Супрамолекулярные гидрогели на основе L-цистеина и нитрата серебра: получение, структура и физико-химические свойства

• Автор: Спиридонова, Валентина Михайловна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание

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 Ьцистеина 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 цистсинссрсбряного раствора
Глава 4. Определение физикохимических свойств и структуры
супрамолекулярного гидрогеля
4.1. Вязкоупругие свойства
4.2. Вязкость итиксотропия
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. Совмсстимосгь 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.
Список литературы


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 мкгл, присутствуют в крови, а в медицине применяются как антисептическое и противовоспалительное средства. Цистеин же является важнейшей

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 х и не угас в наши дни. Однако абсолютное большинство этих исследований было посвящено химическим аспектам взаимодействий цистеина с другими компонентами системы. О возможности гелеобр азов алия в цистеинсеребряной 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 Ьцистеина и нитрата серебра недостаточно изучен. Поэтому целью настоящей работы являлось исследование получения, структуры и свойств низкоконцентрированных гидрогелей на основе Ьцистеина и нитрата серебра с использованием различных экспериментальных методов. Научная новизна работы. Ьцистеина и нитрата серебра показана возможность образования гидрогеля при крайне низких концентрациях дисперсной фазы, таких как 64 масс. Ьцистеина 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. Работа выполнялась в рамках АВЦП Развитие потенциала высшей школы 2. Изучение структуры и свойств низкоконцентрированных гидрогелей на основе Ьцистеина для последующего применения в медицине гранта Фонда содействия развитию малых форм предприятия в научнотехнической сфере по программе У. М.Н. И.К. ГЛАВА 1. Гелями от лат. В геле, коллоидные частицы или макромолекулы, соединяясь между собой, формируют сетчатый каркас, ячейки которого заполнены дисперсионной средой 6. Термодинамическая устойчивость обеспечивается благоприятной геометрией расположения молекул дисперсной фазы относительно друг друга и дисперсионной среды, вследствие чего слабые межмолекулярные взаимодействия приводят к выигрышу энергии по сравнению с энергией составляющих исходных компонентов в свободном состоянии. Гелями называют коллоидные системы, потерявшие текучесть в результате возникновения в них внутренних структур 7,8. Они обладают некоторыми свойствами твердых тел сохраняют форму, прочны, пластичны, упруги. Гели могут быть получены при желировании растворов полимеров и золей или при набухании ксерогелей ксеро от греч. Кроме того, они могут образовываться в результате реакций полимеризации например, получение каучука и конденсации. Также гелеобразование может протекать и во многих биологических объектах под воздействием различных ферментативных процессов. Типичные гели образуются, например, при слипании частиц золей и имеют вид студенистых осадков рис.