Cite this article as:
Бурмистрова Н. А., Колонтаева О. А., Русанова Т. Ю., Иноземцева О. А., Суетенков Д. Е., Горин Д. А. Структуры ядро–оболочка и полиэлектролитные капсулы с иммобилизованными кислотно-основными индикаторами. Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2013, vol. 13, iss. 4, pp. 5-12. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2013-13-4-5-12
Структуры ядро–оболочка и полиэлектролитные капсулы с иммобилизованными кислотно-основными индикаторами
Исследована возможность включения кислотно-основных индикаторов (лакмуса, бромтимолового синего (БТС) и метилового красного (МК)) в структуры «ядро–оболочка», а также в микрокапсулы, сформированные методом полиионной сборки на основе ядер карбоната кальция и гидроксиапатита. Оценено влияние способа иммобилизации индикаторов (сорбция молекул на «ядрах», включение в полиэлектролитные (ПЭ) слои, инкапсулирование в полой ПЭ капсуле) и различных факторов на эффективность связывания. Установлено, что связывание лакмуса осуществляется всеми указанными способами, БТС – при сорбции на «ядрах» в комплексе с катионным ПЭ и при инкапсулировании в полые капсулы, МК – только в полые капсулы в кислой форме. Увеличение времени адсорбции и нанесения ПЭ слоя, а также включение индикаторов в виде комплексов с катионным ПЭ способствует связыванию индикаторов с микрочастицами, а увеличение концентрации ПЭ приводит к агрегации микрочастиц. Полученные микрокапсулы использованы для определения рН в буферных растворах, а также введены в состав зубной пасты в качестве зонда кислотности.
1. Gao C. Y., Donath E., Möhwald H., Shen J. C. Spontaneous deposition of water-soluble substances into microcapsules: phenomenon, mechanism and application //Angew Chem. Intern. Ed. 2002. Vol. 41. P. 3789–3793.
2. Gao C. Y., Liu X. Y., Shen J. C., Möhwald H. Spontaneous deposition of horseradish peroxidase into polyelectrolyte multilayer capsules to improve its activity and stability // Chem. Commun. 2002. Vol. 17. P. 1928–1929.
3. Liu X. Y., Gao C. Y., Shen J. C., Möhwald H. Multilayer microcapsules as anti-cancer drug delivery vehicle deposit ion, sustained release, and in vitro bioactivity //Macromol. Bios. 2005. Vol. 5. P. 1209–1219.
4. Mao Z. W., Ma L., Gao C. Y., Shen J. C. Preformed microcapsules for loading and sustained release of ciprofl oxacin hydrochloride // J. Control. Release. 2005. Vol.104. P. 193–202.
5. Hanson K. M., Behne M. J., Barry N. P. Two-photon fl uorescence lifetime imaging of the skin stratum corneum pH gradient // Biophys. J. 2002. Vol. 83, № 3. P. 1682–1690.
6. Arain S., John G. T., Krause C., Gerlach. J., Wolfbeis O. S., Klimant I. Characterization of microtiterplates with integrated optical sensors for oxygen and pH, and their applications to enzyme activity screening, respirometry, and toxicological assays // Sensors and actuators b-chemical. 2006. Vol. 113, № 2. P. 639–648.
7. Arain S., Ley B. H., Benz K. Online Monitoring of Oxygen and pH during Cell Cultivation in Multiwell Plates // Tissue engineering. Part A. 2009. Vol. 15, № 3. P. 728–729.
8. Lobnik A., Majcen N., Niederreiter K., Uray G. Optical pH sensor based on the absorption of antenna generated europium luminescence by bromothymolblue in a sol-gel membrane // Sensors and actuators b-chemical. 2001. Vol. 74, № 1–3. P. 200–206.
9. Liu Z. H., Liu J. F., Chen T. L. Phenol red immobilized PVA membrane for an optical pH sensor with two determination ranges and long-term stability // Sensors and actuators b-chemical. 2005. Vol. 107, № 1. P. 311–316.
10. Weidgans B. M., Krause C., Klimant I., Wolfbeis O. S. Fluorescent pH sensors with negligible sensitivity to ionic strength // Analist. 2004. Vol. 129, № 7. P. 645–650.
11. Vasylevska A. S., Karasyov A. A., Borisov S. M., Krause C. No vel coumarin-based fl uorescent pH indicators, probes and membranes covering a broad pH range //Analytical and bioanalytical chemistry. 2007. Vol. 387, № 6. P. 2131–2141.
12. Volodkin D. V., Petrov A. I., Prevot M., Sukhorukov G. B. Matrix polyelectrolyte microcapsules : New system for macromolecule encapsulation // Langmuir. 2004. Vol. 20. P. 3398–3406.
13. Ma M.Y., Zhu Y. J., Li L., Cao S. W. Nanostructured porous hollow ellipsoidal capsules of hydroxyapatite and calcium silicate: preparation and application in drug delivery // J. Mater. Chem. 2008. Vol.18. P. 2722–2727.
14. Ukhorukov G. B., Donath E., Lichtenfeld H., Knippel E., Knippel M., Budde A., Mohwald H. Layer-by-Layer self assembly of polyelectrolytes on colloidal particles // Colloid. Surf. Physicochem. Ang. Aspects. 1998. Vol. 137, № 1–3. P. 253–266.
15. Donath E., Sukhorukov G. B., Mohwald H. Submicrometric and micrometric polyelectrolyte capsules // Nachrichten Aus Chemie Technik Und Laboratorium.1999. Vol. 47, № 4. P. 400–405.
16. Sukhorukov G. B., Donath E., Davis S., Lichtenfeld H., Caruso F., Popov V. I., Mohwald H. Stepwise polyalectrolyte assembly on particles surface: a novel approach to colloid design // Polym. Adv. Technol. 1998.Vol. 9, № 10–11. P. 759–767.
17. Johnston J. The several forms of calcium carbonate //Amer. J. Science. 1916. Vol .4, № 41. P. 473–512.
18. Новикова В. П., Шабалов A. M. Состояние полости рта у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2009. № 1. С. 25–28.
