т.Г., Красникова Е Н, Власов Г.П Моделирование реакций молекулярного узнавания на поверхности полимерных микросфер // В сб.- «Структура и динамика молекулярных систем» Казань. 2003. Выл 10 Т. 3. С 73-77

20 Menshikova A.Yu, Evseeva Т G., Chekina N.A., Skurkis Yu О, Ivanchev S S Synthesis and surface properties of monodisperse polymer particles for biotechnology application // Progress ш Colloid & Polymer Sei 2004 V 124. P. 68-72.

21 Харитонова A.B., Бычков ЕР, Гранстрем ОК., Поляков ЮИ., Меньшикова А Ю, Евсеева Т Г., Дамбинова С.А.Определение антител к опиатным рецепторам методами латекс-агглютинации и иммуноферментного анализа //' Вопросы медицинской химии. 2003. Т 49. № 1. С 80-85.

22.Менывикова А Ю, Евсеева Т Г., Скуркис Ю.О, Шабсельс Б М, Власова Е Н, Иванчев С С. Синтез монодисперсных частиц полистирола с контролируемой структурой привитых сополимеров в поверхностном слое // Высокомолек. соед. А 2004. V 46. № 9. С 1479-1487.

23 Меньшикова А Ю,, Скуркис Ю.О., Евсеева Т.Г, Шкарубская 3 Л, Тенникова Т Б., Иванчев С.С. Связывание белка микросферами полистирола с поливинилпир-ролидоном в поверхностном слое // Журн приклада химии 2004. Т 77. № 12. С. 2036-2041.

24.Меньшикова А.Ю, Шабсельс Б М, Скуркис Ю.О., Дорош М Ю„ Тенникова Т.Б., Буров СВ. Синтетические антигенные детерминанты ВИЧ на поверхности полимерных частиц, методы сенсибилизации и иммунореактивность //В сб "Структура и динамика молекулярных систем" Казань 2004 Вып. 11 Т. 1 С. 296-299.

25.Меныпикова А.Ю., Шабсельс Б.М., Евсеева Т Г., Шевченко Н.Н, Бшшбин А.Ю Синтез карбоксилированных монодисперсных латексов и их самоорганизация в тонких пленках // Журн. приклада химии. 2005. Т. 78. № 1. С. 161-167.

26 Menshikova A.Yu, Evseeva Т G, Skurkis Yu О., Tennikova T В., Ivanchev S.S. Monodisperse carboxylated polystyrene particles - synthesis, electrokinetics and adsorptiveproperties //Polymer. 2005 V 46 N4 P. 1417-1425.

Харитонова А.В, Меньшикова А Ю, Евсеева Т Г, Чекина Н А., Бычков Е Р., улябин Д И, Дамбинова СЛ. Определение антител к опиатным и глутаматным епторам методами латекс-агглютинации и иммуноферментного анализа // ллетень экспериментальной биологии и медицины 2005 Т. 135 №1 С. 94-97 .Меньшикова А.Ю., Евсеева Т Г., Шабсельс Б.М, Баланина И.В., Сироткин А.К, анчев С С Синтез монодисперсных частиц полистирола в присутствии децилсульфата натрия и карбоксилсодержащего инициатора // Журн. приклада мии 2005 Т 78 № 6 С. 1029-1033

Селькин А В, Билибин А.Ю, Меньшикова А.Ю, Пашков Ю А, Шевченко Н Н, енова А Г Спектроскопия брэгговского отражения света фотонных кристаллов ысоким диэлектрическим контрастом // Известия РАН Сер физ 2005. № 8 С. 11-1112

Исаева Е И, Горбунова В.В., Бойцова Т.Б., Суконцева М П., Меньшикова А.Ю, уркис Ю О Фотохимический синтез наночастиц серебра на поверхности глобул листирола // Журн общей химии. 2005 Т. 75 №9 С 1412-1417 .Скуркис Ю О., Меньшикова А.Ю., Евсеева Т Г., Дорош М.Ю, Буров С.В нникова ТБ Синтетические антигенные детерминанты ВИЧ на поверхности лимерных микросфер // В сб «Структура и динамика молекулярных систем» ань 2005 Вып 12 Т 2 С 202-207

Евсеева ТГ, Меньшикова А.Ю., Шабсельс БМ, Скуркис Ю.О. Латексные тицы сополимеров стирола с бифункциональными мономерами // В сб. «Струк-а и динамика молекулярных систем» Казань. 2005. Вып. 12. Т 1. С. 270-273 Menshikova A Yu, Shabsels В.М, Shevchenko N.N, Bazhenova A.G., Pevtsov A.B., Han A.V., Bilibm AYu Surface modified latex particles- synthesis and self-mblmg mto photonic crystals // Colloids Surfaces. A 2007. V. 298 № 1-2. P 27-33 Меньшикова А Ю, Билибин А.Ю, Шевченко H Н., Шабсельс Б.М., Евсеева Т Г., енова А Г, Селькин А.В. Безэмульгаторная эмульсионная сополимеризация юла с метакриловой кислотой как метод получения структурных элементов онных кристаллов//Высокомолек. соед А 2006 Т. 48 №9 С. 1579-1587 Якиманский А В, Меньшикова А.Ю, Евсеева Т Г, Шевченко Н Н, Билибин ). Монодисперсные полимерные частицы с ковалентно присоединенными омофорными группировками как структурные элементы фотонных кристаллов // сийские нан»технологии. 2006 Т.1 №1-2 С 171-178

Шевченко Н Н., Меньшикова А Ю., Баженова А Г., Селькин А.В Хромофор-ержащие полимерные фотонные кристаллы // В сб «Структура и динамика пекулярных систем» Казань 2006 Вып. 13 Т. 2 С. 414-420. Меньшикова А Ю., Шабсельс Б.М., Скуркис Ю О, Инкин К.С., Чекина Н А, анчев С.С Магнитные полимерные частицы: синтез и свойства // Журн. общей ии 2007 Т 77. № 3. С 386-394. .Меньшикова А.Ю., Евсеева Т Г, Скуркис Ю.О., Дорош М Ю., Буров С.В, анчев С.С. Поверхностная модификация микросфер полистирола синтетиче-:<ш антигенными детерминантами ВИЧ // Высокомолек соед. А. 2007 Т. 49. № С 851-858.

Баженова АГ, Селькин А В., Меньшикова АЮ, Шевченко НН. ляризационное подавление брэгговских рефлексов при отражении света от онных кристаллов // Физика твердого тела, 2007. Т 49. № 11 С 2010-2021.

Бесплатно

Автореферат отпечатан в ИБС РАН. Ризография Тираж 120 экземпляров

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Монодисперсные полимерные частицы.

1.2. Методы формирования монодисперсных полимерных частиц.

1.2.1. Эмульсионная полимеризация.

1.2.2. Полимерные частицы, модифицированные полисахаридами.

1.2.3. Формирование полимерных частиц с функциональными группами.

1.2.3.1. Частицы с карбоксигруппами.

1.2.3.2. Частицы с альдегидными группами.

1.2.4. Двухстадийная эмульсионная полимеризация.

1.2.5. Дисперсионная полимеризация в полярных средах.

1.3. Электроповерхностные свойства и структура поверхности частиц.

1.4. Взаимодействие биолигандов с поверхностью полимерных частиц.

1.5. Применение полимерных частиц в биотехнологии.

1.6. Самосборка монодисперсных полимерных частиц в фотонные кристаллы.

1.7. Методология исследования.

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

II. 1. Основные реагенты.

П.2. Методы гетерофазной полимеризации.

И.2.1. Эмульсионная полимеризация.

Н.2.2. Двухстадийная безэмульгаторная эмульсионная полимеризация.

И.2.3^ Дисперсионная полимеризация в полярных средах.

II.3. Методы исследования процесса полимеризации и характеристик полимерных частиц.

Н.3.1. Метод газовой хроматографии.

Н.3.2. Определение поверхностного натяжения.

Н.З.З. Очистка латексных частиц от водорастворимых примесей.

Н.3.4. Определение размера частиц методом электронной микроскопии.

Н.3.5. Определение размера частиц методом светорассеяния.

Н.3.6. Определение средневязкостной молекулярной массы полимеров.

11.3.7. Метод высокоэффективной эксклюзионной хроматографии.

11.3.8. Определение содержания гель-фракций в сополимерах.

11.3.9. Экстракция привитых сополимеров ПС/ПВП.

11.3.10. Метод кондуктометрического титрования.

И.З.Н. Неводное потенциометричсское титрование карбоксигрупп.

11.3.12. Метод непрерывного потенциометрического титрования.

11.3.13. Методы анализа состава сополимеров.

11.3.14. Метод микроэлектрофореза.

11.3.15. Определение поверхностной проводимости полимерных частиц.

II.4. Изучение специальных свойств полимерных частиц и их структур.

11.4.1. Связывание белка поверхностью полимерных частиц.

11.4.2. Определение магнитной восприимчивости.

11.4.3. Физические методы исследования фотонных кристаллов.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

III.1. Монодисиерсные частицы полистирола с карбоксигруппами.

111.1.1. Особенности безэмульгаторной полимеризации стирола с карбоксилсодержащим азоинициатором.

111.1.2. Электроповерхностные свойства частиц полистирола с карбоксилированной поверхностью.

111.1.3. Частицы сополимеров стирола с бифункциональными мономерами.

III. 1.4. Синтез моиодисперспых частиц ПС с карбоксилсодержащим азоинициатором в присутствии додецилсульфата натрия.

111.1.5. Дисперсионная полимеризация стирола.

111.1.6. Электроповерхностные свойства микросфер ПС до и после модификации белком.

III.2. Монодисперсные частицы полиметилметакрилата с карбоксигруппами.

111.2.1. Безэмульгаторная эмульсионная полимеризация ММА под действием карбоксилсодержащего инициатора.

111.2.2. Синтез частиц ПММА в присутствии буферных солей.

111.2.3. Синтез частиц ПММА в присутствии декстрана.

111.2.4. Влияние полимерных стабилизаторов на гидролиз ММА.

111.2.5. Синтез частиц ПММА в присутствии карбоксилированных производных декстрана.

111.2.6. Синтез частиц Г1ММЛ в присутствии карбоксилированных производных декстрана и додецилсульфата натрия.

111.2.7. Синтез частиц ПММА в присутствии полиальдегида декстрана.

111.3. Монодисперспые частицы сополимеров акролеина со стиролом или метилметакрилатом.

111.4. Электроповерхностные свойства частиц ПСАК, ПММА, ПММААК и связывание ими белка.

111.4.1. Электроповерхностные свойства микросфер ПСАК до модификации белком.

111.4.2. Связывание белка частицами ПСАК.

111.4.3. Электроповерхностные свойства частиц ПСАК после модификации белком.

111.4.4. Исследование электроповерхностных свойств частиц ПММА и ПММААК.

111.4.5. Исследование частиц ПММА методом вискозиметрии.

111.4.6. Влияние структуры поверхности частиц ПММА и ПММАК на физическую адсорбцию и химическое связывание БСА.

111.4.7. Влияние связанного белка на электроноверхностные свойства частиц ПММА и ПММААК.

111.5. Монодисперсные полимерные частицы со специальными свойствами

111.5.1. Магнитные полимерные частицы.

111.5.2. Синтез наночастиц полипиррола.

111.6. Применение полимерных частиц как носителей биолигандов.

111.6.1. Реакция латекс-агглютинации для выявления дифтерийного токсина в сыворотке крови больных дифтерийной инфекцией.

111.6.2. Определение бактериальных клеток методом PAJI.

Ш.6.3. Определение методом латекс-агглютинации антител к опиатным и глутаматным рецепторам мозговой ткани.

111.6.4. Моделирование реакций молекулярного узнавания на поверхности частиц полистирола.

111.6.5. Латексные реагенты для определения антител к ВИЧ.

111.6.6. Использование частиц ПММА в качестве адъюванта.

