CC BY
6Статистические характеристики распределений приведены в табл. 2
Параметр Значение
Средний размер, нм 124
D10, нм 67
D50, нм 111
D90, нм 190
Коэффициент полидисперсности, ^90- D10)/D50 1,108
Общая концентрация частиц, х1012 частиц/мл 5.40
Табл. 2. Статистические характеристики частиц в образцах нанокапсул бетулина в альгинате натрия ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Таким образом, данное исследование доказало образование нанокапсул бетулина в биополимерах. При этом основной размер нанокапсул составляет 120-200 нм.
Полученные результаты могут использоваться для разработки новых препаратов медицинского назначения и в пищевой промышленности для создания продуктов функционального назначения.
Литература
1. Mathiowitz E, Jacob J.S., Jong Y.S., Carino G.P., Chickering D.E., Chaturvedi P, Santos C.A., Vijayaraghavan K, Montgomery S, Bassett M, Morrell C. Biologically erodable microspheres as potential oral drug delivery systems.// Nature, 1997; 386 (6623): 410-414.
2. F.V. Grigoriev, A. Novels, D.N. Like and others. Methods of molecular modeling of supramolecular
complexes: a hierarchical approach / Russian Nanotechnologies. - 2010. - №5-6. - S. 47-53
3. Sharp P.M, Lubnina I.E. Supramolecular Chemistry: origin, evolution and prospects / Vestn. Mosk. Univ. -1999. - №5. - P. 300-307
4. Rohit K. Rana, Vinit S. Murty, Jie Yu Nanoparticle Self-Assebly of Hierarchically Ordered Microcapsule Structures / Advanced Materials. - 2005. - vol.17. - P. 1145-1150
5. Ana Carina Mendes, Erkan Türker Baran, Claudia Nunes Palmitoylation of xanthan polysaccharide for self-assembly microcapsule formation and encapsulation of cells in physiological conditions / Journal of The Royal Society of Chemistry. - 2011.
6. Hans-Peter Hentze, Eric W. Kaler Polymerization of and within self-organized media / Curent Opinion in Colloid and Interface Science. - 2003. - vol.8. - P. 164178
МОЛЕКУЛЯРНАЯ АРХИТЕКТУРА НАНОКАПСУЛИРОВАННЫХ КАРБОНАТОВ
МАГНИЯ И КАЛЬЦИЯ
Кролевец Александр Александрович
Доктор химических наук, академик РАЕН, Белгородский национальный исследовательский университет, г. Белгород
Богачев Илья Александрович Аспирант, Белгородский национальный исследовательский университет, г. Белгород
Глазунова Юлия Владимировна Студентка, Белгородский национальный исследовательский университет, г. Белгород
MOLECULAR ARCHITECTURE NANOCAPSULES MAGNESIUM AND CALCIUM CARBONATE Krolevets Alexander, Doctor of Chemical Sciences, Belgorod National Research University, Belgorod Bogachev Iliya, Graduate, Belgorod National Research University, Belgorod Glazunova Julia, Student, Belgorod National Research University, Belgorod АННОТАЦИЯ
В работе рассмотрены наноструктурированные карбонаты магния и кальция методами NTA и самоорганизация. Результаты работы могут использоваться для создания новых продуктов функционального питания и в фармацевтической химии. ABSTRACT
The paper deals with nanostructured magnesium and calcium carbonate methods NTA and self-organization. The results can be used to create new functional food and pharmaceutical chemistry.
Ключевые слова: карбонаты магния и кальция, самоорганизация, метод NTA Keywords: magnesium and calcium carbonate, self-organization, the method NTA
Магний и кальций являются незаменимыми макроэлементами здорового питания. Они одинаково важны для нормального существования организма и должны присутствовать в пище в необходимом количестве. Посто-
янный дефицит любого из этих элементов в рационе питания неминуемо приведет сначала к различным функциональным нарушениям, а затем к заболеванию и смерти.
Важным направлением использования нанотехно-логий в питании являются нанонутриенты, то есть те пищевые вещества, которые представлены в форме частиц нанометрового размера. Целесообразность и эффективность использования этих веществ обусловлена известной проблемой малого интервала между адекватным уровнем потребления некоторых микроэлементов и их токсическим уровнем в виде неорганических солей. Тем самым актуальной является задача получения новых форм микроэлементов, обладающих по возможности как можно более высокой биодоступностью и как можно меньшей токсичностью.
