Супрамолекулярные системы на основе катионных ПАВ и полианионов: закономерности самоорганизации и применение в процессах инкапсулирования тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВА ЭЛЬМИРА АЛЬБЕРТОВНА

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ КАТИОННЫХ ПАВ И ПОЛИАНИОНОВ: ЗАКОНОМЕРНОСТИ САМООРГАНИЗАЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ ИНКАПСУЛИРОВАНИЯ

02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань-2014

21 АВГ 2014

005551853

Работа выполнена на кафедре органической химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

доктор химических наук, профессор Захарова Люция Ярулловна

доктор химических наук, профессор Пахомов Павел Михайлович,

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тверской государственный университет», профессор кафедры физической химии.

кандидат химических наук, доцент Зиганшин Марат Ахмедович,

Федеральное государственное автономное учреждение высшего профессионального образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет» доцент кафедры физической химии.

ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

Защита состоится «24» сентября 2014 года в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д 022.005.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН по адресу: г. Казань, ул. Арбузова, 8, конференц-зал Института.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке и на сайте www.iopc.ru Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН

Автореферат разослан «15» августа 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

<—А.В. Торопчина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Полимер-коллоидные комплексы (ПКК), которые образуются при взаимодействии противоположно заряженных полиэлеюролитов и мицеллобразующих ПАВ, находят широкое применение в биомедицине, катализе, косметической промышленности, нефтедобыче и т.д. В настоящее время ключевой областью применения ПКК является полиэлекгролитное капсу-лирование и создание полимер-коллоидных наноконтейнеров для адресной доставки, защиты, хранения и пролонгированного высвобождения терапевтических препаратов. Системы на основе полианионов и ПАВ вызывают повышенный интерес, поскольку позволяют моделировать межмолекулярные взаимодействия ДНК с природными амфифилами, а также широко используются для создания систем доставки генного материала. В связи с интенсивным развитием биоиндустрии возрастают и появляются новые требования к таким бинарным системам: (1) биодоступность, (2) биоразлагаемость, (3) нанометровый диапазон размеров, (4) низкие концентрации веществ и т.д. Поэтому поиск новых материалов, удовлетворяющих этим требованиям, для создания систем с управляемыми свойствами является актуальной проблемой. Расширение и систематизация исследований систем ПАВ-полиэлектролит позволяют устанавливать закономерности их самоорганизации и проводить направленный подбор компонентов, руководствуясь полученными знаниями. Работа выполнена на кафедре органической химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет». Работа проведена при финансовой поддержке программ ОХНМ РАН № 3 «Создание биосовместимых нанокапсул методом послойной адсорбции полиэлектролитов на супрамолекулярный комплекс биологически активного субстрата с ионным каликсареном», грантами РФФИ 12-03-00668 «Супрамолекулярные наноконтейнеры и полиэлектролитные капсулы: контролируемое связывание/выделение органических молекул и биосубстратов», РФФИ офи_м 13-03-12436 «Создание высокорелаксивных коллоидно-устойчивых наночастиц Рс20л/Рез04 для магнитной томографии, модифицированных новыми биосовмести-мымн амфифилами»; МК - 6711 - 2012 -3 «Комплексообразование олиго- и полинуклеотидов с катионными амфифильными агентами: роль стехиометрических и кооперативных взаимодействий».

Цель работы. Установление закономерностей самоорганизации катионных ПАВ в присутствии синтетических и природных полианионов с целью создания функциональных наносистем с контролируемыми свойствами и разработка подходов к инкапсулированию низкомолекулярных гидрофобных субстратов методом послойного осаждения противоположно заряженных полиэлекгро-литов.

Научная новизна работы.

1. Получены новые полимер-коллоидные комплексы полиакриловой кислоты с геминальными и монокатионными ПАВ, определены их агрегационные характеристики при варьировании строения головных групп, гидрофобности ПАВ и концентрации полиэлектролита.

2. Впервые изучены процессы комплексообразования геминальных ПАВ с различной длиной спейсера с олиго и полинуклеотидами. Эффективность взаимодействия ПАВ-олигонуклеотид максимальна для ПАВ с додекаметиленовым спейсером. Впервые показана возможность использования гидроксиэтилированных геминальных ПАВ для доставки ДНК в клетки бактерий.

3. Проведена оптимизация трех различных протоколов послойного осаждения полиэлеюролитов для инкапсулирования низкомолекулярных незаряженных субстратов. Впервые установлены факторы, корректировка которых позволяет получать полиэлектролитные капсулы с контролируемой проницаемостью стенок для постепенного (не триггерного) высвобождения субстратов; размер

капсул можно направленно варьировать от нано- до микрометрового диапазона, а время высвобождения субстратов - от нескольких минут до многих часов.

Методы исследования. В работе использованы методы тензиометрии, кондуктометрии, рН - мет-рии, спектрофотометр™, флуоресцентной спектроскопии, турбидиметрии, динамического и элек-трофоретического рассеяния света, агомно-силовой, конфокальной, электронной микроскопии. Практическая значимость.

Установление закономерностей самоорганизации полимер-коллоидных систем позволяет создавать на их основе эффективные наноконтейнеры (капсулы, невирусные векторы) для инкапсулирования лекарственных препаратов и биомолекул с целью их адресной доставки к биомишеням и защиты от неблагоприятного воздействия внешней среды. В рамках диссертационной работы созданы протоколы инкапсулирования и разработаны методики, позволяющие контролировать скорость выделения субстрата из капсулы и проводить количественную оценку защитного эффекта капсул. Показана возможность использования геминальных ПАВ для комплексообразования оли-го-и полинуклеотидов. На защиту выносятся:

1. Результаты оценки влияния структуры головной группы и гидрофобности моно- и дикатионных ПАВ на взаимодействие с синтетическим полиэлектролитом - полиакриловой кислотой (определение ККА, чисел агрегации, размеров).

2. Закономерности изменения эффективности взаимодействия геминальных ПАВ с природными полианионами (олигонуклеотид и плазмида ДНК) при варьировании длины спейсера.

3. Протоколы формирования полиэлектролнтных капсул различными методами; количественные характеристики полученных образцов (размер, форма, реакционная способность субстратов) и результаты их сравнения; новые методы контроля проницаемости капсул.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования были представлены на XIX Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2011); школе-конференции для молодых ученых «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпо-зиты» (Москва, 2012); первой всероссийской конференции по жидким кристаллам (Иваново, 2012); Всероссийской молодежной конференции «Химия поверхности и нанотехнология» (Казань, 2012); Всероссийской молодежной конференции «Химия под знаком Сигма: исследования, инновации, технологии» (Казань, 2012); итоговых конференциях КНИТУ и ИОФХ КазНЦ РАН (Казань, 2011, 2012, 2013, 2014), Юбилейной научной школе-конференции «Кирпичниковские чтения по химии и технологии высокомолекулярных соединений» (Казань, 2013), Девятой Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2013), а также представлены на Республиканском конкурсе научных работ студентов и аспирантов им. Н. И. Лобачевского (Казань, 2013). Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 7 статьях в жу рналах, рецензируемых ВАК РФ, и 13 тезисах докладов в конференциях различного уровня. Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы (220 ссылок) и приложения. Общий объем диссертации 177 страниц, включая 8 таблиц, 112 рисунков, 3 схемы.

Личный вклад автора. Исследования, описанные в диссертационной работе, выполнены лично автором или при его непосредственном участии. Диссертантом самостоятельно проведены эксперименты по оценке самоорганизации и функциональной активности систем на основе каггионных ПАВ и полиэлектролитов (полиакриловой кислоты и нуклеиновых кислот), разработаны и испытаны протоколы формирования полиэлектролитных капсул, выполнен количественный анализ и

сделано обобщение полученных результатов. Автор выражает искреннюю благодарность руководителю диссертационной работы д.х.н. профессору Захаровой Л.Я. за оказанную помощь при выполнении диссертационной работы; Ибрагимовой А.Р., Миргородской А.Б., Ванеевой Ф. Г. - за участие в обсуждении результатов; Лукашенко С.С. - за предоставленные образцы катионных ПАВ; Зуеву Ю. Ф. - за консультации при обсуждении взаимодействия ПАВ с ДНК.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Самоорганизация в системе геминальное ПАВ - полиакриловая кислота

Противоположно заряженные полиэлектролиты и ПАВ образуют электростатически управляемые комплексы с дополнительным вкладом гидрофобного эффекта и других межмолекулярных взаимодействий (водородных связей, ван-дер-Ваальсовых сил и пр.). Большое внимание уделяется взаимодействиям катионных ПАВ и анионных полиэлектролитов, так как они моделируют комплексообразование ДНК с амфифильными соединениями. В данной работе изучена самоорганизация смешанных систем на основе ПАК (в отсутствие буфера) и геминапьных ПАВ, различающихся структурой головной группы (рис.1), при

в © Вг СН3 СН3 Вг © | © |

Н3С---СНз м С^бНзэ СкНзз о ^он п

16-6-16 ПАК

в 0 Вг СНз СНз ВГ

ф| ® 1

НОС2Н<-К^ -СгН,ОН и С16Н33 С16Нзз

16-б-16(ОН)

Рис. 1. Структурные формулы

геминальных ПАВ и ПАК.

фиксированной концентрации полиэлектролита I, 3 и 5 мМ. В этих условиях рН раствора ПАК составляет около 4, что соответствует степени ионизации -0.08. Таким образом, в условиях эксперимента ПАК в индивидуальных и смешанных системах ведет себя как слабый полиэлектролит. Предполагается, что взаимодействия ПАК-ПАВ будут осуществляться не только за счет электростатических сил, но и за счет гидрофобного эффекта и водородных связей.

ШйШШШЖ

1x10" 1x10" 1x10°

С16-6-16(ОН), м

Рис. 2. Зависимость дзета - потенциала систем

и 16-6-16(ОН) -ПАК от концентрации ПАВ

при различной фиксированной концентрации

ПАК; 25 С.

Рис. 3. Фото образцов ПАК-16-6-16(ОН); концентрация ПАК 5 мМ, концентрация ПАВ меняется слева направо: 0.01; 0.035; 0.09; 0.1; 0.15; 0.25; 0.3; 0.5 мМ.

Дзета-потенциал индивидуального раствора ПАК составляет -20 мВ (рис. 2). Поэтапное добавление геминального ПАВ сопровождается компенсационным изменением дзета-потенциала от нуля до перезарядки систем. Концентрация ПАВ, которая соответствует нулевому потенциалу (С0) смешанных систем ПАК-ПАВ, возрастает с увеличением концентрации ПАК. Это говорит о том, что электростатические взаимодействия играют заметную роль в смешанной системе ПАК-ПАВ.

Увеличение концентрации ПАВ сопровождается увеличением мутности растворов (рис.3). Методом турбидиметрии показано, что концентрация ПАВ, соответствующая максимальной мутности (Сгурб), практически совпадает со значениями С0, что подтверждает электростатический характер взаимодействий ПАК-ПАВ.

На рис. 4 представлены изотермы поверхностного натяжения, на которых наблюдается один перегиб. Критические концентрации, представленные в табл. 1, выше, чем значения ККМ индивидуальных ПАВ и повышаются с увеличением концентрации ПАК. Чтобы понять, насколько полученные данные отражают агрегацию в объеме, были привлечены дополнительные методы. В частности, контролировали отношение интенсивностей первого и третьего пиков в спектре пирена (ЬЯз) при увеличении концентрации ПАВ. Наблюдается резкое снижение соотношения 1|/1з, свидетельствующее об образовании агрегатов, способных солюбилизировать зонд в неполярном ядре (рис. 5). Значения ККА, полученные методом флуориметрии, намного ниже, чем в случае тензио-метрии. Числа агрегации для бинарных систем, рассчитанные по данным флуориметрии, составляют 5 и 7 в случае 16-6-16 и 16-6-16(ОН) соответственно.

с16-6-16(ОН). м

Рис. 4. Изотермы поверхностного натяжения бинарной системы ПАК-16-6-16(ОН); 25'С.

с16-6-16(ОН|. м

Рис. 5. Зависимость У1з в спектре пирена от концентрации ПАВ в бинарной системе ПАК-16-6-16(ОН) при фиксированной концентрации ПАК; 25°С.

Таблица 1. Значения критических концентраций агрегации для систем ПАК-геминальное ПАВ, полученные различными методами.

СпАК, мМ Сщ, мМ ККА, мМ

тензиометрия кондуктометрия шуориметрия

16-6-16 16-6-16(ОН) 16-6-16 16-6-16(ОН) 16-6-16 16-6-ЩОН)

0 0.05 0.0095 0.07 0.075 0.05 0.01

1 0.14 0.25 0.19 0.26 0.054 0.031

3 0.42 0.52 0.41 0.47 0.081 0.056

5 0.61 0.72 0.56 0.74 0.093 0.075

В индивидуальных растворах ПАК макромолекулы имеют размер ~250 нм (предположительно, агрегаты, состоящие из нескольких клубков). При низкой концентрации ПАВ и при избытке ПАК образуются частицы с гидродинамическим диаметром < 200 нм. Увеличение концентрации ПАВ приводит к заметному уменьшению размера комплексов до 10-20 нм. Такого рода поведение

характерно для систем ПАВ-полиэлектролит, которые, вероятно, моделируют процессы компакти-зации ДНК в присутствии катионных ПАВ.

