102. Стецюра С.В., Козловский А.В. Влияние фотоэлектронных процессов в полупроводниковой подложке на адсорбцию поликатионных и полианионных молекул // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43. Вып. 6. С. 15-22.
3. Стецюра С.В., Козловский А.В., Митин Д.М., Сердобинцев А.А. Влияние слоя аморфного кремния на адсорбционные свойства полупроводниковой структуры в условиях фотостимуляции // Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. Вып. 2. С. 14-17.
4. Светлицына Н.А., Стецюра С.В., Козловский А.В. Исследование структур для ферментативных биосенсеров, работающих на полевом эффекте // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине - 2019: сб. статей Всероссийской школы-семинара, посвященной 110-летию Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского. - Саратов: Изд-во Саратовский источник. 2019. С. 93-96.
5. Митин Д. М., Александров В.А., Скапцов А.А., Вениг С.Б., Сердобинцев А.А. Особенности роста тонких плёнок аморфного кремния, полученных методом магнетронного распыления // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2015. №6. С. 31-37.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИАНИЛИНА И ПЕРОКСИДАЗЫ ХРЕНА
Е.С. Федотова, Н.А. Бурмистрова Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: [email protected]
Аннотация: В работе проведено теоретическое изучение взаимодействия полианилина и пероксидазы хрена. Квантовохимический расчет участка цепи полианилина проводили методом Хартри-Фока (RHF 6-31G(d,p). Проведено сравнение геометрических и электронных характеристик олигомеров полианилина. Комплексы молекулы пероксидазы хрена с различным числом фрагментов полианилина изучены методом молекулярной механики (BIO+CHARMM). Показана возможность взаимодействия олигомеров полианилина с различными частями белковой молекулы.
Ключевые слова: полианилин, эмеральдин, пероксидаза хрена, RHF 6-31G(d,p), молекулярная механика.
Основание эмеральдина является одной из трёх форм полианилина (ПАНИ) - представителя класса органических высокомолекулярных полупроводников. Полимер находит применение в области экранирования электромагнитного излучения, защиты металлов от коррозии, в медицине и катализе [1]. Полианилин получают электрохимическими или химическими методами окислительной полимеризации анилина под действием сильных окислителей в сильнокислой среде при рН от 0,0 до 2,0 [2]. Нами показана возможность использования ПАНИ при синтезе молекулярно-импринтированного полимера для пероксидазы хрена (ПХ) на основе реакции окисления гидрохлорида анилина персульфатом аммония в слабокислой среде (рН ~ 4) [3]. Определенный интерес представляет теоретическое изучение процессов образования селективных сайтов связывания ПХ.
В связи с этим целью данной работы явилось изучение методом молекулярной механики взаимодействия олигомера полианилина, содержащего N-фенил-й-фенилендиаминный и хинондииминный блоки, и ПХ. Для проведения расчетов методами квантовой химии и молекулярной механики использовали программный пакет Hyper Chem 8.0 Professional.
Оптимизация геометрии олигомеров молекулы эмеральдина, содержащих один и два фрагмента N-фенил-^-фенилендиаминного и хинондииминного блоков, проведена квантовохимическим методом RHF 6-31G(d,p). Сравнение геометрических и электронных характеристик представлено на рисунке 1.
v 6.000
I?
:
.090 1.251
чПлго'Л?-5
1.000 1.000 1.2*г1&3ег
„.B.00Q=fi:000 fejM 6.000 'б.ош^-тЛоо
1.000 b.uuu=f,.ooo .¿Ьлм ,13.25а
6.000—.6.000
]
1.000 1.000
--¿.ООО
I
0,11 0.05G
0.122
0.110 0.139 > 105 0 11g 0.118 0.122 NfiSS \ш ,"0.126-0.055 nl?1 ,........