III.7. Модификация поверхности полимерных частиц наночастицами и нанослоями благородных металлов.

III.8. Монодисперсные полимерные частицы как структурные элементы фотонных кристаллов.

Ш.8.1. Влияние полимерной природы монодисперсных частиц на их самосборку в упорядоченные трехмерные структуры.

Ш.8.2. Синтез монодисперсных частиц сополимера стирола с МАК.

Ш.8.3. Инфильтрация полярного растворителя в полимерные ФК.

III.8.4. Введение хромофоров в полимерные ФК.

ВЫВОДЫ.

Метод гетерофазной полимеризации в эмульсионном, дисперсионном или суспензионном вариантах обеспечивает в настоящее время производство полимерных дисперсий (латексов) различного назначения (каучуки, дисперсионные краски, покрытия). При этом достижения современной технологии позволяют регулировать строение цепей, их молекулярно-массовое распределение, улучшать прозрачность, пленкообразующие и физико-механические свойства образующихся полимерных систем, что делает полимерные дисперсии широко востребованными в крупнотоннажном масштабе.

В конце XX столетия возникли новые задачи по разработке полимерных дисперсий, отвечающих специфическим требованиям не только к диаметру частиц и их распределению по размерам, но также' к строению и свойствам их поверхностного слоя, в том числе, к его толщине, функциональности, степени гидрофобности и стабильности поверхностной структуры. Эти требования были сформулированы в связи с появлением новых возможностей использования полимерных дисперсий в биотехнологии для создания диагностических иммунореагентов путем связывания биологически активных веществ (БАВ) с частицами и проведения биоспецифических процессов в их поверхностном слое, а также в нанотехнологии - для формирования новых типов материалов, в том числе, пространственно-периодических твердотельных структур с нелинейными оптическими свойствами. Потребности в таких полимерных дисперсиях не являются крупнотоннажными, но их разработка и получение крайне важны для развития биотехнологии и новой техники. Вышесказанное вызывает необходимость создания научных основ управления поверхностными свойствами частиц в процессе гетерофазной (со)полимеризации и при их последующей поверхностной модификации. В частности, для биотехнологии актуальны исследования изменений в поверхностной структуре частиц при связывании БАВ, а также изучение влияния гидрофобности поверхностного слоя, распределения в нем реакционно-способных и ионогенных групп, их кислотно-основных свойств на эффективность экспонирования биолигандов для участия в биоспецифических реакциях. Актуальность исследований, связанных с методами получения монодисперсных частиц электропроводящих полимеров, а также композитных частиц, содержащих магнитные или металлические наночастицы, определяется необходимостью придания им специальных (магнитных, электропроводящих, оптических) свойств, востребованных в нанотехнологии. При этом также выдвигается задача создания научных основ процесса формирования частиц определенной морфологии с включением нано^астиц-модификаторов в состав поверхностного слоя. Для нанотехнологии особенно актуально выявление условий, в которых монодисперсные частицы проявляют способность к самосборке, поскольку этот процесс перспективен для создания метаматериалов с внутренней иерархической структурой, которые могут стать новой элементной базой оптоэлектроники и телекоммуникационной индустрии. Исследование влияния природы полимера, дисперсности и поверхностной структуры частиц на качество образуемых ими решеток, а также поиск новых синтетических подходов для введения в них люминофоров и хромофорных группировок, испускающих или поглощающих свет в области фотонной запрещенной зоны трехмерно упорядоченных полимерных матриц, актуально для разработки методов управления их фотонно-кристаллическими свойствами.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИВ С РАН, а также по ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (Индустрия наносистем и материалов - шифр «2007-3-1.3-07-03-082») и Научным программам Президиума РАН («Наноструктуры в полимерных системах, перспективных для оптоэлектроники», «Органические и гибридные наноструктурированные материалы для фотоники»), Отделения химии и наук о материалах РАН «Создание и изучение макромолекул и макромолекулярных структур новых поколений» (2003-2005 гг.) и СПбНЦ РАН (2000, 2002, 2005, 2006 гг.), при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 01-0332414 «Направленное регулирование поверхностных свойств полимерных наночастиц в процессе синтеза» и 04-03-33080 «Исследование реакционной способности функциональных групп и биолигандов на поверхности полимерных частиц»).

Цель работы состояла в разработке методологических подходов к формированию монодисперсных полимерных частиц требуемого размера, поверхностной структуры и функциональности для применения в био- и нанотехнологии.

В ходе исследования решались задачи:

• выявления факторов, позволяющих управлять размером, дисперсностью, поверхностной структурой и функциональностью частиц в процессе эмульсионной и дисперсионной (со)полимеризации ряда виниловых мономеров и пиррола;

• исследования влияния степени гидрофобности поверхностного слоя, распределения и реакционной способности функциональных групп частиц на связывание и эффективность экспонирования БАВ для участия в биоспецифических реакциях;

• разработка методов модификации монодисперсных полимерных частиц наночастицами магнетита, благородных металлов, хромофорными группировками;

• выявление влияния дисперсности и поверхностных характеристик субмикронных частиц на их способность к самосборке в трехмерно упорядоченные периодические структуры, проявляющие фотонно-кристалличсские свойства.

Научная новизна. Впервые разработана методология управления дисперсными характеристиками и поверхностными свойствами частиц, формируемых в процессе гетерофазной (со)полимеризации, и выявлено определяющее влияние этих свойств на способность частиц к связыванию биолигандов и их эффективному экспонированию для участия в биоспецифических реакциях. Установлено, что формирование монодисперсных полимерных частиц требуемого размера и функциональности (карбоксильные, альдегидные и аминогруппы) с оптимальной степенью гидрофобности и стабильности поверхностной структуры достигается путем целенаправленного варьирования природы и концентрации основных и функциональных сомономеров, инициатора, регуляторов роста цепи, гидрофильных полимеров-стабилизаторов, поверхностно-активных веществ, а также рН, ионной силы и полярности реакционной среды. Разработаны оригинальные методы формирования карбоксилированных магнетитсодержащих нано- и субмикронных частиц, в которых магнетит экранирован полимером от взаимодействия с дисперсионной средой; а также полимерных микросфер, покрытых наночастицами благородных металлов. Найдены новые синтетические подходы (контроль реакции обрыва цепи и степени ионизации реагентов) к получению субмикронных частиц сополимеров стирола с функциональными сомономерами со среднеквадратичной дисперсией размера менее 2%, которые способны к самосборке в трехмерные решетки фотонных кристаллов высокой степени совершенства.

Практическая значимость. Разработаны методы получения широкого круга монодисперсных полимерных частиц диаметром от 30 нм до 5.3 мкм с поверхностной концентрацией карбоксильных, альдегидных, аминогрупп в диапазоне 0.28-4.5 мкг-экв/м2, в том числе, магнетитсодержащих частиц. Полученные частицы перспективны для использования в различных областях био- и наноч ехнологии. Оптимизированы условия связывания этими частицами ряда антител и антигенов белковой природы, что позволило обеспечить их экспонирование на границе раздела фаз и сохранение биоспецифической активности. Монодисперсные частицы сополимеров стирола с функциональными сомономерами успешно применены в качество структурных элементов фотонных кристаллов высокой степени совершенства.

Положения, выносимые на защиту:

• Направленное регулирование в процессе гетерофазной (со)полимеризации ряда виниловых мономеров и пиррола размера, дисперсности, функциональности и структуры поверхностного слоя формируемых частиц может быть осуществлено путем варьирования природы и концентрации основного мономера, инициаторов с функциональными группами, функциональных сомономеров, сшивающих агентов, регуляторов роста цепи, анионных ПАВ, гидрофильных полимеров, буферной соли, а также рН, полярности реакционной среды и температурного режима процесса.

• Целенаправленное распределение биолигандов на поверхности носителя для эффективного участия в биоспецифическкх реакциях. Этому способствует рациональный выбор типа полимерных частиц и оптимальные условия их поверхностной модификации путем адсорбции или ковалентного связывания. При этом учитывается реакционная способность функциональных групп, степень гидрофильности и стабильности структуры поверхностного слоя, величина и распределение в нем поверхностного заряда.

• Использование двухстадийной гетерофазной сополимеризации с введением функциональных сомономеров на второй стадии процесса и фиксацией их звеньев с помощью сшивающих агентов в поверхностном слое образующихся монодисперсных частиц. Такой подход является эффективным методом введения люминофоров, а также функциональных групп для ковалентного связывания хромофорных группировок или фотовосстановления благородных металлов на полимерной поверхности.

• Формирование монодисперсных магнетитсодержащих наночастиц и микросфер, в которых магнетит экранирован полимером от дисперсионной среды, может быть осуществлено методами одно- и двухстадийной эмульсионной полимеризации в присутствии магнитных жидкостей в условиях, когда частицы магнетита и полимерной матрицы имеют разноименные заряды.

• Возможность реализации процесса самосборки монодисперсных полимерных частиц в трехмерно упорядоченные периодические структуры, проявляющие фотонно-кристаллические свойства, определяется природой полимерной основы частиц, их дисперсностью и специфическими свойствами поверхностных слоев.

Апробация работы проведена при защите трех кандидатских диссертаций, выполненных под руководством автора. Результаты исследований доложены на международных симпозиумах II-V «Molecular Mobility and Order in Polymer Systems» (С.-Петербург, 1996, 1999, 2002, 2005), международных конференциях XI и XII «Surface Forces» (Москва, 1996; Звенигород, 2002), «Polymer Colloids» (Irsee, Германия, 2002), XVI и XVII European Chemistry at Interface (Владимир, 2003; Loughborough, UK, 2005), «Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии» (С.-Петербург, 2001, 2004), «Spectroscopy of Partially Ordered Macromolecular Systems» (Прага, Чехия, 2003), «Current and Future trends in polymeric materials» (Прага, Чехия, 2005), «Polymers in Dispersed Media» (Лион, Франция, 2004), «Modern Problems of Condensed Matter Optics» (Киев, Украина, 2006), IV «Фундаментальные проблемы оптики» (С.-Петербург, 2006), 1-st European Chemistry Congress (Будапешт, Венгрия, 2006), на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003), VIII—XIII Всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2001—2006), III Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология» (Хилово, 2006) и Н-1У Всероссийских Каргинских конференциях (Москва, 2000, 2005, 2007).

Полимерные частицы-носители и методики их модификации биолигандами переданы в организации биомедицинского профиля, где показана эффективность их применения в основанных на реакции агглютинации латекса тест-системах для определения дифтерийного токсина, антител к возбудителям менингита, легионеллеза, рецепторам мозговой ткани, а также к вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ). Модифицированные карбоксиметилдекстраном частицы полиметилметакрилата (ПММА) успешно применены в ГНЦ прикладной микробиологии как адъювантные носители, усиливающие иммунный ответ организма на связанный с ними антиген. Моиодисперсные частицы полистирола и (со)полимеров на основе дивинилбензола или диметакрилата этиленгликоля испытаны с положительным результатом в Российском государственном педагогическом университете им. Л.И. Герцена в качестве формообразующих нанореакторов для фотовосстановления благородных металлов в их поверхностном слое. Фотонные кристаллы высокой степени совершенства, полученные путем самосборки монодисперсных полимерных частиц, иснользованы в Физико-техническом институте РАН как модельные объекты для изучения тонких фотонно-кристаллических эффектов и экспериментальной апробации теоретических разработок.

выводы

1. Впервые установлены особенности радикальной гетерофазной (со)полимеризации стирола и метилметакрилата, позволяющие направленно регулировать дисперсность формируемых полимерных частиц, морфологию их поверхностного слоя, локализацию в нем функциональных групп, варьируя природу и концентрацию инициаторов, функциональных сомономеров, сшивающих агентов, регуляторов роста цепи, буферных солей, анионных ПАВ, стерических стабилизаторов, полярность и рН реакционной среды.