с 12-6-12. М

Рис. 6. Изотермы поверхностного натяжения бинарных систем ПАК-12-6-12 при постоянной концентрации ПАК; 25°С

Рис. 7. Зависимость дзета-потенциала комплекса 12-6-12-ПАК от концентрации ПАВ при фиксированной концентрации ПАК; 25 С.

Для того, чтобы оценить влияние гидрофобности ПАВ, были исследованы системы 12-6-12-ПАК (рис.6, 7). На изотермах поверхностного натяжения в этих системах наблюдаются два излома (рис.6), причем ККА бинарных систем ниже ККМ индивидуального раствора ПАВ, что говорит о проявлении синергетического эффекта при взаимодействии компонентов. Вклад электростатических взаимодействий подтверждается компенсационным характером изменения дзета-потенциала при возрастании концентрации ПАВ (рис.7).

Несмотря на то, что ККМ индивидуального раствора 16-6-16 в 15 раз меньше чем у 12-6-12, в бинарных системах наблюдается обратная тенденция. При низкой концентрации ПАК (1мМ) вторая критическая концентрация близка по значению к ККМ ПАВ, что, вероятно, обусловлено образованием индивидуальных мицелл, не связанных с макромолекулой. Размеры комплексов 12-6-12-ПАК несколько выше, чем в случае 16-6-16-ПАК, однако, для обеих систем наблюдаются одинаковые закономерности, а именно, гидродинамический диаметр смешанных систем уменьшается с увеличением концентрации ПАВ.

Бинарные системы монокатионное ПАВ - ПАК

Как уже упоминалось выше, взаимодействия ПАВ - полиэлектролит зависят от многих факторов. Было исследовано влияние структуры головной группы монокатионных ПАВ на взаимодействие с анионным полиэлектролитом на примере 1-гексадецил-4-аза-1-

азониабицикло[2.2.2]октан бромида (ДАБКО-16), цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ) (рис.8) и полиакриловой кислоты (ПАК) при варьировании их концентрации и рН среды. Для обеих систем ЦТАБ-ПАК и ДАБКО-16-ПАК с увеличением концентрации ПАК значения ККА несколько уменьшаются (табл. 2). Вместе с тем, между двумя системами имеются и существенные отличия. В частности, хотя величины ККМ обоих катионных ПАВ в индивидуальных водных растворах одинаковы (~1 мМ), концентрацион-

н,с-

сн 1 ©

-.4

©

©

Вг

ЕН

N

сн3

ЦТАБ ДАБКО -16

Рис. 8. Структурные формулы ДАБКО-16 и ЦТАБ

ный порог агрегации ДАБКО-16 в присутствии ПАК на порядок ниже, чем для системы ЦТАБ-ПАК, что может говорить о большем сродстве ДАБКО-16 к полиэлектролиту по сравнению с ЦТАБ. Следует отметить, что для обеих систем найдены две критические концентрации, подобно бинарным системам на основе ПАВ и незаряженных полимеров. Величина ККА-1 соответствует началу смешанной агрегации, а ККА-2 - насыщению макромолекулы мицеллами, после чего вновь образуются индивидуальные агрегаты ПАВ, не связанные с ПЭ. Исследования, проведенные методом динамического рассеяния света, показывают; что для систем ЦТАБ-ПАК соблюдаются одинаковые закономерности: снижение размера комплексов с ростом концентрации ПАВ.

Таблица 2. Значения ККА бинарных систем ПАВ-ПЭ.

Спэ, 'мМ ДАБКО-16-ПАК ЦТАБ-ПАК

Тензиометрия Кондуктометрия Тензиометрия Кондуктометрия

ККА[/мМ ККА2/мМ ККА,/мМ ККА,/мМ ККА2/мМ ККА, /мМ

1 0.062 2.3 0.017 0.4 8.6 0.7

3 0.060 1.1 0.013 0.2 73.5 1.1

5 0.054 1.2 0.011 0.17 56.7 1.3

Примечание а Концентрация полиэлектролита приведена в расчете на одно звено.

При высоких концентрациях ЦТАБ, соответствующих полной компенсации заряда полианионов, формируются небольшие комплексы ~2 нм, вероятно, представляющие собой мицеллы, периферийно связанные с полиэлектролитными цепочками. В случае систем ДАБКО-16-ПАК изменение концентрации полиэлектролита оказывает незначительное влияние на размеры совместных комплексов ПАВ - ПЭ. Гидродинамический диаметр агрегатов составляет -100 нм, однако увеличение концентрации ПАВ не приводит к уменьшению размеров частиц, как в случае ЦТАБ. Различия между системами на основе ЦТАБ и ДАБКО-16, вероятно, могут являться следствием разного морфологического поведения индивидуальных систем ПАВ. В растворе ДАБКО-16 выше ККМ образуются крупные агрегаты с диаметром >100 нм, что может быть связано с различиями в геометрии головных групп ПАВ, определяющих параметр упаковки молекул.

Самоорганизация в системе на основе гемиальных ПАВ и природных полнанинов

Самоорганизующиеся системы на основе катионных ПАВ привлекают внимание исследователей благодаря их применению в современных биотехнологиях в качестве синтетических переносчиков ДНК - так называемых невирусных векторов. В качестве объектов исследования нами были выбраны гидроксиалкилиро-ванные геминальные ПАВ 16-3-16(ОН) (рис. 9), а в качестве соединения сравнения - их монока-тионный аналог - цетилгидроксиэтилдиметиламмоний бромид (ЦТАБ). Поскольку молекула ДНК имеет сложную структуру, предварительные исследования проводили на более простой модельной системе с использованием двухцепочечного олигонуклеотида, состоящего из десяти пар оснований в каждой цепи - (ЗСОТТААС<ЗС (ОИи).

© 0 ©

Вг СНз СНз Вт СНз Вг

© ©| ©I

НОС2Н4--С2Н"°Н НзС—1-С2Н<ОН

С16Нзз С16Н33 С1вНзз

(5=4,6,12); 16-8-16(ОН) ЦГАБ

Рис.9. Структурные формулы исследованных катионных ПАВ.

ä. 50

— ЦГАБ . 16-12-1 S(OH) -»-16-6-16(ОН) ri ч

I I 1

0.1

1

N/P

Рис.10. Зависимость дзета - потенциала системы (Жи - ПАВ от соотношения зарядов (№Р); 25'С.

