В работе [A] предложен способ синтеза полимерных микросфер, содержащих в своем объеме регулируемое число КТ. Данный способ основан на нескольких стадиях синтеза композиционного материала. Во-первых, были синтезированы КТ в органическом растворителе по стандартной методике. Во-вторых, в реакционную систему был введен октадецен малеинового ангидрида (ОМА). При этом образующийся комплекс КТ-ОМА имеет хорошую растворимость тетрагидрофуране. В-третьих, проводится добавление в полученную систему диметилформамида, представляющего собой осадитель для комплексов КТ-ОМА. Изменяя скорость добавления диметилформамина и исходную концентрацию КТ, авторам удалось получать полимерные частицы различного размера с заданным числом КТ в каждой из них. В четвертых, проведение полимеризации малеинового ангидрида. Таким образом, представленный способ синтеза полимерных микросфер, содержащих в своем объеме КТ, может рассматриваться в качестве одного из вариантов осадительной полимеризации.

На рис. 1.3.2. представлена схема получения полимерных микросфер из комплексов КТ-ОМА.

Рис. 1.3.2. Схема получения полимерных микросфер из комплексов КТ-ОМА в процессе осадительной полимеризации [A].

Полученные полимерные микросферы, содержащие в своем объеме КТ могут использоваться как индивидуальные флуоресцентные зонды как в объеме исследуемого раствора, так и в качестве компонента тест-системы, работающей в планшетном варианте. Последний способ использования полимер-КТ композита рассмотрен в работе [A]. Чтобы продемонстрировать применение разработанных полимер-КТ частиц в процессе обнаружения антител, авторы провели иммобилизацию простата-специфического антигена (PSA). Химическое сшивание полимерной микросферы с антителом возможна благодаря высокой химической активности использованного малеинового ангидрида. На рис. 1.3.3 показано схематическое строение разработанной тест-системы на основе стандартного 96-луночного микропланшета. При этом, поликлональные антитела наносили на 96-луночный микропланшет в качестве "захвата" получаемых коньюгатов.

исследовать. Затем, серийные разведения человеческого PSA(молекул-мишеней), были добавлены в микропланшет с последующей инкубацией в присутствии моноклональных мышиных PSA антител. Для обнаружения иммунологической реакции использовали модифицированные полимерные микросферы, содержащие КТ.

Рис.1.3.3. Схематическое изображение иммуноанализа, основанного на использовании полимерных микросфер, содержащих КТ. Предложенная схема может легко использоваться в стандартном оптическом анализаторе 96-луночных планшетов.

В работе [B] указано на то, что создаваемые полимер-КТ частицы должны обеспечивать агрегативную устойчивость КТв водной среде, а также совместимость сбиологическими объектами, включая клетки. По мнению этих авторов, проблемы цитотоксичности и неселективного клеточное поглощения КТ можно решить при максимальном приближении структуры внешнего слоя полимерной микросферы к строению клеточной мембраны. С этой целью в качестве мономера будущего полимера, формирующего оболочку на поверхности ядра частицы был синтезирован 2-метакрилоилоксиэтилкарбонат фосфорилхолина (ПДК). Этот мономер может служить основой как гомо, так и блок-сополимеров, синтезированных методом радикальной сополимеризации, характеризующихся высокой биосовместимостью.

Контролируя содержание ПДК единиц в полимере и молекулярную массу молекулы, можно контролировать ее растворимость в воде. Например, это можно осуществить в случаях получения поли-ПДК-со-н-бутил-метакрилата; поли ПДК-со-щ-метакрилоилоксиполи (этиленоксид) оксикарбонил 4-нитрофенола (PMBН). PMBН может эффективно блокировать гидрофобные взаимодействия, хорошо растворяется в водном растворе, имеющем ионную силу в широком диапазоне значений. Таким образом, при построении микросферы имеющей строение ядро/оболочка, РМВН может служить материалом оболочки.

В качестве инертного ядра, содержащего КТ, рис. 4, могут быть использованы нерастворимые в воде полимеры, такие какполи-L-молочная кислота или полистирол. РМВН-оболочка биоинертна, то есть, способна препятствовать неспецифической адсорбциибелков, фагоцитозу как макрофагомами, так и клетками. При этом, поддержать требуемую активность антител, иммобилизованных на поверхности полимерной микросферы. Такое поведение определяется наличием привитого фосфорилхолин радикала, что и обеспечивает специфическое сродство синтезированной оболочки с молекулами биологически-активного лиганда, иммобилизованного на полимерной поверхности. Раствор РМВН, содержащий КТ наносится на затравочные частицы, затем растворитель удаляется. Исходные частицы, например, полистирола, находящиеся в виде водной дисперсии легко покрываются пленкой толуольного раствора РМВН, благодаря его поверхностно-активным свойствам. Полученные частицы имеют строение, представленное на рис. 5.

Рис. 1.3.4. Фотография, полученная методом электронной микроскопии, гидрофобных микросфер полилактида, содержащие в своем объеме КТ[B].

Рис. 1.3.5. Схематическое строение полимерной микросферы, имеющей строение ядро/оболочка с иммобилизированными в ее ядре КТ [B].

В целях обеспечения эффективного использования КТ для детектирования иммунологических реакций во внутреннем объеме живых клеток авторами [С] предложена конструкция композиционных субмикронных частиц на основе полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой 100-400 кДа. Использование гидрофильного полимера в качестве носителя КТ, позволяет избежать потери агрегативной устойчивости полимерной частицы, с одной стороны, с другой стороны, минимизировать иммунологический ответ живой клетки на проникающий в ее внутренний объем постороннего объекта [15-20С]. Содействовать внутриклеточному транспорту КТ способны и липидные липосомы [8С], но в этом случае не удается избежать цитотоксические проблемы, вызванные появлением свободных ионов тяжелых металлов, образующихся при выщелачивании КТ и повышение вероятности образования свободных радикалов, катализируемого КТ. Все эти процессы оказывают негативное воздействие на функционирование живых клеток. Использование ПЭГ в качестве полимерного носителя позволяет повысить биосовместимость используемых композиционных частиц путем химической и физической модификации их поверхности при иммобилизации на ней биолигандов (липидов, полиуглеводов) [10-12С]. Использование в качестве биолигандов закрепленных на поверхности макроглобулы ПЭГ иммуноглобулинов позволяет осуществить специфическое связывание созданных полимерных частиц с раковыми клетками [13-14С].

В работе [д] предложен оригинальный способ иммобилизации КТ в субмикронных частицах. Этот метод основан на высокой гелеобразующей способности олигомерных пептидов, например, состава L-Phe-L-Phe. Проводя синтез дисперсных гелевых частиц по методу замены растворителя возможно получить гелевые частицы содержащие КТ и характеризующиеся высокой биосовместимостью. При этом, высокая концентрация функциональных групп аминокислотных звеньев в объеме частице, препятствует выщелачиванию из них ионов тяжелых металлов.

Использование КТ, имеющих высокую локальную концентрацию при их иммобилизации в объеме полимерных частиц, позволяют простыми оптическими методами обнаруживать места локализации в организме поврежденных болезнью областей, рис 1.3.6. Безусловно, это становится возможным при использование полимерных микросфер с закрепленным на их поверхности иммуноглобулинами.



Рис 1.3.6. Схема визуализации опухолевых образований в объеме тушки курицы.

В работе (Ж) создаваемая полимерная частица на основе полилактидов рассматривается в качестве платформы для иммобилизации КТ, выполняющих различные функции: иммобилизация на поверхности иммуноглобулинов специфических для рассматриваемого типа повреждений (характеризующих переход здоровой ткани в поврежденную) структуры клетки, биоразлагаемый контейнер для адресной доставки в клетку нанодисперсных гидрофобных или водорастворимых лекарственных препаратов (доксорубицина и фолиевой кислоты); иммобилизацию супермагнитных наночастиц оксида железа (III), обеспечивающих управление движением полимерной частицы в организме благодаря наложенному внешнему магнитному полю; иммобилизация полупроводниковых наночастиц, выполняющих роль контрастных агентов, например, CdSe/ZnS в целях обеспечения контроля за движением и локализацией полимерных частиц. Только благодаря применению полимерной матрицы возможно создание субмикронного объекта, выполняющего этот комплекс функций, рис. 1.3.7.

Такой подход к использованию полимерных частиц открывает возможность развития методов терапии социально значимых заболеваний таких, как, например, раковых заболеваний.

Рис.1.3.7. Структура композиционной полимерной частицы, включающей: полимер - полилактид, магнитные наночастицы, наночастицы полупроводникового материала, нанокластеры лекарственных препаратов.

В работе (Зе) систематизированы возможности по использованию субмикронных полимерных микросфер в качестве носителей нанодисперсных материалов, выполняющих диагностические и терапевтические функции в процессе терапии раковых заболеваний на клеточном уровне, рис……. Немалое внимание в разработке таких композиционных полимерных частиц уделяется вопросам токсичности полученного объекта. Безусловно, это относится к выбору материала полимерной платформы (матрицы), но также рассматривается возможность ингибирования процесса высвобождения ионов тяжелых металлов из наночастиц в присутствие полимерного материала.



Рис. 1.3.8. Схема возможного набора функций, выполняемого полимерными субмикронными частицами, являющихся носителем различных нанодисперсных материалов.

Таким образом, проведенный анализ литературных данных показал, что вопрос использования полимерных микросфер в качестве носителя КТ является актуальным развитием современных методов диагностики и клеточной терапии большого числа заболеваний человека и животных, включая различные формы раковых патологий. Иммобилизация КТ в полимерной матрице возможно осуществить различными способами. Эти способы, прежде всего, различаются последовательностью выполнения реакций синтеза КТ и полимера. Наименее перспективным способом получения композиционного полимерного материала является процесс синтеза КТ в среде мономера или в растворе полимера. Такое замечание связано с тем, что для получения высокоэффективных КТ нужно обеспечить выполнение строгих требований, предъявляемых к растворителю (среде) в котором проводится синтез КТ. По мнению большинства исследователей, для выполнения поставленной задачи целесообразно использовать КТ, синтезированные в стандартных условиях. С точки зрения получения полимерного материала, возможен широкий выбор вариантов. Во-первых, КТ можно вводить в мономерную фазу, а затем, проводить процесс полимеризации. Во-вторых, можно брать раствор готового полимера или олигомера, с последующим формированием дисперсной системы, например, методом замены растворителя. В-третьих, получая в стандартных условиях полимерные частицы микронного или субмикронного размера иммобилизировать на их поверхности КТ, полученные, так же, в стандартных условиях.

Рассмотрев все возможные пути синтеза композиционных полимерных частиц, содержащих КТ, выбор был остановлен на последнем способе. Использование стандартых высокоэффективных методов синтеза КТ и полимерных частиц с заданными характеристиками (размер, устойчивость и химический состав) в значительной мере облегчает выполнение задачи по получению модифицированных полимерных микросфер целевого назначения, например, для визуализации результатов иммунологических реакций. Исходя из этого, был сделан выбор полимерного носителя - полистирольные микросферы, КТ - сульфид кадмия, метод иммобилизации КТ на поверхности полимерных частиц - модифицированный метод затравочной полимеризации.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Исходные реагенты

· Стирол (Ст) - технический продукт, очищали от стабилизатора 5%-ным водным раствором едкого натра, промывали водой до нейтральной реакции, сушили над прокаленным хлористым кальцием и дважды перегоняли в вакууме. Использовали мономер со следующими характеристиками: T_кип=41єC (10 мм.рт.ст.), d₄²⁰=0,906 г/см ³, n_d²⁰=1,5450.

· Персульфат калия (ПСК) -имеет формулуK₂S₂O₈. В работе использовали продукт фирмы Sigma Aldrich марки "ХЧ", содержащий 99,9% активного вещества.

· Динитрил азоизомасляной кислоты (ДАК) - имеет формулу(CH₃)₂C(CN)N=NC(CH₃)₂CN, М = 164,21 г/моль. Продукт предварительно очищали перекристаллизацией из метанола. Массовая доля вещества не менее 98%.

· Пероксид бензоила (ПБ) - имеет формулу (C₆H₅CO)₂O₂, M = 242,33г/моль. В работе использовали продукт фирмы Sigma Aldrich марки "ХЧ".

· Поливиниловый спирт (ПВС) - имеет формулу[-CH₂-CH(ОН)-]_n, Mowiol 40-88, M_w~205000г/моль. В работе использовали продукт фирмы Sigma Aldrich.

