Супрамолекулярные гидрогели на основе L-цистеина и нитрата серебра: получение, структура и физико-химические свойства тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Спиридонова Валентина Михайловна

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ГИДРОГЕЛИ НА ОСНОВЕ Ь-ЦИСТЕИНА И НИТРАТА СЕРЕБРА: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 4 МАЙ 2012

ТВЕРЬ-2012

005044935

Работа выполнена на кафедре физической химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тверской государственный университет»

Научный руководитель

доктор химических наук, профессор, Пахомов Павел Михайлович

Официальные оппоненты:

Новоселов Николай Петрович, доктор химических наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет

технологии дизайна», заведующий кафедрой теоретической и прикладной химии

Ведущая организация

Луцик Владимир Иванович, доктор химических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Тверской государственный технический университет»,

заведующий кафедрой химии

ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова», химический факультет

Защита состоится «17» июня 2012 г. В 15 часов 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.263.02 при ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет» по адресу: 170002, г. Тверь, Садовый переулок, 35, ауд.226.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет» по адресу: 170100, г. Тверь, ул. Володарского, 44а.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайте ТвГУ http://universitv.tversu.ru/aspirants/abstracts/ Автореферат разослан «/У» мая 2012

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.263.02, 0

кандидат химических наук, доцент ¿1 \ М.А. Феофанова

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Получение новых гелей, изучение их строения и процессов гелеобразования является актуальной проблемой прикладной и фундаментальной науки. Этот интерес обусловлен широкой распространенностью гелей в живой и неживой природе, применением гелеобразующих материалов в технологических процессах и быту. Среди гелеобразующих систем особый интерес представляют супрамолекулярные гидрогели. Супрамолекулярные гели образуются благодаря различным типам слабых межмолекулярных взаимодействий (водородным связям, электростатическим, Ван-дер-Ваальсовым и донорно-акцепторным взаимодействиям), а переходы раствор-золь-гель в таких системах инициируется изменением рН, температуры. Гидрогели, исследуемые в настоящей работе, принадлежат к классу супрамолекулярных гелей с экстремально низкой концентрацией дисперсной фазы. Для таких систем наряду с пластической формосохраняемостью часто наблюдается явление обратимой тиксотропии. Ввиду того, что физика подобных систем изучена недостаточно, необходим поиск и изучение гелей с подобными свойствами. В настоящей работе исследуются условия получения, строение и свойства гелеобразующей системы на основе водных растворов Ь-цистеина и нитрата серебра.

Рассматриваемая система представляет интерес также и с прикладной точки зрения, поскольку основные компоненты гидрогеля являются биологически активными веществами. Такие гидрогели могут быть перспективной матрицей для разработки новых биоактивных композиций и фармакологических препаратов.

Работа выполнялась в рамках АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009 -2011) № 2.1.1.10767 а также программы УМНИК государственный контракт № 6050р/8448 от 30.04.2008

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в исследовании процесса получения, структуры и свойств низкоконцентрированных гидрогелей на основе водных растворов Ь-цистеина и нитрата серебра с использованием комплекса современных экспериментальных методов. Для достижения этой цели были поставлены следующие взаимосвязанные задачи:

- определить концентрационные критерии, необходимые для получения гидрогеля;

установить температурный интервал протекания процесса гелеобразования;

- исследовать влияние электролитов на процесс гелеобразования и свойства получаемого гидрогеля;

- получить широкую реологическую характеристику данной системы при использовании различных электролитов;

- исследовать микроструктуру гидрогелей методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ);

- определить совместимость гидрогеля с водорастворимыми полимерами различного происхождения.

- изучить антибактериальные свойства гидрогелей.

Методы исследования. Для изучения процессов структурообразования и гелеобразования в водных цистеин-серебряных растворах (ЦСР) в работе использованы такие современные методы как: УФ-, ИК- спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), ротационная вискозиметрия и динамическое светорассеяние (ДРС). Положения выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментально установленных критериев (температурный и концентрационный диапазоны) протекания процесса гелеобразования в ЦСР.

2. Закономерности изменения физико-химических свойств гидрогеля при добавлении в ЦСР различных типов растворов электролитов.

3. Результаты экспериментального исследования реологических свойств тиксотропных низкомолекулярных гидрогелей; подтверждение факта существования данных гелей при экстремально низких концентрациях дисперсной фазы.

4. Результаты исследования антибактериальных свойств гидрогелей, как систем обладающих уникальными бактерицидными свойствами. Научная новизна работы. В работе впервые:

- определены концентрационные и температурные критерии протекания процесса гелеобразования в водном растворе Ь-цистеина и нитрата серебра; показана возможность образования гидрогеля при крайне низких концентрациях дисперсной фазы, (ЧгЮ"4 масс.%.);

- изучено влияние растворов различных электролитов (№2504 , Ыа2503, 1ЧН4С1 ,СоС12, №С12, №2\У04 , Ыа2Мо04 ,ЫаС1, КС1) на свойства геля и структуру образующейся перколяционной сетки;

- получены количественные реологические характеристики широкого спектра гидрогелей на основе Ь-цистеина и нитрата серебра;

- исследована совместимость гидрогелей на основе Ь-цистеина с водорастворимыми полимерами (ПВП, ПВС), изучено влияние данных полимеров на реологические, структурные и антибактериальные свойства гидрогеля;

- исследована способность водных растворов Ь-цистеина и нитрата серебра, а также гидрогелей на их основе, оказывать угнетающее действие на широкий спектр грамм-отрицательных и грамм-положительных бактерий.

Практическая и теоретическая значимость работы. Определенные концентрационные и температурные интервалы позволяют направленно проводить получение гидрогелей, для их дальнейшего исследования как в рамках учебного, так и научного процесса.

Выполненные исследования реологических свойств гидрогеля на основе ЦСР, позволяют оптимизировать состав системы для дальнейшего использования.

Установленное антибактериальное действие гидрогеля придает дополнительную специфику использования его в медицинской и фармакологической практиках.

Выявленная совместимость компонентов системы с биологически активными полимерами открывает возможность создания новых супрамолекулярных композиций и лекарственных препаратов.

Личный вклад автора. Автором работы самостоятельно проведены все экспериментальные исследования, а также их обработка и анализ результатов. Постановка задачи исследования, определение методов ее решения, обсуждение результатов диссертационной работы выполнены совместно с научным руководителем.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на следующих международных и отечественных конференциях: XVIII Российская молодежная научная конференция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», (Екатеринбург, 2006); Х1У-ХУН Региональные Каргинские чтения. Областная научно-техническая конференция молодых учёных «Физика, химия и новые технологии», (Тверь, 2007-2010); III- V Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием « Современные проблемы науки о полимерах», (Санкт-Петербург, 2007-2009); 24 Симпозиум по реологии с международным участием, (Карачарово 2008); II конференция молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем», (Звенигород, 2009); 25 Симпозиум по реологии (Осташков 2010); III конференция молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем», (Суздаль 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, из них 4 в отечественных и зарубежных научных журналах входящих в перечень ВАК, а также 10 тезисов докладов на российских и международных конференциях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения (3 главы), выводов, списка литературы (127 наименований). Общий объем диссертации составляет 120 стр., включает 56 рисунков, 10 таблиц.

Содержание работы

Во введение отражены актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава является обзором литературы, посвященным анализу современного состояния исследовательских работ по супрамолекулярным

гидрогелям. Рассмотрены вопросы, касающиеся структурообразования в гелевых системах, методов изучения строения и свойств, различных супрамолекулярных гелей. Особое внимание в обзоре уделено процессам самоорганизации в низкоконцентрированных тиксотропных системах, а также особенностям гелеобразующей системы на основе водных растворов аминокислоты L-цистеина и нитрата серебра.