—■—ЦГАБ — 18-6-16 -16-в-16(ОН) — ЦТАБ -ДАБКО-18

1Е-3 0.01

N/P

Рис. 11. Зависимость дзета - потенциала системы (Жи - ПАВ от соотношения ПАВЛЖи; 25С.

На рис. I ОД 1 представлены зависимости дзета-потенциала от соотношения ПАВ/ONu. Характеристическим параметром является соотношение (N/P)o, соответствующее нулевому значению дзета-потенциала. Величина (N/P)o уменьшается в ряду ЦТАБ > 16-6-16 « 16-6-16(ОН) > ЦГАБ. Более слабое комплексообразование олигонуклеотида заряженными фуппами ПАВ может быть обусловлено тем, что в случае ПАВ 16-6-16(ОН) гексаметиленовый спейсер оказывается недостаточно гибким для точной координации головных групп ПАВ и отрицательно заряженных фосфатных групп олигонуклеотида, обеспечивающим их максимально эффективное взаимодействие. Изменение геометрии головной группы: переход к бицикпическому каркасу на примере ДАБКО-16 позволяет существенно снижать величину (N/P)o по сравнению с ЦТАБ, при этом электрокинетический потенциал липоплексов ДАБКО-16-олигонуклеотид несколько ниже (рис.11). На рис.12 представлены размеры агрегатов исследуемых систем. Гидродинамический диаметр мицелл ПАВ при концентрации 2 мМ составляет 5-10 нм, а размер молекулы олигонуклеотида - 2 нм. Увеличение размера комплекса относительно размеров индивидуальных компонентов подтверждает образование совместных агрегатов и связанные с этим изменения морфологии частиц. Вне зависимости от природы и концентрации ПАВ размеры бинарной системы варьируются в пределах 50-250 нм. При соотношениях компонентов, близких к перезарядке, для всех систем появляется второй пик в области 800 нм. Это сопровождается опалесценцией раствора и, вероятно, связано со структурной перестройкой агрегатов, приводящей к глобулярным образованиям и выпадению осадка.

f ; j...........; 1.0 ЦГАБ ь^М -^1в-12-16(ОН| Jj J

/,') ) fc а

у30 —ф= ¿Л - SC7 0,7 .Д 0.5 т

-20 f . --, Д -: 0.026

—1 с.ми JJr

Е " ; ;---- 0.0

0 2 1 0 50 2SO 1300 D (nrn) 1 10 N/P

Рис. 12. Распределение размеров частиц по Рис. 13. Зависимость степени связывания ПАВ

числу компонентов при различном соотно- с олигонуклеотидом от соотношения N/P; 25 С.

шении 16-12-16(OH)-ONu; 25 С.

Важной характеристикой комплекса ПАВ-олигонуклеотид, наряду с его размером и эффективностью перезарядки, является степень их связывания, которую определяют тушением флуорес-

ценции зонда интеркалятора этидиум бромида (ЭБ). Из рис.13 видно, что наблюдается резкое увеличение степени связывания ПАВ при соотношении компонентов значительно меньше эквимоль-ного, с последующим выходом зависимости на плагго. Можно сделать следующие выводы: (1) функционализация головных групп ПАВ гидроксиэтильными фрагментами усиливает сродство ПАВ к олигонуклеотиду, что подтверждается более высокими значениями ß, достигаемыми при более низких величинах N/P; (2) монокатионное ПАВ ЦГАБ, действительно, обладает более высокой комплексообразующей способностью по сравнению с геминальными ПАВ.

Встраивание в липидный бислой

Важным свойством амфифилов при использовании их в качестве переносчиков генетического материала является способность встраиваться в липидный бислой клеточных мембран. Проанализировать эта можно на модельной системе на основе дипальмитоилфосфадитил холина (ДПФХ). Температура главного фазового перехода липосом ДПФХ составляет 40±1°С. Температура главного фазового перехода незначительно изменяется с ростом концентрации ПАВ 16-4-16(ОН) и 16-6-16(ОН) (рис.14). В то же время, увеличение длины спейсерного фрагмента оказывает значительный эффект. Добавки геминального ПАВ 16-12-16(ОН) вызывают линейное снижение температуры вплоть до соотношения ПАВ/липид 0.1, что свидетельствует о разупорядочивании бислоя т.е. подтверждает интеграцию ПАВ в липосому, моделирующую клетку.

Исследование комплексообразования плазмидной ДНК рК18 и 16-12-16(ОН)

Следующим этапом работы является переход от декамера нуклеиновой кислоты к плазмидной ДНК. В работе в качестве биополимера использована товарная плазмидная ДНК рК18 (2661 пара оснований), которая часто используется в биотехнологии для экспрессии генов. Как и в случае декамера, при комплексообразовании с плазмидой рК18 в системе также наблюдается компенсация заряда с последующей перезарядкой комплекса (рис. 15), однако, происходит она при более высоких соотношениях N/P: -15 и 0.3 соответственно для ПАВ/рК18 и ПАВ/ONu. Однако, несмотря на более высокое соотношение (N/P)0 для комплекса рК18, абсолютные концентрации ПАВ были ниже, чем в случае с ONu.

16-12-16(ОН) I ДП ФХ 16-6-16(ОН) /ДПФХ 16-4-16(ОН) /ДПФХ

О 10 20 30 40 50 N/P

Рис. 15. Зависимость дзета-потенциала комплекса 16-12-16(ОН)-плазмида ДНК от соотношения N/P; 25°С

jj к. 45 с

& 42

°16-5-16 (ОН)'СДПФХ

Рис. 14. Зависимость температуры главного фазового перехода ДПФХ от содержания в системе геминальных ПАВ.

Рис. 16. Электрофоретическая подвижность комплекса ПАВ-ДНК при различном соотношении №Р; в 1.0 % агарозном геле.

16-4-16 (ОН)

16-12-16 (ОН)

Комплексообразование геминальных ПАВ с плазмидой подтверждается также при исследовании систем методом гель-электрофореза. Электрофоретическая подвижность плазмидной ДНК в присутствии 16-4-16(ОН) и 16-6-16(ОН) заметно замедляется с увеличением соотношения N/P, при этом изменяется доступность ДНК для встраивания интеркалирующего красителя этидиум бромида (ЭБ), в связи с чем происходит исчезновение видимых линий на электрофореграмме. Для 16-12-16 (ОН) только при очень высоком соотношении N/P изменяется доступность ДНК для ЭБ (рис.16).

Размеры частиц комплекса ПАВ-рК18, определенный методом динамического рассеяния света, практически не изменяется с ростом концентрации ПАВ. Эффект компактизации и изменения морфологического состояния липоплексов подтверждается также данными АСМ (рис. 17).

а) б)

Рис. 17. АСМ-фото плазмиды ДНК (а) и комплекса 16-12-16(ОН)/'ДНК (б) при соотношении Ш>=1.3

Разработка методов синтеза полиэлектролитных капсул

В последнее время широкое распространение получили полиэлектролитные технологии. С помощью капсулирования можно решать многие проблемы, например, снижать токсичность, летучесть продуктов, изменять дисперсность, маскировать цвет; вкус, запах и защищать содержимое ядра капсул от воздействия внешней среды, а также обеспечивать пролонгированное действие инкапсулированных субстратов, в том числе лекарственных и диагностических средств. В работе предложены оригинальные методы синтеза капсул с использованием технологии послойного осаждения противоположно заряженных полиэлектролитов, различающиеся протоколом и природой используемых полиэлектролитов и субстратов.

Метод, включающий предварительную солюбилизацию субстрата катионным ПАВ

Для формирования полиэлектролитной оболочки нами использована технология «1ауег-Ьу-1ауег» (1_ЬЦ (рис.18). В основе этого метода лежит принцип ступенчатого нанесения противоположно заряженных полиэлектролитов на дисперсные частицы. При разработке и оптимизации протокола в качестве материала для оболочки были выбраны полиакриловая кислота (ПАК) и по-лиэтиленимин (ПЭИ). Выбор именно этих полиэлектролитов обусловлен тем, что они содержат группы, способные к кислотно-основным взаимодействиям в водных растворах. В роли капсули-руемых веществ использованы п-нитрофениловые эфиры карбоновых кислот: капринат (ПНФК), лаурат (ПНФЛ), миристат (ПНФМ). Структура этих соединений позволяет использовать их в качестве спектральных зондов и количественно следить за изменением концентрации эфиров на различных этапах получения и использования капсул. С целью придания нейтральной молекуле субстрата заряда и увеличения его сродства к полиэлектролитам была проведена стадия предвари-

тельной солюбилизации субстрата мицеллой ПАВ. Эффективность взаимодействия полиэлекггро-литов в процессе формирования оболочки зависит от их электростатического притяжения и увеличивается с возрастанием плотности заряда поликатиона и полианиона. На рис. 19 видно, что при изменении рН от б до 8 содержание анионной формы ПАК меняется от 50 до 90%, тогда как содержание катионной формы ПЭИ варьируется от 40 до 80%. Между полиэлектролитными слоями в таких случаях предполагается более сильное электростатическое взаимодействие и именно поэтому осаждение полиэлекгролитов осуществляется в указанном диапазоне рН.

Комплекс (ПНФЛ@ЦТАБ>ПАКЯ1ЭИ

Комплекс (ПНФП@ЦТАЕ)ПАК/ПЭИ/ПАК

Рис. 18. Схематическое представление процесса инкапсулирования на примере п- нитрофенилового эфира лауриновой кислоты (ПНФЛ).

Рис. 19. рН - зависимость доли заряженных форм макромолекул ПАК и ПЭИ.

С точки зрения мониторинга процесса создания капсул можно выделить два основных параметра - дзета-потенциал и размер. Дисперсные частицы субстрата, обработанные катионным ПАВ (ПНФЛ @ ЦТАБ), несут положительный заряд, поэтому процесс осаждения слоев начинается с противоположно заряженного полиэлектролита, ПАК. Рис. 20 иллюстрирует данные по изменению дзета-потенциала при инкапсулировании ПНФЛ в зависимости от количества слоев. Четко прослеживается перезарядка системы при нанесении противоположно заряженных слоев ПАК и ПЭИ, что является доказательством успешного процесса послойной адсорбции.

90 > ¿60 ■ 40

■ 1 «я

30 1 *20 -

1 У

[ ......— в ш 0 1 5 25 —8 рН 100 450 2000

ЦТДБ&ЛН*Л 1 .(лпииок 2-слойньм Э-слеиньм Рис. 20. Значения дзета - потенциала, фиксируемые в процессе формирования трехслойных капсул путем последовательного наслаивания полиэлектролитов Б (нм) Рис. 21. Распределение размеров, усредненное по числу частиц, трехслойных капсул при разном значении рН; 25 С

На рис. 21 показаны данные динамического светорассеяния при варьировании нескольких факторов. Наиболее оптимальные параметры размеров получены при рН 6.0. В этих условиях бы-

ли синтезированы трехслойные капсулы со средним гидродинамическим диаметром (Dh) около 150 нм и низкой полидисперсностъю. Увеличение рН до 7.0 приводит к образованию крупных частиц с Dh = 230 нм. Несмотря на то, что сохраняется мономодальное распределение частиц по размеру, их полидисперсность увеличивается. Дальнейший рост рН сопровождается появлением нескольких пиков: мелких частиц -25 нм и более крупных (Dh 200^00 нм).

Факторы, контролирующие проницаемость капсул

Проницаемость капсул является ключевым фактором, ответственным за функциональные свойства и технологические применения этой технологии. Использование в качестве субстратов гидрофобных эфиров позволило осуществлять контроль проницаемости капсул методом спектро-j фотометрии. Выделяющийся ПНФЛ подвергали щелочному гидролизу в присутствии катионного ПАВ ЦГАБ и измеряли во времени выделение продукта реакции - п-нитрофенолят иона. Скорость гидролиза свободных (некапсулированных) субстратов зависит от рН раствора, строения катионного ПАВ и природы субстрата Для инкапсулированного субстрата эти факторы нивелируются, т.к. скорость гидролиза контролируется главным образом скоростью его выделения из капсул. Это дает возможность использовать процесс гидролиза для контроля связывания-высвобождения субстратов и определять факторы, контролирующие проницаемость стенок. Среди таких факторов можно выделить (1) количество нанесенных слоев, (2) ультразвуковая обработка, (3) рН растворов полиэлектролитов при формировании полиэлектролитных капсул. Варьируя эти факторы, можно менять скорость выделения субстрата от нескольких минут до нескольких часов.

400

CJ

О ■ • • • ------<

О 0.001 О.ООЗ 0.005 0.007 С(М)

Рис. 22. Время полупревращения свободного и инкапсулированного ПНФЛ в реакции щелочного гидролиза в зависимости от концентрации ЦГАБ; рН=9.2, 25°С.