· Диоктилсульфосукцинат натрия (АОТ) - 99.7%, Sigma-Aldrich/

· Поверхностно-активные вещества (ПАВ):

1) Аминосодержащее кремнийорганическое гемини-ПАВ

б,щ-бис [3-аминопропил] полидиметилсилоксан (n=30)- ИСПМ РАН

2) Карбоксисодержащее кремнийорганическое гемини-ПАВ

б,щ-бис[10-карбоксидецил] полидиметилсилоксан (n=30)- ИСПМ РАН

3) Эпоксисодержащее кремнийорганическое гемини-ПАВ

б,щ-бис [3-глицидоксипропил] полидиметилсилоксан (n=30) - ИСПМ РАН

· Этиловый спирт, чда, "Химмед", ТУ 6-09-4512-90

· Изопропиловый спирт, чда, "Химмед", ТУ 6-09-07-1718-91

· Метиловый спирт, чда, "Химмед", ТУ 6-09-4722-92

· Трет-бутиловый спирт, 99,7% Acros Organics.

2.2 Методы исследования

2.2.1 Измерение межфазного натяжения на границе раздела фаз методом Вильгельми

Определение межфазного натяжения проводилоcь с помощью тензиометра К 100 MK2/SF/C фирмы "KRЫSS".Тензиометр позволяет определить межфазное натяжение c помощью оптимально cмачиваемого измерительного элемента - плаcтины - cовмещенного c весовой cистемой. Пластинка должна хорошо смачиваться жидкостью; на поверхности пластинки с обеих сторон образуются мениски. Суммарная сила тяжести поднятой жидкости, приходящаяся на единицу периметра пластинки, не зависит от формы мениска и при нулевом краевом угле равна межфазному натяжению:

W_общ = W_пл + уР

где W_общ и W_пл - сила тяжести (вес) соответственно пластинки, смоченной исследуемой жидкостью, и сухой пластинки; Р - периметр пластинки- межфазное натяжение [1].

2.2.2 Дилатометрический метод исследования кинетики полимеризации

Кинетичеcкие исследования полимеризации мономера в присутствии кремнийорганических ПАВ проводили дилатометрическим методом. По cокращению объема реакционной cмеси (т.к. плотноcть полимера больше плотноcти мономера) определяли выход полимера в любой момент времени.

На рис.2.2.4.1 приведена уcтановка для заполнения дилатометричеcких cоcудов и проведения дегазации. В реторту (1) и (2) заливали расcчитанное количеcтво мономера и воды соответственно. Инициатор и ПАВ помещали в широкую часть дилатометра (3). Дегазацию мономера и воды проводили поcредcтвом двух циклов замораживание-откачивание-размораживание. Установку откачивали до оcтаточного давления р = 10^-3ч10^-4 мм. рт. ст. После удаления растворенного воздуха мономер и воду через поворотные шлифы (4,5) cливали в дилатометр. Дилатометр отделяли от уcтановки в токе азота и помещали в термоcтат, в котором поддерживали поcтоянную температуру 80?С с точностью до ±0,5?С.

Перемешивание эмульcии в дилатометре оcуществляли c помощью магнитной мешалки. Скороcть полимеризации расcчитывали по наклону кривых завиcимости конверcия - время на прямолинейном участке. Глубину полимеризации расcчитывали по формуле:

P= (ДH/ДH_max)*100%,

где P - степень полимеризации, %;

ДH - текущее изменение уровня в капилляре дилатометра, см;

ДH_max - изменение уровня в капилляре дилатометра, cоответствующее 100%-ной конверсии, cм, расcчитанное по формуле:

H_max=V_m*(с_n-с_m)/(S*с_n),

где V_m- объем мономера, см³;

с_m - плотность мономера, г/cм³;

с_n - плотность полимера, г/см ³;S - площадь cечения капилляра, см².

Рис.2.2.1. Вакуумная установка для загрузки дилатометра: 1 - широкая часть дилатометра, 2 - капилляр, 3 - мешалка, 4, 5 - реторты, 6 - ловушка, 7, 8 - шлифы, 9, 10, 11 - краны.

2.2.3 Определение размеров частиц полимерных суспензий методом электронной сканирующей микроскопии

Размеры частиц полимерных cуспензий определялиметодом электронной cканирующей микроскопии на приборе "S - 570" фирмы "HITACHI". Рассчитывали cреднечисловой

D_n = (?N_i*D_i³/?N_i)^1/3,

средневесовой

D_w = (?N_i*D_i⁶/(?N_i*D_i³))^1/3

диаметры чаcтиц и коэффициент полидисперсности cуспензий

K=D_w/D_n.

2.2.4 Определение размеров частиц и дзета-потенциала методом фотонной корреляционной спектроскопии

Размер частиц полимерных суспензий определяли методом фотонной корреляционной спектроскопии с помощью лазерного анализатора частиц Zetasizer NanoZS (Malvern, Великобритания).

В основе этого метода лежит броуновское движение частиц, которое соотносится с их размером. Метод заключается в пропускании через анализируемый образец лазерного луча и наблюдение интенсивности рассеивания света частицами во времени. По полученным показаниям строится экспоненциальная кривая корреляции и подгоняется к полулогарифмической прямой. Наклон подобранной прямой связан со средним размером частиц (d_i). При проведении исследований, чтобы устранить нежелательного эффекта - флокуляции, имеющего место при большом количестве частиц, необходимо подобрать минимально возможную концентрацию частиц в изучаемом образце. Минимальная концентрация должна быть такой, чтобы при исчезновении или появлении одной частицы общая картина претерпевала небольшие изменения. Фотонный анализатор частиц Zetasizer Nano ZS имеет диапазон измерений частиц от 0,6 до 6000 нм. Рабочий интервал температур составляет 2єС-120єС, угол детектирования рассеянного света 173є, в качестве источника света используется гелий-неоновый лазер с длинной волны 633 нм, мощность источника света 5 мВт. Прибор определяет размеры частиц при помощи измерения скорости флуктуации рассеянного света частицами. Измерение проводили в автоматическом режиме по стандартной методике [2].

Дзета-потенциал (электрокинетический потенциал) заряженных частиц в растворе характеризуется электрофоретической подвижностью частиц вэлектрическом поле. Скорость движения частиц, отнесенная к единице напряженности электрического поля, называется электрофоретической подвижностью (U_E) и рассчитывается по формуле:

U_E = u / E

Определяя электрофоретическую подвижность (U_E), можно рассчитать ж-потенциал:

где: е- диэлектрическая постоянная среды, ж- электрокинетический потенциал, f(K_a) -фактор, который зависит от диаметра частиц и эффективной толщины двойного электрического слоя (равняется 1.0 для неполярной среды; и 1.5 для полярной среды), з- вязкость дисперсионной среды. Измерения ж -потенциала частиц проводили на приборе Zetasizer Nano ZS (Malvern, Великобритания) по стандартной методике [2].