Во второй главе описаны объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования был выбран ряд систем на основе низкоконцентрированных водных растворов L-цистеина и нитрата серебра, способных к гелеобразованию в присутствии широкого спектра растворов электролитов. Содержание L-цистеина в ЦСР составляло 3 ■ 10"3моль/л, концентрацию AgN03 — варьировали в диапазоне (3—4)-10"3 моль/л, концентрацию электролитов (Na2S04 ,MgS04 , Na2SOî , NH4C1 ,СоС12 , NiCb , Na2W04 , Na2Mo04 ,NaCl , KCl ,KSCN) изменяли в диапазоне от 1-Ю"4 до 1-Ю"2 моль/л.

УФ спектры записывали на спектрофотометре Specord М-40, фирмы «Carl Zeiss» с помощью программы SOFT-SPECTRA, временной интервал измерения составлял от 5 до 20 мин., а диапазон длин волн от 330 до 430 нм. УФ спектры растворов регистрировали, используя кварцевые кюветы с толщиной поглощающего слоя 0,2 и 1,0 см.

Для определения вязкости ЦСР и гидрогелей использовался вискозиметр Убеллоде с диаметром капилляра 0,86 мм. Кроме того, прецизионные реологические исследования выполняли на ротационном реометре Physica MCR 301 производства Anton Paar GmbH в следующих режимах деформирования:

- динамический малоамплитудный режим, в диапазоне угловых частот от 0.5 до 250 с"1;

- измерение амплитудной зависимости модуля упругости путем сканирования по величине амплитуды при постоянной частоте 6.28 с"1;

- измерение кривой течения в диапазоне напряжений сдвига от 0.01 до 40,0Па.

Регистрацию ИК-спектров осуществляли на ИК-Фурье спектрометре Equinox 55 фирмы Bruker. При этом исследуемый образец замораживался при -18 °С, через сутки размораживался, выпавший осадок центрифугировался, промывался этиловым спиртом, повторно центрифугировался и высушивался. Затем формовалась таблетка с КВг и регистрировался ИК спектр.

Анализ строения ЦСР и гидрогелей на его основе проводили с помощью метода ПЭМ в центре коллективного пользования «Просвечивающая электронная микроскопия» МГУ, используя электронный микроскоп «LEO 912 AB OMEGA» (Carl Zeiss, Германия). Водный раствор или гидрогель наносился на стандартную медную сетку с

полимерной подложкой из формвара (поливинилформаля) толщиной около 100 нанометров, высушивали и помещали в электронный микроскоп.

Растворы электролитов и гели были охарактеризованы значениями рН и содержанием ионов при помощи ионометра Экотест-120.

Распределение рассеивающих агрегатов по размерам анализировали методом ДСР на приборе «2е1аз12егКапо».

Глава 3 содержит описание процесса получения гидрогелей, а также результаты исследования по определению необходимых условий для протекания процесса гелеобразования в ЦСР.

Проведение многочисленных экспериментов показало, что для осуществления процесса гелеобразования требуется соблюдение следующих условий:

1) наличие необходимого диапазона соотношения концентраций компонентов дисперсной фазы в ЦСР (1_-цистеина, нитрата серебра и электролита), т.к. процесс гелеобразования в исследуемой системе возможен только при начальном избытке нитрата серебра;

2) поддержание в процессе синтеза определенного температурного интервала;

3) определение необходимых временных рамок для полноценного завершения происходящих процессов

На рис 1. представлена схема, характеризующая двух этапное получение гидрогеля. На первом этапе в результате смешения растворов Ь-цистеина и нитрата серебра наблюдается помутнение, что связано с образованием молекул меркаптида серебра (МС), однако через несколько часов стояния раствора в темноте осадок пропадает.

Мутный раствор

Гель

электролит

ЦСР Гель

Рис. 1. Схема получения гидрогеля на основе Ь цистеина и нитрата серебра

сн^сн-с^

¿НІІН, ОН + АёЖ)3

Это так называемая стадия созревания ЦСР. На втором этапе происходит образование гидрогеля при добавлении в систему небольшого количества электролита.

в©!-©|

донорно-акцепторное взаимодействие

Рис. 2. Изменение интенсивности полосы 390 нм в ЦСР зависимости от времени стояния образца при разных соотношениях исходных компонентов: а) C(AgNOз)/C(Cys) = 1,27; б) С(А^Оз)/С(Су5)=1,22

Установлено, что в процессе структурообразования на первой стадии созревания ЦСР появляется и растет интенсивность полосы поглощения с максимумом 390 нм (рис 2). Возникновение данной полосы, несомненно, связано с появлением слабых межмолекулярных взаимодействий между молекулами МС и избыточными ионами серебра находящимися в ЦСР при образовании олигомерных цепочек.

0 100 200 1.МИН 1'26 1'33 С<АеИОз)/С(Су*>

Рис. 3. а. — Зависимость относительной вязкости ЦСР от времени стояния при 24 "С и соотношении концентраций компонентов Са^оз/Сс^: 1,23 (1); 1,25 (2); 1,26 (3); 1,27 (4); 1,29 (5); 1,31(6); 1,4 (7); б - зависимость относительной вязкости ЦСР от соотношения концентрации компонентов при Т 24 °С и I =180 мин.

Ч

отн.ед

Обнаружено также, что максимальная интенсивность данной полосы проявляется при соотношении концентраций компонентов дисперсной фазы 1,27, тогда как диапазон возможных соотношений С(А§Ж)з)/С(Су5), при котором наблюдалось появление полосы поглощения, составляет от 1,24 до 1,35. Полученные результаты хорошо коррелируют с данными метода капиллярной вискозиметрии. На рис. 3. представлены зависимости относительной вязкости ЦСР от времени его созревания при различном соотношении концентрации исходных компонентов. Рис. 36. демонстрирует, что оптимальное соотношение концентраций исходных компонентов для образования гидрогеля лежит в диапазоне от 1,25 до 1,29, при соотношениях выше 1,29 и ниже 1,25 наблюдалось снижение вязкости системы (рис. 3.56).

Важным моментом являлось также определение температурного и временного диапазона созревания ЦСР. Необходимо при этом отметить, что компоненты из которых строится пространственная сетка геля являются биологически активными веществами, а следовательно крайне чувствительными к малейшим изменениям температуры окружающей среды. На рис. 4а. представлена зависимость относительной вязкости ЦСР от времени его созревания при различной температуре. Очевидна связь между температурой эксперимента и временем, необходимым для созревания системы: с увеличением температуры уменьшается время образования олигомерных цепей.

t, мин

Т. °С

Рис. 4. Зависимость относительной вязкости ЦСР а) от времени созревания при различной температуре Т = 15 (1); 18 (2); 20 (3); 24 (4); 27 (5); 30 (6); 35 (7); 40 °С (8). б от температуры при t = 180 мин, C(Cys)=3MM, C(AgN03)=3.75MM, C(Na2S04)=0.5 мМ.

Видим, что максимальная вязкость системы достигается в интервале от 24 до 27 °С. Следует отметить, что при температуре ниже 24 °С в течение эксперимента не удалось достичь максимального значения относительной вязкости. При температуре выше 27 °С максимально достигнутое значение вязкости существенно ниже, чем в интервале от 24

до 27 °С. Таким образом ЦСР имеет наивысшую относительную вязкость при его получении в диапазоне температур 24-27°С.

Изучение морфологии ЦСР методом ПЭМ показало, что высушенный раствор имеет гомогенную структуру, покрытую серыми пятнами-кластерами, образованными из молекул МС, и имеющими размеры 3-5 нм (рис. 5.), естественно эти размеры занижены вследствие

: г,

100 пт

Рис. 5. Микрофотографии созревшего

Оу^МОз)/С(Су5) = 1,27.