300

_ 2SO

X X

3. 200

^Г 160

Рис. 23. Время полупревращения свободного ПНФЛ (I), инкапсулированного в трехслойные капсулы без оптимизации рН (2), при рН 6 (3), рН 7 (4); 1.5 мМ ЦГАБ; рН 9.2; 25°С_

На рис. 22-24 представлены данные, характеризующие реакционную способность ПНФЛ при изменении ряда факторов. Другие эфиры карбоновых кислот также были изучены и демонстрируют очень похожее поведение. Для сопоставления пропускающей способности капсул, полученных в различных условиях, мы сравнивали время полупревращения субстрата (Т1/2), которое определяли в ходе реакции, проводя количественный анализ концентрации выделившегося п-нитрофенолят аниона. Для экспресс-анализа скорости гидролиза в большинстве случаев использовали раствор ЦГАБ с концентрацией 1.5-3.0 мМ при рН 9.2.

400 | 300 н 200 100

»безультразвука » с ультразвуком

а ПНФЛЙЦТАБ. 3 слоя. рН 10.0

• ПНФЛецТАБ. 3 слои, рН 9-2

А ПНОМвЦТАб, Золоя, рН Э^

« ПНФЛеЦТАЬ. 5 снова. рН 9 2

слойные

150 200 1, МИН

Рис. 24. Время полупревращения инкапсулированного ПНФЛ в реакции щелочного гидролиза в зависимости от количества слоев и обработки УЗ; 25°С.

Рис. 25. Высвобождение субстрата в зависимое™ от рН реакционной смеси и количества нанесенных слоев; 25°С.

Величина рН раствора имеет важное значение с точки зрения приготовления капсулы. Оптимизация процесса путем поддержания рН раствора полиэлектролитов в пределах от 6 до 8 приводит к максимальной эффективности защиты субстрата (рис.23). Время полупревращения субстрата при переходе от трех-, к пяти- и семислойным капсулам увеличивается от 50 до 190 и 340 минут соответственно (рис. 24). Во всех случаях ультразвуковая обработка задерживает высвобождение субстрата. Рис. 25 наглядно демонстрирует основную идею данной работы: возможность управления процессом высвобождения субстрата за счет варьирования параметров оболочки капсул. В то время как условия реакции оказывают лишь незначительное влияние на реакционную способность субстрата, оболочка капсулы полностью контролирует высвобождение субстратов и, следовательно, скорость его расщепления.

Методика прямого нанесения полиэлектролитов на субстрат

1 2 3 4 5 П

Рис. 26. Влияние числа (п) нанесенных слоев ПАК/ПЭИ по методике непосредственного нанесения полиэлектролитов на диспергированный субстрат на время полупревращения ПНФЛ, 3 мМ водный раствор ЦТАБ, рН 9.2, 25°С.

На следующем этапе нами проверена возможность упрощения протокола за счет исключения стадии обработки дисперсии субстрата ми-целлярным раствором катионного ПАВ. Модифицированная методика формирования капсул предполагала непосредственное нанесение первого слоя ПАК на взвешенные в водных растворах мелкодисперсные частицы субстрата и последующее наслаивание выбранных полиэлектролитов (ПЭИ, ПАК). Формирование капсул непосредственным нанесением полиэлектролита на мелкодисперсные частицы субстрата приводит к образованию более проницаемых капсул, по сравнению с остальными методами. В результате этого вклад в общую скорость выделения п-нитрофенолят аниона диффузионной составляющей снижается, а вклад, связанный со скоростью расщепления эфиров, в значительной степени зависящий от состава окружающей среды, возрастает. Уменьшить проницаемость оболочки можно либо увеличением числа нанесенных слоев (рис. 26), либо обработкой каждого слоя ультразвуко-

14

вым излучением. Вместе с тем, следует отметить, что в некоторых технологических разработках необходимо обеспечить постепенное высвобождение субстрата с контролируемой скоростью. Такая задача может быть решена при использовании капсул, полученных третьим способом. Его преимуществом является также более простая процедура приготовления и размер в нанодиапазо-не, что также часто является желательным показателем.

Темплатная методика

Наиболее распространенным протоколом создания полиэлектролитных капсул по технологии ЬЬЬ является использование вспомогательной матрицы. В большинстве случаев данный протокол используется для инкапсулирования биополимеров, тогда как практически не описано его применение для связывания низкомолекулярных субстратов. Размер капсул, получаемых по этому протоколу, варьируется от 7 до 10 мкм. В ходе исследований установлено, что трехслойные капсулы, полученные карбонатным методом, менее проницаемы и в большей степени защищают инкапсулированные эфиры от воздействия среды по сравнению с образцами, полученными остальными методами (рис. 27).

Варьирование природы полиэлектролитов

С целью увеличения биосовместимости и при-,6+5менения полиэлектролитных капсул для биологических целей полиэтипенимин заменили на модифицированный хигозан (Ы-ра1тиоу1, Ы-ттеЙ^аттошшп, 6-0^1усо1 сЬкозап), для которого ранее были показаны хорошие результаты по доставке лекарственных средств. Капсулы, синтезированные при рН б, характеризуются мономодальным распределением по размерам, со средним гидродинамическим диаметром 185 нм. Микрофотографии капсул приведены на рис. 28. Увеличение количества нанесенных слоев полиэлектролитов в капсулах ПАК/хигозан, содержащих ПНФЛ, приводит к некоторому укрупнению частиц и к увеличению времени полупревращения субстрата (рис. 29). Однако, разница тш для ПНФЛ, заключенного в трех - и семислойные капсулы не превышает 30%, тогда как в капсулах на основе ПАК/ПЭИ, сформированных в идентичных условиях, различия выражены в гораздо большей степени.

//! Я Ш I

,шп' "Ни ЩИ " '' _1200 -'' 'I

"У^Г шг ?

ЦГАБ Вода

Рис. 27. Время полупревращения свободного (1) и икапсулированного в трехслойные капсулы субстрата, синтезированного непосредственным нанесением полиэлектролитов на субстрат (2), с предварительной обработкой ЦТАБ (3), карбонатным методом (4)._

Рис. 28. СЭМ-фото трехслойных капсул ПАК/хитозан, содержащих ПНФЛ, синтезированных при рН 6.0.