2.2.5 Определение молекулярных масс полимеров методом вискозиметрии

Для определения вязкости раствора полимера измеряют время истечения равных объемов растворителя и раствора через капилляр вискозиметра при заданной постоянной температуре.

Молекулярную массурассчитываютпо уравнению Марка-Куна-Хаувинка, выражающего зависимость характеристической вязкости от молекулярной массы:

,

где К и б - константы для данной системы полимер/растворитель при определенной температуре.

2.2.6 Определение сухого остатка полимерных суспензий

Определение сухого остатка полимерных суспензий проводили гравиметрическим методом. Для этого взвешивали чистый тигель и тигель с нанесенными 100 мкл полимерной суспензии до и после выпаривания на аналитических весах Р-124 фирмы "DenverInstrument" (США). Для расчета сухого остатка использовали следующую формулу:

где m_до, m_после - масса тигеля с полимерной суспензией до и после выпаривания, соответственно, m_ч.т. - масса чистого тигеля.

2.2.7 Определение концентрации аминогрупп на поверхности полимерных частиц

Концентрацию аминогрупп определяли методом потенциометрического титрования. Для приготовления всех растворов использовали деионизированную воду. 1% суспензию полимерных частиц ресуспензировали в равном объеме 0,1М раствора соляной кислоты и инкубировали в течение часа при комнатной температуре. Титрование проводили свежеоттитрованным 0,1М раствором гидроксида натрия до установления нейтрального рН на рН-метре SevenEasy фирмы "MettlerToledo" (Швейцария), оснащенном комбинированным электродом InLab 423 фирмы "MettlerToledo" (Швейцария), путем введения раствора гидроксида натрия по 10 мкл. Соответствующие показания прибора регистрировали через две минуты.

Для получения надежных результатов проводили контрольный опыт по определению аминогрупп в дисперсионной среде. Для этого частицы осаждали, после чего надосадок отбирали, смешивали с равным объемом 0,1М раствора соляной кислоты, инкубировали в течение часа при комнатной температуре и проводили титрование по приведенной выше методике.

Концентрацию аминогрупп определяли, исходя из объема раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование, по формуле:

где С_NaOH - концентрация раствора гидроксида натрия, V_NaOH - объем раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование суспензии полимерных частиц, V^K_NaOH - объем раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование в контрольном опыте, m_пч - масса полимерных частиц в суспензии.

2.2.8 Определение концентрации карбоксильных групп на поверхности полимерных частиц

Концентрацию карбоксильных групп определяли методом потенциометрического титрования. Для приготовления всех растворов использовали деионизированную воду. Для удаления углекислого газа 1% суспензию полимерных частиц предварительно выдерживали в теромстате при 80°С в течение 20 мин. В качестве титранта использовали 0,01М раствор свежеоттитрованного гидроксида натрия. Титрование проводили на рН-метре SevenEasy фирмы "MettlerToledo" (Швейцария), оснащенном комбинированным электродом InLab 423 фирмы "MettlerToledo" (Швейцария), при легком перемешивании путем введения раствора гидроксида натрия по 10 мкл. Соответствующие показания прибора регистрировали через две минуты.

Для получения надежных результатов проводили контрольный опыт по определению карбоксильных групп в дисперсионной среде. Для этого частицы осаждали, после чего надосадок отбирали и проводили титрование по приведенной выше методике.

Концентрацию карбоксильных групп на поверхности полистирольных частиц определяли по формуле:

где С_NaOH - концентрация раствора гидроксида натрия, V_NaOH - объем раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование суспензии полимерных частиц, V^K_NaOH - объем раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование в контрольном опыте, m_пч - масса полимерных частиц в суспензии.

2.2.9 Определение концентрации эпоксидных групп на поверхности полимерных частиц

Концентрацию эпоксидных групп определяли методом потенциометрического титрования. Для приготовления всех растворов использовали деионизированную воду. 1% суспензию полимерных частиц ресуспензировали в равном объеме 1,3М раствора тиосульфата натрия и инкубировали в течение часа при комнатной температуре. Титрование проводили свежеоттитрованным 0,1М раствором соляной кислоты до установления рН исходного раствора тиосульфата натрия на рН-метре SevenEasy фирмы "MettlerToledo" (Швейцария), оснащенном комбинированным электродом InLab 423 фирмы "MettlerToledo" (Швейцария), путем введения раствора соляной кислоты по 10 мкл. Соответствующие показания прибора регистрировали через две минуты.

Для получения надежных результатов проводили контрольный опыт по определению эпоксидных групп в дисперсионной среде. Для этого частицы осаждали, после чего надосадок отбирали, смешивали с равным объемом 1,3М раствора тиосульфата натрия, инкубировали в течение часа при комнатной температуре и проводили титрование по приведенной выше методике.

Концентрацию эпоксидных групп определяли, исходя из объема раствора соляной кислоты, пошедшего на титрование, по формуле:

где С_HCl - концентрация раствора соляной кислоты, V_HCl - объем раствора соляной кислоты, пошедшего на титрование суспензии полимерных частиц, V^K_HCl - объем раствора соляной кислоты, пошедшего на титрование в контрольном опыте, m_пч - масса полимерных частиц в суспензии.

2.2.10 Определение агрегативной устойчивости полимерных частиц

Агрегативное состояние полимерных суспензий в воде и водных растворах хлорида натрия различной ионной силы (0,05М, 0,10М, 0,15М, 0,20М, 0,25М и 0,30М) исследовали методом световой микроскопии.

Для этого 0,5% суспензию полимерных частиц ресуспензировали в чистой дистиллированной воде и в 0,05М, 0,10М, 0,15М, 0,20М, 0,25М и 0,30М растворах хлорида натрия и инкубировали в течение 1 часа при комнатной температуре. Затем полимерные суспензии наносили на предметное стекло и фотографировали с помощью светового микроскопа В Series фирмы "Motic" (Китай), оснащенного цветной видеокамерой KY-F32 фирмы "JVC" (Япония).

Анализ полученных изображений проводили с помощью программного обеспечения Image-ProPlus 6.0 (MediaCyberneticsInc.). Строили зависимость количества частиц, находящихся в индивидуальном состоянии или входящих в состав дуплетов, триплетов и агрегатов (состоящих более чем из 3 частиц), от общего количества частиц. Распределение частиц по агрегативному состоянию строили на основании данных, полученных при анализе более 1000 частиц.

