CC BY
78
НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ
Серия Медицина. Фармация. 2015. № 22 (219). Выпуск 32
181
УДК 615.013, 615.011.4
ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕДИЦИНСКОЙ МОНТМОРИЛЛОНИТОВОЙ ГЛИНЫ
THE STUDY OF ADSORPTION CHARACTERISTICS OF MEDICAL MONTMORILLONITE CLAY
Е.Т. Жилякова1, А.В. Бондарев2, Д.В. Придачина1,
Е.П. Герникова3, Н.И. Богданович4 E.T. Zhilyakova1, A.V. Bondarev2, D.V. Pridachina1,
E.P. Chernicova3, N.I. Bogdanovich4
1)Белгородский государственный национальный исследовательский университет Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85
2)Шебекинская центральная районная больница Россия, 309290, г. Шебекино, ул. Ленина, 44
3)Научный центр экспертизы средств медицинской продукции, гМосква Россия, 127051, г. Москва, Петровский бульвар, 8
4)Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск Россия, 163002, г. Архангельск, набережная Северной Двины, 17
1)Belgorod National Researh University Russia, 308015, Belgorod, Pobedy St., 85
2)Shebekino Central district hospital Russia, 309290, Mr. Shebekino, Lenin St., 44
3)Scientific centre for expert evaluation of medicinal products, Moscow Russia, 127051, Moscow, Petrovsky Boulevard, 8
4)Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Arkhangelsk Russia, 163002, Arkhangelsk, Severnaya Dvina Embankment, 17
E-mail: [email protected]
Ключевые слова: медицинская монтмориллонитовая глина, поры, адсорбционная активность.
Key words: medical montmorillonite clay, pores, adsorption activity.
Аннотация. В статье представлены результаты исследования адсорбционных характеристик медицинской монтмориллонитовой глины. Определены: удельная поверхность, виды, объем и средний размер пор, адсорбционная активность по метиленовому синему.
Resume. The article presents results study of the adsorption characteristics of medical montmorillonite clays. Defined: specific surface area, species,volume and average pore size, adsorption activity by methylene blue.
Введение
Интоксикация является серьезной проблемой современности не только при острых отравлениях, но и при патологических состояниях, сопровождающихся эндогенной интоксикацией организма. В России острые отравления токсическими веществами занимают четвертое место среди всех несчастных случаев, повлекших нарушение жизнедеятельности организма или смерть (по данным Роспотребнадзора, 2014).
В настоящее время широко обсуждается возможность применения монтмориллонитовой глины Белгородского месторождения для лечения и профилактики различных интоксикаций. Столь высокий и стабильный интерес обусловлен наличием у данной глины высоких адсорбционных свойств, которые являются основными показателями функциональной активности сорбента.
Цели исследования
Изучение и анализ адсорбционных характеристик медицинской монтмориллонитовой глины (ТУ 5751-001-02029230-2015).
Задачи исследования
1. Изучение адсорбционных характеристик ММГ на приборе Asap 2020 фирмы Micromeritics Instrument Corporation (США) методом низкотемпературной адсорбции азота*.
182
НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ
Серия Медицина. Фармация. 2015. № 22 (219). Выпуск 32
2. Изучение адсорбционной активности ММГ по метиленовому синему спектрофотометрическим методом**.
Методы исследования
Методика определения адсорбционной активности: навеску образца массой 0.8 г помещают в 35 мл 0,15 % раствора метиленового синего в воде, перемешивают на магнитной мешалке в режиме 50 об/мин 20 мин, центрифугируют в режиме 3000 об/мин 15 минут. Измеряется оптическая плотность при 664 нм. Адсорбционная активность рассчитывается по разнице оптической плотности раствора метиленового синего до и после контакта с навеской образца.
Результаты исследования
На рис. 1 представлены изотермы адсорбции и десорбции для образца монтмориллонитовой
глины.
Рис. 1. Изотермы адсорбции и десорбции для образца монтмориллонитовой глины (Ось «Х» - относительное давление Р/Ро, где Р - измеряемое давление, Ро- давление насыщения; ось «У» - количество адсорбированного азота)
Fig. 1. Isotherms of adsorption and desorption for a sample of montmorillonitovy clay (An axis "X" - the relative pressure of R/Ro, where P - the measured pressure, Ro-saturation pressure;
axis "U" - amount of the adsorbed nitrogen)
Как видно из рис. 1, форма изотермы ассоциируется с капиллярной конденсацией в мезопорах за счет увеличенной крутизны при повышенном относительном давлении и наличия петли гистерезиса. Мезопоры также подтверждаются наличием ступеньки в области давлений выше диапазона Р/Р0=0.3. Изотерма относится к IV-му типу, для которого приемлема модель BJH, которая позволяет не только вычислить объем пор, но так же дает возможность построить график распределения пор по размерам.
