У полиэлектролитных микрокапсул обнаружена буферная емкость

13.01.2022



Научные сотрудники из Института теоретической и экспериментальной биофизики и Битехнологического факультета МГУ показали наличие буферной емкости полиэлектролитных микрокапсул, что поможет в подборе материалов и условий для капсулирования белков и лекарств. Результаты работы опубликованы в журнале Polymers.

Как показывает научная история, многие, даже небольшие открытия, совершаются случайно. Так и в Пущинской Лаборатории роста клеток и тканей ИТЭБ РАН изначально предполагалось закапсулировать рН-чувствительный флуоресцентный краситель для измерения кислотности среды. Однако при изменении рН эта система давала искаженные данные, порой показывая отрицательные значения pH, чего совершенно не могло быть. Тогда ученые предположили, что полиэлектролитный состав капсулы сам может влиять на рН, например, может идти протонирование и депротонирование системы, соответственно у капсул может быть буферная емкость.

«К сожалению, в литературе нет информации о буферной емкости микрокапсул, однако эта информация помогла бы как упростить использование микрокапсул, так и расширить сферу их применения, - сокрушается кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН Сергей Тихоненко. - Нами обнаружено, что полиэлектролитные микрокапсулы обладают буферной емкостью. Кроме того, в кислой среде буферная емкость микрокапсул, содержащих белки (аминокислоты с разветвленной боковой цепью), значительно выше, чем у микрокапсул без белка. Это связано с тем, что белок способствует буферизации микрокапсул. Кроме того, нами выдвинута гипотеза о том, что участки несвязанного полиаллиламина, одного из двух полимеров, составляющих микрокапсулу, ответственны за буферные свойства системы. Это подтверждается тем, что буферная емкость микрокапсул после инкубации в соленом растворе (0,5 М NaCl) выше, что объясняется увеличением количества несвязанного полиаллиламина с увеличением ионной силы раствора».

Одной из перспектив данного открытия является возможность применения полиэлектролитных капсул в качестве защитного барьера от перепадов рН среды.

«Наши капсулы в первую очередь рассматриваются как контейнеры в основном для белков, при этом существуют белки, которые очень чувствительны к рН. Знание буферной емкости капсул и диапазона рН, в котором она сохраняется, существенно облегчит работу с ними», - добавил Сергей.

Источник: A.V. Dubrovskii, A.L. Kim, E.V. Musin, B.R. Ramazanov and S.A. Tikhonenko. The Discovery of the Buffer Capacity of Various Types of Polyelectrolyte Microcapsules. Polymers 2021, 13(22), 4026; https://doi.org/10.3390/polym13224026

 

Подразделы

Объявления

©РАН 2022