Синтез и стабилизация наноразмерного карбоната магния гидроксиэтилцеллюлозой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В данной работе проводили синтез наноразмерного карбоната магния, стабилизированного гидроксиэтилцеллюлозой, методом химического осаждения в водной среде. В качестве прекурсора использовали ацетат магния, а осадителем выступал карбонат аммония. Проводили оптимизацию методики синтеза, в результате которой получили тернарную поверхность, характеризующую зависимость среднего гидродинамического радиуса наночастиц с входными параметрами. Исследована микроструктура поверхности полученных образцов методом сканирующей электронной микроскопии, и установлено, что образец сформирован стержнеобразными частицами длиной от 2 до 6 мкм, размер частиц в которых варьируется от 20 до 50 нм. Исследование фазового состава показали, что образец состоит из трех фаз с различными типами кристаллических решеток. Для определения оптимального типа взаимодействия частиц карбоната магния с гидроксиэтилцеллюлозой проводили компьютерное квантово-химическое моделирование. Выявили, что процесс стабилизации наноразмерного карбоната магния и гидроксиэтилцеллюлозой энергетически выгоден и взаимодействие происходит через гидроксильную группу. Также для подтверждения результатов моделирования образцы исследовали методом ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье. Анализ результатов выявил, что взаимодействие наночастиц MgCO3 происходит с заряженной группой OH.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Блинов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4701-8633

кандидат технических наук, доцент

Россия, Ставрополь

З. А. Рехман

Северо-Кавказский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2809-4945

ассистент

Россия, Ставрополь

П. А. Трушов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-6522-3966

ассистент

Россия, Ставрополь

А. В. Прасолова

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-7629-4391

лаборант

Россия, Ставрополь

М. А. Ясная

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4486-4834

кандидат химических наук, доцент

Россия, Ставрополь

Н. М. Бочаров

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-7286-0995

студент

Россия, Ставрополь

М. В. Вакуленко

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-7797-0538

студент

Россия, Ставрополь

Список литературы

  1. Прокопович О.А., Калачева А.Г., Торшин И.Ю. и др. Перспективы использования растворимых органических форм магния / Медицинский совет. 2015. № 11. С. 90–96.
  2. Rodríguez-Macías F.J., Ortiz-Castillo J.E., López-Lara E., García-Cuéllar A.J., López-Salinas J.L., García-Pérez C.A., Castilleja-Escobedo O., Vega-Cantú Y.I. Syntheses of Nanostructured Magnesium Carbonate Powders with Mesoporous Structures from Carbon Dioxide. Appl. Sci. 2021. Vol. 11. P. 1141. https://doi.org/10.3390/app11031141
  3. Åhlén M., Cheung O., Strømme M. Amorphous Mesoporous Magnesium Carbonate as a Functional Support for UV-Blocking Semiconductor Nanoparticles for Cosmetic Applications // ACS Omega. 2019. Vol. 4. PP. 4429−4436.
  4. Cheung O. et.al. Nanostructure and pore size control of templatefree synthesised mesoporous magnesium carbonate // RSC Adv. 2016. Vol. 6. PP. 74241–74249. https://doi.org/10.1039/c6ra14171d
  5. Nelwamondo A.M. et. al. Biosynthesis of magnesium oxide and calcium carbonate nanoparticles using Moringa oleifera extract and their effectiveness on the growth, yield and photosynthetic performance of groundnut (Arachis hypogaea L.) genotypes // Heliyon. 2023. No. 9. P. 19419. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19419
  6. Jung-König J., Feldmann C. Microemulsion-made Magnesium Carbonate Hollow Nanospheres / Z. Anorg. Allg. Chem. 2017. Vol. 643. PР. 1491–1496. https://doi.org/10.1002/zaac.201700156
  7. Zhang P. et.al. Diffusion-Controlled Drug Release From the Mesoporous Magnesium Carbonate Upsalite // Journal of Pharmaceutical Sciences. 2016. No. 105. PР. 657–663. http://dx.doi.org/ 10.1002/jps.24553
  8. Zhang P. et.al. Supersaturation of poorly soluble drugs induced by mesoporous magnesium carbonate // Eur J Pharm Sci. 2016. PP. 468–74. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2016.08.059. Epub 2016 Aug 31
  9. Vall M. et.al. Exploring the Use of Amine Modified Mesoporous Magnesium Carbonate for the Delivery of Salicylic Acid in Topical Formulations: In Vitro Cytotoxicity and Drug Release Studies // Molecules. 2019. No. 11. Vol. 24(9). P. 1820. https://doi.org/10.3390/molecules24091820
  10. Yang J. et.al. Enhanced release of poorly water-soluble drugs from synergy between mesoporous magnesium carbonate and polymers // International Journal of Pharmaceutics. 2017. Vol. 525. Issue 1. No. 15. PP. 183–190. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.04.018

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис.1. Тернарная поверхность, характеризующая влияние концентрации ацетата магния, карбоната аммония, гидроксиэтилцеллюлозы на средний гидродинамический радиус частиц карбоната магния

Скачать (124KB)
3. Рис.2. СЭМ-микрофотографии образца наноразмерного карбоната магния, стабилизированного гидроксиэтилцеллюлозой, а) увеличение в 10 000 раз; b) увеличение в 160 000 раз

Скачать (360KB)
4. Рис.3. Дифрактограмма образца наноразмерного карбона- та магния, стабилизированного гидроксиэтилцеллюлозой

Скачать (85KB)
5. Рис.4. Результаты моделирования взаимодействия молекул гидроксиэтилцеллюлозы и карбоната магния через этилгидроксильную группу, присоединенную к C6 остатка глюкопиранозы в гидроксиэтилцеллюлозе: a – модель молекулярного комплекса; b – распределение электронной плотности; c – градиент распределения электронной плотности; d – высшая заселенная молекулярная орбиталь (HOMO); e – низшая свободная молекулярная орбиталь (LUMO); f – расшифровка атомов

Скачать (150KB)
6. Рис.5. ИК-спектроскопия образцов: а – карбоната магния, стабилизированного гидроксиэтилцеллюлозой, b – гидроксиэтилцеллюлозы, c – карбоната магния

Скачать (88KB)

© Блинов А.В., Рехман З.А., Трушов П.А., Прасолова А.В., Ясная М.А., Бочаров Н.М., Вакуленко М.В., 2024