Для получения достоверных данных эксперименты проводились в 10 повторах, результаты которых обрабатывали, используя методы математической статистики, в программе MicrosoftOfficeExcel 2010 (Microsoft).

2.2.11 Определение краевого угла смачивания

Величину краевого угла смачивания определяли методом лежащей капли. Для этого исследуемый образец полимерной суспензии наносили на поверхность обезжиренного стекла и высушивали при комнатной температуре. Толщина получаемого слоя частиц составляла ~200 мкм. Каплю дистиллированной воды объемом 1 мкл наносили на поверхность исследуемого слоя частиц и фотографировали при увеличении объектива х 4 через 10 сек. с помощью гониометра DSA 15E (EasyDrop) фирмы "Krьss" (Германия). Полученное изображение горизонтальной проекции капли анализировали на компьютере с помощью программного обеспечения DSAv. 1.90.0.14 (Krьss). Форму лежащей капли оценивали по методу Юнга-Лапласа.

Результаты не менее 10 измерений обрабатывали, используя методы математической статистики, в программеMicrosoftOfficeExcel 2010 (Microsoft).

2.2.12 Постановка реакции пассивной геммагглютинации (РПГА) и реакции пассивной латексной агглютинации (РПЛА)

Постановку РПГА и РПЛА при определении специфической актинвости диагностикумов и уровня антител к дифтерийному анатоксину в сыворотках крови человека проводили в планшетах для иммунологических реакций (однократного применения), содержащих 96 U-образных лунок, производства ОАО "Фирма Медполимер" (Россия).

Постановку РПГА осуществляли согласно схеме, представленной на рис.2.2.12.1.

Рис.2.2.12.1 Схема постановки РПГА и РПЛА.

Эритроцитарный диагностикум разводили до 0,375% концентрации фосфатно-солевым буферным раствором. В каждую лунку вносили по 0,025 мл фосфатно-солевого буферного раствора, содержащего 0,02% Твин 20. В первую лунку вносили 0,025 мл испытуемой сыворотки, разбавленной в требуемое количество раз, и проводили раститровку вплоть до 10 лунки, откуда 0,025 мл раствора удаляли. Вносили в каждую лунку по 0,025 мл разбавленного диагностикума. 11 и 12 лунки служили контролем диагностикумов на отсутствие спонтанной агглютинации.

Иммунологический планшет оставляли на ровной поверхности при комнатной температуре, исключая его перемещение. Учет результатов РПГА проводили через 2,5-3,5 часа после постановки реакции (допускался учет реакции через 18-22 часов).

Учет РПГА проводили визуально по степени агглютинации эритроцитов, которую оценивали по следующей схеме (рис. 2.2.12.2):

"++++"	агглютинировавшие частицы носителя ровным слоем выстилают все дно лунки, образуя по форме перевернутый купол;
"+++"	в верхней части агглютината отмечается узкое плотное кольцо;
"++"	в верхней части агглютината отмечается более широкое плотное кольцо из частиц носителя, но меньшее по диаметру;
"+"	на дне лунки образуется широкое плотное кольцо из частиц носителя с признаками агглютинации по краю осадка;
"-"	на дне лунки образуется плотный осадок частиц носителя с полностью гладким краем допускается "выколотый" вариант.

Рис.2.2.12.2 Результаты РПГА в зависимости от степени агглютинации частиц носителя.

За титр испытуемой сыворотки принимали последнее разбавление, дающее агглютинацию эритроцитов на два креста ("++"). Реакция в контрольных лунках на отсутствие спонтанной агглютинации диагностикума должна была быть отрицательной.

Результаты РПГА документировали путем сканирования иммунологического планшета в проходящем свете на сканере 12000 SPPlusфирмы "Mustek" (США).

Постановку РПЛА осуществляли согласно схеме, представленной на рис.2.2.12.1.

Латексный диагностикум разводили до 0,2% концентрации фосфатно-солевым буферным раствором. В каждую лунку вносили по 0,050 мл фосфатно-солевого буферного раствора, содержащего 0,02% Твин 20. В первую лунку вносили 0,050 мл испытуемой сыворотки, разбавленной в требуемое количество раз, и проводили раститровку вплоть до 10 лунки, откуда 0,050 мл раствора удаляли. Вносили в каждую лунку по 0,050 мл разбавленного диагностикума. 11 и 12 лунки служили контролем диагностикумов на отсутствие спонтанной агглютинации.

Иммунологический планшет оставляли на ровной поверхности при комнатной температуре, исключая его перемещение. Учет результатов РПЛА проводили через 3-4 часа после постановки реакции (допускался учет реакции через 18-22 часов).

Учет РПЛА проводили визуально по степени агглютинации полимерных частиц, которую оценивали по вышеприведенной схеме (рис.2.2.12.2).

За титр испытуемой сыворотки принимали последнее разбавление, дающее агглютинацию полимерных частиц на два креста ("++"). Реакция в контрольных лунках на отсутствие спонтанной агглютинации диагностикума должна была быть отрицательной.

Результаты РПГА документировали путем сканирования иммунологического планшета в проходящем свете на сканере 12000 SPPlusфирмы "Mustek" (США).

Глава 3. Результаты и их обсуждение

3.1 Полимеризация стирола в присутствии функциональных КО ПАВ Данная работа была проведена совместно со Злыдневой Л.А.

Волкова Е.В. Разработка полистирольных микросфер для имунофлуоресцентного анализа/Е.В. Волкова, И.А. Грицкова, С.А. Гусев, А.Д. Лукашевич, А.А. Гусев, Е.Н. Левшенко, Л.А. Злыднева, К.О. Сочилина // Биотехнология. - 2012.- №4.- С.74-77.

В качестве носителей биолигандов при производстве диагностических тест-систем, работающих по принципу реакции РЛА, применяются полимерные микросферы со средним диаметром от 0,3 до 6мкм. К полимерным суспензиям предъявляются жёсткие требования:

1) Узкое распределение частиц по размерам

2) Устойчивость при иммобилизации биолигандов

3) Наличие на поверхности функциональных групп, способных ковалентно связываться с функциональными группами биолигандов.

4) Устойчивость при хранении

Полимерные суспензии для использования в биотехнологии синтезируют методами различными методами гетерофазной полимеризации. Основной проблемой при их получении является определение условий получения частиц заданного диаметра с узким РЧР. Наиболее часто используют микросупензионную, дисперсионную и затравочную полимеризацию.