ЕЖ!

различном

увеличении

И действительно, данные ДСР демонстрируют наличие кластеров большего размера (~ 50нм). Рост размеров кластеров отмечался с течением времени. Влияние времени созревания раствора на характер распределения коэффициента диффузии \¥(0) для ЦСР с соотношением С(А«ЫОя)/С(Сув) = 1,27, при 25°С иллюстрирует рис. 6.

О 38 пт А а

277 пт / 1 А /1

/У А А 0.87 пт

100 И. (ш//8

742 пт I 11,6 лт

А/ УА,-

Рис. 6. Влияние времени созревания ЦСР при 25°С на характер распределения коэффициента диффузии: а - свежеприготовленный, б - через 4 часа стояния в темноте.

Таким образом, можно заключить, что для оптимального протекания первой стадии процесса гелеобразования (созревание ЦСР) необходимо соблюдение следующих условий:

- соотношение концентраций С„,/САк должно составлять 1,25 — 1,27;

- оптимальные условия созревания ЦСР отвечают температуре 24 - 27 °С;

- временной критерий созревания ЦСР равняется 120 минутам и более.

В главе 4 рассматриваются строение и свойства гидрогелей на основе ЦСР. Также глава содержит результаты реологических исследований указанных гидрогелей. Показано, что модуль упругости исследованных гелей практически постоянен в широком частотном диапазоне, а механические потери малы (рис. 7). Оба факта типичны для эластичных гелей и свидетельствуют о том, что существует область твердообразного поведения, наблюдаемая для всех исследованных систем. Деформационно-амплитудные зависимости модуля накопления для всех исследованных систем состоят из двух частей - линейной и нелинейной (которая соответствует более или менее резкому падению упругости) области (рис. 8).

G\ G", Па

10

G', Па

К %

Рис. 7. Частотные зависимости модуля накопления (сплошные значки) и модуля потерь (незаштрихованные значки) для серий исследованных систем. №2\\,04 (1, Г), №2Мо04 (2, 2') и их смеси с соотношением Ыа2\У04:Ка2Мо04=50:50 (3, 3'), 70:30 (4, 4'), 80:20 (5, 5'), 30:70 (6, 6') и 20:80 (7, Т)

Рис. 8. Амплитудные зависимости модуля накопления для исследованных систем. Ыа2\У<Э4 (1), №2Мо04 (2') и их смеси с соотношением ШгХУОд: Ыа2Мо04=50:50 (3), 70:30 (4), 80:20 (5), 30:70 (6) и 20:80 (7)

Полученные данные свидетельствуют, о том, что область линейной вязкоупругости гелей довольно продолжительна. Линейность механического поведения сохраняется до деформации порядка 10%. Это довольно большие значения деформации характерные для эластичных гелей.

Вязкостные свойства (кривые течения) исследованных систем типичны для "слабых" гелей (рис. 9.), причем максимальная вязкость, зависит от состава "геля". Затем происходит резкое падение кажущейся вязкости в довольно узком интервале напряжения сдвига, которое можно трактовать как предел текучести Ту. Глубина падения может достигать 7 десятичных порядков, что характерно для структурированных систем. Следовательно, предел текучести необходимо рассматривать, как напряжение, соответствующее прочности структурной сетки, и

относящееся, соответственно, к объемному структурному переходу. В реологическом поведении исследованных систем можно выделить три области: при т < Ту, происходит течение среды с сохранением структуры в неразрушенном состоянии; затем при т = ту происходит кажущийся переход ''твердое тело - жидкость", а при т > ту наблюдается течение сильно разбавленного раствора.

7, Па с

г, Па

Рис. 9. Зависимости кажущейся вязкости от напряжения сдвига для исследованных систем Ыа2\\Ю4 (1), №2МоС>4 (21) и их смеси с соотношением Ыа2\\,С>4:Ыа2МоС>4 =50:50 (3), 70:30 (4), 80:20 (5), 30:70 (6) и 20:80 (7).

Рис. 10. Зависимость предела текучести (/), модуля упругости (2) и рН (3) для системы цистеинЛ^ при добавлении смеси электролитов Ыа2\\'С>4 и N32804.

Роль электролита в формировании гелей и их влияние на реологические свойства показана на рис. 10., где граничные точки на оси абсцисс соответствуют 100% одного из электролитов (Ма:\У04 и Ыа2В04), а промежуточные точки получены для смеси этих электролитов. Во всех случаях прочность систем (ту) и их упругость (С') проходит через максимум при определенном содержании электролитов, и этот максимум связан с минимумом рН раствора. Такое экстремальное влияние на реологические свойства может быть связано с взаимным влиянием двух солей, которое отражается на их гидролизе. Так, из-за подавления гидролиза возрастает ионная сила раствора, а это способствует структурированию.

Необходимо отметить, что природа вводимого электролита оказывает различное влияние на строение и свойства получаемых гелей. Предполагается, что основную роль при этом играет анион, связывающий между собой олигомерные цепочки МС, таким образом формируя пространственную гель-сетку. Так при использовании двухзарядных анионов можно наблюдать увеличение интенсивности полосы поглощения 390 нм (рис. 11.), что связано с увеличением числа слабых связываний в процессе структурирования системы. Тогда как при введении однозарядных анионов происходит сначала сдвиг данной полосы в сторону меньших длин волн, а затем и полное ее исчезновение, следствием чего является разрушение гидрогеля через некоторое время. Таким образом,

метод УФ спектроскопии подтверждает различный механизм образования связей в пространственной сетке гидрогеля.

Рис. 11. Изменение УФ спектра ЦСР во времени при введении электролита а) №->\¥С>4, б) Ш4С1.

Наглядным подтверждением различного характера образующейся гель-сетки являются данные, полученные методом просвечивающей электронной микроскопии. Рис. 12. демонстрирует строение гидрогеля,

Рис. 12 Микрофотографии гидрогелей полученные добавление различных электролитов: а) сульфата натрия, б) молибдата натрия, в) смеси сульфата натрия и хлорида аммония, г) хлорида аммония.

полученного введением различных электролитов в созревший ЦСР. Можно видеть, что пространственные сетки имеют различное строение, но

во всех случаях более детальный анализ пространственной сетки геля показал, что волокна состоят из кластеров размером от 2 до 5 нм, т.е. примерно тех же размеров, что и в исходном ЦСР.

Таким образом, можно предположить, что пространственная сетка геля образована агрегатами-заготовками, состоящими из супрамолекулярных цепей МС, образовавшихся в созревшем ЦСР. Длительное выдерживание геля под электронным пучком (рис. 12в,г.), как показали электроннограммы, приводило к появлению наночастиц серебра и размером от 5 нм и выше. Рис. 12г. также показывает, что при

использовании в качестве инициатора гелеобразования хлорида аммония образующаяся пространственная сетка имеет менее плотную структуру, чем при использовании сульфата или молибдата натрия, что также отражается на значениях вязкости получаемых гидрогелей.