2. На основе выявленных закономерностей разработаны методы получения дисперсий полимерных частиц диаметром от 30 нм до 5.3 мкм с узким распределением по размерам, поверхностной концентрацией карбоксильных, альдегидных, аминогрупп в диапазоне 0.28-4.5 мкг-экв/м и с гладкой, сшитой или модифицированной гидрофильными полимерами поверхностью.

3. Исследование реакционной способности поверхностных функциональных групп и электроповерхностных свойств частиц выявили способность полимерных цепей их поверхностного слоя к конформационным перестройкам при изменении состава дисперсионной среды и связывании биолигандов. Гидрофилизация частиц за счет звеньев полярных и функциональных сомономеров или гидрофильных полимеров повышает подвижность цепей поверхностного слоя, но позволяет сохранить его стабильную структуру в случае сшитых частиц сополимеров акролеина или микросфер полистирола, содержащих в поверхностном слое привитые сополимеры полистирол/поливинилпирролидон с длинными боковыми цепями.

4. На основе оптимального выбора частиц-носителей, а также условий адсорбции или хемосорбции белков и пептидов различной структуры обеспечено их эффективное экспонирование для участия в биоспецифических реакциях. Создан ряд диагностических и модельных латексных тест-систем; биосовместимые частицы полиметилметакрилата с карбоксиметилдекстраном в поверхностном слое успешно испытаны в качестве адъювантных носителей в процессе иммунизации.

5. С целью получения магнитоуправляемых композитных наночастиц и микросфер, в которых магнетит экранирован полимером от взаимодействия с дисперсионной средой, разработаны методы одно- и двухстадийной эмульсионной полимеризации в присутствии магнитных жидкостей. Для формирования монодисперсных наночастиц электропроводящего полимера — полипиррола оптимизированы условия окислительно-восстановительной полимеризации пиррола в водных растворах поливинилового спирта.

6. Монодисперсные частицы полистирола, а также сшитые микросферы на основе (со)полимеров дивинилбензола или диметакрилата этиленгликоля успешно применены в качестве формообразующих реакционных темплатов для фотовосстановления благородных металлов в их поверхностном слое.

7. Установлено влияние состава дисперсионной среды, природы полимера и структуры поверхностного слоя частиц на их способность к самосборке в совершенные полимерные фотонные кристаллы. Разработаны методы введения в полимерные фотонные кристаллы хромофоров, в том числе, способных испускать свет в области фотонной запрещенной зоны. Получены периодические полимерные матрицы, сохраняющие свою структуру при инфильтрации в межчастичное пространство этилового спирта, что позволило впервые наблюдать в трехмерном фотонном кристалле аналог эффекта Брюстера.

1. Kawaguchi Н. Functional polymer microspheres // Progress Polym. Sci. 2000. V. 25. P. 1171-1210.

2. Bangs L.B., Meza M.B. Microspheres, part 2: ligand attachment and test formulation // IVD Technology. 1995. V. 1. N 4. P. 20-26.

3. Hidalgo-Alvarez R., Martin-Rodriguez A., Fernandez A., Bastos D., Martinez F., de las Nievcs F.J. Electrokinetic properties, colloidal stability and agregation kinetics of polymer colloids // Adv. Colloid Interface Sci. 1996. V. 67. P. 1-118.

4. Прокопов Н.И., Грицкова И.А., Черкасов B.P., Чалых А.Е. Синтез монодисперсных функциональных полимерных микросфер для иммунодиагно-стических исследований // Успехи химии. 1996. Т. 65. № 2. С. 178-192.

5. Зубов В.П., Иванова А.Е., Жигис J1.C., Рапопорт Е.М., Марквичева Е.А., Лукин Ю.В., Зайцев С.Ю. Молекулярное конструирование полимерных материалов для биотехнологии и медицины // Биоорг. химия. 1999'. Т. 25. № 11. С. 868-880.

6. Colloidal biomolecules, biomaterials, and biomedical applications / Ed. A.M. Elaissari. New York: Dekker, 2004. 488 p.

7. Colloids and Colloid Assemblies / Caruso F., Ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004. 621 P

8. Arshady R. Suspension, emulsion, and dispersion polymerization: A methodological survey // Colloid Polym. Sci. 1992. V. 270. N 8. P. 717-732.

9. Goodwin J.W., Hearn J., Но C.C., Ottewill R.H. The preparation and characterization of polymer latices formed in the absence of active agents // Brit. Polym. J. 1973. V. 5. N 5. P. 347-362.

10. Елисеева В.И. Полимерные дисперсии. М.: Химия, 1980. 296 с.

11. Оудиан Дж. Основы химии полимеров. М.: Мир, 1974. 616 с.

12. Smith W., Ewart R. Kinetics of emulsion polymerization // J. Chem. Phys. 1948. V. 1С. N6. P. 592-601.

13. Friis N., Hamielec A.E. Kinetics of styrene emulsion polymerization // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1973. V. 11. N 12. P. 3321-3325.

14. Радикальная полимеризация. / Под. ред. С.С. Иванчева. М.: Химия, 1985. 280 с.

15. Ivancev S.S., Pavljucenko V.N. Emulsions Polymerisation von Styren bei Lokalisierung der Radikaibildung im Bereich der adsorptionsschichten des Emulgators // Acta Polymerica. 1981. V. 32. N 7. P. 407-412.

16. Павлюченко B.H., Иванчев C.C. Эмульсионная полимеризация неполярных мономеров (развитие представлений о кинетике и топохимии) // Успехи химии. 1981. Т. 50. №4. С. 715-745.

17. Павлюченко В.Н., Иванчев С.С., Бырдина Н.А., Алексеева З.М., Лесникова Н.Н. Особенности эмульсионной полимеризации стирола при локализации актов радикалообразования в адсорбционных слоях эмульгатора // ДАН СССР. 1981. Т. 259. № 3. С. 641-645.

18. Реакции в полимерных системах. / Под. ред. С.С. Иванчева. Л.: Химия, 1987. 304 с.

19. Иванчев С.С. Полифункциональные компоненты при радикальной полимеризации и получении полимерных композиций // Успехи химии. 1991. V. 60. N 7. Р. 1368-1390.

20. Елисеева В.И., Асламазова Т.Р. Эмульсионная полимеризация в отсутствие эмульгатора и латексы на ее основе // Успехи химии. 1991. Т. 60. № 2. С. 398-429.

21. Fitch R.M. The homogeneous nucleation of polymer colloids // Brit. Polym. J. 1973. V. 5. N 6. P. 467-483.

22. Aiai M., Arai K., Sailo S. Polymer particle formation in soapless emulsion polymerization // J. Polym. Sci. Polym. Chem. . 1976. V. 17. N 11. P. 3655-3665.

23. Нейман Р.Э. Очерки коллоидной химии синтетических латексов. Изд-во Воронежского ун-та, 1980. 335 с.

24. Практикум по коллоидной химии. Коллоидная химия латексов и поверхностно-активных веществ. / Под. ред. Р.Э. Неймана. М.: Высшая школа, 1972. 175 с.

25. Goodwin J.W., Ottewill R.H., Pelton R., Vuanello G., Yates D.E. Control of particle size in the formation of polymer latices // Brit. Polym. J. 1978. V. 10. N 9. P. 173-180.

26. Елисеева В.И., Иванчев C.C., Кучанов С.И., Лебедев А.В. Эмульсионная полимеризация и ее применение в промышленности. М.: Химия, 1976. 240 с.

27. Богданова С.В., Соловьев Ю.В., Елисеева В.И., Зуйков А.В. К механизму образования частиц при безэмульгаторной полимеризации // Коллоидн. журн. 1985. V. 47. N 4. Р. 781 -782.

28. Annable Т., Gray I., Lovell P.A., Richards S.N., Satgurnathan G. Degradation and grafting of hydroxyethylcellulose during emulsion polymerization // Progress Colloid Polym. Sci. 2004. V. 124. P. 159-163.

29. Иманиси Ю. Биополимеры. M.: Мир, 1988. 544 с.

30. Наппер Д. Стабилизация коллоидных дисперсий полимерами. М.: Мир, 1986. 448 с.

31. Бакеева И.В., Бородина И.А., Грицкова И.А. Синтез полимерных суспензий в присутствии декстранов разной молекулярной массы // Высокомолек. соед. Б. 1997. Т. 39. № 5. С. 868-871.

32. Chern C.S., Lee С.К., Tsai Y.J. Dextran stabilized poly(methyl methacrylate) latex particles and their potential application for affinity purification of lectins // Colloid Polym. Sci. 1997. V. 275. N 9. P. 841-849.

33. Delgado A.D., Leonard M., Dellacherie E. Surface properties of polystyrene nanoparticles coated with dextrans and dextran-PEO copolymers. Effect of polymer archutecture on protein adsorption // Langmuir. 2001. V. 17. N 14. P. 4386-4391.

34. Douglas S.J., Ilium L., Davis S.S. Particle size and size distribution of poly(butyl 2-cyanacrylate) nanoparticles // J. Colloid Interface Sci. 1985. V. 103. N 1. P. 154-163.

35. De Witt J.A., Van De Ven N.G.M. The effect of neutral polymers and electrolyte on the stability of aqueous polystyrene latex // Adv. Colloid Interface Sci. 1992. V. 42. N 1. P. 41-64.

36. Chern C.S., Liou Y.C., Tsai Y.J. Emulsion polymerization of acrylic monomers stabilized by poly(ethylene oxide) // J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. 1996. V. A 33. N 8. P. 1063-1075.

37. Rembaum A., Yen S.P.S., Molday R.W. Synthesis and reactions of hydrophilic functional microspheres for immunological studies // J. Macromol. Sci. Chem. A. 1979. V. 13. N 5. P. 603-632.

38. Microspheres: Medical and Biological Application / Eds. A. Rembaum, Z.A. Tokes, Boca Raton, FL: CRC, 1988. 234 p.

39. Грицкова И.А., Крашенинникова И.Г., Аль-Хаварин Д.И., Нусс П.В., Дорохова Е.А., Гжива-Никсиньска И. Устойчивые полистиролметакриловые суспензии с узким распределением частиц по размерам // Коллоидн. журн. 1995. Т. 57. № 2. С. 182-185.

40. Латиф А.Д., Малюкова Е.Б., Грицкова И.А. Синтез полимерных дисперсий с узким распределением частиц по размерам // Высокомолек. соед. Б. 1988. Т. 30. № 10. С. 742-744.

41. Wang Р.Н., Pan C.-Y. Preparation of styrene/acrylic acid copolymer microspheres: polymerization mechanism and carboxyl group distribution // Colloid Polym. Sci. 2002. V. 280. № l.P. 152-159.

42. Reese C.E., Guerrero C.D., Weissman J.M., Lee K., Asher S.A. Synthesis of highly charged, monodisperse polystyrene colloidal particles for the fabrication of photonic crystals // J. Colloid Interface Sci. 2000. V. 232. N 1. P. 76-80.

43. Martin-Rodrigues A., Cabrerizo-Vilchez M.A., Hidalgo-Alvarez R. Surface characterization of latexes with different interfacial properties // Colloids & Surfaces. A. 1996. V. 108. N 2-3. P. 263-271.

44. Zhang M.-G., Weng Z.-X. Effects of monomer polarity on MMA/BA/NaMA emulsifier free emulsion copolymerization // Elsevier Science. 1998. V. 34. P. 12431247.

45. Ou J.L., Yang J.K., Chen H. Styrene/potassium persulfate/water systems: effects of hydrophilic comonomers and solvent additives on the nucleation mechanism and the particle size // European Polym. J. 2001. V. 37. N 4. P. 789-799.

46. Chen X., Cui Z.C., Chen Z.M., Zhang K., Lu G., Zhang G., Yang В. The synthesis and characterizations of monodisperse cross- linked polymer microspheres with carboxyl on the surface // Polymer. 2002. V. 43. N 15. P. 4147-4152.

