Ионно-индуцированное гелеобразование альгината в присутствии аланингидроксиматных металлакраунов Sr(II), Са(II) И La(III)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Впервые исследована возможность использования водорастворимых гетероядерных металламакроциклических комплексов Sr(II)‒Cu(II), Са(II)‒Cu(II), La(III)‒Cu(II) в качестве сшивающих агентов для альгинатных гидрогелей. Экспериментально продемонстрирована возможность ион-индуцированного сшивания альгината катионами металлакраунов. Методом экструзии синтезированы гидрогелевые альгинатные микросферы c применением металлакраунов в качестве сшивающих центров. Установлено, что степень сшивки гидрогелей зависит от природы центрального элемента металлакрауна. По своим сшивающим способностям рассмотренные металллакрауны (МС(М)) располагаются в следующий ряд: МС(La) > МС(Sr) > МС(Ca).

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. А. Батенькин

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: batenkinmax@iomc.ras.ru
Russian Federation, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49

Н. Д. Анисимова

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук

Email: batenkinmax@iomc.ras.ru
Russian Federation, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49

М. Ю. Захарина

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук

Email: batenkinmax@iomc.ras.ru
Russian Federation, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49

Г. С. Забродина

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук

Email: batenkinmax@iomc.ras.ru
Russian Federation, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49

М. A. Каткова

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук

Email: batenkinmax@iomc.ras.ru
Russian Federation, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49

С. A. Чесноков

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук

Email: batenkinmax@iomc.ras.ru
Russian Federation, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49

References

  1. Pavlyuchenko V.N., Ivanchev S.S. // Polymer Science А. 2009. V. 51. №7. P.743.
  2. Li Y., Rodrigues J., Tomas H. //Chem. Soc. Rev. 2012. №41. P. 2193.
  3. Grant G.T., Morris E.R., Rees D.A., Smith P.J.C., Thom D. // Federation Eur. Biochemi. Soc. (FEBS) Lett. 1973. V.32 №1. P. 195.
  4. Coviello T., Matricardi P., Marianecci C., Alhaique F. // J. Control Release. 2007. V.119. №1. P. 5.
  5. Kuen Yong Lee, Mooney D.J. // Prog. Polym. Sci. 2012. V. 37. № 1. P. 106.
  6. Giri T. K. // Nanoarchitectonics for Smart Delivery and Drug Targeting / Ed. by A.M. Holban, A.M. Grumezescu. Oxford: Elsevier, 2016. P. 565.
  7. Gorshkova M.Yu., Volkova I.F., Grigoryan E.S., Valuev L.I. // Polymer Science Б. 2020. V. 62. № 6. P.678.
  8. Chitosan Based Biomaterials. Tissue Engineering and Therapeutics. / Ed. by J. Amber. Jennings, Joel. D. Bumgardner. Duxford: Woodhead Publ., 2017. V.2.
  9. Бикбов М.М., Хуснитдинов И.И., Сигаева Н.Н., Вильданова Р.Р// Практич. медицина. 2017. Т.110. № 9. С.131.
  10. Dang J.M., Leong K.W. // Adv. Drug. Deliver Rev. 2006. V.58. № 4. P. 487.
  11. Benalaya I., Alves G., Lopes J., Silva L.R. // Int. J. Mol. Sci. 2024. V.25. № 2. P. 31.
  12. Cao Y., Mezzenga R. // Nat. Food. 2020. V. 1. № 2. P. 106
  13. Mitura S., Sionkowska A., Jaiswal A //. J Mater Sci., Mater Med. 2020. V.31. Art.50.
  14. Kakita H., Kamishima H. // J. Appl. Phycol. 2009. V.20. № 5. P. 93.
  15. Biopolymers, Polysaccharides II: Polysaccharides from Eukaryotes / Ed. by A.Steinbu¨chel. Weinheim: Wiley, 2002.
  16. Alginates: Biology and Applications. Microbiology Monographs. / Ed. by Bernd H. A Rehm. New York: Springer, 2009. V. 13
  17. Carbohydrate Biotechnology Protocols / Ed. by C. Bucke. Totowa: Humana Press, 1999.
  18. Cattelan G., Gerbolés A. Guerrero, Foresti R., Pramstaller P.P., Rossini A., Miragoli M., Malvezzi C. Caffarra // Frontiers Bioeng. Biotechnol. 2020. V.8. P.1.
  19. Cao L., Lu W., Mata A., Nishinari K., Fang Y. // Carbohydr. Polym. 2020. V.242. P.116389.
  20. Donati I., Holtan S., Mørch Y.A., Borgogna M., Dentini M., Skjåk-Bræk G. // Biomacromolecules. 2005. V.6. P. 1031.
  21. Len’shina N.A., Konev A.N., Baten’kin A.A., Bar dina P.S., Cherkasova E.I., Kashina A.V., Zagai nova E.V., Zagainov V.E., Chesnokov S.A.// Polymer Science Б. 2021. V. 63. № 6. P.640.
  22. Rowley JA, Madlambayan G, Mooney DJ. // Biomaterials. 1999. V.20. № 1. P. 45.
  23. Alsberg E, Anderson KW, Albeiruti A, Franceschi RT, Mooney DJ. // J. Dent. Res. 2001. V.80. № 11. P.2025.
  24. Grigor’ev D., Musabekov K.V., Musabekov N.K., Kusainova Zh.Zh. // Polymer Science. А. 2017. V. 59. № 4. P.506.
  25. Шилова С.В., Миргалеев Г.М., Барабанов В.П.// Polymer Science A. 2022. Т. 64. № 5.
  26. Harper B.A., Barbut S., Lim L.-T., Marcone M.F. // J. Food Sci. 2014. V. 79. № 4. P. E562.
  27. Urbanova M., Pavelkova M., Czernek J., Kubova K., Vyslouzil J., Pechova A., Molinkova D., Vyslouzil J., Vetchy D., Brus J. // Biomacromolecules. 2019. V. 20. № 11. P. 4158.
  28. Athas J.C., Nguyen C.P., Kummarbc S., Raghavan S.R. // Soft Matter. 2018. 14. P. 2735.
  29. Hu Chuhuan, Lu Wei, Mata Analucia, Nishinari Katsuyoshi, Fang Yapeng // Int. J. Biol. Macromolecules. 2021.177. P. 578.
  30. Xiaoyan He, Leila Abdoli, Hua Li // Colloids Surf. B. 2018. V.162. P. 220.
  31. Mørch YÄ RR A., Donati Ivan, Strand Berit L., and Skja°k-Bræk Gudmund // Biomacromolecules. 2006. V.7. P. 1471.
  32. Donati Ivan, Asaro Fioretta, and Paoletti Sergio // J. Phys. Chem. B. 2009. V.113. P. 12877.
  33. Dodero A., Pianella L., Vicini S., Alloisio M., Ottonelli M., Castellano M. // Eur. Polym. J. 2019. V. 118. P. 586.
  34. Gotoh Yasuo, Makita Junya, Ohkoshi Yutaka, Nagura Masanobu // Polym. J. 2000. V. 32. 10. P. 838.
  35. Liu Fengyi, Carlos Luis D., Ferreira Rute A. S., Joa˜o Rocha, Gaudino Maria Concetta, Robitzer Mike, Quignard Franc¸oise // Biomacromolecules. 2008.V. 9. P.1945.
  36. Qianmin Ma, Qianming Wang // Carbohydr. Polymers. 2015.V.133. P. 19.
  37. Mezei G., Zaleski C.M., Pecoraro V.L. // Chem. Rev. 2007. V.107. P. 4933.
  38. Tegoni M., Remelli M. // Coord. Chem. Rev. 2012. P. 256.
  39. Ostrowska M., Fritsky I.O., Gumienna-Kontec ka E., Pavlishchuk A.V. // Coord. Chem. Rev. 2016. P. 327.
  40. Pavlyukh Y., Rentschler E., Elmers H.J., Hubner W., Lefkidis G. // Phys. Rev. B. 2018. V.97. P.214408.
  41. Katkova M.A. // Russ. J. Coord. Chem. 2018. V.44. P. 284.
  42. Muravyeva M. S., Zabrodina, G. S., Samsonov M. A., Kluev E. A., Khrapichev A. A., Katkova M. A., Mu khina I. V. // Polyhedron. 2016. V.114. P.165.
  43. Katkova M. A., Zabrodina G. S., Baranov E. V., MuravyevaM. S., Kluev E. A., Shavyrin A. S., Zhigulin G. Y., Ket kov S. Y. // Appl. Organomet. Chem. 2018. V.32. № e4389.
  44. Katkova M.A., Zabrodina G.S., Zhigulin G.Yu., Baranov E.V., Trigub M., Terentiev A., Ketkov SюYu. // Dalton Transactions. 2019. V.10. P.1039.
  45. Katkova M.A., Zabrodina G.S., Rumyantcev R.V., Zhigulin G.Yu., Muravyeva M.S., Shavyrin A.S., Sheven D.G. Ketkov S.Yu. // Inorg. Chem. 2023. V.62. P.3827.
  46. Rumyantcev R.V., Zhigulin G.Yu., Zabrodina G.S., Katkova M.A., Ketkov S.Yu., Fukin G.K. // Mendeleev Commun. 2023. V.33. P.41.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Experimental scheme: 1 – syringe, 2 – sodium alginate solution, 3 – alginate microdroplets, 4 – container with MS(M) gelling solution, 5 – magnetic stirrer, 6 – hydrogel microspheres, 7 – container with washing solution. Colored figures can be viewed in the electronic version.