Комплексный анализ полученных экспериментальных данных позволяет предположить следующую схему гелеобразования в исследуемой системе при добавлении электролита:

возникающие на первом этапе

гелеобразования

Глава 5 посвящена исследованию совместимости гидрогеля на основе ЦСР с различными биологически активными и полимерными добавками, которые могут играть роль оболочек при доставке лекарств. В качестве вводимых добавок были выбраны: 1) натриевая соль цефатоксима является антибиотиком третьего поколения, обладает широким спектром действия, и применяется при инфекциях дыхательных и мочевыводящих путей, инфекциях уха, горла, носа, эндокардите, менингите, инфекциях костей и мягких тканей. 2) ПВП используется для изготовления плазмозамещающих растворов, и как заместитель синовиальной жидкости. 3) нитроксимексидол применяется как кардиологическое средство для предупреждения и лечения стенокардии, инфарктов, инсультов. 4) ПВС хорошо сочетается с аминокислотами, улучшая при этом доставку веществ к сердцу и скелетной мускулатуре, тем самым, минимизируя отторжение

имплантированных материалов. Совместимость добавок с исследуемыми гидрогелями анализировалась с помощью метода ИК-спектроскопии, а именно, были получены ИК-спектры гелей с добавками и проведен сравнительный спектральный анализ по выявлению полос поглощения принадлежащих вводимым веществам в спектрах высушенных гелей. Во всех исследуемых случаях в спектрах гелей наблюдались полосы поглощения, характерные для вводимых веществ. Таким образом, подтверждается присутствие добавок в составе гелей.

Необходимо отметить, что проведенные реологические испытания показывают, что основные характеристики гелей не претерпевают изменений при добавлении полимерных веществ, хотя абсолютные значения реологических параметров (предел текучести и модуль упругости) повышаются.

Рис. 13. демонстрирует влияние вводимых веществ на морфологию образующихся гелей. Можно наблюдать насколько сильно меняется характер структурной сетки в каждом случае, схожим остается лишь уплотнение волокон, образующих сетку, и увеличение количества их связываний, что и подтверждается увеличением вязкости гелей.

Рис. 13. Влияние вводимых добавок на строение пространственной сетки гидрогеля: а) цефотаксим натрия, б) поливинилпирролидон, в) поливиниловый спирт, г) нитроксимексидол.

Таким образом, введение всех рассмотренных веществ не препятствует образованию сетки геля, но изменяет ее строение.

Одной из важнейших областей применения данных гидрогелей является создание новых лекарственных препаратов и различных фармакологических композиций. Проведенные нами исследования

Таблица 1. Микробиологическая активность ЦСР и гидрогеля на его основе, электролит Na2S04_

Тест-культуры Разведения исследуемого образца

ЦСР | Гель ЦСР | Гель ЦСР | Гель ЦСР 1 Гель ЦСР 1 Гель

1:10 1:20 1:50 1:100 1:200

Bacillus cereus + - + + + + + + + +

Bacillus subtillis + - + + + + + + + +

Escherichia coli - - + + + + + + + +

Salmonella abony - - - - + - + - + +

Pseudomonas aeruginosa - - + - + + + + + +

Staphylococcus aureus + - + + + + + + + +

Примечание: «+» -соответствует росту бактерий в питательной среде; «-» — отсутствию роста бактерий в питательной среде

показали (таб. 1.), что гидрогель, на основе Ь-цистеина и нитрата серебра обладает антимикробным действием в отношении грамм-положительных стафилококков, бацилл и грамм-отрицательных эшерихий в разведении 1:10, палочек псевдоманад до разведения 1:20.

Таблица 2. Антагонистическая активность исследуемых образцов по отношению к тест-культурам патогенных и условно-патогенных микроорганизмов_

Исследуемые образцы: гели на основе ЦСР, C(Cys) = 3mM, C(AgNOj) 3,81 тМ, C(Na2S04) = 0,9 тМ Зоны подавления роста тест-культур в мм.

E.coli АТСС 25922 S.aureus АТСС 25923 P.aerugi nosa АТСС 27853 S. typhimu-rium 5715 Sh.sonnei III №1908 B.subtilis 6633

№1. 8 9 8 7 9 7

№ 2. С(ПВС) = 0,075% 8 10 8 7 9 7

№3. С(ПВП) = 0,075% 9 9 7 7 9 7

№ 4. С(нитрокси-мексидола)=0,075% 10 9 8 7 9 7

№5. C(C16H,4N5Na06S2) = 1 mM 30 20 9 17 16 20

Из приведенных данных видно что, гидрогель на основе ЦСР обладает более высокой антибактериальной активностью, чем сам ЦСР. Это объясняется, по-видимому, тем, что гидрогель представляет собой самоорганизованную супрамолекулярную сетку, которая затрудняет или полностью блокирует транспорт биоферментов к бактериям, в результате чего прекращается их жизнедеятельность.

Также был проведен ряд антибактериальных исследований (таб.2.), показавших, что введение ПВС, ПВП, нитроксимексидола и цефатоксима натриевой соли увеличивает антибактериальную активность системы, что позволяет расширить спектр возможных применений в медицине.

Выводы

В результате проведенной работы:

1. Установлены критерии протекания процесса гелеобразования в водном растворе Ь-цистеина и нитрата серебра: а) необходимое соотношение концентраций исходных компонентов С(А£>Юз)/С(Су8) должно составлять от 1,25 до 1,27; б) благоприятный температурный диапазон от 24 до 27 °С; в) временные критерии протекания каждой стадии образования гидрогеля; первая стадия от 120 минут, вторая не менее Юмин до полного завершения процесса структурирования.

2. Показано, что гели, сформированные в водных растворах систем Ь-цистеинМ^МОз в присутствии различных электролитов, являются вязко-пластичными средами с дуализмом реологических свойств. Гидрогели ведут себя как твердоподобные материалы, (модуль упругости не зависит от частоты), но могут течь при очень низких напряжениях. Их кажущаяся вязкость падает на несколько десятичных порядков в узком диапазоне напряжений (что типично для вязко-пластичных материалов).

3. Установлено, что количественные параметры гидрогелей зависят от их состава, но во всех случаях гелеобразование возможно при концентрациях реагирующих веществ, не превышающих 0,036 масс. %. Более того, существование гелевой структуры можно наблюдать при чрезвычайно низкой концентрации дисперсной фазы, вплоть до 6-10"4 масс. %

4. Исследовано влияние различных электролитов на процесс гелеобразования. Показано, что физико-химические свойства и структура получаемых гидрогелей зависят от природы и состава вводимых электролитов.

5. Исследована совместимость исследуемого гидрогеля с ПВС, ПВП, нитроксимексидолом, цефотаксимом натриевой соли. Показано, что

введение данных веществ повышает абсолютные значения реологических параметров (предел текучести и модуль упругости).

6. Установлена микробиологическая активность получаемых гидрогелей в отношении грамположительных стафилококков, бацилл и грамотрицательных эшерихий и палочек псевдоманад. Высказано предположение, что ЦСР и гидрогели на его основе могут служить перспективной матрицей для введения в него биоактивных веществ и создания тем самым целого класса новых лекарственных препаратов.

Список работ, в которых опубликованы основные положения диссертации

Статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ

1. Спиридонова В.М., Савельева B.C., Овчинников М.М., Хнжияк С.Д., Пахомов П.М. Гидрогель на основе L-цистеина и нитрата серебра как матрица для создания новых лекарственных препаратов // Ползуновский вестник. 2009. № 3. С. 324-327.

2. Пахомов П.М., Абрамчук С.С., Овчинников М.М., Хижняк С.Д., Спиридонова

B.М. Формирование наноструктурированных гидрогелей в растворах L цистеина и нитрата серебра // Российские нанотехнологии. 2010. Т.5. № 3-4. С 26.

3. Ильин С.О., Спиридонова В.М., Савельева B.C., Овчинников М.М., Хижняк

C.Д., Френкин Э.И., Пахомов П.М., Малкин А.Я. Гелеобразование в разбавленных водных растворах L-цистеина и AgNOi // Коллоидный журнал. 2011. Т. 73. №5. С. 641-646;

4. llyin S., Roumyantseva Т., Spiridonova V., Semakov A., Frenkin Е., Malkin А., Kulichikhin V. Gels of cysteine/Ag-based dilute colloid systems and their Theological properties// Soft Matter. 2011. V. 7. № 19. P. 9090-9103.

Работы, опубликованные в центральной печати, материалах общероссийских и международных конференций.

1. Овчинников М.М., Хижняк С.Д., Спиридонова В.М. Кластерообразование в водных растворах цистеина и нитрата серебра в зависимости от содержания серной кислоты и гидроокиси калия // Физико-химия полимеров. Тверь. 2006. №12. С. 222.

2. Егорова Е.В., Спиридонова В.М., Савельева B.C. О механизме структурирования гелеобразующих систем на основе водных растворов цистеина, нитрата серебра и сульфат-ионов // Физико-химия полимеров. Тверь. 2008. №14. С. 195.

3. Пахомов П.М., Абрамчук С.С., Овчинников М.М., Хижняк С.Д., Спиридонова В.М. Изучение гелеобразования в водном цистеин-серебряном растворе под воздействием электролитов. Данные метода просвечивающей электронной микроскопии // Физико-химия полимеров. Тверь. 2009. №15. С. 24.

4. Спиридонова В.М., Савельева B.C., Хижняк С.Д. Влияние различных анионов на строение гидрогеля, полученного из цистеин-серебряного раствора // Физико-химия полимеров. Тверь. 2009. стр. №15. С. 94.

5. Спиридонова В.М., Савельева B.C., Червинец В.М. Микробиологическая активность низкоконцентрированных растворов и гидрогелей на основе L-цистеина и нитрата серебра // Физико-химия полимеров. Тверь. 2009. № 15. С. 99.

6. Спиридонова В.М., Савельева B.C., Хижняк С.Д. Реологические испытания цистеин-серебряного раствора и гидрогеля на его основе // Физико-химия полимеров. Тверь. 2009. № 15. С. 24.

7. Спиридонова В.М. О процессе самоорганизации в водном растворе цистеина // XVIII Российская молодежная научная конференция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии». Тезисы докладов. Екатеринбург. 2006. С.168.

8. Spiridonova V.M. Investigation of the gelation process by means of dynamical light scattering // Третья Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием « Современные проблемы науки о полимерах». Тезисы докладов. Санкт-Петербург. 2007. С. 67.

9. Спиридонова В.М., Овчинников М.М., Хижняк С.Д., Пахомов П.М. Тиксотропные гидрогели на основе L-цистеина: реологические и структурные исследования // Материалы 24 симпозиума по реологии. Карачарово. 2008. С. 94.

10. Спиридонова В.М. Явления самоорганизации в водном растворе L-цистеина и нитрата серебра // XV Региональные Каргинские чтения. Областная научно-техническая конференция молодых учёных «Физика, химия и новые технологии». Тезисы докладов. Тверь. 2008. С. 82.

11. Спиридонова В.М. Изучение механизма гелеобразования в водных растворах L-цистеина и нитрата серебра // Четвертая Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием « Современные проблемы науки о полимерах». Тезисы докладов. Санкт-Петербург. 2008. С. 46.

12. Спиридонова В.М. Исследование реологических свойств L цистеин-серебряного раствора и гидрогелей на его основе // Пятая Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием « Современные проблемы науки о полимерах». Тезисы докладов. Санкт-Петербург. 2009. С.42

13. Спиридонова В.М., Савельева B.C. Изучение процесса гелеобразования в водных растворах L-цистеина и нитрата серебра // XIV Региональные Каргинские чтения. Областная научно-техническая конференция молодых учёных «Физика, химия и новые технологии». Тезисы докладов. Тверь. 2007. С.63.

14. Спиридонова В.М. Исследование реологических свойств L цистеин серебряного раствора и гидрогелей на его основе // XIV Региональные Каргинские чтения. Областная научно-техническая конференция молодых учёных «Физика, химия и новые технологии». Тезисы докладов. Тверь. 2009. С.92.

15. Спиридонова В.М., Савельева B.C. Реологические свойства тиксотропного гидрогеля на основе цистеина и нитрата серебра II Материалы II конференции молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем». Звенигород. 2009. С. 180.

16. Савельева B.C., Спиридонова В.М., Ильин С.О., Пахомов П.П. Влияние природы электролита на реологические характеристики гидрогелей на основе цистеина // Материалы 25 симпозиума по реологии. Осташков. 2010. С. 187.

Технический редактор A.B. Жильцов Подписано в печать 10.05.2012. Формат 60x84 7)6 Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 251. Тверской государственный университет Редакционно-издательское управление Адрес: 170100, г. Тверь, ул. Желябова, 33. Тел. РИУ: (4822) 35-60-63

Список сокращений и условных обозначений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Понятие гелей и их классификация.

1.2. Структурообразование в гелевых системах.

1.3. Структура и свойства гидрогелей.

1.3.1. Характеристики гидрогелей.

1.3.2. Методы формирования гидрогелей.

1.4. Понятие самоорганизации, примеры самоорганизующихся систем.

1.5. Особенности серебро содержащих систем.

1.6. Особенности гелеобразующей системы на основе водного раствора цистеина и нитрата серебра.

1.7. Влияние добавок на гелеобразующую способность системы на основе цистеина и солей серебра.

Глава 2. Образцы и методы исследования.

2.1. Используемые реактивы.

2.2. Объекты исследования.

2.3. Методика приготовления водных растворов и гидрогелей на основе Ь-цистеина и нитрата серебра.

2.4. Методы исследования и методика эксперимента.

2.4.1. Метод УФ спектроскопии.

2.4.2. Реологические методы.

2.4.3. Просвечивающая электронная микроскопия.

2.4.4. Метод ИК спектроскопии.

2.4.5. Метод динамического светорассеяния.

Глава 3. Условия получения гидрогелей.

3.1. Влияние соотношения концентраций исходных компонентов на процесс гелеобразования.

3.2. Влияние температуры на процесс гелеобразования!.

3.3. Исследование структуры цистеин-серебряного раствора.

Глава 4. Определение физико-химических свойств и структуры супрамолекулярного гидрогеля.

4.1. Вязкоупругие свойства.

4.2. Вязкость и тиксотропия.

4.3. Роль электролитов в формировании гелей и их реологических свойств.

4.4. Влияние температуры и концентрации дисперсной фазы на свойства гидрогелей.

4.5. Структура образующихся супрамолекулярных гелей.

Глава 5. Совместимость супрамолекулярного гидрогеля с биологически активными добавками.

5.1 Реологическое поведение гелей с различными добавками.

5.2. Исследование совместимости гидрогеля с полимерами различного происхождения.

5.3. Морфология гидрогелей полученных с введением биологически активных веществ.

5.4. Исследование антимикробных свойств гидрогеля.

Выводы.

Изучение гелей и процессов гелеобразования является актуальной проблемой прикладных и фундаментальных наук. Этот интерес обусловлен широкой распространенностью гелей в живой и неживой природе, применением гелеобразующих материалов в технологических процессах и быту. Для фундаментальной науки гели представляют интерес как системы с фрактальной структурой. Следует отметить, что гелеобразование (студнеобразование) присуще самым различным по своей природе коллоидным материалам - природным полимерам (желатина, агар), системам, состоящим из органических солей полифункциональных металлов (нафтенаты алюминия или ванадия), и самым разным многокомпонентным материалам, содержащим в своем составе синтетические полимеры [1].

Интерес к получению новых гелей с особыми свойствами, изучение их строения и процессов гелеобразования обусловлен широкой распространенностью гелей в живой и неживой природе, применением гелеобразующих материалов в технологических процессах и быту. Существует различие между гелями и высоковязкими коллоидными или полимерными растворами. В тоже время можно найти множество примеров использования термина "гелеобразование" под которым подразумевается возрастание вязкости. Предполагается, что основная особенность геля это существование предела текучести ту - критического напряжения (или точнее узкого диапазона напряжений) где кажущаяся вязкость уменьшается на несколько десятичных порядков безотносительно природы этого явления. Говоря о гелях, обычно имеются в виду системы с внутренней структурой, которая разрушается под действием приложенной силы в пределе текучести и, именно это является причиной падения кажущейся вязкости. Таким образом этот переход рассматривается как объемный эффект.