«•IDS 0.117 0.065 ШШГ.106
J.084
B-121 0.089 Д.023 vnn-75 nnm
0.1ДШ97 '. i\m\.VM МП „¿5 роз
и.и , , .И-135 -ил иа -0.075 Г >Щ_
отчин I 0.1Z1 0.115 / --0.108 Ч""
>»92 ,;, Жт / --^0.109 ппс,
>D.D90 -0.ВЭ1 ' I -0.109 ош 0.115 1,065
8-121 0,121 ЯШ a-OSS o,i 06
0,1111
Рис. 1. Оптимизированная геометрия и заряды на атомах в молекулах олигомеров
эмеральдина, расчёт RHF 6-31G(d,p)
Соответствие геометрических характеристик с данными работы [3] и положительные значения собственных значений матрицы Гесса свидетельствуют о правильности расчета и отнесении полученных структур к устойчивым конформерам.
Для моделирования молекулы ПХ использованы данные Protein Data Bank [4] для комплекса одноцепочечной пероксидазы хрена с двумя молекулы фелуровой кислоты. Для оптимизации геометрии ПХ после удаления молекул лиганда (фелуровой кислоты) и при дальнейшем моделировании взаимодействия ПАНИ-ПХ использовали метод молекулярной механики с применением силового поля BIO+(CHARMM). В качестве критерия сходимости использовали норму градиента (0,01 ккал/моль). Изучена возможность взаимодействия фрагмента ПАНИ, содержащего N-фенил-й-фенилендиаминный и хинондииминный блок, с различными частями молекулы ПХ. Установлено, что при достижении
оптимальной геометрии комплекса c различным числом фрагмента ПАНИ (n = 1, 2, 8) наблюдается его сближение с отдельными частями ПХ. Отрицательные значения стерической энергии комплексов фрагментов ПАНИ и ПХ также свидетельствуют о возможности их образования в процессе окислительной полимеризации анилина и формирования селективных сайтов связывания ПХ.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (в рамках научного проекта № 18-29-08033).
Библиографический список
1. Шишов M.A., Мошников B.A., Сапурина И.Ю. Наноструктуры олиго- и полианилина и их свойства // Физика и химия стекла. 2010. Т.37. т. 37. С.147-154.
2. Куликов A.B., Шишлов M.H., Изучение природы парамагнитных центров в полианилине методом СКВИД-магнитометрии // Изв. PAH. Сер. хим. 2010. Т.5. С.890-890.
3. Pidenko P.S., Pidenko S.A., Skibina Y.S., Zacharevich A.M., Drozd D.D., Goryacheva I.Y., Burmistrova N.A. Molecularly imprinted polyaniline for detection of horseradish peroxidase. // Anal. Bioanal. Chem. 2020. V.412. №24. P.6509-6517.
4. Alema C., Ferreira C.A., Torras J., Meneguzzi A., Canales M., M.A.S. Rodrigues, Casanovas J. On the molecular properties of polyaniline: A comprehensive theoretical study // Polymer. 2008 V.49 P.5169-5176.
НОВЫЙ МАГНИТОМЯГКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ
ПРИМЕНЕНИЙ
C.B. Стецюра, П.Г. Харитонова, И.B. Маляр Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: [email protected]
Аннотация: В данной работе исследуются магнитные свойства гетерогенных плёночных образцов на основе CdS, полученных термическим испарением в вакууме и легированных атомами железа из ограниченного источника в результате отжига. По проведенным измерениям кривых намагниченности и магнитной восприимчивости рассматриваемый материал на основе твердого раствора CdJe^xS можно отнести к классу магнитомягких и идентифицировать в нем наличие парамагнитной и ферромагнитной фаз.
Ключевые слова: магнитомягкий материал, гетерогенный материал, кривые намагниченности, магнитная восприимчивость, сульфиды кадмия и железа, твердый раствор.
В настоящее время магнитные материалы применяют в различных отраслях, таких как энергетика, полупроводниковая электроника, фотоника, медицина, в частности, при производстве диагностической техники [1] и создании материалов тераностики с применением магнитных наночастиц [2]. В медицинской диагностике активно используются датчики магнитного поля [3,4] на основе магнитных и полумагнитных материалов. Применение перспективных магнитомягких материалов в качестве элементов для магнитных датчиков представляет научный и