Для получения частиц с размерами до 1,5 мкм была использована полимеризация стирола в присутствии водонерастворимых функциональных кремнийорганических ПАВ, несовместимых с образующимся в процессе полимеризации полимером. Их отличительной чертой является то, что они образуют прямую эмульсию типа " масло в воде". В данном исследовании были использованы кремнийорганические олигомеры, содержащие функциональные группы в органическом заместителе у атома кремния на обоих концах полимерной цепи: аминопропильные, карбоксидецильные и глицидоксипропильные. Известно {ссылка} что эти ПАВ обладают гораздо более высокой эффективностью по сравнению с традиционными органическими ПАВ.

В настоящей работе для синтеза полимерных суспензий применялись синтезированные кремнийорганические гемини-ПАВ следующего строения:

б,щ-бис [10-карбоксидецил] полидиметилсилоксан (KC(COOH)):

где Me = CH3-, n=30.

б,щ-бис[3-глицидоксипропил] полидиметилсилоксан (КС(CHOCH2)):

где Me =CH3-, n=30.

Таблица 3.1.1. Растворимость кремнийорганических ПАВ в воде и мономере.

ПАВ	Растворимость, % (t=20°С)
Вода	Стирол	Метилметакрилат
KC(COOH) n=30	-	34,50	Неограниченно растворяется
KC(CHOCH2) n=30	-	24,20	Неограниченно растворяется

Из данных, приведенных в таблице 3.6, видно, что все они нерастворимы в водной фазе и растворимы в мономере и образуют прямуюэмульсию "масло в воде".

На рисунке 3.1. приведены изотермы межфазного натяжения, полученные для кремнийорганических ПАВ.

Рис. 3.1.1. Изотермы межфазного натяжения, полученные на границах: 1. - толуольный раствор KC(CHOCH2) n=30 / вода; 2. - толуольный раствор KC(COOH) n=30 / вода;

Видно, что изотермы межфазного натяжения зависят от природы функциональных групп. Рассчитанные коллоидно-химические характеристики приведены в таблице 3.1.2

Таблица 3.1.2. Коллоидно-химические характеристики поверхностно-активных веществ.

№	ПАВ	у1.2, мДж/мІ	Гмакс·106, моль/мІ	G, мН·мІ/моль	S0, Е2	д ·109, м
1	КС(COOH) n=30	28,1	2,79	4,60	59,5	7,96
2	KC(CHOCH2) n=30	18,9	2,08	16,7	79,9	5,49

Основным выводом проведенных исследований является то, что все кремнийорганические вещества являются поверхностно-активными, а, следовательно, могут быть использованы в качестве стабилизаторовпри синтезе полимерных суспензий методом гетерофазной полимеризации.

Исходные эмульсии мономеров в присутствии исследуемых кремнийорганических ПАВ не устойчивы и расслаиваются после прекращения перемешивания. Однако, при добавлении полимера, растворимого в мономере, эмульсии становятся устойчивыми.

Исследования были начаты с изучения кинетических закономерностей полимеризации стирола в присутствии синтезированных кремнийорганических ПАВ. Полимеризацию проводили в условиях, обычно используемых для синтеза полимерных суспензий, применяемых в биотехнологии: объемное соотношение фаз 1:9, концентрация персульфата калия (ПСК) 1 мас. % в расчете на мономер, концентрация ПАВ 1 мас. % в расчете на мономер, Т=80±0,5?С.

На рисунке 3.5 приведены кривые конверсия-время, полученные в присутствии всех исследуемых гемини-ПАВ. Видно, что вид кинетической кривой соответствует обычно наблюдаемой при гетерофазной полимеризации. Скорости полимеризации для кривых 1-3 практически не отличаются и намного превышают скорость полимеризации в массе (кривая 4). Полная конверсия мономера достигается за 5 часов.

Рис. 3.1.2. Кривые конверсия-время, полученные при полимеризации стирола в присутствии 1 мас. % ПАВ: 1 - KC(CHOCH2), 2 - KC(COOH), 3 - полимеризация в массе.

На рисунке 3.6 приведены микрофотографии полистирольных микросфер и гистограммы распределения их по размерам. Все синтезированные полимерные суспензии устойчивы в процессе синтеза, но существенно отличаются по значениям диаметров и молекулярных масс. Из таблицы 3.1.3. видно, что в присутствии карбоксил- и эпоксидсодержащего ПАВ образуются полистирольные микросферы с диаметрами 0,55 и 0,70 мкм с узким распределением частиц по размерам.

Таблица 3.1.3. Характеристики полистирольных суспензий, синтезированных в присутствии функциональных кремнийорганических ПАВ.

ПАВ	d, мкм	ж, мВ	Dw / Dn	Mз ·10-5	Содержание коагулюма, %	Устойчивость в KCl, M
KC(CHOCH2)	0,70	-34,7	1,018	1,62	-	0,25
КС(COOH)	0,55	-36,7	1,014	0,31	-	0,20

Изменение диаметров частиц полимерной суспензии в процессе полимеризации стирола в присутствии эпоксид- и карбоксилсодержащего ПАВ приведены в таблицах 3.10 и 3.11.

Микрофотографии частиц и гистограммы распределения их по размерам, полученных на разных стадиях полимеризации стирола в присутствии карбоксил- и эпоксидсодержащего ПАВ, показаны на рисунке 3.7. Видно, что на ранних стадиях конверсии мономера наблюдается узкое распределение частиц по размерам, и диаметры частиц практически не меняются с увеличением конверсии мономера.



Рис. 3.1.3 Микрофотографии частиц полистирольных суспензий и гистограммы распределения их по размерам и по о-потенциалам, полученные в присутствии 1 мас. % 1 - KC(CHOCH2), 2 - KC(COOH).

Таблица 3.1.4. Характеристики полистирольных суспензий, стабилизированных КС(СНОСН 2) на разных стадиях конверсии мономера.

Конверсия стирола, %	d, мкм	Dw / Dn	о, мВ	Содержание коагулюма, %	Устойчивость в KCl, M
10	0,53	1,035	-42,2	-	0,15
20	0,57	1,029	-39,4	-	0,20
30	0,59	1,025	-37,3	-	0,20
50	0,65	1,020	-35,9	-	0,25
100	0,70	1,018	-35,2	-	0,25

Таблица 3.1.5. Характеристики полистирольных суспензий, стабилизированных КС(СOОН) на разных стадиях конверсии мономера.