Среди гелеобразующих систем особый интерес представляют супрамолекулярные гели, которые образуются благодаря различным типам слабых межмолекулярных взаимодействий (водородным связям, электростатическим, Ван-дер-Ваальсовым и донорно-акцепторным взаимодействиям), а переходы раствор-золь-гель в таких системах инициируется изменением рН, температуры. Гидрогели, изученные в этой работе, принадлежат к особому классу супрамолекулярных гелей с экстремально низкой концентрации дисперсной фазы. Для таких систем наряду с пластической формосохраняемостью часто наблюдается явление обратимой тиксотропии. Ввиду того, что физика подобных систем изучена недостаточно, необходим поиск и изучение гелей с подобными свойствами.

Впервые подобная супрамолекулярная гелеобразующая система на основе низкоконцентрированных водных растворов Ь-цистеина и нитрата серебра была открыта в 2003 году [2]. Гидрогели, исследуемые в этой работе, принадлежат к особому классу супрамолекулярных гелей [3], которые характеризуются своим образованием из низкомолекулярных соединений и низкой концентрацией активных гелеобразующих молекул (в диапазоне 0.11.0 масс.%). Исследуемые системы лежат в нижнем конце этого интервала концентраций и, как это будет показано в работе, образуют гели при концентрациях даже на два порядка по величине ниже, чем этот предел. Это позволяет говорить об экстремально низкой концентрации дисперсной фазы в исследуемых гелях. Необходимо отметить, что в течение последних десятилетий наблюдается растущий интерес к гелям, полученным из низкомолекулярных компонентов.

Рассматриваемая система представляет интерес и с прикладной точки зрения, поскольку основные компоненты гидрогеля являются биологически активными веществами. Примечательно, что исходные компоненты в исследуемой системе являются биологически активными веществами. Так ионы серебра, хотя и в малых количествах (< 0,9 мкг/л), присутствуют в крови, а в медицине применяются как антисептическое и противовоспалительное средства. Цистеин же является важнейшей 6 ч аминокислотой, входит в состав почти всех аминокислотных белков и трипептида глутатиона и занимает центральное место в обмене серосодержащих соединений. Следовательно, такие гидрогели могут быть перспективной матрицей для разработки новых биологически активных композиций и фармакологических препаратов.

Интерес к этим композициям возник еще в 70-х и не угас в наши дни. Однако абсолютное большинство этих исследований было посвящено химическим аспектам взаимодействий цистеина с другими компонентами системы. О возможности гелеобразования в цистеин-серебряной композиции было указано только в работах [2,4,5]. Вместе с тем ряд аспектов, связанных с условиями получения, выяснением строения и свойств гидрогелей на основе Ь-цистеина и нитрата серебра недостаточно изучен.

Поэтому целью настоящей работы являлось исследование получения, структуры и свойств низкоконцентрированных гидрогелей на основе Ь-цистеина и нитрата серебра с использованием различных экспериментальных методов. Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи: -определить концентрационные критерии, необходимые для получения гидрогеля; установить температурный интервал протекания процесса гелеобразования;

- исследовать влияние электролитов на процесс гелеобразования и свойства получаемого гидрогеля;

- получить широкую реологическую характеристику данной системы при использовании различных электролитов;

- исследовать макроструктуру гидрогелей методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ);

- определить совместимость гидрогеля с водорастворимыми полимерами различного происхождения.

- изучить антибактериальные свойства гидрогелей.

Научная новизна работы. В работе впервые:

- определены концентрационные и температурные критерии протекания процесса гелеобразования в водном растворе Ь-цистеина и нитрата серебра; показана возможность образования гидрогеля при крайне низких концентрациях дисперсной фазы, таких как 6 • 10"4 масс.%.;

- изучено влияние растворов различных электролитов на свойства геля и структуру образующейся перколяционной сетки;

- получены количественные реологические характеристики широкого спектра гидрогелей на основе Ь-цистеина и нитрата серебра;

- исследована совместимость гидрогелей на основе Ь-цистеина с водорастворимыми полимерами (ПВП, ЛВС), изучено влияние данных полимеров на реологические, структурные и антибактериальные свойства гидрогеля;

- исследована способность водных растворов Ь-цистеина и нитрата серебра, а так же гидрогелей на их основе оказывать угнетающее действие на широкий спектр грамм отрицательных и грамм положительных бактерий.

Практическая и теоретическая значимость работы. Определенные концентрационные и температурные интервалы позволяют направленно проводить получение гидрогелей, для их дальнейшего исследования как в рамках учебного, так и научного процесса.

Выполненные исследования реологических свойств гидрогеля на основе ЦСР, позволяют оптимизировать состав системы для дальнейшего использования.

Установленное антибактериальное действие гидрогеля придает дополнительную специфику использования его в медицинской и фармакологической практиках.

Выявленная совместимость компонентов системы с биологически активными полимерами открывает возможность создания новых супрамолекулярных композиций и лекарственных препаратов. 8

Работа выполнялась в рамках АВЦП «Развитие потенциала высшей школы» (2009 - 2011) № 2.1.1.10767, а также «Изучение структуры и свойств низкоконцентрированных гидрогелей на основе Ь-цистеина для последующего применения в медицине» гранта Фонда содействия развитию малых форм предприятия в научно-технической сфере по программе «У.М.Н.И.К. - 2008» государственный контракт № 6050р/8448 от 30.04.2008

Выводы

В результате проведенной работы:

1. Установлены критерии протекания процесса гелеобразования в водном растворе Ь-цистеина и нитрата серебра: а) необходимое соотношение концентраций исходных компонентов С(А§ЬЮз)/С(Суз) должно составлять от 1,25 до 1,30; б) благоприятный температурный диапазон от 24 до 27 °С; в) временные критерии протекания каждой стадии образования гидрогеля; первая стадия от 120 минут, вторая не менее 10 мин до полного завершения процесса структурирования.

2. Показано, что гели, сформированные в водных растворах системы Ь-цистеинМ^ТЧОз в присутствии различных электролитов, являются вязко-пластичными средами с дуализмом реологических свойств. Гидрогели ведут себя как твердоподобные материалы (модуль упругости не зависит от частоты), но могут течь при очень низких напряжениях. Их кажущаяся вязкость падает на несколько десятичных порядков в узком диапазоне напряжений (что типично для вязко-пластичных материалов).

3. Установлено, что количественные параметры гидрогелей зависят от их состава, но во всех случаях гелеобразование возможно при концентрациях реагирующих веществ, не превышающих 0.036 масс. %. Более того, существование гелевой структуры можно наблюдать при чрезвычайно низкой концентрации дисперсной фазы, вплоть до 6-10"4 масс. %

4. Исследовано влияние различных электролитов на процесс гелеобразования. Показано, что физико-химические свойства и структура получаемых гидрогелей зависят от природы и состава вводимых электролитов.

5. Исследована совместимость исследуемого гидрогеля с поливиниловым спиртом, поливинилпирролидоном, нитроксимексидолом, цефатаксимом натриевой соли. Показано, что введение данных веществ повышает абсолютные значения реологических параметров (предел текучести и модуль).

6. Установлена микробиологическая активность получаемых гидрогелей в отношении грамположигельных стафилококков, бацилл и грамотрицательных эшерихий и палочек псевдоманад. Высказано предположение, что ЦСР и гидрогели на его основе могут служить перспективной матрицей для введения в него биоактивных веществ и создания тем самым целого класса новых лекарственных препаратов.

