UMNIK, Oral Report

НАНОКОМПОЗИТНЫЕ МИКРОВЕЗИКУЛЫ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПОЛЮ

Alexey Ermakov, Saratov State University, Russia
Glukhovskoy Evgeny, Saratov State University, Russia

ABSTRACT

В настоящее время важную роль играет создание новых искусственных объектов нано- и микромира [1, 2]. Инкапсулирование активных веществ с помощью нано- и микроконтейнеров и капсул является перспективным для создания эффективных систем их хранения и контролируемого перемещения, например, в химической технологии для доставки таких веществ в реакционную зону, для создания активных антикоррозийных покрытий [3], в качестве микрореакторов, а так же для реализации поэтапных методов синтеза [4], в парфюмерии, в текстиле – для создания «умной одежды», в медицине – для адресной доставки высокотоксичных лекарственных препаратов, инженерии тканей и органов [5, 6].
В связи с этим особую актуальность приобретает реализация возможности дистанционного управления параметрами оболочек контейнеров и капсул, в том числе их целостности и проницаемости, с целью контролируемого высвобождения содержимого. Так, опубликованы работы по дистанционному управлению параметрами микрокапсул лазерным излучением оптического диапазона [7, 8], ультразвуком [9], переменным магнитным полем [10], электромагнитным излучением микроволнового диапазона [11]. Однако каждый метод обладает определенными недостатками и ограничениями, в связи с чем является актуальной задача поиска новых альтернативных методов дистанционного воздействия на параметры оболочек микрокапсул. Нахождение способов сенсибилизации микрокапсул к новым видам дистанционного воздействия повышает эффективность использования нано- и микрокапсул и значительно расширяет перспективы их применения.
В данном проекте автором в рамках междисциплинарного подхода на основе методов нанотехнологии и биохимической физики разрабатываются нанокомпозитные коллоидные микрокапсулы и микровезикулы различной природы (как полиэлектролитные, так и липидные везикулы), чувствительные к электрическому полю, что ранее не исследовалось ни одной научной группой.
Проведенные исследования подтвердили принципиальную возможность воздействия на целостность и проницаемость оболочки нанокомпозитных везикул, содержащих неорганические наночастицы (магнетита и золота), посредством внешнего электрического поля.
Влияние электрического поля на композитные капсулы и везикулы оказывается с помощью уникальной микрофлюидной конструкции – плоского микрокапилляра с внутренними электродами. Капилляр с зазором 20 мкм наполняется исследуемыми микровезикулами (размером от 3 до 10 мкм) квазидвумерным слоем, после чего на внутренние электроды капилляра подается напряжение.

Литература
1. Möhwald H. From Langmuir monolayers to nanocapsules / H. Möhwald // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2000. –V.171. – P.25-31
2. Donath E. Novel hollow polymer shells by colloid-templated assembly of polyelectrolytes / E. Donath, G.B. Sukhorukov, F. Caruso, S.A. Davis, H. Möhwald // Angew. Chem. Int. Ed. – 1998. – V. 37. – №16. – P. 2201
3. Shchukin D.G. Layer-by-Layer Assembled Nanocontainers for Self-Healing Corrosion Protection / D.G. Shchukin, M.Zheludkevich, K. Yasakau, S. Lamaka, M. G. S. Ferreira, H. Möhwald // Advanced Materials. – 2006. – V.18. – P.1672-1678
4. Shchukin D.G. Nanoparticle Synthesis in Engineered Organic Nanoscale Reactors / D.G. Shchukin, G.B. Sukhorukov // Advanced Materials. – 2004. – V.16. – P.671-682
5. Yang X. (PAH/PSS)5 microcapsules templated on silica core: Encapsulation of anticancer drug DOX and controlled release study / X. Yang, X. Han, Y. Zhu // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2005. – V.264. – P.49-54
6. Zhao Q. Polyelectrolyte microcapsules templated on poly(styrene sulfonate)-doped CaCO3 particles for loading and sustained release of daunorubicin and doxorubicin / Q. Zhao, S. Zhang, W. Tong, C. Gao, J. Shen // European Polymer Journal. – 2006. – V.42. – P.3341-3351
7. Gorin D.A. Magnetic/gold nanoparticle functionalized biocompatible microcapsules with sensitivity to laser irradiation / D.A. Gorin, S.A. Portnov, O.A. Inozemtseva, Z. Luklinska, A.M. Yashchenok, A.M. Pavlov, A.G. Skirtach, H. Möhwald, G.B. Sukhorukov // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2008. – V. 10. – Pp. 6899–6905
8. Skirtach A.G. Remote activation of capsules containing Ag nanoparticles and IR dye by laser light / A.G. Skirtach, A.A. Antipov, D.G. Shchukin et al. // Langmuir. – 2004. – V.20. – P.6988
9. Shchukin D.G. Ultrasonically induced opening of polyelectrolyte microcontainers / D.G. Shchukin, D.A. Gorin, H Möhwald // Langmuir. – 2006. – Vol. 22. – P. 7400-7404
10. Lu Z. Magnetic switch of permeability for polyelectrolyte microcapsules embedded with Co@Au nanoparticles / Z. Lu, M. D. Prouty, Z. Guo et al. // Langmuir. – 2005. – V.21. – P.2042–2050
11. Горин Д.А. Влияние микроволнового излучения на полимерные микрокапсулы с неорганическими наночастицами / Д.А. Горин, Д.Г. Щукин, А.И. Михайлов, К. Кёлер, С.А. Сергеев, С.А. Портнов, И.В. Таранов, В.В. Кислов, Г.Б. Сухоруков // ПЖТФ. – 2006. – Т.32. – №2. – С.45–50

Representing author

photo

Mr. Alexey Ermakov

Saratov State University, PhD-student of Nano- And Biomedical Technologies Department
Saratov, Russia

Page views: 1777