СИНТЕЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА НАНОЧАСТИЦ СЕЛЕНА, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ДИДЕЦИЛДИМЕТИЛАММОНИЯ ХЛОРИДОМ
Аннотация
В рамках данной работы разработана методика синтеза и проведена характеристика наночастиц селена, стабилизированных дидецилдиметиламмония хлоридом (ДДАХ). Наночастицы получали методом химического восстановления в водной среде. В качестве селенсодержащего прекурсора выступала селенистая кислота, в качестве восстановителя – аскорбиновая кислота, в качестве стабилизатора – дидецилдиметиламмония хлорид. Для определения оптимальных параметров синтеза наночастиц селена, стабилизированных дидецилдиметиламмония хлоридом, проводили многофакторный эксперимент. В качестве входных параметров выступали концентрация селенистой кислоты, концентрация дидецилдиметиламмония хлорида (ДДАХ) и концентрация аскорбиновой кислоты. В качестве выходного параметра рассматривали средний гидродинамический радиус частиц селена, который определяли методом динамического рассеяния света. Установлены оптимальные параметры синтеза наночастиц селена (R = от 15 до 25 нм): концентрация восстановителя – от 1,076 моль/л до 2,118 моль/л, концентрация стабилизатора – от 0,006 моль/л до 0,085 моль/л, концентрация прекурсора – от 0,004 моль/л до 0,236 моль/л. На следующем этапе исследований определяли влияние pH раствора на средний гидродинамический радиус наночастиц селена. Показано, что в диапазоне pH от 1,81 до 2,21 средний гидродинамический радиус наночастиц селена значительно не изменяется, что свидетельствует об агрегативной устойчивости наночастиц селена в данном диапазоне. В диапазоне pH от 2,21 до 4,56 происходит резкое увеличение среднего гидродинамического радиуса с 21 до 497 нм. При рН ˃ 7,96 происходит коагуляция частиц селена.
Для цитирования:
Блинов А.В., Блинова А.А., Рехман З.А., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Колодкин М.А., Облогин Я.А. Синтез и характеристика наночастиц селена, стабилизированных дидецилдиметиламмония хлоридом. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 4. С. 46-52. DOI: 10.6060/ivkkt.20246704.6938.
Литература
Ferro C., Florindo H.F., Santos H.A. Selenium nanoparticles for biomedical applications: From development and characterization to therapeutics. Adv. Healthcare Mater. 2021. V. 10. N 16. P. 2100598. DOI: 10.1002/adhm.202100598.
Kumar A., Prasad K.S. Role of nano-selenium in health and environment. J. Biotechnol. 2021. V. 325. P. 152-163. DOI: 10.1016/j.jbiotec.2020.11.004.
Xu C., Qiao L., Guo Y., Ma L., Cheng Y. Preparation, characteristics and antioxidant activity of polysaccharides and proteins-capped selenium nanoparticles synthesized by Lactobacillus casei ATCC 393. Carbohyd. Polym. 2018. V. 195. P. 576-585. DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.04.110.
Yan J.K., Qiu W.Y., Wang Y.Y., Wang W.H., Yang Y., Zhang H.N. Fabrication and stabilization of biocompati-ble selenium nanoparticles by carboxylic curdlans with various molecular properties. Carbohyd. Polym. 2018. V. 179. P. 19-27. DOI: 10.1016/j.carbpol.2017.09.063.
Bhattacharjee A., Basu A., Bhattacharya S. Selenium nanoparticles are less toxic than inorganic and organic selenium to mice in vivo. Nucleus. 2019. V. 62. P. 259-268. DOI: 10.1007/s13237-019-00303-1.
Hosnedlova B., Kepinska M., Skalickova S., Fernandez C., Ruttkay-Nedecky B., Peng Q., Baron M., Melcova M., Opatrilova R., Zidkova J., Bjørklund G., Sochor J., Kizek R. Nano-selenium and its nanomedicine applications: a critical review. Int. J. Nanomed. 2018. P. 2107-2128. DOI: 10.2147/IJN.S157541.
Dawood M.A.O., Basuini M.F.E., Yilmaz S., Abdel-Latif H.M.R., Kari Z.A., Abdul Razab M.K.A., Ahmed H.A., Alagawany M., Gewaily M.S. Selenium nanoparticles as a natural antioxidant and metabolic regulator in aquaculture: a review. Antioxidants. 2021. V. 10. N 9. P. 1364. DOI: 10.3390/antiox10091364.
Garza-García J. J. O., Hernández-Díaz J. A., Zamudio-Ojeda A., León-Morales J. M., Guerrero-Guzmán A., Sánchez-Chiprés D. R., López-Velázquez J. C. García-Morales S. The role of selenium nanoparticles in agriculture and food technology. Biolog. Trace Element Res. 2021. P. 1-21. DOI: 10.1007/s12011-021-02847-3.
Geoffrion L.D., Hesabizadeh T., Medina-Cruz D., Kusper M., Taylor P., Vernet-Crua A., Chen J., Ajo A., Webster T.J., Guisbiers G. Naked selenium nanoparticles for antibacterial and anticancer treatments. ACS omega. 2020. V. 5. N 6. P. 2660-2669. DOI: 10.1021/acsomega.9b03172.
Zou J., Su S., Chen Z., Liang F., Zeng Y., Cen W., Zhang X., Xia Y., Huang D. Hyaluronic acid-modified selenium nanoparticles for enhancing the therapeutic efficacy of paclitaxel in lung cancer therapy. Art. Cells, Nanomed. Biotechnol. 2019. V. 47. N 1. P. 3456-3464. DOI: 10.1080/ 21691401.2019.1626863.
Liu Y., Zeng S., Liu Y., Wu W., Shen Y., Zhang L., Li C., Chen H., Liu A., Shen L., Hu B., Wang C. Synthesis and antidiabetic activity of selenium nanoparticles in the presence of polysaccharides from Catathelasma ventri-cosum. Int. J. Biology. Macromol. 2018. V. 114. P. 632-639. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.03.161.
Menon S., Agarwal H., Rajeshkumar S., Jacquline Rosy P., Shanmugam V.K. Investigating the antimicrobi-al activities of the biosynthesized selenium nanoparticles and its statistical analysis. Bionanoscience. 2020. V. 10. P. 122-135. DOI: 10.1007/s12668-019-00710-3.
Yu S., Lv M., Lu G., Cai C., Jiang J., Cui Z. pH-Responsive Behavior of Pickering Emulsions Stabilized by a Selenium-Containing Surfactant and Alumina Nano-particles. Langmuir. 2021. V. 37. N 36. P. 10683-10691. DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c01179.
Bisht N., Phalswal P., Khanna P.K. Selenium nanoparticles: A review on synthesis and biomedical applications. Mater. Adv. 2022. V. 3. N 3. P. 1415-1431. DOI: 10.1039/D1MA00639H.
Song X., Chen Y., Sun H., Liu X., Leng X. Physico-chemical stability and functional properties of selenium nanoparticles stabilized by chitosan, carrageenan, and gum Arabic. Carbohyd. Polym. 2021. V. 255. P. 117379. DOI: 10.1016/ j.carbpol.2020.117379.
Molodtsov P.A., Makarov S.V., Derevenkov I.A., Makarova A.S. The influence of proteins on the interac-tion of sodium selenite with sulfur-containing reducing agents. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 4. P. 56-61 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt. 20226504.6557.
Makarov S.V., Molodtsov P.A., Derevenkov I.A., Naidenko E.V. Interaction of sodium selenite with sodium hy-droxymethanesulfinate and thiourea dioxide in aqueous solutions. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 11. P. 65-70 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216411.6442.
Blinov A.V., Nagdalian A.A., Siddiqui S.A., Maglakelidze D.G., Gvozdenko A.A., Blinova A.A., Yasna-ya M.A., Golik A.B., Rebezov M.B., Jafari S.M., Shah M.A. Synthesis and characterization of selenium nano-particles stabilized with cocamidopropyl betaine. Sci. Rep. 2022. V. 12. N 1. P. 21975. DOI: 10.1038/s41598-022-25884-x.
Blinov A.V., Maglakelidze D.G., Rekhman Z.A., Yasnaya M.A., Gvozdenko A.A., Golik A.B., Blinova A.A., Kolodkin M.A., Alharbi N.S., Kadaikunnan S., Thiruvengadam M., Shariati M.A., Nagdalian A.A. Investigation of the Effect of Dispersion Medium Parame-ters on the Aggregative Stability of Selenium Nanoparticles Stabilized with Catamine AB. Micromachines. 2023. V. 14. N 2. P. 433. DOI: 10.3390/mi14020433.