количество слоев

Рис. 29. Время полупревращения инкапсулированного ПНФЛ в зависимости от количества нанесенных слоев и типа полиэлектролита, pH 6.О., 25 С_

Капсулированне лекарственных средств

Ацетилсалициловая кислота широко применяется вот уже более 100 лет, благодаря своему анальгезирующему, жаропонижающему, противовоспалительному и антиагрегатному действию. Заключение аспирина в полиэлектролитные капсулы может резко повысить эксплуатационные свойства этого препарата за счет 1) получения его наноразмерной дисперсии и улучшения за счет этого фармакокинетических свойств; 2) изменения гидролитической устойчивости; 3) обеспечения пролонгированного действия. Нами были синтезированы трехслойные капсулы на основе полиакриловой кислоты и хитозана, содержащие аспирин, с гидродинамическим диаметром около 150 нм (рис. 30). Процесс высвобождения субстрата контролировали спектрофотометрическим методом при длине волны 299 нм, которая соответствует поглощению продукта щелочного гидролиза аспирина - салициловой кислоты. Для того, чтобы увеличить вклад диффузионной составляющей и сделать его доминирующим, использованы щелочные среды. Время полупревращеиия «свободного» аспирина при его гидролизе в 0.01М №ОН составляет приблизительно 15 минут, а для капсулированного в трехслойные капсулы в этих условиях 75 минут (рис. 31). На примере аспирина было показано, что природа субстрата оказывает существенное влияние на проницаемость капсул. Вероятно, это обусловлено наличием собственного заряда, что приводит к более эффективному электростатическому взаимодействию компонентов.

20

04 О

5 ю т

10 50 О (НМ)

250 1300

Рис. 30. Размеры трехслойных капсул ПАК/хитозан, содержащих аспирин; рН 6; 25'С.

-■-3 слоя с УЗ, рН Э.2 -О- 3 слоя, рН 3.2

200 250 300 время, МИН

Рис. 31. Высвобождение ПНФЛ из трехслойных капсул, синтезированных без применения и с применением ультразвуковой обработки; ЗмМ ЦГАБ; рН 6.0, 25 С.

Основные результаты и выводы:

1. Впервые получены количественные характеристики (критические концентрации агрегации -ККА, гидродинамический диаметр, числа агрегации, дзета-потенциал) систем на основе слабого полиэлектролита - полиакриловой кислоты (ПАК) и дикагионных ПАВ с гидроксиэтилированны-ми головными группами 16-6-16(ОН) и его незамещенного аналога 16-6-16. Значения ККА полученные методом флуоресцентной спектроскопии (соотношение 1|/13 в спектрах пирена) гораздо ниже тензиометрических величин. Вероятно, это обусловлено тем, что критические точки на изотермах поверхностного натяжения в значительной степени отражают изменения морфолог ии поверхностного слоя.

2. В отличие от систем на основе 16-6-16 и 16-6-16(ОН), для менее гидрофобных аналогов 12-6-12 и монокатионных ПАВ 1-гексадецил-4-аза-1-азониабицикло[2.2.2]октак бромида (ДАБКО-16) и цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ) наблюдаются две критические точки на изотермах поверхностного натяжения. Кроме того, для систем 12-6-12-ПАК и ДАБКО-16-ПАК наблюдается

синергетический эффект: снижение ККА бинарных систем по сравнению с величиной критической концентрации мицеллообразования (ККМ) в индивидуальных растворах. Повышение рН раствора приводит к росту значений ККА.

3. Впервые получены количественные характеристики комплексов гидроксиэтилированных геми-нальных ПАВ 16-S-16(ОН) (s=4, 6, 12) с олигонуклеотидом и плазмидной ДНК. Определены размеры липоплексов (< 200 нм) и соотношение (N/P)o, при котором происходит перезарядка комплекса. Методами электрофоретического рассеяния света и тушения флуоресценции этидиума бромида показана наиболее высокая степень связывания для ПАВ с додекаметиленовым спейсе-ром, что коррелирует с максимальной эффективностью трансфекции в этом ряду ПАВ. Вместе с тем, трансформация бактериальных клеток комплексами flHK/I6-s-I6(OH) протекает наиболее эффективно в случае геминальных ПАВ с более коротким спейсером.

4. Разработан оригинальный протокол синтеза полнэлектролитных капсул методом послойного осаждения полианионов (ПАК) и поликатионов (полиэтиленимин - ПЭИ, модифицированный хи-тозан) с целью инкапсулирования низкомолекулярных гидрофобных субстратов: эфиров карбоно-вых кислот и лекарственных средств на примере аспирина. Предложенный метод не требует применения вспомогательных матриц и позволяет формировать стабильные капсулы в нанометровом диапазоне для постепенного (не триггерного) высвобождения субстратов. Впервые показано, что природа субстрата может оказывать влияние на свойства капсул.

5. Предложен новый способ контроля проницаемости стенок капсул, основанный на быстром разложении выделяемого субстрата и спектрофотометрическом определении продуктов реакции. Его использование позволило установить основные факторы, контролирующие проницаемость оболочки: значение рН в процессе осаждения, ультразвуковая обработка, количество осаждаемых слоев. Варьирование этих параметров и выбор протокола синтеза позволяет регулировать время высвобождения субстратов от нескольких минут до многих часов. Наименее проницаемы капсулы, полученные на основе карбонатной матрицы.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Zakharova, L.Ya. Step-by-step design of novel biomimetic nanoreactors based on amphophilic ca-lix[4]arene immobilized on polymer or mineral platforms for destruction of ecological toxicants / L.Ya. Zakharova, Yu.R. Kudryashova, A.R. Ibragimova, E.A. Vasilieva, F.G. Valeeva, E. Popova, S. Solovieva,

1. Antipin, T. Yusupova, A.l. Konovalov// Chem. Eng. J.-2012. - V. 185-186.-P. 285-293

2. Zakharova, L.Ya. Comparative study of aqueous solutions of cationic surfactants: structure/activity relation in their aggregation and solubilization behavior and complexation with oligonucleotides / L.Ya. Zakharova , R.R. Kashapov, G.l. Vagapova, D R. Gabdrakhmanov, E.A. Vasilieva // Chem. Lett. - 2012. - V. 41.-P.1226-1228

3. Zakharova, L.Ya. Polyelectrolyte capsules with tunable shell behavior fabricated by the simple Layer-by-Layer technique for the control of the release and reactivity of small guests / L.Ya. Zakharova, A.R. Ibragimova, E.A. Vasilieva, A.B. Miigorodskaya, E.I. Yackevich, I.R. Nizameev, M.K. Kadirov, Yu.F. Zuev, A.L Konovalov // J. Phys. Chem. C. - 2012. - V. 116 (35). - P. 18865-18872

4. Валеева, Ф.Г. Супрамолекулярная система 4-аза-1гексадецил-1-азониабицикло[2.2.2] октан бро-мид-салицилат натрия. Агрегационные и реологические свойства / Ф.Г. Валеева, ДА. Куряшов, С.В. Захаров, Г.И. Вагапова, Э.А. Васильева, Н.Ю. Башкирцева, Л.Я. Захарова, А.И. Коновалов // Известия Академии наук. Серия химическая. -2013.-№4. -С. 989-993.

5. Васильева, Э. А. Полиэлектролитные микро и нанокапсулы с варьируемой проницаемостью оболочки как средство контроля скорости реакции гидролиза сложных эфиров / Э.А. Васильева,

А.Р. Ибрагимова, А.Б. Миргородская, Е.И. Яцкевич, А.Б. Добрынин, И.Р. Низамеев, М.К. Кадиров, Л.Я. Захарова, Ю.Ф. Зуев, А.И. Коновалов // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2014. -№ 1,-С. 232-238.

6. Васильева, Э.А. Агрегационное поведение бинарных систем на основе полиакриловой кислоты и катионных ПАВ: влияние структуры головной группы и гидрофобности / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, Ф.Г. Валеева, С.С. Лукашенко, Л.Я.Захарова // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2014. - Т. 14. - № 1. - С. 62-68.

7. Vasilieva, Е.А. Mixed self-assembly of polyacrylic acid and oppositely charged gemini surfactants differing in the structure of head group / E. A. Vasilieva, A.R. Ibragimova,S.S. Lukashenko, A.I. Konovalov, L.Ya. Zakharova // Fluid Phase Equilibria. - 2014. - V. 376. - P. 172-180.

8. Васильева, Э.А. Полиэлектролитные комплексы: свойства и применение для создании многофункциональных нано- и микрокапсул / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, А.Б. Миргородская, Е.И. Яцкевич, P.P. Кашапов, Л.Я. Захарова, А.И. Коновалов // XVIII Всероссийская конференция «Структура и Динамика Молекулярных Систем». Сборник тезисов и докладов. - Яльчик. - 2011. -С. 26.

9. Васильева, Э. А. Полиэлекгролитные капсулы на основе ПАК и ПЭИ для инкапсулирования низкомолекулярных неполярных веществ / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, А.Б. Миргородская, Е. И. Яцкевич, Л.Я. Захарова, А.И. Коновалов // Молодежная конференция «Международный год химии». Сборник тезисов и докладов. - Казань. -2011. -С.180-181.

10. Ибрагимова А.Р. Супрамолекулярные системы на основе ЦТАБ и полиэлектролитов. Перспективы использования в процессах микрокапсулирования / А.Р. Ибрагимова, Э.А. Васильева, Е.И. Яцкевич, А.Б. Миргородская, И.Р. Низамеев, М.К. Кадиров, Л.Я. Захарова // XXIII Симпозиум «Современная химическая физика». Сборник тезисов и докладов. - Туапсе. - 2011. - С. 39.

11. Васильева, Э.А. Новые полиэлектролитные комплексы на основе катионных ПАВ: влияние гидрофобности и структуры головной группы / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, Л.Я. Захарова // Структура и динамика молекулярных систем. Сборник тезисов и докладов. - Яльчик. - 2012. - С. 32.

12. Васильева, Э.А. Комплексообразование в системе ДАБКО-16- полиэлекгролит: влияние природы и концентрации полиэлектролита / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, М.А. Воронин, Л.Я. Захарова // Первая Всероссийская конференция по жидким кристаллам. Сборник тезисов и докладов. - Иваново. - 2012.-С.97.

13. Ибрагимова А.Р. Синтез, структура и свойства полиэлектролитных микрокапсул, содержащих незаряженные низкомолекулярные органические соединения / А.Р. Ибрагимова, Э.А. Васильева, Е. И. Яцкевич, А.Б. Миргородская, Л.Я. Захарова // Современные проблемы и инновационные перспективы развития химии высокомолекулярных соединений. Сборник тезисов и докладов. -Уфа,-2012.-С.133.

14. Васильева, Э.А. Полимер-коллоидные комплексы на основе катионного ПАВ и полиэлектролита: свойства и применение в микрокапсулировании / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, Е.И. Яцкевич, А. Б. Миргородская, Л.Я. Захарова// Всероссийская молодежная конференция «Химия под знаком сигма: исследования, инновации, технологии». Сборник тезисов и докладов. - Казань. -2012.-С. 28.

15. Васильева, Э.А. Самоорганизация природных и синтетических полиэлектролитов в присутствии катионного ПАВ / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, М.А. Воронин, С.С. Лукашенко, Л.Я. Захарова // Макромолекулярные нанообьекты и полимерные нанокомпозиты. Сборник тезисов и докладов. - Московская область пансионат «Союз». - 2012. - С.70

16. Лукашенко С.С. Агрегационные свойства гексадецильного производного 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана в биологических средах / С.С. Лукашенко, Т.Н. Паширова, Э.А. Васильева, А Д. Волошина, Е.П. Жильцова, Л.Я. Захарова, В.В. Зобов, А.И. Коновалов //Макромо-лекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты. Сборник тезисов и докладов. - Московская область пансионат «Союз». -2012. - С. 138

17. Васильева, Э.А. Полиэлектролитные нанокапсулы для регулирования реакционной способности органических субстратов / Э.А. Васильева, А Р. Ибрагимова, Е.И. Яцкевич, А.Б. Миргородская, Л.Я. Захарова // Всероссийская молодежная конференция «Химия поверхности и нанотехно-логия». Сборник тезисов и докладов. - Казань. - 2012. - С. 23.

18. Васильева, Э.А. Комплексообразующие свойства полимер-коллоидной системы на основе ка-тионных ПАВ и полиакриловой кислоты / Э.А. Васильева, А.Р. Ибрагимова, С.С. Лукашенко, Л.Я. Захарова // Юбилейная научная школа-конференция «Кирпичниковские чтения по химии и технологии высокомолекулярных соединений». Сборник тезисов и докладов. - Казань. - 2012. - С.69-70.

19. Mirgorodskaya, А.В. Polyelectrolyte capsules with tunable shell behavior fabricated by the layer - by - layer coating of small organic substrates / A.B. Mirgorodskaya, A.R. Ibragimova, E.A. Vasilieva, E.I. Yackevich, G.A. Gainanova, L.Ya. Zakharova, A.I. Konovalov // IV International Conference on Colloid Chemistry and Physicochemical mechanics. Book of abstracts. - Moscow. - 2013. - P. 262.

20. Vasilieva, E.A. Polyelectrolyte nanocapsules based on chitosan synthesized by technique «layer by layer» / E.A. Vasilieva, G.A. Gainanova, A.B. Mirgorodskaya, A.R. Ibragimova, L.Ya. Zakharova// Девятая Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах». Сборник тезисов и докладов. - Санкт-Петербург. - 2013. -С.79.

Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура Times New Roman. Усл.печ.л. 1,25. Тираж 120 экз. Заказ 691.

Типография ООО "АртПечатьСервис» 420061, г. Казань, ул. Космонавтов, 41-10. Тел. 295-10-19 Тел./факс: 295-06-44 E-mail: aips@bk.ru