Download (94KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Changes in the absorption spectra of MS(Sr) solutions of gelling (a) and washing (b) solutions. Time 0 (1), 0.5 (2), 6 (3) and 20 min (4) (a); 0.5 (1), 2 (2), 6 (3) and 20 min (4) (b).

Download (150KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Changes in the concentrations of MC(Ca) in samples of the gelling solution (Ci) (a) and in the washing solution (Cwash) (b). The concentration of MC(Ca) in the initial solutions is 50 (1), 25 (2) and 12.5 mg/ml (3).

Download (160KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Alginate microspheres cross-linked with MS (Ca) in gelling solutions of concentrations of 50 (a), 25 (b) and 12.5 mg/ml (c).

Download (251KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Changes in the concentrations of MS(Sr) in samples of the gelling solution (Ci) (a) and in the washing solution (Cwash) (b). The concentration of MS(Sr) in the initial solutions is 50 (1), 25 (2) and 12.5 mg/ml (3).

Download (159KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Alginate microspheres cross-linked with MS(Sr) in gelling solutions of concentrations of 50 (a), 25 (b) and 12.5 mg/ml (c).

Download (196KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Changes in the concentrations of MS(La) in the samples of the gelling solution (Ci). The concentration of MS(La) in the initial solutions is 50 (1), 25 (2) and 12.5 mg/ml (3).

Download (129KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Alginate microspheres cross-linked with MS(La) in a gelling solution with a concentration of 50 mg/ml.

Download (276KB)
Indexing metadata
10. Scheme

Download (217KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences