Лаборатория полимеров для биологии

Руководитель: Зубов Виталий Павлович, д. х. н., профессор
+7 (495) 335-10-11 · zubov@ibch.ru

полимерсодержащие нанокомпозиты, сорбенты, биосепарация, биокатализаторы, полимерные дисперсии, флуоресцентные полимерные частицы, полупроводниковые нанокристалы, реакция латексной агглюцинатции, микрокапсулирование животных клеток, биодеградируемые полимерные системы для контролируемой доставки лекарств, инкапсулированные ДНК-вакцины, инкапсулирование пептидов, биоматериалы для клеточной и тканевой инженерии

Решение о создании лаборатории «Полимеры для биологии» было принято после нескольких встреч В. П. Зубова (в то время зав. лабораторией кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ ) и академика Ю. А. Овчинникова (в то время директора Института химии природных соединений АН СССР, вице-президента Академии наук) на симпозиумах и конференциях. На этих встречах речь шла о роли материаловедения в развитии современной физико-химической биологии, о полной зависимости этой области науки от поставок необходимых реактивов и материалов из-за рубежа, а также об отсутствии в стране специализированных исследовательских подразделений по разработке и выпуску новых материалов для биологии и биотехнологии. Лаборатория «Полимеры для биологии» была создана в 1979 году, и работа велась по следующим направлениям:

  1. композиционные сорбенты для биосепарации;
  2. модельные мембраны на основе монослоев и липосом;
  3. дисперсные иммунодиагностикумы;
  4. системы для микрокапсулирования ферментов и клеток;
  5. системы для гибридизационного анализа.

Практически все эти направления доказали свою жизнеспособность, и до сих пор работа по ним продолжается. Таким образом, в ИБХ РАН была создана первая в стране лаборатория «Полимеры для биологии», где успешно развивается новая область материаловедения, лежащая на стыке химии полимеров, биотехнологии и медицины.

Направления исследований

В настоящее время работа в лаборатории «Полимеры для биологии», возглавляемой В. П. Зубовым , проводится по следующим направлениям:

1. Разработка новых полимерных и полимерсодержащих композиционных наноматериалов на основе пористых и непористых матриц для биосепарации и биоанализа, а также биосовместимых нанопокрытий (в том числе, для модификации свойств имплантов). Работа проводится в сотрудничестве с рядом университетов и компаний России, Германии, Израиля, Италии и других стран в рамках отечественных и международных проектов.

Наиболее важные исследования (проводимые под руководством с.н.с.  к.х.н. Д.В. Капустина и с.н.с. к.х.н. А.Н. Генераловой) посвящены, в частности разработке:

 

  • методов прямого синтеза нанокомпозитов с усовершенствованной морфологией (рис. 1), обеспечивающих локализацию процесса полимеризации в поверхностных слоях носителей и введение дополнительных функциональных групп (в том числе, биолигандов) в получаемые материалы;

 

Рис. 1. Морфология композиционных сорбентов.

 

  • универсальных сорбентов (на основе дисперсных носителей, а также капилляров, мембран, монолитов, кремниевых чипов и т. д.), модифицированных фторполимерами и/или полианилинами для одностадийного выделения и очистки биополимеров (нуклеиновых кислот, белков и пептидов) (рис. 2). Получаемые сорбенты используются при разработке наборов и протоколов для эффективной диагностики патогенов человека, в частности, методом ПЦР, а также в качестве эффективных носителей при проведении масс-спектрометрии;

 

Рис. 2. Одностадийное выделение биополимеров

 

  • универсальных гетерогенных инициаторов на основе неорганических носителей, обработанных озоном, для получения композиционных сорбентов, модифицированных полимерами различной химической природы;
  • биокатализаторов на основе композиционных матриц, модифицированных smart-полимерами  с иммобилизованными биолигандами (ферментами), эффективных в водных и органических средах (рис. 3);

 

Рис. 3.Зависимость ферментативной активности липазы иммобилизованной на поверхности кремнезема от температуры

 

  • биосовместимых материалов на основе природных и синтетических полимеров для создания биодеградируемых имплантов (в частности, интраваскулярных стентов);
  • методов синтеза окрашенных и флуоресцентных полиакролеиновых и сополимерных микросфер для получения новых биоаналитических реагентов для высокочувствительного экспресс-анализва белков, гаптенов и нуклеиновых кислот;
  • композитных сополимерных микросфер, содержащих флуоресцентные CdSe/ZnS нанокристаллы в непосредственной близости к поверхности, что позволяет регистрировать изменения флуоресценции при незначительном изменении условий окружения, таких как рН, ионная сила, температура и т.д., и использовать их в качестве оптических сенсоров (рис.4).

 

Рис. 4. Включение флуоресцентных CdSe/ZnS нанокристаллов в полимерные микросферы и их применение в биоанализе.

 2. Разработка различных полимерных носителей (нано- и микрокапсул, наночастиц, пленок и т.д.) для инкапсулирования клеток животных и включения биологически активных молекул (белков, пептидов, ДНК и т.д.). Такие системы могут использоваться в биомедицинской области, например, при создании новых систем контролированной доставки лекарств, при разработке  in vitro 3-D моделей на основе инкапсулированных опухолевых клеток, при разработке инкапсулированных вакцин и т.д. Исследования проводятся в рамках различных проектов и программ совместно с лабораториями университетов Польши, Германии, Бельгии, Франции и других стран под руководством в.н.с. д.х.н. Е.А. Марквичевой. В частности, в данном направлении  разрабатываются:

 

  • Методы культивирования в полимерных микрокапсулах раковых клеток с целью создания новых 3-D моделей in vitro на основе мультиклеточных опухолевых сфероидов (рис. 7) для исследования механизмов противораковой терапии (например, химиотерапии, фотодинамичекой терапии и др.) и скрининга новых лекарств. Об этом направлении наших исследований писал научно-популярный журнал "Химия и жизнь" (www.hij.ru);

 

Рис. 7. Получение мультиклеточных опухолевых сфероидов (аденокарцинома молочной железы человека MCF-7) в альгинат-хитозановых микрокапсулах.

  • Методы микро- и нанокапсулирования различных биоактивных молекул (например, ранозаживляющих и стресс-протективных пептидов, биофлавоноидов и др.) для создания систем доставки в клетку и контролируемого высвобождения лекарственных средств (рис. 8);

    Рис. 8. Совместное капсулирование ДНК и проназы в полипептидные микрокапсулы, полученные методом послойной адсорбции полиэлектролитов, и контролируемое высвобождение ДНК из самодеградирующих микрокапсул (проназа разрушает оболочку микрокапсул).

 

  • Био- и гемосовместимые иммуносорбенты на основе микрочастиц/микрокапсул с иммобилизованными в них антигенами для лечения аутоиммунных заболеваний.
  • Микрокапсулированные новые ДНК-вакцины на основе ДНК плазмид, включенных в нано- и микрокапсулы из природных и биосовместимых синтетических полимеров (полисахаридов, полипептидов и др.);
  • Биодеградируемые микроносители для роста клеток, содержащие биоактивные молекулы (например, биоактивные пептиды, ускоряющие процесс репарации тканей) для тканевой инженерии.

Основные достижения

Наиболее важные результаты исследований, проводимых специалистами лаборатории, можно кратко суммировать, принимая во внимание сущность решаемых научно-практических задач.

 Так, потребность в высокочистых концентрированных препаратах биологически активных соединений, в первую очередь, биополимеров (нуклеиновых кислот и белков), привела к созданию ряда эффективных сорбционных композиционных материалов (сорбентов), объединяющих превосходные механические качества жесткого нерастворимого носителя с уникальными сорбционными свойствами полимерных модификаторов (в первую очередь, фторполимеров и полианилинов). Как известно, в силу определенных свойств (таких, например, как набухаемость, мягкость, низкая  растворимость или, наоборот, нестабильность и т.д.) большинство синтетических полимерных материалов непригодны для непосредственного использования их в качестве «хороших» сорбентов. Поэтому с практической точки зрения применение полимерных модификаторов при получении композиционных материалов представляется оптимальным вариантом. 

 При разработке технологий получения таких сорбентов учитывали ряд условий.

 Во-первых, для обеспечения бездефектной морфологии получаемых материалов применяли принцип локализации процесса полимеризации в поверхностных слоях носителя. С этой целью был разработан ряд подходов, позволяющих активировать поверхность носителя с помощью различных физико-химических методов, включающих радиолиз поверхности кремнеземных носителей, модификацию поверхности носителя низкомолекулярными или высокомолекулярными агентами, активацию поверхности озоном, применение СВЧ- и ультразвукового воздействия и пр.

В результатебыли получены высокоэффективные биосовместимые (т.е. исключающие необратимую денатурацию биополимеров) хроматографические материалы, отличающиеся химической стойкостью, низким уровнем неспецифической сорбции, высокой селективностью в процессах разделения биополимеров. В качестве примеров таких материалов можно привести разработанные в лаборатории сорбенты на основе объемно-пористых кремнеземов, модифицированных политетрафторэтиленом, политрифторстиролом, поли-п-нитрофенилакрилатом, полианилином и их производными.

 Во-вторых, современные тенденции к миниатюризации, автоматизации и сокращению временных затрат как при проведении анализа, так и при решении препаративных задач, потребовали создания более простых, дешевых (по сравнению с традиционными колоночными хроматографическими системами и устройствами для твердофазной экстракции) инструментов для биосепарации и пробоподготовки. В результате были разработаны эффективные протоколы выделения и очистки биополимеров с использованием биосепарирующих элементов на основе компактных картриджей, содержащих 60 – 100 мг сорбента. Уникальные сорбционные свойства полимерных модификаторов, входящих в состав разработанных композитов, позволили реализовать концепцию одностадийного разделения нуклеиновых кислот и белков. При этом нуклеиновая кислота проходит через картридж в исключенном объеме, в то время как белки, пептиды и сопутствующие примеси удерживаются сорбентом. Более того, при необходимости тот же сорбционный материал может быть использован для разделения компонентов удержанной белковой фракции. В качестве примеров практического использования данного принципа можно привести протоколы выделения ДНК из лизатов бактериальных культур, растительных тканей, крови и т.д. Полученные очищенные препараты ДНК пригодны для непосредственного использования в ПЦР-анализе. Наиболее эффективными оказались сорбенты на основе пористых кремнеземов и синтетических мембран, модифицированных полианилином и сополимерами анилина с 3-аминобензойной кислотой. Указанные материалы с успехом применяли в процедурах экспресс-пробоподготовки при проведении ПЦР-диагностики вируса гепатита С, а также ряда бактериальных и грибковых урогенитальных инфекций.

 Функциональные свойства рассмотренных материалов делают их перспективными для использования в автоматизированных биосепарационных системах как в области геномики, так и в области протеомики. Однако этим области применения указанных материалов не ограничиваются. Введение дополнительной функциональности в полианилиновые модификаторы позволяет получать новые эффективные биосовместимые материалы, например, носители для биоаналитического применения.Так, была разработана и запатентована (совместно с компанией RoyalPhilipsElectronics) новая эффективная биоаналитическая система на основе кремниевого носителя для проведения масс-спектрометрии, в которой использована способность полианилинсодержащих покрытий разделять белки (пептиды) в зависимости от значения pIиндивидуальных компонентов, а также накапливать энергию излучения лазера.

Разработанные синтетические подходы были также с успехом применены для создания эффективных биокатализаторов на основе кремнезема, модифицированного термочувствительным сополимером N-винилкапролактама с 2-гидкроксиэтилметакрилатом. На полученный материал иммобилизовали липазу из Pseudomonasfluorescence.Полученный таким образом биокатализатор отличался повышенной ферментативной активностью по сравнению с препаратами нативной липазы. При этом ферментативная активность  сохранялась как в водных, так и в органических средах.  