Автор благодарит С.О. Ильина, проф. А.Я. Малкина (ИНХС РАН) за помощь в проведении реологических исследований, а также проф. В.М. Червинца (ТГМА) за помощь в проведении микробиологических испытаний.

1. Папков С.П. Студнеобразное состояние полимеров. М.: Химия, 1974.

2. Лавриенко М.В., Овчинников М.М., Хижняк С.Д., Пахомов П.М. // Физико-химия полимеров. Тверь, 2003. Вып. 9. С.125.

3. П.М. Пахомов, С.Д. Хижняк, М.М. Овчинников, П.В. Комаров. Супрамолекулярные гели. Тверь: Твер.гос.ун-т. 2011. С. 272.

4. Хижняк С.Д., Nierling W., Овчинников М.М., Лавриенко М.В., Lechner M.D., Пахомов П.М. // Физико-химия полимеров. Тверь, 2003. Вып.9. С.131.

5. Pakhomov P.M., Ovchinnikov М.М., Khizhnyak S.D., Lavrienko M.V., Nierling W., and Lechner M.D. // Coll. J., 2004, 66, P. 65.

6. Gopal R., Robertson B.E., Rutherford J.S. // Acta Cryst. C. 1989. Vol.45. P. 257.

7. Muller A., Reuter H., Dillinger S. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995. №34. P. 2328.

8. Weiss R.G., Terech P. // Molecular Gels, Springer, Dordrecht, The Netherlands. 2006. ch. 17. P. 613.

9. Camerei F., Ziessel R., Donnio B. and Guillon D. // New J. Chem. 2006. № 30. P. 135.

10. Lehn J.-M., Rigault A., Siegel J., Harrowfield J., Chevrier В., Moras D. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1987. Vol.84. P. 2565.

11. Neralagatta M., Sangeetha and Maitra U. // Chem. Soc. Rev. 2005. № 34. P. 821.

12. Равич-Щербо М.И., Новиков B.B. Физическая и коллоидная химия. М. 1975.

13. Mandal S., Gole A., Lala N., Gonnade R., Ganvir V., and Sastry M. // Langmuir. 2001. V. 17. P. 6262.

14. Li Y., Liu K., Peng Т., Feng X. and Fang Y. // Langmuir 2006. № 22. P. 7016.

15. Балезин C.A., Ерофеев Б.В., Подобаев Н.И. Основы физической и коллоидной химии. М. 1975.

16. Camerei F., Ziessel R., Donnio В., Guillion D. // New J. Chem. 2006. № 30. P. 94.

17. Lawrence D.S., Jiang Т., Levett M. // Chem. Rev. 1995. №95. P.2229.

18. Makarevic J., Jokic M., Peric В., Tomisic V., Zinic M. // Chem. Eur. J. 2001. №15. P.3329.

19. Terech P., Rodriguez V., Barnes J.B., McKenna G.B. // Langmuir 1994. № 10. P. 3406.

20. Ratner B.D., Leber E.R., Colleen M.B. // J. Polymer Preprints. 2003. V. 44. P. 626.

21. Andersson L.-O. // J. Polymer Sei. 1 Polymer Chem 1972. V. 10. P. 1963.

22. Писаренко А.П., Поспелова K.A., Яковлев А.Г. Курс коллоидной химии. М., 1984.

23. Varghese M.V., Dhumai R.S., Patil S.S., Paradkar A.R., and Khanna P.K. // Synth. React. Inorg. Met.-Org. Nano-Met. Chem, 2009. V. 39. P. 554.

24. Mizoshita N., Kutsuna Т., Hanabusa K., Kato T. // J. Chem. Soc. Commun. 1999. P. 781.

25. AbdallahD.J., Weiss R. G. //Langmuir. 2000. №16. P. 351.

26. Schnepp A.C., Gonzalez R., Mann S. //Adv. Mater. 2006. V.18. P. 1869.

27. Лукьянов А.Б. Физическая и коллоидная химия. М., 1980.

28. Li J., Ni X., Leong K.W. // J. Biomed. Mater. Res. 2003. K.W. V 65A, P. 196.

29. Terech P. and Friol S. // Tetrahedron. 2007. V. 63. P. 7366.

30. Jie W., YubaoL. //Eur. Polym. J. 2004. V. 40. P. 509.

31. Bell R.A. and Kramer J.R. //Environ. Toxicol. Chem. 1999. V. 18.P. 9.

32. Van Krimpen P.C., Van Bennekom W.P., Bult A. // Pharmaceutisch Weekblad. Sci.Ed. 1988. V. 10. P. 113.

33. Kiyonaka S., Sada K., Yoshimura I., Shinkai S, Kato N., Hamachi I. // Nat. Mater. 2004. V. 3. P.58.

34. Ребиндер П.А., Поспелова K.A. Конспект общего курса коллоидной химии. М.: МГУ, 1950.

35. Yang Z., Xu В. // Chem. Commun. 2004. V. 24. P. 456.

36. Weng W., Beck J.B., Jamieson A.M. and Rowan S.J. // J. Am. Chem. Soc. 2006. № 128. P 11662.

37. Zhang R., MaP.X. //Macromol. Biosci. 2004. V.4. P. 100.

38. BabuP., SangeethaN.M., MaitraU. //Macromol. Symp.2006. V. 41. P. 67.

39. Li H. andBian Y. //Nanotechnology. 2009. V.20. P.l45502.

40. Madbouly S.A., Otaigbe J., Nanda A.K. and Wicks D.A. // Macromolecules 2005. № 38. P. 4014.

41. Lattuada M., Sandkuhler P., Wu H., Sefcik J., Morbidelli M. // Macromol. Symp. 2004. № 206. P. 307.

42. Zada A., Avny Y., Zilkha A. // Eur. Polym. J. 2000. V. 36. P. 351.

43. Moore M.A. //Journ.Phys. Paris. 1977. A.10. P. 305.

44. Terech P. and Weiss R.G. // Chem. Rev. 1997. V. 97. P. 3133.

45. Estroff L.A. and A.D. Hamilton. // Chem. Rev., 2004. V. 104. P. 1201.

46. Carr Daniel A; Peppas Nicholas A. // Macromolecular bioscience. 2008. № 9(5). P. 497.

47. Sagava T., Chowdhury S., Takafudji M., Ihara H. // Macromol. Symp. 2006. 237. P 28.

48. Peppas N.A. // SPE Techn. Papers (NATEC). 1977. P. 62.

49. Huang Y., Leobandung W., Foss A. and Peppas N.A. // J. Control. Release. 2000. № 65. P. 63.

50. Peppas N.A. // Intern. J. Pharm. 2004. № 277. P. 11.

51. Dahot M.U., Noomrio M.H. //J.IAS. 2006. № 9(4). P. 114.

52. Lehn J.-M. // Chem. Sei, 1994. 106. P. 915.

53. Burchard W. //Macromol. Symp. 1996. V.101. P.103.

54. Jung H., Shinkai S. //J. Incl. Phenom. Macrocyc. Chem. 2001. V. 41. P. 53.

55. Ide N., Fukuda T., Miyamoto T. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1995. V. 68. P. 3423.

56. Kim N., Shin S., and Lee S. // Genome Res. 2005. № 15(4). P. 566.

57. Kido N., Yamada T. // Chem. Lett. 2002. P. 7223.

58. Peppas N.A., Keys K.B., Torres-Lugo M. and Lowman A.M. // J. Controlled Release. 1999. № 62. P. 81.

59. Pora K., Namshin K., Younghee L., Bumjin K., Shin Y. and Lee S. // Nucleic Acids Research. 2005 Vol. 33. P. 75.

60. Kevin J.C., Gregory N.T. //Macromolecules. 2002. V. 35. P. 6090.

61. Stendhal J., Mukti S., Guler O., Stupp I. // Adv. Funct. Mater. 2006. V. 16. P. 500.

62. Shepelev V. and Fedorov A. //Bioinform. 2006. № 7(2). P. 178.

63. Fudouzi H„ Xia Y. // Advanced materials. 2003. V(15). P. 892.

64. Caplan M., Moore P., Zhang S., Kamm R. // Biomacromolecules. 2000. № 1. P. 627.

65. Hardgering J., Beniash E., Stupp I. // Science. 2001. V. 294. P. 1684.

66. Sato J., Kobayashi H., Ikarashi K., Saito N. // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. P. 4369.

67. Волькенштейн M.B. Молекулярная биофизика. М., 1975.

