Исследование микрокапсул Биопага-Д физико-химическими методами

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОКАПСУЛ БИОПАГА-Д ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

М.М. Наумов, З.Д. Ихласова, И.А. Б

Аннотация. Данная статья посвящена изучению микрокапсул Биопага-Д методами физико-химического анализа.

Ключевые слова: микрокапсулирование, микрокапсулы, Биопаг-Д.

Несмотря на большой спектр имеющихся биоцид-ных препаратов, потребность в их совершенствовании и создании более активных безопасных средств не ослабевает. Ярким представителем нового поколения антисептических средств является «Биопаг-Д». При относительной безопасности для животных и человека данное соединение обладает высокой активностью против всех известных возбудителей бактериальной и вирусной природы, в том числе наиболее опасных инфекций [1].

По своей химической природе Биопаг-Д представляет собой высокомолекулярные гуанидиновые основания: полигесаметиленгуанидин хлорид (ПГМГ). Широкий спектр биоцидного действия ПАГов обусловлен наличием в повторяющихся звеньях макромолекул полимеров гуанидиновых группировок, являющихся активным началом некоторых природных и синтетических лекарственных средств и антибиотиков.

Установлено, что антимикробная активность ПГМГ определяется не только дозой и временем воздействия

в

сенцев, И.А. Богачев, А.А. Кролевец

препарата, но в значительной степени зависит от структуры полимера, в первую очередь, от химической природы аниона.

Удачное сочетание биоцидных, токсикологических и физико-химических свойств делает Биопаг-Д перспективным для использования как в виде самостоятельных дезинфицирующих средств, так и в качестве биоцидных добавок и вспомогательных веществ [1].

Самая важная особенность микрокапсул - их небольшой размер, позволяющий построить огромную рабочую поверхность. Главное их применение - это контролируемое освобождение веществ в определённом месте и времени [2]. В данной работе представлен анализ микрокапсул Биопага-Д методом конфокальной микроскопии.

Образцы микрокапсул сфотографированы с различным увеличением на атомно-силовом сканирующем электронном микроскопе, совмещенном с конфокальным OmegaScope АКТ-№Г (рисунок 1).

Приведенные данные позволяют говорить о том, что использование конфокальной микроскопии в исследованиях микрокапсул является вполне достоверным методом определения структуры поверхности оболочки капсул.

г

Рисунок 1 - Микрокапсулы Биопага-Д в натрий карбоксиметилцеллюлозе (соотношение 1:3): а) увеличение 505 раз; б) увеличение 620 раз; в) увеличение 1770 раз; г) увеличение 2830 раз

Рисунок 2 - Конфокальное изображение самоорганизации капсул Биопага-Д в натрий карбоксиметилцеллюлозе в соотношении 1:3 концентрация 0,25% - а) при увеличении в 505 раз, б) при увеличении в 620 раз, в) при увеличении в 1770 раз, г) при увеличении в 2830 раз

В литературе отсутствуют сведения об изучении Биопага-Д наноразмерного уровня. Поэтому нами предпринята работа по изучению синтеза микрокапсул, содержащих в ядре Биопаг-Д, и исследованию их суп-рамолекулярных свойств.

К супрамолекулярным свойствам относятся самосборка и самоорганизация [3,4]. В супрамолекулярной химии для достижения контролируемой сборки молекулярных сегментов и спонтанной организации молекул в стабильной структуре используют нековалентные взаимодействия [5,6]. Самоорганизующиеся структуры можно имитировать как аспекты биологических систем: искусственные клетки мембран, ферментов или каналы

[7].

Исследование самоорганизации микрокапсул проводили следующим образом. Порошок инкапсулированного в натрий карбоксиметилцеллюлозе Биопага-Д растворяли в воде, каплю наносили на покровное стекло и выпаривали. Высушенную поверхность сканировали методом конфокальной микроскопии на микроспектрометре OmegaScope, производства АКТ-№Г (г. Зеленоград), совмещенном с конфокальным микроскопом (рисунок 2).

Поскольку в водном растворе микрокапсул при их достаточно низкой концентрации обнаружены фрактальные композиции, они обладают самоорганизацией. Образование микрокапсул происходит спонтанно за счет нековалентных взаимодействий, и это говорит о том, что для них характерна самосборка. Следовательно, инкапсулированный в натрий карбоксиметилцел-люлозе Биопаг-Д обладает супрамолекулярными свойствами.

комплексов: иерархический подход // Российские нанотехно-логии. - 2010. - №5-6. - С. 47-53.

4 Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы // Вестн. Моск. ун-та. - 1999. - №5. - С. 300-307.

5 Rohit K. Rana, Vinit S. Murty, Jie Yu Nanoparticle Self-Assebly of Hierarchicacally Ordered Microcapsule Structures / Advanced Materials. - 2005. - vol.17. - P. 1145-1150.

6 Ana Carina Mendes, Erkan Turker 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.

7 Hans-Peter Hentze, Eric W. Kaler Polymerization of and within self-organized media / Curent Opinion in Colloid and Interface Science. - 2003. - vol.8. - P. 164-178.

Информация об авторах

Наумов Михаил Михайлович, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», e-mail: naumovmm@rambler.ru, тел. 8(4712)53-14-04

Ихласова Зухра Джалаховна, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Брусенцев Игорь Андреевич, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Богачев Илья Александрович, студент ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».

Кролевец Александр Александрович, кандидат химических наук, доцент кафедры органической и аналитической химии ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».

в

г

Список использованных источников

1 Полимерные биоциды - полигуанидины в ветеринарии/ Наумов М.М., Жукова Л.А., Ихласова З.Д. и др. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 2010. - 84 с.

2 Ларионова Н.И., Дюшен Д., Курве П., Греф Р. Разработка микро- и наносистем доставки лекарственных средств // Российский химический журнал. - 2008. - №1. - С. 48-57.

3 Григорьев Ф.В., Романов А.Н., Лайков Д.Н. и др. Методы молекулярного моделирования супрамолекулярных