Придание дополнительной функциональности фторполимерам также расширяет области их применения. Использование частично фторированных полимеров для модифицирования носителей позволяет не только улучшать их смачиваемость, что повышает эффективную емкость таких материалов, но также дает возможность иммобилизации различных биолигандов. В лаборатории  разработан способ получения стабильного фторполимерсодержащего носителя для твердофазного синтеза олигонуклеотидов на основе пористого кремнезема, предварительно модифицированного фторсополимером, содержащим активные эфирные группы. После соответствующей химической модификации нуклеозидом полученный материал был успешно применен в качестве носителя при твердофазном синтезе олигонуклеотидов.

 Универсальность фторполимер- и полианилин-модифицированных композиционных материалов проявляется не только в широте их применения для решения различных хроматографических и диагностических задач, но также и с технологической точки зрения, поскольку особенности их химической структуры и свойств позволяют получать композиты, эффективно сочетающие в одном материале свойства обоих полимерных модификаторов. В подтверждение сказанному можно привести в пример новую разработанную в лаборатории «Полимеры для биологии» технологию, основанную на применении кремнеземных матриц, обработанных озоном, представляющих собой универсальные гетерогенные инициаторы, эффективно инициирующие полимеризацию таких химически различных соединений, как фтормономеры и анилин.

Преимущества использования композиционных материалов с наноструктурными элементами были также реализованы при создании биоаналитических систем на основе полимерных частиц, содержащих различные метки (флуоресцентные, хромофорные). Разработанные в лаборатории «Полимеры для биологии» способы получения дисперсий полимерных частиц на основе полиакролеина позволили создать целый ряд окрашенных биоаналитических реагентов для постановки реакции латекс-агглютинации с целью определения различных аналитов, таких как дифтерийный токсин, ферритин, гербициды (2,4-D, атразин, симазин), антитела к липополисахаридам клеточной стенки условно-патогенных бактерий, тиреоглобулин, пероксидаза щитовидной железы, антитела кмикобактерии туберкулеза и др. Работа проводилась совместно с широким кругом научных организаций (НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН, НПЦ «Медицинская иммунология», НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и др.).

В последнее время в качестве перспективных флуорофоров большое внимание привлекают полупроводниковые нанокристаллы CdSe/ZnS, также известные как квантовые точки (QDs). Набор коллоидно-стабильных полимерных флуоресцентных частиц различного диаметра (0.15 - 0.52 мкм) получен путем введения QDsв предварительно синтезированные частицы на основе сополимеров акролеина и стирола.Полученные частицы конъюгировали с моноклональными антителами к антигену Yersinia pestis и использовали в реакции пассивной агглютинации как в режиме экспресс-анализа, проводимого на стекле, так и в виде наиболее простого и чувствительного полуколичественного метода иммуноанализа – в планшете. На примере конъюгатов флуоресцентных полимерных частиц с антителами 4D5scFvпродемонстрирована возможность специфического маркирования рецептора HER2/neuна поверхности мембраны клеток аденокарциномы яичника человека SKOV-3 in vitro. Работа проводилась совместно с лабораториями молекулярной биофизики и молекулярной иммунологии ИБХ РАН.

На большую часть разработок (фторполимер- и полианилинсодержащие сорбенты для одностадийного выделения ДНК, биосепарирующие элементы для пробоподготовки в ПЦР-анализе, модифицированные сополимерами анилина кремниевые чипы для SELDI-TOFMSанализа и т. д.) получены международные и отечественные патенты.

       

Ф.И.О.ДолжностьЭл. почта
Акасов Роман Александровичасп.
Вихров Александр Анатольевич, к. х. н.н.с.
Генералова Алла Николаевна, к. х. н.с.н.с.
Дроздова Мария Георгиевнаасп.
Жигис Лариса Стефановна, к. х. н.н.с.
Зайцева-Зотова Дарья Сергеевна, к. х. н.м.н.с.
Зуева Вера Сергеевна, к. б. н.н.с.
Капустин Дмитрий Валерьевич, к. х. н.с.н.с.
Марквичева Елена Арнольдовна, д. х. н.в.н.с.
Простякова Анна Игоревнам.н.с.
Разгуляева Ольга Алексеевнаинж.-иссл.
Селина Оксана Евгеньевнам.н.с.
Сизова Светлана Викторовна, к. х. н.м.н.с.
Ягудаева Елена Юрьевна, к. х. н.н.с.