68. Barth A., Scherps Z. // Q. Rev. Biophys. 2002. V. 35. P. 369.

69. Smidsrod О.,Haug A. //Acta Chem. Scand. 1972. V. 26. P. 6.

70. Grycuk Т., Antosiewicz J., Leysing B. // Biophys. J. 2003. V. 84. P. 750.

71. Dobrawa R., Wurthner R. // J. Polym. Sei. 2005. V. 43. P. 4982.

72. Beck В., Rowan J. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 13992.

73. Goze C., Ulrich G., Cesario M., Prange Т., Ziessel R. // Chem. Eur. J. 2003. V. 9. P. 3748.

74. Ни В., Fuchs A., Huseyin S., Evrensel C. // J. Polym. Sei. 2006. V. 100. P. 2465.

75. Ikala O., Brinke G. // Chem. Comm. 2004. V. 19. P. 2131.

76. Энциклопедия химических веществ, наркотиков и биологических препаратов. Merck, 11-е изд. 1989.

77. Леглер Е.В., Казаченко A.C., Казбанов В.И. // Хим.-Фарм. Журнал. 2001. Т.35. № 39. С. 35.

78. Войнар А.О. Биологическая роль микроэлементов в организме человека и животных. М, 1960.

79. Jong-Seok Kim. // Ind. Eng. Chem. 2007. V. 14. № 4. P 718.

80. Boeckl M.S., Perry Je., Leber E.R. // J. Polymer Preprints. 2003. V. 44. P. 677.

81. Chum-Nam Lok, Chi-Ming Ho, Rong Chen // J. Biol Inorg Chem. 2007. V.12. P. 527.

82. Бобиев Г.М., Суфиев Т.Д., Шахматов А.Н. // Хим.-Фарм. Журнал. 2008. Т.42. № 11. С. 10.

83. Yagai S., Higashi M., Karatsu Т., Kitamura A. // Chem. Mater. 2004. V. 16. P. 3582.

84. Популярная библиотека химических элементов. М., 1977.

85. Пятницкий И.В., Сухан В.В. Аналитическая химия серебра. М., 1975.

86. Hirst A., Smith D. //Langmuir. 2004. V. 20. P. 10851.

87. Kim H., Min R., Won J., Kang S. // J. Polym. Phys. 2006. V. 44. P. 1168.

88. Sun Y., Gates В., Mayers В., Xia Y. // Nano. Lett. 2002. № 2. P. 165.

89. Sevier C.S., Kieser Ch.A. // Nature Reviews / Molecular Cell Biology. 2002. № 3. P. 836.

90. Lee J., Kim J., Park E., Kim H., Lee Ch., Lee S., Kwon J. // Biochem. J. 2004. V. 382. P. 631.

91. Okabi S., Nakato K., Iida K. // Chem. Mater. 2005. V. 17. P. 741.

92. Andersson L.-O. // Journal of polymer science. Part A-l. 1972. V. 10. P. 1963.

93. Rüssel B.A., Kramer J.R. // Environmental Toxicology and Chemistry. 1999. V. 18. No. l.P. 9.

94. Krzewska S., Podsiadly H. // Polyhedron. 1986. V. 5. No. 4. P. 937.

95. Егорова E.B., Спиридонова B.M., Савельева B.C. и др. // Физико-химия полимеров. Тверь, 2008. Вып. 14. С. 195.

96. Tseng Р. К. С; Gutknecht W. F. // Anal. Chem. 1975. V. 47. P. 2316.

97. Алексеев В.Г., А.Н. Семенов, П.М. Пахомов. // Ж. неорганической химии. 2011, (в печати).

98. Berthon G. // Pure Appl. Chem. 1995. V. 67. P. 1117.

99. Murray K., May P.M. // Joint Expert Speciation System, http://iess.murdoch.edu.au.

100. Николаева JI.С.,. Семенов А.Н. и др. // Журн. неорган, химии. 2008. Т. 53. №5. С. 890.

101. Евсеев A.M., Николаева Л.С. Математическое моделирование химических равновесий. М., 1988.

102. Овчинников М.М., Малахаев И.В., Лавриенко М.В., Хижняк С.Д., и др. // Физико-химия полимеров. Тверь, 2004. Вып. 10. С. 133.

103. Sluyterman L.A. //Biochim. Biophys. Acta. 1957. V. 25. P. 402.

104. Мелвин Хыоз E.A. Равновесие и кинетика реакций в растворах. М.,1975.

105. Ю5.Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. М., 1951.

106. Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования. М., 1973.

107. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М., 1991.

108. Malkin A.Ya. and Isayev A. in Rheology Concepts, Methods, and Applications, ChemTec, Toronto, Canada. 2006. ch. 5. P. 279.

109. Спиридонова В. M., Савельева В. С., Хижняк С. Д. и др. // Физико-химия полимеров. Тверь, 2009. Вып. 15. С. 94.

110. Nierling W., Nordmeier Е. //Polym. J. 1997. V.29. N10. Р.795.

111. Pakhomov P.M., Khizhnyak S.D., Nierling W. et al. // Polymer Sei. 1999. V. 41A. N6. P. 693.

112. Камминц Г., Пайк Э. Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов. М., 1978.

113. Schrand А.М., Braydich-Stolle L.K., Schlager J.J. et al. // Nanotechnology. 2008. V. 19. P. 235104.

114. Abduraghimova L.A., Rehbinder P.A., and Serb-Serbina N.N. // Kolloid. Zh. 1955. V. 17. P. 184.

115. Bonn D. and Denn M.M. // Science. 2009. V. 324. P. 1401.

116. Stokes J.R., Telford J.H., and Williamson A.-M. // J. Rheology. 2005. V. 49. P. 139.

117. Winogradow G.W. andPawlow W.P. il Rheol. Acta. 1958. Ш 1. P. 455.

118. Malkin A. Ya. // Adv. Polymer Sei. 1990. V. 96. P. 69.

119. Malkin A.Ya., Sabsai O.Yu., Verebskaya E.A., Zolotarev V.A., and Vinogradov G.V. //Kolloid. Zh. 1976. V. 38. P. 181.

120. Uhlherr P.H., Guo J., Tiu C., Zhang X.-M., Zhou J.Z.-Q., and Fang T.-N. // J. Non-Newton Fluid Mech. 2005. V. 125. P. 101.

121. Caton F. and Baravian Ch. // Rheol. Acta. 2008. V. 47. P. 601.

122. Weiss R.G. and Terech P. // Molecular Gels, Springer, Dordrecht, The Netherlands. 2006. ch. 17. P. 613.123. http ://www. doctors. am/ content/medi a/124. http://www.xumuk.ru/encvklopedia/125. http://www.xumuk.ru/126. http://www.xumuk.ru/farmacevt

123. Картмелл Э., Фоулс Г.В. Валентность и строение молекул. М., 1979.