Конверсия стирола, %	d, мкм	Dw / Dn	о, мВ	Содержание коагулюма, %	Устойчивость в KCl, M
10	0,34	1,032	-41,8	-	0,15
20	0,35	1,039	-39,0	-	0,15
30	0,40	1,027	-37,1	-	0,20
50	0,45	1,015	-36,5	-	0,20
100	0,50	1,014	-36,1	-	0,25

Рис. 3.1.6. Микрофотографии полистирольных частиц и гистограммы распределения их по размерам, полученные в присутствии 1 мас. % KC(COOH) на разных стадиях конверсии стирола: 1) 20%, 2) 100%.

Одним из основных параметров, влияющих на размер частиц полимерной суспензии, является объемное соотношение мономер/водная фаза. На рис. 3.8 на примере эпоксид- и карбоксилсодержащего ПАВ приведены кинетические кривые конверсия-время, полученные при различных объемных соотношениях фаз.

А.

Б.

Рис. 3.1.7. Кривые конверсия-время, полученные при полимеризации стирола в присутствии (а) КС(CHOCH2) и (б) KC(COOH) при объёмном соотношении стирол-водная фаза 1) 1:9, 2) 1:6, 3) 1:4.

Видно, что с увеличением концентрации стирола скорость полимеризации снижается. Полная конверсия мономера достигается за 4-5 часов. Микрофотографии и гистограммы распределения полистирольных частиц по размерам и по о-потенциалам, полученные в присутствии эпоксид- и карбоксилсодержащего ПАВ при разных объемных соотношениях стирол-вода, приведены на рисунке 3.9.

Таблица 3.1.6. Характеристики полистирольных суспензий, стабилизированных КС(CHOCH2) и КC(COOH) при различном объемном соотношении фаз.

ПАВ	Объемное соотношение фаз	d, мкм	Dw / Dn	о, мВ	Мз·10-5	Содержание коагулюма, %	Устойчивость в KCl, M
КС(CHOCH2)	1:9	0,70	1,018	-35,2	3,10	-	0,25
	1:6	0,86	1,023	-34,7	2,39	-	0,25
	1:4	1,10	1,035	-30,2	1,75	-	0,15
КC(COOH)	1:9	0,55	1,015	-36,7	4,20	-	0,20
	1:6	0,73	1,086	-33,5	3,26	-	0,20
	1:4	0,80	1,021	-31,9	2,49	-	0,15

Из таблицы 3.1.6. видно, что с увеличением концентрации мономера диаметр частиц увеличивается до 1,1 мкм, при этом сохраняется узкое распределение частиц по размерам. При дальнейшем увеличении концентрации мономера устойчивость реакционной системы уменьшается.

На рис. 3.8-3.9 приведены микрофотографии частиц полистирольных суспензий и гистограммы распределения их по размерам, полученных при различном соотношении стирол/водная фаза.



Рис. 3.1.8. Микрофотографии полистирольных частиц и гистограммы распределения их по размерам и по о-потенциалам, полученных в присутствии 1 мас. % KC(CHOCH2), 1 мас. % ПСК и объемном соотношении стирол-водная фаза: 1) 1:9; 2) 1:4.



Рис. 3.1.9. Микрофотографии полистирольных частиц и гистограммы распределения их по размерам, полученных в присутствии 1 мас. % KC(COОH), 1 мас. % ПСК и объемном соотношении стирол-водная фаза: 1) 1:9; 2) 1:4.

Известно, что при гетерофазной полимеризации малорастворимых в воде мономеров при увеличении концентрации персульфата калия, обычно используемого в качестве инициатора, скорость полимеризации увеличивается (в степени 0,5), молекулярные массы уменьшаются в степени обратно пропорционально степени 0,5. Кинетические зависимости полимеризациистирола при разных концентрациях инициатора представлены на рисунках 3.10.

а

б

Рис. 3.1.10. Кинетические кривые конверсия-время, полученные при полимеризации стирола в присутствии 1 мас. % (а) KC(CHOCH2) и (б) KC(COOH) при различных концентрациях ПСК, мас. % в расчёте на мономер: 1) 2,0%; 2) 1%; 3) 0,5%.

Таблица 3.1.7. Характеристики полистирольных суспензий, стабилизированных KC(CHOCH2) и KC(COOH) в присутствии различных концентраций ПСК, мас. % в расчёте на мономер.

ПАВ	Концентрация ПСК, %	d, мкм	о, мВ	Dw / Dn	Vn ·107, моль/ л·с	Содержание коагулюма, %	Mз ·10-5	Устойчивость в KCl, M
KC(CHOCH2)	0,5	0,67	-7,6	1,010	1,45	-	5,13	0,25
	1	0,59	-35,2	1,018	1,59	-	1,62	0,25
	2	0,78	-41,0	1,011	4,79	-	0,80	0,25
KC(COOH)	0,5	0,43	-30,1	1,036	5,08	-	4,10	0,20
	1	0,5	-36,7	1,014	6,68	-	1,70	0,20
	2	0,53	-39,5	1,019	12,05	-	0,87	0,20

Рис. 3.1.11. Микрофотографии частиц полистирольных суспензий и гистограммы распределения их по размерам, полученных при различных концентрациях ПСК в присутствии KC(CHOCH2): 1) 0,5%; 2) 2,0%

Рис. 3.1.12. Микрофотографии частиц полистирольных суспензий и гистограммы распределения их по размерам, полученных при различных концентрациях ПСК в присутствии KC(COOH): 1) 0,5%; 2) 2,0%.

Влияние природы инициатора на скорость полимеризации, средние размеры частиц и распределение их по диаметрам было предсказуемым: в присутствии персульфата калия (ПСК) эффективность инициирования и скорость полимеризации выше, чем в присутствии динитрилаазоизомасляной кислоты (ДАК) и перекиси бензоила (ПБ). В таблице 3.14 показаны характеристики полистирольных суспензий, синтезированных в присутствии инициаторов различной природы на примере карбоксилсодержащего ПАВ.

Таблица 3.1.8. Характеристики полистирольных суспензий, полученные в присутствии 1 мас. % KC(COOH) в присутствии 1 мас. % инициаторов различной природы, T=70°C

Инициатор	d, мкм	ж, мВ	Dw / Dn	Содержание коагулюма в суспензии, %	Устойчивость в КCl, М
ДАК	0,67	-21,3	1,028	-	0,20
ПБ	0,70	-20,4	1,037	-	0,20
ПСК	0,65	-21,7	1,045	-	0,20

Частицы полистирольных суспензий характеризуются узким распределением по размерам, их диаметр составляет 0,65, 0,67 и 0,70 мкм, соответственно. Зависимости скорости полимеризации и молекулярной массы полимеров от концентрации маслорастворимых инициаторов близки к обычной, наблюдаемой для радикальной полимеризации. Микрофотографии полистирольных частиц и гистограммы распределения их по размерам приведены на рисунке 3.13.