В данной работе мы провели исследование нано-структурированных карбонатов магния и кальция методами самоорганизации и NTA. Представленная работа является продолжением наших исследований по изучению
наноструктурированных биологически активных веществ [1-5].
Исследование самоорганизации микрокапсул проводили следующим образом. Порошок наноструктурированных карбонатов кальция и магния растворяли в воде, каплю наносили на покровное стекло и выпаривали. Высушенная поверхность сканировали методом конфокальной микроскопии на микроспектрометре OmegaScope, производства AIST-NT (г. Зеленоград), совмещенном с конфокальным микроскопом. Результаты приведены на рис. 1. Поскольку в водном растворе нанокапсул при их достаточно низкой концентрации обнаружены фрактальные композиции, они обладают самоорганизацией. Образование нанокапсул происходит спонтанно за счет неко-валентных взаимодействий и это говорит о том, что для них характерна самосборка.
Рис. 1 Самоорганизация: а) карбоната магния в конжаковой камеди в соотношении ядро: оболочка 1:3, концентрация 0,25%; б) карбонат кальция в каррагинане в соотношении ядро:оболочка 1:3, концентрация 0,5%.
Исследование размера нанокапсул женьшеня методом NTA осуществлялось на мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе Анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном в ASTM E2834.
Оптимальным разведением для разведения было выбрано 1: 100. Для измерения были выбраны параметры прибора: Camera Level = 16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length:Auto, Min Expected Size: Auto. длительность единичного измерения 215 сек, использование шприцевого насоса.
На рисунке 2 представлены результаты измерения для нанокапсул MgOT3 в каррагинане (соотношение ядро:оболочка 1:3)
Статистические характеристики распределений приведены в табл. 1
Табл. 1
Статистические характеристики частиц в образцах нанокапсул MgOT3 в каррагинане (соотношение ядро:оболочка 1:3)
Параметр Значение
Средний размер, нм 172
D10, нм 98
D50, нм 153
D90, нм 261
Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 1.07
Общая концентрация частиц, х1012 частиц/мл 5.01
На рисунке 3 представлены результаты измерения для нанокапсул СаСОЗ в каррагинане (соотношение ядро: оболочка 1:3)
Статистические характеристики распределений приведены в табл. 2
Табл.2
Статистические характеристики частиц в образцах нанокапсул СаСОЗ в каррагинане (соотношение ядро: оболочка 1:3)
Параметр Значение
Средний размер, нм 188
D10, нм 98
D50, нм 164
D90, нм 309
Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 1.27
Общая концентрация частиц, х1012 частиц/мл 1.80
Как видно из таблиц 1 и 2 размер нанокапсул составляет от 153 до 164 нм и это позволяет говорить о возможном применении указанных капсул в функциональном питании.
Литература
1. Tyrsin Yu.A., Krolevets A.A., Edelev D.A., Bykovskay E.E.. Nano and micro capsulation of cephalosporin antibiotics / World Applitd Sciences Journal, 2014, v.30, N 11, p.1636-1641.
2. Кролевец А.А.,Богачев И.А., Никитин К.С., Бойко Е.Е., Медведева Я.В. Влияние природы антибиотиков цефалоспоринового ряда на размер нанокапсул на основе альгината натрия / The priorities of the word science: experiments and scientific debate. Proceedigs of the IV international scientific conference. North Charleston, SC, USA, 2014, p. 20-22.
3. Воронцова М.Л., Кролевец А.А., Николаева Ю.В., Рудакова М.Ю., Тырсин Ю.А. Микрокапсулирова-ние коэнзима Q10 и исследование поверхности
микрокапсул методом конфокальной микроскопии./ Сб. материалов юбилейной X научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», М., МГУПП, 2012, с.160-162.
4. Кролевец А.А., Воронцова М.Л., Быковская Е.Е., Тырсин Ю.А. Супрамолекулярные свойства микрокапсул квертецина / Тез. докладов международной конф. «Нанотехнологии в пищевой промышленности», М., МГУПП, 2012, с. 33-35.
5. Воронцова М.Л., Тырсин Ю.А., Кролевец А.А. Исследование микрокапсул экстракта зеленого чая методом рамановской спектроскопии / Тез. докладов международной конф. «Нанотехнологии в пищевой промышленности», М., МГУПП, 2012, с. 36-39.