Избранные публикации

  1. ZaytsevaZotova D., Balysheva V., Tsoy A., Drozdova M., Akopova T., Vladimirov L., Chevalot I., Marc A., Goergen J.L., Markvicheva E. (2011). Biocompatible Smart Microcapsules Based on Chitosan‐Poly (vinyl alcohol) Copolymers for Cultivation of Animal Cells. Advanced Biomaterials , [+]

    In this study, two novel chitosan-graft-poly(vinyl alcohol) copolymers are synthesized and used as water-soluble at physiological conditions polycations for preparation of smart microcapsules. The microcapsules provide growth and proliferation of eight mammalian cell lines, including hybridoma and tumor cells, at long-term cell cultivation in vitro. The microcapsules are stable in cell culture medium but can be dissolved by changing pH value of the medium (up to 8.0–8.2), thus making possible a simple release of the entrapped cells. Monoclonal antibody production by encapsulated hybridoma cells is demonstrated. Cultivation of tumor cells within the microcapsules allows the formation of 3D multicellular spheroids, which can be proposed as an in vitro model for anticancer drug screening.

  2. ZaytsevaZotova D.S., Udartseva O.O., Andreeva E.R., Bartkowiak A., Bezdetnaya L.N., Guillemin F., Goergen J.L., Markvicheva E.A. (2011). Polyelectrolyte microcapsules with entrapped multicellular tumor spheroids as a novel tool to study the effects of photodynamic therapy. Journal of biomedical materials research. Part B, Applied biomaterials , [+]

    In the current study, semi-permeable alginate-oligochitosan microcapsules for multicellular tumor spheroids (MTS) generation were elaborated and tested, to estimate a response of the microencapsulated MTS (MMTS) to photodynamic therapy (PDT). The microcapsules (mean diameter 600 μm) with entrapped human breast adenocarcinoma MCF-7 cells were obtained using an electrostatic bead generator, and MMTS were generated by in vitro long-term cell cultivation. The formed MMTS were incubated in Chlorin e6 photosensitizer solution and then irradiated using 650-nm laser light. The cell viability was measured by MTT-assay in 24 h after irradiation, and histological analysis was performed. The proposed MTS-based model was found to be more resistant to the PDT than the two-dimensional monolayer cell culture model. Thus, MMTS could be considered as a promising three-dimesional in vitro model to estimate the doses of drugs or parameters for PDT in vitro before carrying out preclinical tests. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater, 2011.

  3. Borodina T., Grigoriev D., Markvicheva E., Mohwald H., Shchukin D. (2011). Vitamin E Microspheres Embedded Within a Biocompatible Film for Planar Delivery. Advanced Engineering Materials 13 (3), B123–B130 [+]

    We demonstrate a new one-batch approach to the fabrication of a biocompatible Ca-alginate film with embedded vitamin E-loaded microspheres that could be used for planar dermal drug delivery. Stable vitamin E microspheres, coated with gum acacia, are produced by ultrasonic treatment of a two-phase liquid system. The Fourier transform infrared spectroscopy indicates an interaction between biopolymer functional groups induced by ultrasonication. Confocal laser fluorescence microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) demonstrate a homogeneous microsphere distribution within the Ca-alginate polymer film. The kinetics of in vitro vitamin E release found for the polymer film with entrapped microspheres was much more sustained (100% in 96 h) compared to the polymer film with vitamin E embedded in the free state (100% in 5 h). The novelty of the proposed research involves the ultrasonic fabrication of loaded microspheres and formation of biodegradable coating directly doped with microspheres.

