CC BY
8Процессы гелеобразования в низкомолекулярных водных растворах L-цистеина, нитрата серебра, сульфата меди и
хитозана
Г. Зеников, С. Хижняк, А. Иванова, П. Пахомов
ФГБОУ ВО "Тверской государственный университет", химико-технологический факультет.
г Тверь, ул. Садовая, 35 (корпус 3)
zenikov.german@mail. ru
В данной работе изучаются процессы гелеобразования в низкоконцентрированных водных растворах серосодержащей аминокислоты L-цистеин (L-Cys), нитрата серебра, сульфата меди (CuSO4) и природного полисахарида хитозана (ХЗ). Биополимер ХЗ обладает рядом уникальных свойств, таких как биосовместимость, способность к биодеградации, нетоксичность, антимикробная активность, что может улучшить свойства получаемых на основе L-Cys и нитрата серебра супрамолекулярных систем биомедицинского назначения. Образцы были получены двухстадийным методом. На первой стадии синтезируют цистеин-серебряный раствор (ЦСР), на второй - в полученный раствор добавляют инициаторы гелеобразования - электролит CuSO4 и низкомолекулярный, водорастворимый хитозан. В работах [1, 2] в качестве инициатора использовали сульфат натрия (Na2SO4). Однако, согласно нашему предположению, двухзарядный катион меди обеспечит большее количество сшивок между фрагментами гель-сетки по сравнению с катионом натрия, что может усилить прочностные свойства гидрогелей. В работе исследовали два типа образцов: ЦCР-CuSO4 и
H,CP-CuS04-X3. Молярное отношение L-Cys к Ag+ в образцах составляет 1:1,27, концентрация аминокислоты - 3.0 мМ, концентрацию CuSO4 варьировали в пределах от 0,2 до 1,0 мМ, ХЗ - от 0,01 до 0,05 об.%.
Обнаружено, что в определённом диапазоне концентраций CuSO4 и ХЗ образуются (in situ) прозрачные, устойчивые во времени гидрогели, проявляющие тиксотропные свойства. С помощью физико-химических методов (вискозиметрии, УФ
спектроскопии, динамического
светорассеяния, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии) исследованы прочностные и структурные СЭМ фотография о^да, содержащего цср, ^фаг-^ион и характеристики гидрогелей различного
хитозан тт/^п п СП
композиционного состава: ЦCР-CuSO4 и ЦCР-CuSO4-ХЗ. Установлено, что под воздействием хитозана изменяются электронная конфигурация супрамолекулярных кластерных цепочек ЦСР, состоящих из цвиттер -ионов меркаптида серебра, и размер формирующихся в растворе наноагрегатов. Следует заметить, что введение хитозана в ЦCР-CuSO4 гидрогели не приводит к повышению прочности образцов, однако оказывает заметное влияние на морфологию трехмерной гель-сетки, что подтверждено результатами СЭМ и ПЭМ.
Данная работа выполнена на оборудовании лабораторий спектроскопии и электронной микроскопии центра коллективного пользования ТвГУ.
[1] Г. Зеников, С. Хижняк, П. Пахомов. Супрамолекулярные гидрогели на основе аминокислоты L-цистеин, нитрата серебра и хитозана. Вестник Тверского Государственного Университета, серия "Химия" №4(46), 2021, стр. 131-141, 2021.
[2] Г. Зеников, С. Хижняк, П. Пахомов, Супрамолекулярные гидрогели на основе аминокислоты L-цистеин, нитрата серебра и хитозана, Кластер конференций 2021: тезисы докладов (20-24 сентября 2021 г., Иваново, Россия), стр. 371-372, 2021.