47. Kondo A., Kawano T., Itoh F., Higashtani K. Immunological agglutination kinetics of latex particles with physically adsorbed antigen // J. Immunol. Methods. 1990. V. 135. N 1-2. P. 111-119.

48. Margel S., Wiesel Е. Acrolein polymerization: monodisperse, mono, and hybrido microspheres, synthesis, mechanism, and reactions // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1984. V. 22. N 1. P. 145-156.

49. Rembaum A., Chang M., Richrads M. Structure and immunological properties of polyacrolein formed by means of ionizing radiation and base catalysis // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1984. V. 22. N 3. P. 609-621.

50. Жоров O.B., Прейгерзон B.A., Лукин Ю.В. Латексы полиакролеина как твердофазные носители для радиоиммуноанализа!, // Биоорг. химия. 1995. Т. 21. № 4. С. 261-263.

51. Margel S. Polyaldehyde microspheres as probes for cell membranes // J. Eng. Chem. Prod. Res. 1982. V. 21. N 3. P. 343-348.

52. Schlund В., Pith T., Lambla M. Syntheses et caractéristiques structurelles de latex reactifs // Macromol. Chem. Suppl. 1985. N 10-11. P. 419-433.

53. Лукин Ю.В., Трифонов В.Д., Туркин С.И., Зубов В.П. Полиакролеиновые латексы в качестве иммунореагентов // Труды МХТИ. 1985. Т. 135. № 1. С. 137-141.

54. Лукин Ю.В., Бахарев В.И., Заиченко А.С., Воронов С.А., Зубов В.П., Грицкова И.А., Праведников А.Н. Полиакролеиновые латексы: синтез, введениенаполнителей и механизм формирования // ДАН СССР. 1985. Т. 285. № 1. С. 159161.

55. LeDissez С., Wong Р.С., Mitchell A.R., Brooks D.E. Analysis of surface aldehyde functions on surfactant-free polystyrene/polyacrolein latex // Macromolecules. 1996. V. 29. N 3. P. 953-959.

56. Yan C., Zanhg X., Sun Z. Poly(styrene-co-acrolein) latex particles: copolymerization and characteristics // J. Appl. Polym. Sci. 1990. V. 40. N 1-2. P. 89-98.

57. Kowalczyk D., Marsault J.P., Slomkowski S. Atomic force microscopy of human serum albumin (HSA) on poly(styrene/acrolein) microspheres // Colloid Polym. Sci. 1996. V. 274. N 6. P. 513-519.

58. Okubo M., Katsuta Y., Matsumoto T. Rupture of anomalous composite particles prepared by seeded emulsion polymerisation in aging period. // J. Polym. Sci. Polym. Lett. 1980. V. 18. N 7. P. 481-486.

59. Елисеева В.И. Роль полярности и физического состояния композиционного полимера при эмульсионной полимеризации // ДАН СССР. 1983. Т. 270. № 3. С. 625-628.

60. Chainay М., Hearn J., Wilkinson М.С. Preparation of overcoated polymer latexes by "shot growth" technique // Brit. Polym. J. 1981. V. 13. N 9. P. 132-136.

61. Coen E.M., Lyons R.A., Gilbert R.G. Effects of poly(acrylic acid) electrosteric stabilizer on entry and exit in emulsion polymerization // Macromolecules. 1996. V. 29. N15. P. 5128-5135.

62. Ugelstad J., Mork P.C., Kaggerud K.H., Ellingsen Т., Berge A. Swelling of oligomer-polymer particles. New methods of preparation of emulsions and polymer dispersions // Adv. Colloid Interface Sci. 1980. V. 13. N 1-2. P. 101-140.

63. Shen S., Sudol E.D., El-Aasser M.S. Dispersion polymerization of methyl methacrylate mechanism of particle formation // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1994. V. 32. N 6. P. 1087-1100.

64. Paine A.J. Dispersion polymerization of styrene in polar solvents. 7. A simple mechanistic model to predict particle size // Macromolecules. 1990. V. 23. N 12. P. 31093117.

65. Kawaguchi S., Winnik M.A., Ito K. Dispersion Copolymerization of N-Butyl Methacrylate with Poly(Ethylene Oxide) Macromonomers in Methanol-Water -Comparison of Experiment with Theory // Macromolecules. 1995. V. 28. N 4. P. 11591166.

66. Deslandes Y., Mitchell D.F., Paine A.J. X-ray photoelectron-spectroscopy and static time-of-flight secondary-ion mass-spectrometry study of dispersion polymerized polystyrene latexes // Langmuir. 1993. V. 9. N 6. P. 1468-1472.

67. Lacroix-Desmazes P., Guillot J. Dispersion polymerization of styrene in ethanol-water media: monomer partitioning behavior and locus of polymerization // J. Polym. Sci. Polym. Phys. 1998. V. 36. N 2. P. 325-335.

68. Lu Y.Y., El Aasser M.S., Vanderhoff J.W. Dispersion polymerization of styrene in ethanol: monomer partitioning behavior and locus of polymerization // J. Polym. Sci. Polym. Phys. 1988. V. 26. N 6. P. 1187-1203.

69. Liu J., Chew C.H., Wang S.Y. Dispersion polymerization of styrene in aqueous ethanol media using poly(ethylene oxide) macromonomer as a polymerizable stabilizer // Polymer. 1998. V. 39. N 2. P. 283-289.

70. Saenz J.M., Asua J.M. Dispersion polymerization in polar solvents // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1995. V. 33. N 9. P. 1511-1521.

71. Tseng C.M., Lu Y.Y., El Aasser M.S., Vanderhoff J.W. Uniform polymer particles by dispersion polymerization in alcohol // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1986. V. 24. N 11. P. 2995-3007.

72. Tuncel A., Kahraman R., Piskin E. Monosize polystyrene latices carrying functional groups on their surfaces // J. Appl. Polym. Sci. 1994. V. 51. N 8. P. 1485-1498.

73. Kobayashi S., Uyama H., Lee S.W., Matsumoto Y. Preparation of micron-size monodisperse polymer particles by dispersion copolymerization of styrene with poly(2-oxazoline) macromonomer // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1993. V. 31. N 12. P. 31333139.

74. Ober C.K., Lok K.P. Formation of large monodisperse copolymer particles by dispersion polymerization // Macromolecules. 1987. V. 20. N 2. P. 268-273.

75. Lok K.P., Ober C.K. Particle size control in dispersion polymerisation of polystyrene // Can. J. Chem. 1985. V. 63. N 1. P. 209-216.

76. Chen Y., Yang H.W. Hydroxypropyl cellulose (HPC)-stabilized dispersion polymerization of styrene in polar solvents: effect of reaction parameters // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1992. V. 30. N 13. P. 2765-2772.

77. Okubo M., Ikegami K., Yamamoto Y. Preparation of micron-size monodisperse polymer microspheres having chloromethyl group // J. Colloid Polym. Sci. 1989. V. 267. N 3. P. 193.

78. Baines F.L., Dionisio S., Billingam N.C., Armes S.P. Use of block copolymer stabilizers for the dispersion polymerization of styrene in alcoholic media // Macromolecules. 1996. V. 29. N 9. P. 3096-3102.

79. Lacroix-Desmazes P., Guyot A. Reactive surfactants in heterophase polymerization. Part XXI kinetics of styrene dispersion polymerization stabilized with poly(ethylene oxide) macromonomers // Polym. Adv. Technol. 1997. V. 8. N 10. P. 601-607.

80. Bourgeat-Lami E., Guyot A. Thiol-ended polyethylene oxide as reactive stabilizer for dispersion polymerization of styrene // Colloid Polym. Sci. 1997. V. 275. N 8. P. 716729.

81. Laus M., Dinnella L., Lanzarini G. Core-shell functional microspheres by dispersion polymerization: 2. Synthesis and characterization // Polymer. 1996. V. 37. N 2. P. 343347.

82. Takattashi K., Miyamori S., Uyama H., Kobayashi S. Preparation of micron-size monodisperse poly(2-hydroxyethyl methacrylate) particles by dispersion polymerization // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1996. V. 34. N 2. P. 175-182.

83. Dispersion polymerization in organic media / Ed. K.E.J. Barrett. London, New York: Wiley, 1974. 322 p.

84. Shen S., Sudol E.D., Elaasser M.S. Control of particle size in dispersion polymerization of methyl methacrylate // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1993. V. 31. N 6. P. 1393-1402.

85. Saenz J., Asua J.M. Kinetics of the dispersion copolymerization of styrene and butyl acrylate // Macromolecules. 1998. V. 31. N 16. P. 5215-5222.

86. Paine A.J. Dispersion polymerization of styrene in polar solvents. I. Grafting mechanism of stabilization by hydroxypropyl cellulose // J. Colloid Interface Sci. 1990. V. 138. N 1. P. 157-169.

87. Saenz J., Asua J.M. Dispersion copolymerization of styrene and butyl acrylate in polar solvents // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1996. V. 34. N 10. P. 1977-1992.

88. Balmus V., Tuncel A., Piskin E. Production of polymethylmethacrylate particles by dispersion polymerization in aqueous media with eerie ammonium nitrate // J. Appl. Polym. Sci. 1996. V. 60. N 5. P. 697-704.

89. Ober C.K., Hair M.L. The effect of temperature and initiator levels on the dispersion polymerization of polystyrene // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1987. V. 25. N 5. P. 13951407.

90. Tuncel A., Kahraman R., Piskin E. Monosize polystyrene microbeads by dispersion polymerization // J. Appl. Polym. Sci. 1993. V. 50. N 2. P. 303-319.

91. Thomson В., Rudin A., Lajoie G. Dispersion copolymerization of styrene and divinylbenzene synthesis of monodisperse, uniformly cross-linked particles // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1995. V. 33. N 3. P. 345-357.

92. Dawkins J.V., Neep D.J., Shaw P.L. Non-aqueous polystyrene dispersions: steric stabilization by partially hydrolysed poly(vinyl alcohol) in methanolic media // Polymer. 1994. V. 35. N 24. P. 5366-5368.

93. Paine A.J., Shivers R.R. Non-equilibrium particle morphology in dispersion-polymerized polystyrene particles // Can. J. Chem. 1995. V. 73. N 11. P. 1747-1756.

94. Winnik F.M., Paine A.J. Dispersion polymerization of styrene in polar solvents. Characterization of stabilizer in ordinary and precipitated particles by fluorescence quenching // Langmuir. 1989. V. 5. N 4. P. 903-910.

95. Kawaguchi S., Ito K., Winnik M.A., Ito K.H. NMR Study of dispersion copolymerization of n-butyl methacrylate with poly(ethylene oxide) macromonomer in deuterated methanol-water // Macromolecules. 1996. V. 29. N 13. P. 4465-4472.

96. Hunter R.J. Zeta potential in colloid science. London: Acad. Press, 1981. 386 p.

97. Ohshima H. Interfacial electrokinetic phenomena. // In Book: Electrical phenomena at interfaces: fundamentals, measurements, and applications, 2nd ed./ Eds. H. Ohshima, K. Furusawa. New York: Dekker, 1998. P. 19-55.

98. Духин С.С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем. Киев: Наукова думка, 1975. 246 с.

99. Wagner K.W. Die Isolierstoffe der Electrotechnik / H. Schering ed. Berlin: Springer, 1924. 24 p.

100. Bastos D., de las Nieves F.J. Effect of electrolyte type on the electrokinetic behavior of sulfonated polysterene model colloids // Colloid Polym. Sci. 1993. V. 271. N 9. P. 860-867.

101. Gallardo V., Salecedo J., Vera P., Delgado A.V. Electric and adsorption properties of pharmaceutical polymers. Part I: Electrokinetics of aquacoat // Colloid Polym. Sci. 1993. V. 271. N 10. P. 967-973.

102. Dittgen M., Zozel B. Influence of valence and concentration of electrolytes on the dzeta potential of polyacrylic lattices // Colloid Polym. Sci. 1991. V. 269. N 4. P. 259263.