  4. Tsoy A., ZaytsevaZotova D., Edelweiss E., Bartkowiak A., Goergen J.L., Vodovozova E., Markvicheva E. (2010). Microencapsulated multicellular tumor spheroids as a novel in vitro model for drug screening. Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry 4 (3), 243–250 [+]

    В работе использован метод микрокапсулирования  клеток аденокарциномы молочной железы человека MCF-7 в биосовместимые альгинат-хитозановые микрокапсулы с целью генерирования на основе этих клеток  мультиклеточных опухолевых сфероидов (МОС)  и их дальнейшего исследования в качестве модели in vitro для тестирования противораковых лекарственных средств. На МОС, полученных на основе клеточной линии MCF-7 (аденокарцинома молочной железы человека), было исследовано цитотоксическое действие метотрексата. В зависимости от времени культивирования клеток в микрокапсулах были  получены МОС со средним размером 150, 200 и 300 мкм. После инкубирования МОС с метотрексатом различных концентраций (1, 2, 10, 50 и 100 нМ) в течение 48 часов оценивали количество жизнеспособных клеток. Показано, что МОС гораздо устойчивее к метотрексату, чем монослойная культура. Так, при концентрации метотрексата 100 нМ в МОС размером 300 мкм доля жизнеспособных клеток в 2,5 раза превышала количество живых клеток в монослойной культуре. Таким образом, было показано, что микрокапсулированные  МОС могут более адекватно отражать состояние клеток  в малых солидных опухолях, чем монослойная культура,  и могут в дальнейшем быть предложены в качестве новой модели in vitro для тестирования противораковых лекарств.

  5. Ягудаева Е.Ю., Жигис Л.С., Разгуляева О.А., Зуева В.С., Мельников Э.Э., Зубов В.П., Козлов Л.В., Бичучер А.М., Котельникова О.В., Аллилуев А.П., Аваков А.Э., Румш Л.Д. (2010). Выделение и определение активности IGA1-протеиназы из культуры Neisseria meningitidis. Биоорг. хим. 36 (1), 96–105 [+]

    Разработана методика получения очищенного препарата IgA1-протеиназы из культуры Neisseria meningitidis серогруппы А из трех инактивированных промежуточных продуктов производства вакцины против менингококковой инфекции: культуральной жидкости, а также супернатанта и осадка, полученных при осаждении бактериальных клеток цетавлоном. Показана способность IgA1-протеиназы, выделенной из менингококка серогруппы А, защищать экспериментальных животных (мышей) при инфицировании менингококком серогруппы В.

  6. Ягудаева Е.Ю., Букина Я.А., Простякова А.И., Зубов В.П., Тверской В.А., Капустин Д.В. (2009). Окислительная полимеризация анилина на поверхности кремнезема в присутствии полисульфокислот как способ получения эффективных биосорбентов. Высокомолекулярные соединения 51 (6), 1000–1007 [+]

    Полианилиновые покрытия на поверхности макропористого кремнезема получали окислительной полимеризацией при протонировании анилина полисульфокислотами: поли‑п,п'‑(2,2'‑дисульфокислота)дифениленизофталамидом (изо-ПАСК) и поли‑п,п'‑(2,2'‑дисульфокислота)дифенилентерефталамидом (тере-ПАСК)

  7. Бовин Н.В., Марквичева Е.А., Селина О.Е. (2009). Сорбент для удаления антител из цельной крови и способ его получения. Патент RU 2360707. ,
  8. Selina O.E., Markvicheva E.A., Belov S.Y.u., Vlasova N.N., Balysheva V.I., Churin A.I., Bartkoviak A., Sukhorukov G.B. (2009). BIODEGRADABLE MICROCAPSULES WITH ENTRAPPED DNA FOR DEVELOPMENT OF NEW DNA VACCINES. Russ. J. Bioorg. Chem. 35 (1), 103–110 [+]

    In this study an universal method for preparation of biodegradable microcapsules for antigen entrapment was proposed and optimized. The multilayer microcapsules were prepared by layer-by-layer adsorption of various polyelectrolytes (such as alginate, poly-L-lysine, κ-carrageenan, chitosan and dextran derivatives). High entrapment efficiency of protein and plasmid DNA (non less than 90%) was shown. To carry out in vivo tests, a set of microcapsules with entrapped pTKShi plasmid encoding the E2 polypeptide of classical swine fever was prepared. It was shown that an injection of these microcapsules into mice induced an immune response. The highest antibody titers of mouse blood sera were got after immunization by microcapsules based on modified dextran/carrageenan and modified chitosan/carrageenan. The proposed method for antigen entrapment in biodegradable microcapsules could be used for development of encapsulated vaccines of a new generation (DNA-vaccines).

