Властивості композитних систем на основі суспензій молочнокислих бактерій та кремнезему
Анотація
Методами низькотемпературної 1Н ЯМР-спектроскопії та ДСК вивчено процес гідратації лактобактерій, вплив на нього слабополярного органічного середовища, інкапсулювання клітин нанокремнеземом. і можливості проникнення в них такої активної речовини як трифтороцтова кислота (ТФОК).
Показано, що спектральні параметри води в концентрованих клітинних суспензіях молочнокислих бактерій значно залежать від концентрації суспензій, що, ймовірно, пов'язано з можливістю формування стабільного клітинного гелю, який без його руйнування може бути інкапсульований частинками кремнезему як у повітряному середовищі, так і в середовищі хлороформу з добавкою трифтороцтової кислоти. На кривих розподілу за радіусами кластерів незамерзаючої води присутні два максимуми, що відповідають R = 2 і 20 – 100 нм. Вклад у розподіл другого максимуму зростає з ростом концентрації води. На ДСК-термограмах лактобактерій величина теплового ефекту, віднесена до кількості зв'язаної води, є значно меншою теплового ефекту плавлення льоду, що пов'язано з наявністю значної кількості незамерзаючої води.
Посилання
Franks F. Biophysics and biochemistry at low temperature. (Cambridge: University Press, 1985).
Kuleshova L. G., Kovalenko I. F. Theoretical Prediction of Optimal Cooling Rates of Cell Suspensions Bulletin of Kharkov National University. Biophys. messenger. 2008. 20(1): 56. [in Russian].
Osetsky A. I., Kirilyuk A. L., Gurina T. M. On a possible mechanism of damage to cryopreserved biological objects due to plastic pressure relaxation in closed liquid-phase inclusions. Problems of cryobiology. 2007. 17(3): 272. [in Russian].
Krivoharchenko A.S., Serobyan G.A., Sadovnikov V.B. Cryoembryobanks are a promising technology for the conservation of genetic resources of laboratory, domestic and wild animals for practical use. Proceedings of the IV International Conference and discussion scientific club. Ukraine, Crimea, Yalta-Gurzuf: "IT+ME'98". 1998. 1: 380. [in Russian].
Hofmann N., Bernemann I., Pogozhikh D., Glasmacher B. Development of systemic optimization of cell suspension cryopreservation protocols. Problems of cryobiology. 2011. 21, (4): 353. [in Russian].
Tsyrenov V.Zh. Fundamentals of Biotechnology: Cultivation of Human and Animal Cells. (Publishing house of ESGTU Ulan-Ude. 2005). [in Russian].
Fakhrullin R. F., Minullina R. T. Hybrid Cellular−Inorganic Core−Shell Microparticles: Encapsulation of Individual Living Cells in Calcium Carbonate Microshells. Langmuir. 2009. 25 (12): 6617. https://doi.org/10.1021/la901395z
Gun'ko V.M., Turov V.V., Gorbik P.P. Water at interface. (Кiev: Naukova dumka. 2009). [in Russian].
Gun'ko V.M., Turov V.V. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Interfacial Phenomena. (Boca Raton: CRC Press, 2013). https://doi.org/10.1201/b14202
Turov V.V., Gun'ko V.M. Clustered water and ways of its application. (Kiev: Naukova dumka, 2011). [in Russian].
Gun'ko V.M., Turov V.V., Bogatyrev V.M., Zarko V.I., Leboda R., Goncharuk E.V., Novza A.A., Turov A.V., Chuiko A.A. Unusual Properties of Water at Hydrophilic/Hydrophobic Interfaces. Adv. Colloid Interface Sci. 2005. 118: 125. https://doi.org/10.1016/j.cis.2005.07.003
Aksnes D.W., Kimtys L. Characterization of mesoporous solids by 1H NMR. Solid State Nuclear Magnetic Resonance. 2004. 25: 146. https://doi.org/10.1016/j.ssnmr.2003.03.001
Petrov O.V., Furo I. NMR cryoporometry: Principles, application and potential. Progr. NMR. - 2009. - 54: 97. https://doi.org/10.1016/j.pnmrs.2008.06.001
Frolov Yu.G. Course of colloid chemistry. Surface phenomena and disperse systems. (Moscow: Chemistry. 1982). [in Russian].
Pople J.A., Schneider W.G., Bernstein H.J. High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance. New York-Toronto-London: McGraw-Hill Book Company, JNC. 1959: 165.
Höhne G., HemmingerW., Flammersheim H.-J. Differential Scanning Calorimetry: An Introduction for Practitioners. (Springer-Verlag. 1996) https://doi.org/10.1007/978-3-662-03302-9
Reading. M. Hourston D.J. Modulated Temperature Differential Scanning Calorimetry: Theoretical and Practical Applications in Polymer Characterisation. (Springer Science & Business Media. 2006).
Faraone A., Liu L., Mou C.-Y., Shih P.-C., Copley JRD, Chen S.-H. Translational and rotational dynamics of water in mesoporous silica materials: MCM-41-S and MCM-48-S. J. Chem. Phys. 2003. 119: 3963. https://doi.org/10.1063/1.1584653
Liu L., Faraone A., Mou C.-Y., Shih P.-C. and Chen S.-H. Slow dynamics of supercooled water confined in nanoporous silica materials. J. Phys.: Condens. Matter. 2004. 16: S5403. https://doi.org/10.1088/0953-8984/16/45/007