103. Peula-Garcia J.M., Hidalgo-Alvarez R., De las Nieves F.J. Colloid stability and electrokinetic characterization of polymer colloids prepared by different methods // Colloids Surfaces. A. 1997. V. 127. N 1-3. P. 19-24.

104. Husband J.S., Adams J.M. Shear-induced aggregation of carboxylated polymer latices // Colloid Polym. Sci. 1992. V. 270. N 3. P. 1194-1200.

105. Galisteo-Gonzalez F., Martin-Rodriguez A., Hidalgo-Alvarez R. Adsorption of monoclonal IgG on polystyrene microspheres // Colloid Polym. Sci. 1994. V. 272. N 3. P. 352-358.

106. Prescott J.H., Shiau S., Rowell R.L. Characterization of polystyrene latexes by hydrodynamic and electrophoretic fingerprinting // Langmuir. 1993. V. 9. N 8. P. 20712076.

107. Marra A., Peuvrel-Disdier E., Wittemann A., Guo X., Ballauff M. Reology of dilute and semidilute suspensions of spherical polyelectrolyte brushes // Colloid Polym. Sci. 2003. V. 281. N 6. P. 491-496.

108. Basinska T., Slomkowski S., Dworak A., Panchev I., Chehimi M.M. Synthesis and characterization of poly(styrene/alpha-t-butoxy-omega-vinylbenzyl-polyglycidol) microspheres // Colloid Polym. Sci. 2001. V. 279. N 9. P. 916-924.

109. Ortega-Vinuesa J.L., Galvez Ruiz M.J., Hidalgo-Alvarez R. F(ab')2-coated polymer carriers: electrokinetic behavior and colloidal stability // Langmuir. 1996. V. 12. N 13. P. 3211-3220.

110. Elgersma A.V., Zsom R.L.J., Lyklema J., Norde W. Adsorption competition between albumin and monoclonal immunogammaglobulins on polystyrene latices // J. Colloid Interface Sci. 1992. V. 152. N 2. P. 410-428.

111. Norde W. Driving forces for protein adsorption at solid surfaces // Macromol. Symp. 1996. V. 103. P. 5-18.

112. Arai Т., Norde W. The behavior of some model proteins at solid-liquid interfaces // Colloids & Surfaces. 1990. V. 51. N 1. P. 1-15.

113. Galisteo-Gonzalez F., Puig J., Martin-Rodriguez A., Serra-Domenech J., Hidalgo-Alvarez R. Influence of electrostatic forces on IgG adsorption onto polystyrene beads // Colloids & Surfaces. B. 1994. V. 2. N 4. P. 435-441.

114. Peula-Garcia J.M., Hidalgo-Alvarez R., de las Nieves F.J. Protein co-adsorption on different polysteren latexes: electrokinetic characterization of polymer colloid stability // Colloid Polym. Sci. 1997. V. 275. N 2. P. 198-202.

115. Polymer latexes. Preparation, characterization, and applications / Eds. E.S. Daniels, E.D. Sudol, M.S. El-Aasser. Washington, DC.: ACS Symposium series, 1992. V. 492. 462 p.

116. Suzawa Т., Shirahama H. Adsorption of plasma proteins onto polymer latices // Adv. Colloid Interface Sci. 1991. V. 35. N 1. P. 139-172.

117. Shirahama H., Suzawa T. Adsorption of bovine serum albumin onto styrene/2-hydroxyethyl methacrylate copolymer latex // J. Colloid Interface Sci. 1985. V. 104. N 2. P. 416-421.

118. Walker H.W., Grant S.B. The coagulation and stabilization of colloidal particles by adsorbed DNA block copolymers: the role of polymer conformation // Langmuir. 1996. V. 12. N 13. P. 3151-3156.

119. Carter D.C., He X.M., Munson S.H., Twigg P.D., Gernert K.M., Broom M.B., Miller T.Y. Three-Dimensional Structure of Human Serum Albumin. // Science. 1989. V. 244. N4909. P. 1195-1198.

120. Carter D.C., He X.M. Structure of human serum albumin. // Science. 1990. V. 249. N 4966. P. 302-303.

121. Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. / Под. ред. Грызунова, Ю. А., Добрецова, Г. Е. М.: ГЭОТАР, 1994. 440 с.

122. Buijs J., Lichtenbelt J.W.T., Norde W., Lyklema J. Adsorption of monoclonal IgGs and their F(Ab')(2) fragments onto polymeric surfaces // Colloids Surfaces. B. 1995. V. 5. N1-2. P. 11-23.

123. Elgcrsma A.V., Zsom R.L.J., Norde W., Lyklema J. The adsorption of different types of monoclonal immunoglobulin on positively and negatively charged polystyrene latices // Colloids Surfaces. 1991. V. 54. N 1-2. P. 89-101.

124. Bangs L.B. Diagnostic applications of latex technology theory and practice. // In Book: The Latex Course / Ed. L.B. Bangs. Carmel, IN, USA: Bangs Laboratories Inc., 1996. V. 4. P. 1-15.

125. Staros J. V., Wright R.W., Swingle D.M. Enhancement by N-hydroxysulfosuccinimide of water-soluble carbodiimide-mediated coupling reactions // Anal. Biochem. 1986. V. 156. N 1. P. 220-222.

126. Овчинников 10.А. Биоорганическая химия. M.: Просвещение, 1987. 450 с.

127. Basinska Т. Poly(styrene/acrolein) and poly(styrene/a-tetr-butoxy-w-vinilbenzyl-polyglycidol. Similarities and differences // E-Polymers. 2002. N 011. P. 1-13.

128. Horak D., Straka J., Schneider В., Lednicky F. Poly(ethylene dimethacrylate) particles with poly(glycidyl methacrylate) functionalities // Polymer. 1994. V. 35. N 6. P. 1195-1202.

129. Nustad K., Johansen L., Schmid R., Ugelstad J., Ellingsen Т., Berge A. Covalent coupling of proteins to monodisperse particles. Preparation of solid phase second antibody // Agent and Actions Suppl. 1982. V. 9. P. 207-212.

130. Formoso C., Olsen D.A., Buchanan T.M. Synthetic HIV-like peptides their compositions and uses. Pat. US 5260189,1993.

131. Formoso C., Olsen D.A. Synthetic HIV-like peptides, their compositions and uses. Pat. WO 90/07119,1990.

132. Wang C.Y. Synthetic peptides related to the HIV-GP120-env-protein, and their use. Pat. EP 328403, 1989.

133. Weiner D.B., Ugen K.E. Methods and compositions for diagnosing and treating certain HIV infected patients. Pat. US 5556744, 1996.

134. Alizon M., Montagnier L. Peptides of human immunodeficiency virus type 2 (HIV-2) and in vitro diagnostic methods and kits employing the peptides for the detection of HIV-2. Pat. US 5580739,1996.

135. Molina-Bolivar J.A., Galisteo-Gonzalez F., Quesada-Perez M., Hidalgo-Alvarez R. Agglutination kinetics of F(ab')2 coated polymer colloids // Colloid Polym. Sci. 1998. V. 276. N 12. P. 1117-1124.

136. Kondo A., Furukawa S., Taira M., Higashitani К. Effect of peptide antigenic determinant properties on adsorption equilibrium of anty-peptide antibodies // J. Ferment. Bioeng. 1991. V. 72. N 6. P. 409-412.

137. Stramer S., Allain J.-P. Detection of anti-hiv antibodies. Pat. EP 0445650, 1991.

138. Иммунологическая диагностика вирусных инфекций. / Под. ред. Т.В. Перадзе, П.М. Халонена. М.: Медицина, 1985. 302 с.

139. Новые методы иммуноанализа / Под. ред. У.П. Коллинза. М.: Мир, 1991. 240 с.

140. Чайка Н.А. Реакция агглютинации латекса. // В кн.: Иммунологическая диагностика вирусных инфекций. / Под. ред. Т.В. Перадзе, П.М. Халонена. : Медицина, 1981. С. 121-143.

141. Santos R.M., Forcada J. Acetal-functionalteed polymer particles useful for immunoassays. Ill: Preparation of latex-protein complexes and their applications // J. Mater. Sci. Materials in Medicine. 2001. V. 12. N 2. P. 173-180.

142. Attar Z.J., Chance M.L., EL-Safi S., Carney J., Azazy A., El-Hadi M., Dourado C., Hommel M. Latex agglutination test for the detection of urinary antigens in visceral leishmaniasis // Acta Tropica. 2001. V. 78. N 1. P. 11-16.

143. Sobanski M.A., Tucker C.R., Thomas N.E., Coakley W.T. Sub-micron particle manipulation in an ultrasonic standing wave: Applications in detection of clinically important biomolecules // Bioseparation. 2000. V. 9. N 6. P. 351-357.

144. Kohno H., Akihara S., Nishio O., Ushihima H. Development of a simple and rapid latex test for rotavirus in stool samples // Pediatrics International. 2000. V. 42. N 4. P. 395-400.

145. Kristensen B., Hojbjerg T., Schonheyder H.C. Rapid immunodiagnosis of streptococci and enterococci in blood cultures // Apmis. 2001. V. 109. N 4. P. 284-288.

146. Aizawa H., Kurosawa S., Tanaka M., Yoshimoto M., Miyake J., Tanaka H. Rapid diagnosis of Treponema pallidum in serum using latex piezoelectric immunoassay // Analytica Chimica Acta. 2001. V. 437. N 2. P. 167-169.

147. Chart H., Willshaw G.A., Cheasty T. Evaluation of a reversed passive latex agglutination test for the detection of Verocytotoxin (VT) expressed by strains of VT-producing Escherichia coli // Lett. Appl. Microbiology. 2001. V. 32. N 6. P. 370-374.

148. Brown D.F.J., Walpole E. Evaluation of the Mastalex latex agglutination test for methicillin resistance in Staphylococcus aureus grown on different screening media // J. Antimicrobial Chemotherapy. 2001. V. 47. N 2. P. 187-189.

149. Oksanen A., Sipponen P., Miettinen A., Sarna S., Rautelin H. Evaluation of blood tests to predict normal gastric mucosa // Scandinavian J. Gastroenterology. 2000. V. 35. N 8. P. 791-795.

150. Quinn T., Riggin C., Kline R., Francis H., Mulanga K., Sension M., Fauci A. Rapid latex agglutination assay using recombinant envelope polypeptide for the detection of antibody to the HIV. //JAMA. 1988. V. 260. N 4. P. 510-513.

151. Hadfield S.G., Lane A., Mclllmurray M.B. A novel coloured latex test for the detection and identification of more than one antigen // J. Immunological Methods. 1987. V. 97. N 2. P. 153-158.

152. Kreuter J. Nanoparticles and microparticles for drug and vaccin delivery // J. Anat. 1996. V. 189. N 3. P. 503-505.

153. Мертвецов Н.П., Беклемишев А.Б., Савич И.М. Современные подходы к конструированию молекулярных вакцин. Новосибирск: Наука, 1987. 210 с.

154. Сабецкий В.А. Полимерные микросферы в разработке вакцин нового поколения. // В сб.: СПИД и родственные инфекции. СПб.: Ин-т ОСЧБП, 1998. Т. С. 44-46.

155. Kreuter J. Nanoparticles. // In Book: Colloidal Drug Delivery Systems / Ed. J. Kreuter. New York: Dekker, 1994. P. 219-342.

156. Kreuter J., Speiser P.P. New adjuvants on a polymethylmethacrylate base // Infect. Immun. 1976. V. 13. N 1. P. 204-210.

157. Kreuter J., Liehl E. Protection induced by inactivated influenza virus vaccines with polymethylmethacrylate adjuvants // Med. Microbiol. Immunol. 1978. V. 165. N 2. P. 111-117.

158. Kreuter J., Berg U., Liehl E., Soliva V., Speiser P.P. Imfluence of the particle size on the adjuvant effect of particulate polymeric adjuvants // Vaccine. 1986. V. 4. N 2. P. 125-129.