  9. Borodina T.N., Rumsh L.D., Kunizhev S.M., Sukhorukov G.B., Vorozhtsov G.N., Feldman B.M., Rusanova A.V., Vasileva T.V., Strukova S.M., Markvicheva E.A. (2008). Entrapment of herbal extracts into biodegradable microcapsules. Biochemistry (Moscow) Supplemental Series B: Biomedical Chemistry 2 (2), 176–182 [+]

    The microcapsules with entrapped herbal water-soluble extracts of plantain Plantago major and calendula Calendula officinalis L. (PCE) were prepared by layer-by-layer (LbL)-adsorption of carrageenan and  oligochitosan onto CaCO3 microparticles with their subsequent dissolving after the treatment of EDTA. Entrapment of PCE was performed by using adsorption and co-precipitation techniques. The co-precipitation provided better entrapment of PCE into the carbonate matrix compared to adsorption. In vitro release kinetics (AGJ) was studied using artificial gastric juice. Using the model of acetate ulcer in rats it has been demonstrated that PCE released from the microcapsules accelerates gastric tissue repair.

  10. Zubov V.P., Kapustin D.V., Generalova A.N., Yagudaeva E.Y.u., Vikhrov A.A., Sizova S.V., Muidinov M.R. (2007). Modification of solids with polymer nanolayers as a process for manufacture of novel biomaterial. POLYMER SCIENCE SERIES A 49 (12), 1247–1264 [+]

    The results of study on the chemical deposition of polymeric coatings of a nanoscale thickness on porous and flat inorganic matrices and encapsulation of nano-and microparticles in polymer shells are discussed. Procedures for the deposition of homogeneous defect-free coatings are detailed by using polytetrafluoroethylene, polyaniline, and their derivatives as examples. The matrices modified with nanosized polytetrafluoroethylene and polyaniline layers are promising biomaterials for one-step isolation of nucleic acids from complex biological mixtures (cell and tissue lysates, whole blood, plant feedstock), as well as for high-performance chromatography of proteins and other biopolymers. Approaches to the fabrication of polymer shells on luminescent nanocrystals of (CdSe)ZnS via the inclusion of the nanocrystals in micrometer-sized particles based on acrolein-styrene copolymers and the formation of polymer shells directly on nanoparticles are discussed. It was shown that polymer-functionalized luminescent nanocrystals hold promise as bioanalytical reagents.

  11. Kapustin D.V., Vikhrov A.A., Gorokhova I.V., Generalova A.N., Kalyazina O.V., Murzabekova T.V., Zubov V.P. (2005). Multicomponent thermosensitive systems for biocatalysts. RUSSIAN CHEMICAL BULLETIN 54 (2), 452–457 [+]

    Composite matrices based on macroporous silica modified by N-vinylcaprolactam copolymers with diallyldimethylammonium chloride and with 2-hydroxyethyl methacrylate were obtained. Lipase from Pseudomonas fluorescens was immobilized on the obtained materials. The temperature dependence of the hydrolytic activity of the immobilized lipase preparations in the triacetin hydrolysis was investigated. The hydrolytic activity of lipase immobilized on the matrix modified by the N-vinylcaprolactam copolymer with 2-hydroxyethyl methacrylate can be regulated by varying the temperature of the reaction medium. The temperature dependence of the hydrolytic activity of the immobilized enzyme has a maximum at 40 °C, the activity of the immobilized lipase being ∼3.5 times higher compared to that at 20 °C. After immobilization on these composite materials, lipase retained the activity in the acetylation of 1-(RS)-phenylethanol with vinyl acetate in ButOMe.

Руководитель подразделения

Зубов Виталий Павлович

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 34, комн. 431
  • Тел.: +7 (495) 335-10-11
  • Эл. почта: zubov@ibch.ru

Контактное лицо

Марквичева Елена Арнольдовна