Study of the absorbent properties of alginic acid

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction.Alginicacidis a naturalheteropolysaccharide of brownalgae,consistingofresidues of mannuronicandguluronicacids.It is usedinvariousfields:medicine,foodandpharmaceuticalindustry,cosmetology,ecology,etc. Itsability to bindandretainwatertoformhydrogels is usedin the development of newtechnologiesandmaterials. The structure of thiscompoundisinterestingfrom the point of view of studyingitsabsorbentpropertiesinrelationtosubstances of variouscompositionandstructure.

Material and methods.thestudypresentsvariousmethods for determiningsolutionconcentrationsbasedonphotocolorimetricandspectrophotometricanalysis.Thefollowing compounds wereselectedasexperimentalcompoundsfor the study of absorbentactivity: anions–nitrite,sulfate,iodide;metalcations–calciumandiron(III);protein–glutathione;organicdyes–methyleneblueandmethylorange.

Results.during the study, it turned out thatalginicacidcanabsorb the followingcompounds:nitriteanions-by90.4%,sulfateanions–by71.8%,iodideanions–by28.34%,calciumcations–by58.06%,iron(III)cations–by75.41%,protein–by48.33%,methyleneblue–by 84.22%andmethylorange–by83.72%. The authorssuggestthat the specificabsorbingactivity of alginicacidcan be explained by the followingproperties: alginicacidbindsmetalionsdue to the content of carboxylgroupsand a change in the gelstructureduringswelling; absorption of proteins is caused by electrostaticinteractionwithalginicacidandcompetitionwithmetalcationsforbindingtocarboxylgroups;absorption of anionscanbeassociatedwithelectrostaticinteractionwithcarboxylgroups.

Conclusions. alginic acid has a pronounced absorbent ability in relation to a wide range of compounds of various chemical nature. This feature makes alginic acid a compound suitable for use in filtration and dialysis systems for various purposes, including medical ones.

About the authors

А. S. Zakharov

Ryazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: AlexanderZakharov2019@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4004-7474
SPIN-code: 4906-9088

Assistant of the Department of Biological Chemistry

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

M. I. Barishnikova

Ryazan State Medical University

Email: masha.bari04@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-0407-6536

Student of the Faculty of General Medicine

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

M. A. Saf’yanov

Ryazan State Medical University

Email: bellkoks@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-3895-0171

Student of the Faculty of General Medicine

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

I. N. Vasilovsky

Ryazan State Medical University

Email: vania_vania_2018@list.ru
ORCID iD: 0009-0005-0294-4990

Student of the Faculty of General Medicine

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

N. V. Korotkova

Ryazan State Medical University

Email: fnv8@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7974-2450
SPIN-code: 3651-3813

Ph.D. (Med.), Associate Professor, Docent of the Department of Biological Chemistry

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

А. А. Sukhova

Ryazan State Medical University

Email: rrraaa724@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-5482-6969

Resident

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

D. I. Fomina

Ryazan State Medical University

Email: fnv8@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-5532-6303

Student of the Faculty of General Medicine

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

I. V. Ivankina

Ryazan State Medical University

Email: ira.ivankina.02@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-6789-8853