На рис. 2 представлена диаграмма распределения микропор в зависимости от объема.
Рис. 2. Диаграмма распределения микропор в зависимости от объема Fig. 2. The chart of distribution of micropores depending on volume
НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ
Серия Медицина. Фармация. 2015. № 22 (219). Выпуск 32
183
Как видно из рис. 2, изгиб диаграммы заметен в диапазоне от 1 до 2 нм. Данный факт говорит о том, что у монтмориллонитовой глины присутствуют микропоры.
На основании рисунков 1 и 2 составлена гистограмма распределения пор размером менее 3 нм, представленная на рис. 3.
Horvath-Kawazoe Differential Pore Volume Plot
Slit Pore Geometry (Original H-K)
I I 1 montmor
Fig. 3. Histogram of distribution of a time less than 3 nanometers in size
Как видно из рис. 3, минимальный размер пор, который удалось зарегистрировать, составляет 0.71 нм. Средний размер микропор составляет 1.23 нм, занимаемый объем 0.019 см3/г.
Анализ адсорбционных характеристик представлен в табл. 1.
Таблица 1 Tabk. 1
Анализ адсорбционных характеристик Analysis of the adsorptive characteristics
№ п/п Показатель Характеристика
1 Удельная поверхность общая по методу BET, м2/г 46.5
2 Удельная поверхность общая Langmuir, м2/г 127.3
3 Удельная поверхность микропор, м2/г 16.7
4 Удельная поверхность мезо- и макропор, м2/г 29.8
5 Объем пор общий, см3/г 0.064
6 Объем пор микропор, см3/г 0.009
7 Объем пор мезо и макропор, см3/г 0.055
8 Средний размер мезопор, нм 5-6
9 Средний размер микропор, нм 1.23
10 Адсорбционная активность по метиленовому синему, мг/г 62.0±0.2
Как видно из табл. 1, монтмориллонитовая глина Белгородского месторождения имеет макро-, мезопоры и микропоры, 86 % и 14 % соответственно от общего объема пор. Область регистрации пор составляет от 0.71 до 40 нм. Средний размер микропор составил 1.23 нм, мезопор -5.6 нм. Превышение удельной поверхности по методу Langmuir над удельной поверхностью по методу ВЕТ говорит о капиллярной конденсации адсорбата в мезопорах. Адсорбционная активность по метиленовому синему составила 62.0 мг/г, что является удовлетворительным показателем для медицинских глин.
184
НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ
Серия Медицина. Фармация. 2015. № 22 (219). Выпуск 32
Заключение
Проведены исследования адсорбционных характеристик монтмориллонитовой глины Белгородского месторождения. Установлено, что глина является мезо-, макро-, микропористым сорбентом. На мезо- и макропоры приходиться 86 % от общего объема пор, на микропоры - 14 %. Адсорбционная активность по метиленовому синему составила 62.0 мг/г. Средний размер микропор составил 1.23 нм, мезопор - 5.6 нм.
Исследованные адсорбционные характеристики характеризуют монтмориллонитовую глину как перспективное минеральное сырье для получения лекарственной формы с адсорбционным действием.
Примечание: ^Исследования выполнены с использованием оборудования ЦКП ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова «Арктика». ^Исследования выполнены с использованием оборудования Клинико-диагностической лаборатории ОГБУЗ «Шебекинская центральная районная больница».
Список литературы References
Жилякова, Е.Т. 2014. Обзор российских энтеросорбционных лекарственных средств. Ремедиум. 10: 40-47. Zhiljakova, E.T. 2014. Obzor rossijskih jenterosorbcionnyh lekarstvennyh sredstv. Remedium. 10: 40-47 (in Russian).
Жилякова Е.Т. 2014. Определение адсорбционных и микробиологических показателей медицинских глин. Научные ведомости БелГУ. № 18(189): 222-226.
Zhiljakova E.T. 2014. Opredelenie adsorbcionnyh i mikrobiologicheskih pokazatelej medicinskih glin. Nauchnye vedomosti BelGU. № 18(189): 222-226 (in Russian).