Рис. 3.1.13. Микрофотографии полистирольных частиц и гистограммы распределения их по размерам, полученные в присутствии 1 мас. % KC(COOH) и 1 мас. % инициатора: 1) ДАК, 2) ПБ, 3) ПСК (T=70°C).

Влияние концентрации ПАВ на кинетические закономерности полимеризации изучали, изменяя его концентрацию от 0,1 до 5,0 мас. %. На рисунке 3.14 приведены кривые конверсия-время, полученные при приполимеризации стирола в присутствии различных концентрацийэпоксид- и карбоксилсодержащего ПАВ при прочих равных условиях.

а

б

Рис. 3.1.14. Кривые конверсия время, полученные при полимеризации стирола в присутствии различных концентраций (а) КС(CHOCH2) и (б) КС(COOH), мас. % в расчете на мономер: 1) 1%, 2) 2%, 3) 5%.

С увеличением концентрации ПАВ до 5 мас. % скорость полимеризации снижается, а молекулярная масса полимера увеличивается. Такой характер влияния ПАВ на кинетические закономерности полимеризации стирола по-видимому связан со снижением диспергирования мономера с увеличением вязкости межфазного слоя, препятствующего диффузии концевых функциональных групп полимера к границе раздела фаз. При всех концентрациях ПАВ сохраняется узкое распределение частиц по размерам.

Таблица 3.1.9. Влияние концентрации КС(CHOCH2) и КС(COOH) на характеристики полистирольных суспензий.

ПАВ	Концентрация ПАВ, %	d, мкм	о, мВ	Dw/Dn	Vn·107, моль/ л·с	Содержание коагулюма, %	Mз· 10-5	Устойчивость в KCl, M
KC(CHOCH2)	0,1	0,61	-35,6	1,041	-	-	-	0,10
	0,5	0,60	-35,9	1,027	-	-	-	0,20
	1	0,59	-37,1	1,018	1,59	-	1,61	0,25
	2	0,52	-11,5	1,012	1,02	-	2,01	0,25
	5	0,57	-9,0	1,011	0,58	-	2,96	0,25
KC(COOH)	0,1	0,65	-26,6	1,040	-	-	-	0,10
	0,5	0,63	-32,3	1,038	-	-	-	0,15
	1	0,50	-36,1	1,026	5,23	-	0,31	0,20
	2	0,50	-23,7	1,014	3,92	-	0,41	0,20
	5	0,55	-15,6	1,114	3,34	-	0,56	0,20

Полученные результаты отличаются от наблюдаемых в присутствии всех типов водорастворимых ПАВ, где увеличение концентрации ПАВ приводит к повышению скорости полимеризации и уменьшению диаметра частиц, и аналогичны зависимостям, приведенным в литературе для нерастворимых в воде ПАВ другого строения.

Следует особо отметить, что полученные полимерные суспензии, характеризующиеся устойчивостью в процессе синтеза, с диаметрами более 0,5 мкм образуются уже при концентрации кремнийорганического ПАВ 0,1 мас. % по сравнению с полимеризацией в присутствии ионогенных ПАВ, где их концентрация требуется не менее 5-6 мас. %.

Рис. 3.1.15. Микрофотографии частиц полистирольных суспензий и гистограммы распределения их по размерам, полученные при различных концентрациях KC(CHOCH2): 1) 0,1 мас.%; 2) 2,0 мас.%; 3) 5,0 мас.%.



Рис. 3.1.16. Микрофотографии частиц полистирольных суспензий и гистограммы распределения их по размерам, полученные при различных концентрациях KC(COOH): 1) 0,1 мас.%; 2) 2,0 мас.%; 3) 5,0 мас.%.

Влияние температуры синтеза в интервале 80-60°С на размер частиц показано в таблице 3.16 на примере полимеризации стирола в присутствии карбоксилсодержащего ПАВ в таблице 3.16.

Таблица 3.1.10. Характеристики полистирольных суспензий, полученные в присутствии KC(COOH) при различных температурах синтеза.

Температура, °С	d, мкм	Dw/Dn	Vn·107, моль/ л·с	Содержание коагулюма, %	Устойчивость в КCl, М
60	0,65	1,045	0,82	-	0,20
70	0,58	1,032	1,06	-	0,20
80	0,55	1,014	2,73	-	0.20

Снижение температуры полимеризации приводит к увеличению диаметров полистирольных микросфер от 0,5 мкм (при 80°С) до 0,65 мкм (при 60°С). Энергия активации Е_а составила 25,6 ккал/моль. Микрофотографии частиц и гистограммы распределения их по размерам приведены на рис. 3.20.

Рис. 3.1.17. Микрофотографии полистирольных частиц и гистограммы распределения их по размерам, полученные в присутствии KC(COOH) при различных температурах синтеза: 1) 60°С, 2) 70°С, 3) 80°С.

По результатам, полученным в данной работе и литературным данным, приведенным выше, был предложен следующий механизм протекания полимеризации. В начальный момент исходная система состоит из раствора кремнийорганического ПАВ в мономере и водной фазы, содержащей растворенный в ней инициатор. Образование эмульсии происходит при диспергировании углеводородной фазы в водной при одновременном инициировании полимеризации. При этом образуется высокодисперсная система, микрокапли которой становятся основным источником ПМЧ.

Так как все элементарные реакции полимеризации протекают в зоне адсорбционных слоев ПМЧ, то естественно предположить, что распределение образующегося полимера неоднородно по объему, и большая его часть в начальный момент времени сосредоточена вблизи поверхности ПМЧ. Образование полимера приводит к вытеснению молекул кремнийорганического ПАВ из объема к поверхности раздела ПМЧ/водная фаза и образованию ПМЧ со структурой ядро-оболочка.

На межфазной границе кремнийорганический ПАВ формирует жидкокристаллическую пленку, лиофилизирующую границу раздела фаз и обладающую реологическими свойствами, необходимыми для реализации структурно-механического барьера по Ребиндеру.

Полученные результаты позволили разработать рецептуру синтеза функциональных полимерных микросфер с диаметрами в интервале от 0,4 до 1,1мкм.

3.2 Дисперсионная полимеризация мономеров

3.2.1 Дисперсионная полимеризация стирола

Дисперсионную полимеризацию стирола и глицидилметакрилата (ГМА) п...