Student of the Faculty of General Medicine

Russian Federation, Visokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

References

  1. Ryabova M.N., Seleznev A.V., I.A. Fokin i dr. Primenenie mannitol termostabilizirovanny`x GK-kompleksov v lechenii gonartroza. Nauka molody`x (Eruditio Juvenium). 2022; 10(3): 277–288. (In Russ.). doi: 10.23888/HMJ2022103277-288.
  2. Lipatov V.A., Fronchek E`.V., Grigor`yan A.Yu. i dr. Ocenka e`ffektivnosti novy`x obrazczov mestny`x krovoostanavlivayushhix sredstv na osnove xitozana posle rezekcii pecheni v e`ksperimente. Rossijskij mediko-biologicheskij vestnik im. akademika I.P. Pavlova. 2023; 31(1): 89–96. (In Russ.). doi: 10.17816/PAVLOVJ108094.
  3. Podkorytova A.V., Roshhina A.N. Morskie burye vodorosli – perspektivnyj istochnik BAV dlja medicinskogo, farmacevticheskogo i pishhevogo primenenija. Trudy VNIRO. 2021; 186(4): 156–172. (In Russ.). doi: 10.36038/2307-3497-2020-181-235-256.
  4. Zaharova V.A., Fidorovskaja Ju., Hlystova T.S. I dr. Proizvodnye al'ginovoj kisloty: osobennosti stroenija, svojstva i perspektivy ispol'zovanija v medicine. Industrial Processes and Technologies. 2022; 2(5): 64–79. (In Russ.). doi: 10.37816/2713-0789-2022-2-5(7)-64-79.
  5. Kuznecova T.A., Besednova N.N., Usov V.V. i dr. Biosovmestimye i biodegradiruemye ranevye pokrytija na osnove polisaharidov iz morskih vodoroslej (obzor literatury). Vestnik hirurgii imeni II Grekova. 2020; 179(4): 109–115. (In Russ.). doi: 10.24884/0042-4625-2020-179-4-109-115.
  6. Kalis E.J.J., Davis T.A., Town R.M. et al. Impact of pH on CdII partitioning between alginate gel and aqueous media. Environmental Chemistry. 2009; 6(4): 305–310. doi: 10.1071/EN09060.
  7. Zhang Y., Zhao K., Yang Z. et al. Calcium alginate and barium alginate hydrogel filtration membrane coated on fibers for molecule/ion separation. Separation and Purification Technology. 2021; 270: 118761. doi: 10.1016/j.seppur.2021.118761.
  8. Zhao K., Zhang X., Wei J. et al. Calcium alginate hydrogel filtration membrane with excellent anti-fouling property and controlled separation performance. Journal of Membrane Science. 2015; 492: 536–546. doi: 10.1016/j.memsci.2015.05.075.
  9. Abka-Khajouei R., Tounsi L., Shahabi N. et al. Structures, Properties and Applications of Alginates. Marine Drugs. 2022; 20(6): 364. doi: 10.3390/md20060364.
  10. Rinaudo M. On the abnormal exponents aν and aD in Mark Houwink type equations for wormlike chain polysaccharides. Polymer Bulletin. 1992; 27: 585–589. doi: 10.1007/BF00300608.
  11. Giridhar Reddy S. Alginates – A Seaweed Product: Its Properties and Applications. Properties and Applications of Alginates. 2021. doi: 10.5772/intechopen.98831.
  12. Golmohamadi M., Wilkinson K.J. Diffusion of ions in a calcium alginate hydrogel-structure is the primary factor controlling diffusion. Carbohydrate polmers. 2013; 94(1): 82–87. doi: 10.1016/j.carbpol.2013.01.046.
  13. Zhao L., Wang J., Zhang P. et al. Absorption of Heavy Metal Ions by Alginate. Bioactive Seaweeds for Food Applications. Bioactive Seaweeds for Food Applications. 2018: 255–268. doi: 10.1016/B978-0-12-813312-5.00013-3.
  14. Gao N., Xie W., Xu L. et al. Characterization of a chlorine resistant and hydrophilic TiO2/calcium alginate hydrogel filtration membrane used for protein purification maintaining protein structure. International Journal of Biological Macromolecules. 2023; 253(6): 126367. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.126367.
  15. Zhao D., Shen Z., Shen X. Dual-functional calcium alginate hydrogel beads for disinfection control and removal of dyes in water. 2021; 188: 253–262. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.07.177.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Dependence of the optical density of the solution on the concentration of compounds: a - nitrite anions; b - sulfate anions; c - iodide anions; g - calcium cations; d - iron cations; e - protein; g - methylene blue; h - methyl orange

Download (366KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».