Модификация наночастиц оксида церия полимерными материалами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен синтез наночастиц оксида церия(IV) в присутствии полимеров различного состава и относительной молекулярной массы для изучения их влияния на структуру и размер наночастиц. В ходе синтеза была подобрана оптимальная концентрация нитрата церия(III), который используется в синтезе в качестве прекурсора для формирования наночастиц оксида церия. Изучено влияние среды на возможную агломерацию наночастиц при очистке от избытков прекурсора и дальнейшем хранении. Было выявлено, что лучшими средами для хранения и очистки наночастиц являются вода и фосфатно-солевой буфер. Размер и морфологию полученных наночастиц оксида церия с полимерным покрытием изучали с помощью просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и динамического рассеяния света. На снимках с просвечивающего электронного микроскопа видны нанокристаллы размером около 10 нм, а сканирующий электронный микроскоп показывает присутствие частиц размером около 20–30 нм во всех четырех образцах(наночастицы оксида церия, покрытые полиакриловой кислотой, полиэтиленгликолем, полиоксазолином, поли(изобутилен-альт-малеиновый ангидридом). Анализ методом динамического рассеяния света показал, что наименьшие по размеру частицы образовались с полиакриловой кислотой и поли(изобутилен-альт-малеиновым ангидридом). Помимо наименьшего размера образцы с этими полимерами продемонстрировали наиболее отрицательные значения ζ-потенциала – –37 и –45 мВ соответственно, что подтверждает их высокую коллоидную стабильность.

Об авторах

Анастасия Алексеевна Ковыршина

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0009-0001-5406-6828
410012, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Дарья Владиславовна Цюпка

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

410012, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Нелли Рустемовна Попова

Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук; ФГБУН институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук

ORCID iD: 0000-0002-0982-6349
Россия, 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, д. 3

Ирина Юрьевна Горячева

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

410012, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Ольга Алексеевна Горячева

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0000-0002-0910-7694
Scopus Author ID: 56429460900
ResearcherId: I-3326-2017
410012, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Список литературы

  1. Korsvik C., Swanand P., Sudipta S., William T. S. Superoxide dismutase mimetic properties exhibited by vacancy engineered ceria nanoparticles. Chemical Communications, 2007, vol. 10, pp. 1056–1058. https://doi.org/10.1039/B615134E
  2. Thakur N., Prasenjit M., Joydeep D. Synthesis and biomedical applications of nanoceria, a redox active nanoparticle. Journal of Nanobiotechnology, 2019, vol. 17, no. 1, article no. 84. https://doi.org/10.1186/s12951-019-0516-9
  3. Zholobak N. M. Interaction of nanoceria with microorganisms. Nanobiomaterials in Antimicrobial Therapy, 2016, vol. 6, pp. 419–450. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-42864-4.00012-9
  4. Xu C., Qu X. Cerium oxide nanoparticle: A remarkably versatile rare earth nanomaterial for biological applications. NPG Asia Mater., 2014, vol. 6, no. 3, pp. e90. https://doi.org/10.1038/am.2013.88
  5. Skorodumova N. V., Simak S. I., Lundqvist B. I., Abrikosov I. A., Johansson B. Quantum Origin of the Oxygen Storage Capability of Ceria. Physical Review Letters, 2002, vol. 89, no. 16, article no. 166601. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.166601
  6. Kargozar S., Baino F., Hoseini S. J., Hamzehlou S., Darroudi M., Verdi J., Hasanzadeh L., Kim H.-W., Mozafari M. Biomedical applications of nanoceria: New roles for an old player. Nanomedicine, 2018, vol. 13, no. 23, pp. 3051–3069. https://doi.org/10.2217/nnm-2018-0189
  7. Aleksandrov H. A., Neyman K. M., Hadjiivanov K. I., Vayssilov G. N. Can the state of platinum species be unambiguously determined by the stretching frequency of an adsorbed CO probe molecule? Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, vol. 18, no. 32, pp. 22108–22121. https://doi.org/10.1039/C6CP03988J
  8. Kullgren J., Hermansson K., Castleton C. Many competing ceria (110) oxygen vacancy structures: From small to large supercells. The Journal of Chemical Physics, 2012, vol. 137, no. 4, article no. 044705. https://doi.org/10.1063/1.4723867
  9. Renu G., Rani V. V. D., Nair S. V., Subramanian K. R. V., Lakshmanan V.-K. Development of Cerium Oxide Nanoparticles and Its Cytotoxicity in Prostate Cancer Cells. Advanced Science Letters, 2012, vol. 6, no. 1, pp. 17–25. https://doi.org/10.1166/asl.2012.3312
  10. Lin W., Huang Y., Zhou X.-D., Ma Y. Toxicity of Cerium Oxide Nanoparticles in Human Lung Cancer Cells. International Journal of Toxicology, 2006, vol. 25, no. 6, pp. 451–457. https://doi.org/10.1080/10915810600959543
  11. Rajeshkumar S., Naik P. Synthesis and biomedical applications of Cerium oxide nanoparticles – A Review. Biotechnology Reports, 2017, vol. 17, pp. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.btre.2017.11.008
  12. Shabrandi A., Azizi S., Hobbenaghi R., Ownagh A., Keshipour S. The healing effect of chitosan supported nano-CeO2 on experimental excisional wound infected with pseudomonas aeruginosa in rat. IJVS, 2017, vol. 12, no. 2, pp. 9–20. https://doi.org/10.22034/ivsa.2017.94632.1122
  13. Sulthana S., Banerjee T., Kallu J., Vuppala S. R., Heckert B., Naz S., Shelby T., Yambem O., Santra S. Combination Therapy of NSCLC Using Hsp90 Inhibitor and Doxorubicin Carrying Functional Nanoceria. Molecular Pharmaceutics, 2017, vol. 14, no. 3, pp. 875–884. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.6b01076
  14. Hasanzadeh L., Darroudi M., Ramezanian N., Zamani P., Aghaee-Bakhtiari S. H., Nourmohammadi E., Kazemi Oskuee R. Polyethylenimine-associated cerium oxide nanoparticles: A novel promising gene delivery vector. Life Sciences, 2019, vol. 232, article no. 116661. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2019.116661
  15. Shcherbakov A. B., Reukov V. V., Yakimansky A. V., Krasnopeeva E. L., Ivanova O. S., Popov A. L., Ivanov V. K. CeO2 Nanoparticle-Containing Polymers for Biomedical Applications: A Review. Polymers, 2021, vol. 13, no. 6, article no. 924. https://doi.org/10.3390/polym13060924
  16. ImageJ: Image Processing and Analysis in Java. Available at: https://imagej.net/ij/index.html (accessed April 20, 2024).
  17. Ivanov V. K., Shcherbakov A. B., Usatenko A. V. Structure-sensitive properties and biomedical applications of nanodispersed cerium dioxide. Russian Chemical Reviews, 2009, vol. 78, no. 9, pp. 855–871. https://doi.org/10.1070/RC2009v078n09ABEH004058
  18. Anisimov M. P. Nucleation: Theory and experiment. Russian Chemical Reviews, 2003, vol. 72, no. 7, pp. 591–628. https://doi.org/10.1070/RC2003v072n07ABEH000761
  19. Moore T. L., Rodriguez-Lorenzo L., Hirsch V., Balog S., Urban D., Jud C., Rothen-Rutishauser B., Lattuada M., Petri-Fink A. Nanoparticle colloidal stability in cell culture media and impact on cellular interactions. Chem. Soc. Rev., 2015, vol. 44, pp. 6287–6305. https://doi.org/10.1039/C4CS00487F

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».