Пущинские ученые изучили стабильность полиэлектролитных микроконтейнеров для их дальнейшего применения.

26.06.2020



В современном мире растет интерес к микрокапсулированию, который проявляется как увеличением числа статей в таких странах как Китай, США, Великобритания и др., так и возможностью применения капсул в разных отраслях народного хозяйства. Оболочка микрокапсул позволяет дополнить технологические и функциональные свойства заключенных в капсулу веществ, а также расширить область их применения.

Молодой коллектив авторов из Пущино под руководством кандидата биологических наук, ведущего научного сотрудника ИТЭБ РАН Тихоненко Сергея Алексеевича, провел исследование по изучению разрушения полиэлектролитных микрокапсул и высвобождения белка, включенного методом адсорбции. Результаты работы опубликованы в журнале Polymers.

«Данная статья посвящена не применению полиэлектролитных капсул, как в предыдущих наших работах, а изучению их свойств. До сих пор микрокапсулы как объект изучены достаточно мало, особенно в плане их стабильности в разных условиях, выходит ли закапсулированный белок из капсул или нет, что с ним происходит…» - сообщил Сергей Тихоненко.

В предыдущей статье (1) было проведено исследование микрокапсул, созданных путем наслаивания полимеров вокруг CaCO3 ядра, которые заранее содержали белок. Завершающим этапом приготовления капсулы является растворение CaCO3. В представленной статье (2), CaCO3 частицу сначала удаляли из микрокапсул и только после этого белок включали в капсулу.

Данная капсула как губка вбирает в себя молекулы белка и удерживает длительное время. Поскольку структуры разные, необходимо было посмотреть, как они себя ведут. «Весь механизм формирования белок-полиэлектролитных комплексов и полимер-полимерных комплексов основан на электростатике, и поэтому мы использовали различные концентрации солей, чтобы увеличить ионную силу и посмотреть будет ли выходить белок из капсул и приведет ли это к разрыхлению ее оболочки. В результате, было показано, что капсулы разрушались незначительно и в течении длительного времени. Т.е. можно говорить, что капсулы стабильны в поставленных условиях, и мы можем их использовать. В обеих работах было рассмотрено, как ведет себя белок. В первой статье мы показали, что белок стабильно включен в капсулы и не выходит из него, буквально небольшой процент теряется. Если мы берем технологию включения белка методом абсорбции, то здесь наблюдается большая зависимость от ионной силы и от pH» - добавил Сергей Тихоненко. В статье рассмотрены несколько значений рH и ионной силы и предоставлены рекомендации по использованию данных капсул. Хранить капсулы необходимо в воде, т.к. при увеличении ионной силы идет резкий выход белка. Механизм выхода белка из данного типа капсул предположительно связан с электростатической природой удержания белка в полиэлектролитном слое.

1. Dubrovskii AV, Kochetkova OY, Kim AL, Musin EV, Seraya OY, Tikhonenko SA. Destruction of shells and release of a protein from microcapsules consisting of non-biodegradable polyelectrolytes. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 2019, 68 (4):160-164. https://istina.msu.ru/publications/article/141895294/

2. Musin E.V., Tikhonenko S.A. and Kim A.L. Destruction of Polyelectrolyte Microcapsules Formed on CaCO 3 Microparticles and the Release of a Protein Included by the Adsorption Method. Polymers (Basel). 2020 Mar 1;12(3):520. doi: 10.3390/polym12030520

https://www.mdpi.com/2073-4360/12/3/520

(jpg, 62 Kб)

Рисунок: Разрушение полиэлектролитных микрокапсул, образованных на микрочастицах CaCO3, и выделение белка, включенного методом адсорбции.
Рисунок предоставлен авторами работы.

Материал подготовила: Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru

©РАН 2020