159. Zhao Z. Controlled delivery of antigens and adjuvants in vaccine development // J. Pharm. Sci. 1996. V. 85. N 12. P. 1261-1270.

160. Visser J. Adhesion of colloidal particles // Surface Colloid Sci. 1976. V. 8. P. 3-84.

161. Avrutsky I., Li В., Zhao Y. Characterization of two-dimensional colloidal polycrystalline materials using optical diffraction // J. Optical Soc. Amer. B. 2000. V. 17. N 6. P. 904-909.

162. Arora A.K., Tata B.V.R. Phase transitions in charge stabilized colloids. New York: Wiley-VCH, 1996. 149 p.

163. Biswas R., Sigalas M.M., Subramania G., Soukoulis C.M., Ho K.M. Photonic band gaps of porous solids // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. N 7. P. 4549-4553.

164. Xia Y., Gates B., Yin Y., Lu Y. Monodispersed colloidal spheres: Old materialswith new applications // Adv. Mater. 2000. V. 12. N 10. P. 562-566.

165. Ise N., Okubo T., Ito K. Visible evidence for interparticle attraction in polymer latex dispersions//Langmuir. 1985. V. 1. N 1. P. 176-177.

166. Okubo T. Extraordinary behaviour in the structural properties of colloidal macroions in deionized suspension and the importance of the Debye screening length // Acc. Chem. Res. 1988 V. 21. N 7. P. 281-286.

167. Cardoso A.H., Leite C.A.P., Zaniquelli M.E.D., Galembeck F. Easy polymer latex self-assembly and colloidal crystal formation: the case of polystyrene-co-(2-hvdroxyethyl methacrylate). // Colloids Surfaces. A. 1998. V. 144. N 1-3. P. 207-217.

168. Yamaki M., Higo J., Nagayama K. Size-dependent separation of colloidal particles in two-dimensional convective self-assembly // Langmuir. 1995. V. 11. N 8. P. 29752978.

169. Kralchevsky P.A., Nagayama K. Capillary forces between colloidal particles // Langmuir. 1994. V. 10. N 1. P. 23-36.

170. Texter J. Polymer colloids in photonic materials // Comptes Rendus Chimie. 2003. V. 6. N 11. P. 1425-1433.

171. Terada Y., Tokuyama M. Novel liquid-and crystal-droplet phases on highly charged colloidal suspensions // Physica A. 2004. V. 334. N 3. P. 327-334.

172. Kriiger C., Barrena E., Jonas U. Selective surface deposition of colloidal particles // Organosilicon Chemistry. 2003. V. 6. N 7. P. 772-784

173. Kruger C., Jonas U. Synthesis and pH-selective adsorption of latex particles onto photolithographically patterned silane layers // J. Colloid Interface Sci. 2002. V. 252. N 2. P. 331-338.

174. Ruhl T., Spahn P., Hellmann G.P. Artificial opals prepared by melt compression // Polymer 2003. V. 44. N 25. P. 7625-7634.

175. Yablonovitch E. Photonic Band-Gap crystals // J. Phys.-Condes. Mater. 1993. V. 5. N16. P. 2443-2460.

176. Krauss T.F., De la Rue R.M. Photonic crystals in the optical regime past, present and future // Progress in Quantum Electronics. 1999. V. 23. N 2. P. 51-96.

177. Yablonovitch E. Photonic crystals // J. Modern Optics. 1994. V. 41. N 2. P. 173-194.

178. Mizeikis V., Juodkazis S., Marcinkevicius A., Matsuo S. Tailoring and characterization of photonic crystals // J. Photochem. & Photobiol. C. 2001. V. 2. N 1. P. 35-69.

179. Yablonovitch E., Gmitter T.J., Leung K.M. Photonic band-structure the face-centered-cubic case employing nonspherical atoms // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. N 17. P. 2295-2298.

180. McComb D.W., Treble B.M., Smith C.J., De La Rue R.M., Johnson N.P. Synthesis and characterisation of photonic crystals // J. Mater. Chem. 2001. V. 11. N 1. P. 142-148.

181. Ye Y.H., Badilescu S., Truong V.V. Large-scale ordered macroporous Si02 thin films by a template- directed method // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81. N 4. P. 616-618.

182. Ye Y.H., Badilescu S., Truong V.V., Rochon P., Natansohn A. Self-assembly of colloidal spheres on patterned substrates // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. N 6. P. 872874.

183. Cassagne D., Reynolds A., Jouanin C. Modelling of 3D photonic crystals based on opals // Optical and Quantum Electronics. 2000. V. 32. N 6-8. P. 923-933.

184. De Dood M.J.A., Snoeks E., Moroz A., Polman A. Design and optimization of 2D photonic crystal waveguides based on silicon // Optical and Quantum Electronics. 2002. V. 34. N 1-3. P. 145-159.

185. Emelchenko G., Aldushin K., Masalov V., Bazhenov A., Gorbunov A. Growth and optical properties of self-ordering thin films of Si02 microspheres // Physics of Low-Dimensional Structures. 2002. V. 1-2. P. 99-111.

186. Velev O.D., Lenhoff A.M. Colloidal crystals as templates for porous materials // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2000. V. 5. N 1-2. P. 56-63.

187. Velev O.D., Kaler E.W. Structured porous materials via colloidal crystal templating: From inorganic oxides to metals //Adv. Mater. 2000. V. 12. N 7. P. 531-534.

188. Muller M., Zentel R., Maka T., Romanov S.G., Torres C.M.S. Dye-containing polymer beads as photonic crystals // Chem. Mater. 2000. V. 12. N 8. P. 2508-2512.

189. Kulinowski K.M., Jiang P., Vaswani H., Colvin V.L. Porous metals from colloidal templates // Adv. Mater. 2000. V. 12. N 11. P. 833-838.

190. Sievenpiper D.F., Yablonovitch E., Winn J.N., Fan S., Villeneuve P.R., Joannopoulos J.D. 3D metallo-dielectric photonic crystals with strong capacitive coupling between metallic islands // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. N 13. P. 2829-2832.

191. Jiang P., Bertone F., Colvin V. A lost-wax approach to monodisperse colloids and their crystals // Science. 2001. V. 291. N 5503. P. 453-457.

192. Subramania G., Constant K., Biswas R., Sigalas M.M., Ho K.M. Optical photonic crystals synthesized from colloidal systems of polystyrene spheres and nanocrystalline titania//J. Lightwave Technol. 1999. V. 17. N 11. P. 1970-1974.

193. Subramania G., Constant K., Biswas R., Sigalas M.M., Ho K.M. Visible frequency thin film photonic crystals from colloidal systems of nanocrystalline titania and polystyrene microspheres // J. Am. Ceram. Soc. 2002. V. 85. N 6. P. 1383-1386.

194. Cassagneau T., Caruso F. Semiconducting polymer inverse opals prepared by electropolymerization // Adv. Mater. 2002. V. 14. N 1. P. 34-38.

195. Kamenjicki M., Kesavamoorthy R., Asher A. Photonic crystal devices // Ionics. 2004. V. 10. N 3-4. P. 233-236.

196. Jiang P., Hwang K.S., Mittleman D.M., Bertone J.F., Colvin V.L. Template-directed preparation of macroporous polymers with oriented and crystalline arrays of voids // J. Am. Chem. Soc. 1999. V. 121. N 50. P. 11630-11637.

197. Deutsch M., Vlasov Y.A., Norris D.J. Conjugated-polymer photonic crystals // Adv. Mater. 2000. V. 12. N 16. P. 1176-1180.

198. Zeng F., Sun Z., Wu S., Xi H. Preparation and dynamic viscoelastic properties of strengthened solidified colloidal crystals // Reactive and Functional Polymers. 2002. V. 53. N 1. P. 39-44.

199. Waterhouse G., Waterland M. Opal and inverse opal photonic crystals: fabrication and characterization // Polyhedron. 2007. V. 26. N 2. P. 356-368.

200. Stein A., Schroden R.C. Colloidal crystal templating of three-dimensionally ordered macroporous solids: materials for photonics and beyond // Curr, Opin. Solid State Mat. Sci. 2001. V. 5. N 6. P. 553-564.

201. Stein A. Sphere templating methods for periodic porous solids // Microporous Mesoporous Mat. 2001. V. 44-45. N 1. P. 227-239.

202. Wijnhoven J., Zevenhuizen S.J.M., Hendriks M.A., Vanmaekelbergh D., Kelly J.J., Vos W.L. Electrochemical assembly of ordered macropores in gold // Adv. Mater. 2000. V. 12. N 12. P. 888-890.

203. Kalinina O., Kumacheva E. A "core-shell" approach to producing 3D polymer nanocomposites // Macromolecules. 1999. V. 32. N 12. P. 4122-4129.

204. Braun P.V., Wiltzius P. Microporous materials electrochemically grown photonic crystals // Nature. 1999. V. 402. N 6762. P. 603-604.

205. Braun P., Wiltzius P. Electrochemical fabrication of 3D microperiodic porous materials // Adv. Mater. 2001. V. 13. N 7. P. 482-485.

206. Gorelikov I., Kumacheva E. Electrodeposition of polymer-semiconductor nanocomposite films // Chem. Mater. 2004. V. 16. N 21. P. 4122-4127.

207. Chung Y., Leu I., Lee J., Hon M. Fabrication and characterization of photonic crystals from colloidal processes // J. Crystal Growth. 2005. V. 275. N 1-2. P. 2389-2394.

208. Romanov S.G., Maka T. Diffraction of light from thin-film polymethacrylate opaline photonic crystals // Phys. Rev. E. 2002. V. 63. P. 056603-056601 056603056605.

209. Petrov E.P., Bogomolov V.N., Kalosha, II, Gaponenko S.V. Modification of the spontaneous emission of dye molecules in photonic crystals // Acta Physica Polonica A. 1998. V. 94. N 5-6. P. 761-771.

210. Petrov E.P., Bogomolov V.N., Kalosha, II, Gaponenko S.V. Spontaneous emission of organic molecules embedded in a photonic crystal // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. N 1. P. 77-80.

211. Petrov E.P., Bogomolov V.N., Kalosha, II, Gaponenko S.V. Comment on "Spontaneous emission of organic molecules embedded in a photonic crystal" Reply // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. N 25. P. 5402-5402.

212. Yoshino K., Lee S.B., Tatsuhara S., Kawagishi Y., Ozaki M., Zakhidov A.A. Observation of inhibited spontaneous emission and stimulated emission of rhodamine 6Gin polymer replica of synthetic opal // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. N 24. P. 3506-3508.

213. Romanov S.G., Мака Т., Torres C.M.S., Muller M., Zentel R. Photonic band-gap effects upon the light emission from a dye- polymer-opal composite // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 75. N 8. P. 1057-1059.

214. Takashi Y., Tetsuo T. Spontaneous emission from fluorescent molecules embedded in photonic crystals consisting of polystyrene microsheres // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 72. N 16. P. 1957-1959.

215. Vickreva O., Kalinina O., Kumacheva E. Colloid crystal growth under oscillatory shear // Adv. Mater. 2000. V. 12. N 2. P. 110-112.

216. Romanov S.G., Мака Т., Torres C.M.S., Muller M., Zentel R. Suppression of spontaneous emission in incomplete opaline photonic crystal // J. Appl. Phys. 2002. V. 91. N 11. P. 9426-9428.

217. Im S.H., Park O.O. Effect of evaporation temperature on the quality of colloidal crystals at the water-air interface // Langmuir. 2002. V. 18. N 25. P. 9642-9646.

218. Im S.H., Park O.O. Three-dimensional self-assembly by ice crystallization // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. N 22. P. 4133-4135.

219. Zhang L., Xiong Y. Rapid self-assembly of submicrospheres at liquid surface by controlling evaporation and its mechanism // J. Colloid Interface Sci. 2007. V. 306. N 2. P. 428-432.