Chauhan P., Chaudhary S. Role of surface modification on selenium nanoparticles: Enumerating the optical, thermal and structural properties. Optical Mater. 2019. V. 97. P. 109380. DOI: 10.1016/j.optmat.2019.109380.
Chakraborty D., Chauhan P., Kumar S., Chaudhary S., Chandrasekaran N., Mukherjee A., Ethiraj K.R. Utiliz-ing corona on functionalized selenium nanoparticles for loading and release of doxorubicin payload. J. Molec. Liq. 2019. V. 296. P. 111864. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.111864.
Guerrero-Hernández L., Meléndez-Ortiz H.I., Cortez-Mazatan G.Y., Vaillant-Sánchez S., Peralta-Rodríguez R.D. Gemini and bicephalous surfactants: a review on their synthesis, micelle formation, and uses. Int. J. Molec. Sci. 2022. V. 23. N 3. P. 1798. DOI: 10.3390/ijms23031798.
Kashkai A.M., Kasaykina O.T., Agaeva Z.R. Oxidation of ethylbenzene in microheterogeneous systems formed by the addition of cetyltrimethylammonium bromide with co-acetylacetonate. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 5. P. 38-44 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt201962fp.5810.
Lutfullina G.G., Fatkhutdinova A.A. Synthesis and study of the properties of a nonionic surfactant based on fatty acids of corn oil and diethanolamine. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 11. P. 20-26 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.6640.
Gonçalves R. A., Holmberg K., Lindman B. Cationic surfactants: A review. J. Molec. Liq. 2023. P. 121335. DOI: 10.1016/j.molliq.2023.121335.
Olutas E.B. Alkyl Chain Length and Headgroup Depend-ent Stability and Agglomeration Properties of Surfactant-Assisted Colloidal Selenium Nanoparticles. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2023. P. 130935. DOI: 10.1016/ j.colsurfa.2023.130935.
Blinov A.V., Maglakelidze D.G., Yasnaya M.A., Gvozdenko A.A., Blinova A.A., Golik A.B., Slyadneva K.S., Pirogov M.A. Synthesis of Selenium Nanoparticles Stabilized by Quaternary Ammonium Compounds. Russ. J. Gen. Chem. 2022. V. 92. N 3. P. 424-429. DOI: 10.1134/ S1070363222030094.
Naidoo S., Daniels A., Habib S., Singh M. Poly-L-lysine–lactobionic acid-capped selenium nanoparticles for liver-targeted gene delivery. Int. J. Molec. Sci. 2022. V. 23. N 3. P. 1492. DOI: 10.3390/ijms23031492.
Blinov A.V., Nagdalyan A.A., Gvozdenko A.A., Golik A.B., Slyadneva K.S., Pirogov M.A. Study of the influence of synthesis parameters on the average hydrody-namic radius of vitamin E micelles (alpha-tocopherol acetate). ChemChemTech [Izv. Vyssh. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 45-53 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6571.
Nagdalyan A.A., Blinov A.V., Golik A.B., Blinova A.A., Gvozdenko A.A., Maglakelidze D.G. The influence of ionic strength and active acidity of the medium on the stability of vitamin E nanoemulsions (alpha-tocopherol acetate). ChemChemTech [Izv. Vyssh. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 24-29 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt. 20226512.6677.
Cerdà, V., Phansi, P. Buffer Solutions of known Ionic Strength. Ann. Adv. Chem. 2023. V. 7. P. 051-056. DOI: 10.29328/journal.aac.1001043.
Siddiqui S.A. Effect of selenium nanoparticles on germination of hordéum vulgáre barley seeds. Coatings. 2021. V. 11. N 7. P. 862. DOI: 10.3390/coatings11070862.
Ruiz‐Fresneda M.A. Allotropy of selenium nanoparticles: Colourful transition, synthesis, and biotechnological applications. Microbial Biotechnol. 2023. V. 16. N 5. P. 877-892. DOI: 10.1111/1751-7915.14209.