220. Li J., Han Y. Optical intensity gradient by colloidal photonic crystals with a graded thickness distribution // Langmuir. 2006. V. 22. N 4. P. 1885-1890.

221. Goldenberg L.M., Wagner J., Stumpe J., Paulke B.R., Gornitz E. Ordered arrays of large latex particles organized by vertical deposition // Langmuir. 2002. V. 18. N 8. P. 3319-3323.

222. Калинин Д.В., А.И. П., Шабанов В.Ф. Фотонные гетероструктуры на основе монокристаллических пленок опала // ДАН РФ. 2007. Т. 413. № 3. С. 329-331.

223. Плеханов А.И., Калинин Д.В., Сердобинцева В.В. Нанокристаллизация монокристалдлических пленок опала и пленочных опаловых гетероструктур // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. № 1-2. С. 245-251.

224. Мономеры. / Под. ред. Блаута, Е., Хохенштейна, В., Марка, Г. М;: Иностранная литература, 1951. 239 с.

225. Cavell E.A.S., Meeks A.C. Temperature dependence of rate of initiation of polymerization 4,4'-azo-bis-4-cyanopentanoic acid // Macromolek. Chem. 1967. V. 108. P. 304 306.

226. Информация фирмы Waco Pure Chemical Industries Ltd (Япония) -http://www.wako-chem.co.jp/specialty/waterazo/index.htm.

227. Polymer handbook, sec. II, 3rd ed. / Brandrup J., Immergut E.H., Eds. New-York: Wiley 1989. 397 p.

228. Шабсельс Б.М., Рудковская Т.Д., Власов Т.П. Диглициламинодифенилди-сульфиды как инифертеры и карбоцепные макроинициаторы на их основе // Высокомолек. соед. Б. 1988. Т. 30,. № 4. С. 278-281.

229. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества: свойства и применение, 2 изд. Л.: Химия, 1981.304 с.

230. Иозеп А.А., Бессонова Н.К., Пассет Б.В. Синтез карбоксиэтилдекстрана // Журн. прикладн. химии. 1998. Т. 71. № 2. С. 320-323.

231. Иозеп А.А., Бессонова Н.К., Строкач Д.А., Пассет Б.В. Исследование реакции полисахаридов с акриламидом // Журн. прикладн. химии. 1997. Т. 70. № 5. С. 824828.

232. Иозеп А.А., Суворова О.Б., Иозеп Л.И., Пассет Б.В. Спектрометрические методы анализа водорастворимых полисахаридальдегидов // Журн. прикладн. химии. 1998. Т. 71. № 7. С. 1202-1205.

233. Goode N.P., Davison A.M., Gowland G., Shires M. Preparation, purification and analysis of BSA-coated latex particles for in vivo studies. Non-ionic adsorbance of unbound protein ligand // J. Immunol. Methods. 1986. V. 92. N 1. P. 31-35.

234. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. Химия 1989. 267-274 с.

235. Covolan V.L., D'Antone S., Ruggeri G., Chiellini E. Preparation of aminated polystyrene latexes by dispersion polymerization // Macromolecules. 2000. V. 33. N 18. P.6685-6692.

236. Delair Т., Marguet V., Pichot C., Mandrand B. Synthesis and characterization of cationic amino functionalized polystyrene latexes // Colloid Polym. Sci. 1994. V. 272. N 8. P. 962-970.

237. Столяров, Б.В., Савинов, И.М., Витенберг, А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии. Л.: Химия, 1978. 243 с.

238. Labib M.E., Robertson A.A. The conductometric titration of latices // J. Colloid Interface Sci. 1980. V. 77. N 1. P. 151-161.

239. Руководство к практическим работам по коллоидной химии. 2-е изд. / Под. ред. Григорова О.Н., Карповой И.Ф., Козьминой З.П., Тихомоловой К.П., Фридрихсберга ДА., Чернобережского Ю.М. М.: Химия, 1964. 332 с.

240. Rusmusson М., Wall S. Surface electrical properties of polystyrene latex // Colloid Interface Sci. 1999. V. 209. P. 312-326.

241. Lowry O.H., Rosebrough N J., Farr A.L., Randall R .J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. N 1. P. 265-275.

242. Tennikova Т., Freitag R. An introduction to monolithic disks as stationary phases for high performance biochromatography // J. High Res. Chromatogr. 2000. V. 23. N 1. P. 27-38.

243. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. Т. VIII, 2 изд. М.: Наука, 1982. 621 с.

244. Goodal A.R., Wilkinson М.С., Hearn J. Mechanism of emulsion polymerization of styrene in soap-free systems // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 1977. T. 15. № 9. C. 21932218.

245. Kamel A.A., El-Aasser M.S., Vanderhoff J.W. The preparation and surface characterisation of an ideal model colloid // J. Disp. Sci. Tecnol. 1981. V. 2. N 2-3. P. 183-214.

246. Лишанский И.С., Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Комаровская Э.Э., Шубин В.Е., Сахарова Н.А. Особенности синтеза безэмульгаторных латексов полистирола в присутствии карбоксилсодержащего инициатора // Высокомолек. соед. Б. 1991. Т. 33. № 6. С. 413-416.

247. Яковлев Ю.М., Лебедев А.В., Фермер В.А. Проблемы синтеза, исследования, свойств и переработки латексов. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971. 148 с.

248. Goodwin J.W., Hearn J., Но С.С., Ottewill R.H. Studies on the preparation and characterization of monodisperse polystyrene latices // Colloid Polym. Sci. 1974. V. 252. N 6. P. 464-471.

249. Шубин В.Е., Исакова И.В., Сидорова М.П., Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г. Электроповерхностные свойства карбоксильного латекса и их анализ на основе моделей ионных пар // Коллоидн. журн. 1990. V. 52. N 5. Р. 935-941.

250. Shubin V.E., Hunter R.J., О Brien R.W. Electroacoustic and dielectric study of surface conduction // J. Coll. Interface Sci. 1993. V. 159. N 1. P. 174-183.

251. Rasmusson M., Wall S. Surface electrical properties of polystyrene latex // J. Colloid Interface Sci. 1999. V. 209. N 2. P. 312-326.

252. Евсеева Т.Г., Меньшикова А.Ю., Шабсельс Б.М., Скуркис Ю.О. Латексные частицы сополимеров стирола с бифункциональными мономерами. // В сб.: Структура и динамика молекулярных систем. Вып. 12. Йошкар-Ола: Марийский гос. тех. ун-т, 2005. Т. 1. С. 270-273.

253. Сополимеризация. / Под. ред. Хэма, Д. М.: Химия, 1971. 615 с.

254. Rim J.-W., Sub K.-D. // Colloid Polym. Sci. 1999. V. 277. N 2. P. 210-216.

255. Kotera A., Furasawa K., Kudo K. Colloid chemical studies of polystyrene lattices polymerized without any surface-active agents. II. Coagulation into secondary minimum // Kolloid Z. Z. Polymer. 1970. V. 240. N 1-2. P. 837-842.

256. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Сироткин A.K., Шабсельс Б.М. Синтез монодисперсных частиц полистирола в присутствии додецилсульфата натрия и карбоксилсодержащего инициатора // Журн. прикладн. химии. 2005. Т. 78. № 6. С. 1029-1033.

257. Menshikova A.Y., Evseeva T.G., Skurkis Y.O., Tennikova T.B., Ivanchev S.S. Monodisperse carboxylated polystyrene particles synthesis, electrokinetics and adsorptive properties // Polymer. 2005. V. 46. N 4. P. 1417-1425.

258. Ober C.K., Lok K.P., Hair M.L. Monodispersed, micron-sized polystyrene particles in dispersion polymerization // J. Polym. Sci. Polym. Lett. 1985. V. 23. N 2. P. 103-103.

259. Jayachandran K.N., Chatterji P.R. Preparation of linear and crosslinked polymer microspheres by dispersion polymerization // J. Macromol. Sci. Polym. Rev. 2001. V. C41. N 1-2. P. 79-94.

260. Сидельковская, Ф.П. Химия N-винилпирролидона. M.: Наука, 1970. 151 с.

261. Беллами Л. Инфракрасные спектры молекул. М.: Иностранная литература, 1957. 444 с.

262. Кирш Ю.Э. Поли-Ы-винилпгрролидон и другие поли-1Ч-виниламиды. М.: Наука, 1998. 252 с.

263. Меньшикова А.Ю., Скуркис Ю.О., Евсеева Т.Г., Шкарубская З.П., Тенникова Т.Б., Иванчев С.С. Связывание белка микросферами полистирола с поливинилпирролидоном в поверхностном слое // Жури, прикладн. химии. 2004. Т. 77. № 12. С. 2036-2041.

264. Principles in adsorption to polysterene // Nunc Bulletin. 1988. V. 6. P. 1-8.

265. Amiral J., Migaud M. Development and application of a new photometric method for fast and sensitive immunoassays // Eur. Clin. Lab. 1991. V. 10. N 6. P. 28.

266. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Перетолчин M.B., Чекина Н.А., Иванчев С.С. Особенности безэмульгаторной полимеризации метилметакрилата с карбоксилсодержащим инициатором // Высокэмолек. соед. А. 2001. Т. 43 №4. С. 607-615.

267. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Чекина Н.А., Иванчев С.С. Синтез микросфер полиметилметакрилата в присутствии декстрана и его производных // Журн. прикладн. химии. 2001. Т. 74. № 3. С. 478-482.

268. Menshikova A.Y., Evseeva T.G., Chekina N.A., Skurkis Y.O., Ivanchev S.S. Synthesis and surface properties of monodisperse polymer particles for biotechnology application // Progress Colloid Polymer Sci. 2003. V. 124. P. 68-72.

269. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Чекина Н.А., Иванчев С.С. Монодисперсные микросферы на основе сополимеров акролеина // Журн. прикладн. химии. 2001. Т. 72. № 10. С. 1677-1683.

270. Меньшикова А.Ю., Дмитриева И.Б., Кучук В.И., Скуркис Ю.О., Евсеева Т.Г., Шабсельс Б.М. Электроповерхностные свойства латексов сополимеров стирола и акролеина с поверхностью, модифицированной белком // Коллоидн. журн. 1999. Т. 61. №6. С. 799-808.

271. Advances in Protein Chemistry / Eds. C.B. Anfinsen, J.T. Edsall, F.M. Richards. New York: Academic Press, 1980. V. 37. 347 p.

272. Esser P. Principles in adsorption to polystyrene // Nunc Bulletin. 1988. N 6. P. 1-5.

273. Okubo M., Hattori H. Competitive adsorption of fibrinogen and albumin onto polymer microspheres having hydrophilic/hydrophobic heterogeneous surface structures // Colloid Polym. Sci. 1993. V. 271. N 12. P. 1157-1164.

274. Elaissari A., Veyret R., Mandrand В., Chatterjee J. Biomedical Application for Magnetic Latexes // In Book: Colloidal Biomolecules, Biomaterials, and Biomedical Applications / Ed. A.M. Elaissari. New York: Dekker, 2004. P. 488.

275. Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers / Hafeli U., Schutt W., Teller J., Zborowski M., Eds. New York: Plenum Press, 1997. 644 p.

276. Zheng W., Gao F., Gu H. Carboxylated magnetic polymer nanolatexes: Preparation, characterization and biomedical applications // J. Magnetism and Magnetic Materials. 2005. V. 293. N 1. P. 199-205.

277. Asheim H.C., Deggerdal A., Smeland E.B., Homes E. A simple subtraction method for the isolation of cell-specific genes using magnetic monodisperse polymer particles // Bio Techniques. 1994. V. 16. N 4. P. 716-721.

278. Uhlen M. Magnetic separation of DNA 1989. V. 340. N 6236. P. 733-734.

279. Yu H., Raymonda J.W., McMahon T.M., Campagnari A.A. Detection of biological threat agents by immunomagnetic microsphere-based solid phase fluorogenic- and electro-chemiluminescence // Biosensors and Bioelectronics. 2000. V. 14. N 10-11. P. 829-840.

280. Меньшикова А.Ю., Шабсельс Б.М., Скуркис Ю.О., Инкин К.С., Чекина Н.А., Иванчев С.С. Магнитные полимерные частицы: синтез и свойства // Журн. общей химии. 2007. Т. 77. № 3. С. 386-394.

281. Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. 2005. V. 74. N 6. Р. 539-574.

282. Lee J., Senna M. Preparation of monodispersed polystyrene microspheres uniformly coated by magnetite via heterogeneous polymerization // Colloid Polymer Sci. 1995. V. 273. N 1. P. 76-82.

283. Скуркис Ю.О., Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Чекина Н.А. Формирование композитных частиц на основе магнетита и монодисперсного латекса. // В сб.: Структура и динамика молекулярных систем. Вып. 10. Казань: Казанский гос. ун-т,2003. Т. 3. С. 77-80.

284. Armes S.P., Miller J.F., Vincent В. Aqueous dispersions of electrically conducting monodisperse polypyrrole particles // J. Colloid Interface Sci. 1987. V. 118. N 2. P. 410416.

285. Markham G., Obey T.M., Vincent B. The preparation and properties of dispersions of electrically conducting polypyrrole particles. // Colloids Surfaces. 1990. V. 51. N 1. P. 239-254.

286. Pelster R., Simon U. Nanodispersions of conducting nanoparticles: preparation, microstructure and dielectric properties // Colloid Polym. Sci. 1999. V. 277. N 1. P. 2-14.

287. Zelenev A., Sonnenberg W., Matijevic E. Preparation, characterization, and adhesion of monodispersed polypyrrole particles // Colloid Polymer Sci. 1998. V. 276. N 6. P. 838-841.

288. Wang L.-X., Li X.-G., Yang Y.-L. Preparation, properties and applications of polypyrroles // Reactive and Functional Polymers. 2001. V. 47. N 2. P. 125-139.

289. Bousalem S., Mangeney C., Alcote Y., Chehimi M.M., Basinska Т., Slomkowski S. Immobilization of proteins onto novel, reactive polypyrrole-coated polystyrene latex particles // Colloids Surfaces. A. 2004. V. 249. N 1-3. P. 91-94.

290. Меньшикова А.Ю., Шабсельс Б.М., Евсеева Т.Г. Синтез наночастиц полипиррола методом дисперсионной полимеризации // Журн. прикладн. химии. 2003. Т. 76. № 5. С. 871-875.

291. Lascelles S.F., Butterworth M.D., McCarthy G.P., Armes S.P. Effect of synthesis parameters on the particle size, chemical composition and conductivity of polypyrrole-silica nanocomposite particles // Colloid Polym. Sci. 1998. V. 276. N 6. P. 893-902.

292. Lascelles S.F., Armes S.P. Synthesis and characterisation of micrometer-sized, polypyrrole-coated polystyrene latexes // J. Mater. Chem. 1997. V. 7. N 8. P. 1339-1347.

293. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Шабсельс Б.М. Способ получения монодисперсного синтетического полимерного латекса с карбоксилированной поверхностью частиц. Патент РФ №2164919 (10.04.2001). Бюл. изобр. № 10, 2001.

294. Каральник, Б.В., Царевский, Ю.П., Шамардин, В.А. Эритроцитарные белковые диагностикумы. Алма-Ата: Наука, 1982. 14 с.

295. Меньшикова А.Ю., Шабсельс Б.М., Власов Т.П., Кветная А.С. Способ иммунологической экспресс-диагностики токсических форм дифтерийной инфекции. Патент РФ № 2113172 (20.06.1998). Бюл. изобр. № 17, 1998.

296. Денисенко Т.В., Скулябин Д.И., Громов И.А., Черкас Ю.В., Илюхина А.Ю., Дамбинова С.А. Аутоантитела к NMDA-рецепторам в крови больных с острыми нарушениями мозгового кровообращения // Вопросы медицинской химии. 1998. Т. 44. № 6. С. 584-590.

297. Rogers S.W., Andrews P.I., Gahring L.C., Whisenand Т., Cauley K., Crain В., Hughes Т.Е., Heinemann S.F., McNamara J.O. Autoantibodies to glutamate receptor GluR3 in Rasmussen's encephalitis // Science. 1994. V. 265. N 5172. P. 648-651.

298. Дамбинова C.A., Изыкенова Г.А. Аутоантитела к субтипам глютоматных рецепторов как маркеры повреждений мозга: значение диагностики параксизмальной активности и ишемии // Журнал высшей нервной деятельности. 1997. V. 47. N 2. Р. 439-446.

299. Knutson V.P. Insulin-binding peptide. Design and characterization // J. Biol. Chem. 1988. V. 263. N 28. P. 14146-14151.

300. Иванова Н.И., Лопатина Л.И., Курбацкий В.А., Щукин Е.Д. Адсорбция неионогенных поверхностно-активных веществ из водных растворов на поверхности известняка//Журн. прикладн. химии. 1993. V. 66. N 7. Р. 1594-1598.

301. Wu J.Y., Riggin C.H., Seals J.R., C.I. M., Newman M.J. In vitro measurement of antigen-specific cell-mediated immune responses using recombinant HIV-1 proteins adsorbed to latex microspheres. // J. Immunol, methods. 1991. V. 143. N 1. P. 1-9.

302. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Скуркис Ю.О., Дорош М.Ю., Буров С.В., Иванчев С.С. Поверхностная модификация микросфер полистирола синтетическими антигенными детерминантами ВИЧ // Высокомолек. соед. А. 2007. Т. 49. ДЬ 5. С. 851-858.

303. FASTA Sequence Comparison at the University of Virginia http://fasta.bioch.virginia.edu/fasta/chofas.htm.

304. Henglein A. Physicochemical properties of small metal particles in solution: "microelectrode" reactions, chemisorption, composite metal particles, and the atom-tometal transition // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. N 21. P. 5457-5471.

305. Templeton A.C., Pietron J.J., Murray R.W., Mulvaney P. Solvent refractive index and core charge influences on the surface plasmon absorbance of alkanethiolate monolayer-protected gold clusters // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. N 3. P. 564 -570.

306. Li K., Stockman M.I., Bergman D. Self-similar chain of metal nanospheres as an efficient nanolens // J. Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. N 22. P. 227402/227401227402/227404.

307. Chakraborty P. Metal nanoclusters in glasses as nonlinear photonic materials // J. Mater. Sci. 1998. V. 33. N 9. P. 2235-2249.

308. Полак Д., Ван Норден С. Введение в иммуноцитохимию: современные методы и проблемы. М.: Мир, 1987. 76 с.

309. Elghanian R., Storhoff J.J., Mucic C.R., Letsinger R.L., Mirkin C.A. Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles // Science. 1997. V. 277. N 5329. P. 1078-1081.

310. Storhoff J.J., Elghanian R., Mucic C.R., Mirkin C.A., Letsinger R.L. One-pot colorimetric differentiation of polynucleotides with single base imperfections using gold nanoparticle probes // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. N 9. P. 1959-1964.

311. Siiman O., Burshteyn A. Preparation, microscopy, and flow cytometry with excitation into surface plasmon resonance bands of gold or silver nanoparticles on aminodextran-coated polystyrene beads // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. N 42. P. 9795 -9810.

312. Mayer A., Antonietti M. Investigation of polymer-protected noble metal nanoparticles by transmission electron microscopy: control of particle morphology and shape // Colloid Polym. Sci. 1998. V. 276. N 9. P. 769-779.

313. Wang P.H., Pan C.-Y. Preparation of styrene/acrylonitrile copolymer microsheres and their composites with metal particles // Colloid Polym. Sci. 2000. V. 278. N 3. P. 245-249.

314. Dokoutchaev A., James J.T., Koene S.C., Pathak S., Surya Prakash G.K., Thompson M.E. Colloidal metal deposition onto functionalized polystyrene microspheres // Chem. Mater. 1999. V. 11. N 9. P. 2389-2399.

315. Mayer A.B.R., Grebner W., Wannemacher R. Preparation of silver-latex composites // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. N 31. P. 7278 -7285.

316. Westcott S.L., Oldenburg S.J., Lee T.R., Halas N. Construction of simple gold nanoparticle aggregates with controlled plasmon-plasmon interactions // J. Chem. Phys. Lett. 1999. V. 300. N 5. P. 651-655.

317. Loginov A.V., Gorbunova V.V., Boitsova T.B. Photochemical synthesis and properties of colloidal copper, silver and gold adsorbed on quartz // J. Nanoparticle Research. 2002. V. 4. N 3. P. 193-205.

318. Park J.-G., Kim J.-W., Oh S.-G., Suh K.-D. Monodisperse polymer/metal composite particles by electroless chemical deposition: effect 5f surface functionality of polymer particles // J. Appl. Polym. Sci. 2003. V. 87. N 3. P. 420-424.

319. Меньшикова А.Ю., Шевченко H.H., Евсеева Т.Г., Шабсельс Б.М., Билибин А.Ю. Синтез структурных элементов фотонных кристаллов на основе сополимеров стирола с метакриловой кислотой // Журн. прикладн. химии. 2005. Т. 78. № 1. С. 161-167.

320. Menshikova A.Y., Shabsels В.М., Shevchenko N.N., Bazhenova A.G., Pevtsov A.B., Sel'kin A.V., Bilibin A.Y. Surface modified latex particles: synthesis and self-assembling into photonic crystals // Colloids Surfaces. A. 2007. V. 298. N 1-2. P. 27-33.

321. Селькин А.В., Билибин А.Ю., Меньшикова А.Ю., Пашков Ю.А., Шевченко Н.Н., Баженова А.Г. Спектроскопия брэгговского отражения света фотонных кристаллов с высоким диэлектрическим контрастом // Известия РАН, Сер. физ. 2005. № 8. С. 1111-1112.

322. Sel'kin A.V. Structural characterization of photonic crystals by Bragg reflection spectroscopy. // В кн.: Abstracts of 12-th Intern. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology" /Под. St. Petersburg, Russia: Ioffe Institute, 2004. C. 111-112.

323. Баженова А.Г., Селькин A.B., Меньшикова А.Ю., Шевченко Н.Н. Поляризационное подавление брэгговских рефлексов при отражении света от фотонных кристаллов // Физика твердого тела. 2007. Т. 49. № 11. С. 2010-2021.

324. Шевченко Н.Н., Меньшикова А.Ю., Баженова А.Г., А.В. С. Хромофор-содержащие полимерные фотонные кристаллы. 7/ В сб.: Структура и динамика молекулярных систем. Вып. 13. Казань: Изд. Казанского гос. ун-та, 2006. Т. 2. С. 414-420.

325. А.Ю. Монодисперсные полимерные частицы с ковалентно присоединенными хромофорными группировками как структурные элементы фотонных кристаллов // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. № 1-2. С. 171-178.

326. Covolan V.L., Mei L.H.I., Rossi C.L. Chemical modifications on polystyrene latex: preparation and characterization for use in immunological applications // Polym. Adv. Technol. 1997. V. 8. N 1. P. 44-50.

327. Covolan V.L., Ruggeri G., Chiellini E. Synthesis and characterization of styrene/Boc-p-amino styrene copolymers // J. Polym. Sci. Polym. Chem. 2000. V. 38. N 16. P. 2910-2918.

328. Covalan V.L., Galembeck F., Ruggeri G. Characterization of surface NH3+Cr groups on poly(styrene-co-Boc-aminostyrene) microspheres obtained by controlled acidic treatment // J. Colloid Interface Sci. 2004. V. 273. N 1. P. 121-130.

329. Xu J., Timmons A.B., Prlton R. N-Vinylformamide as a route to amine-containing latexes and microgels // Colloid Polym. Sci. 2004. V. 282. N 3. P. 256-263.

330. Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей. / Под. ред. Ворожцова Н.Н. М: Госхимиздат, 1955. 839 с.