Оцінка адсорбції пептидів на діоксиді титану за допомогою флуоресцентного аналізу
Адгезія пептидів на поверхні ТІО2. Оцінка зв'язування білка з поверхнею діоксиду титану та покриття поверхні за фізіологічних умов. Адсорбційні та емісійні спектри пептиду. Визначення концентрації пептидів у розчинах за інтенсивністю флуоресценції.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.03.2024 |
| Размер файла | 309,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оцінка адсорбції пептидів на діоксиді титану за допомогою флуоресцентного аналізу
Прокіпчук Ірина Віталіївна, провідна фахівчиня навчальної лабораторії кафедри хімії, Микитин Ігор Михайлович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри хімії, Бедрій Мар'яна Василівна, магістрантка 2-го року навчання, Підгірна Марія Ярославівна, магістрантка 2-го року навчання, Кафедра хімії Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Нещодавно Європейське агентство з безпеки харчових продуктів (EFSA) рекомендувало припинити використання діоксиду титану (ТіО2) [1] в якості харчової добавки через потенційні канцерогенні ефекти. Проте, він все ще широко використовується в лікарських засобах як наповнювач, що захищає діючу речовину від ультрафіолетового випромінювання і надає пігулкам привабливого білого кольору. Тому зараз є доречним більш глибоке вивчення взаємодії ТІО2 з людським організмом та біологічними тканинами. В цій роботі ми представляємо покращений підхід для аналізу адсорбції пептидів на поверхні діоксиду титану.
Для вимірювання сорбції органічних сполук на ТІО2 зазвичай використовують спектрофотометричні методи. Однак вони можуть бути недостатньо чутливими для вивчення сорбції пептидів. Пептиди поглинають світло лише в діапазоні 220-280 нм, що призводить до проблем з розсіюванням світла в присутності навіть незначної кількості ТІО2. Для подолання цієї проблеми можна використовувати пептиди, ковалентно мічені органічними барвниками, які мають більший коефіцієнт поглинання і довшу довжину хвилі. Однак, через більший розмір молекул пептидів порівняно з органічними барвниками, приєднання однієї молекули барвника до пептиду може не забезпечити такого ж рівня точності визначення концентрації, як у випадку з органічними барвниками [2].
Щоб подолати це обмеження, ми застосували більш чутливий метод детектування: флуоресценцію. Для цього ми використовували пептид, ковалентно модифікований флуоресцентним барвником флуоресцеїном, для розробки та валідації методу кількісного визначення сорбції пептидів на TiO2 на основі флуоресценції. Цей метод показав хорошу чутливість, що дозволило нам кількісно оцінити зв'язування білка з поверхнею ТІО2 та оцінити покриття поверхні за фізіологічних умов.
Зразки мезопористого TiO2 готували золь-гель методом з тетрахлориду титану, з висушуванням осаду при 120 °С [3]. Пептид послідовності Fl- GKVVIKIAKIA був синтезований за допомогою твердофазного пептидного синтезу з Fmoc-амінокислот та мічений 5(6)-карбоксифлуоресцеїном по N-кінцю. Після чого пептид очищали за допомогою ВЕРХ (RP-C8, ацетонітрил/вода). Безпосередньо перед експериментом чистоту пептиду та повноту мічення перевіряли за допомогою обернено-фазової ТШХ.
Інтенсивність флуоресценції вимірювали за допомогою спектрофлуорофотометра Shimadzu RF-5301 PC з довжиною хвилі збудження 470 нм і діапазоном випромінювання 500-650 нм (рис. 1). Інтенсивність випромінювання була скоригована на базову лінію та розсіювання світла, а для розрахунків використовували флуоресценцію при 530 нм. Для перерахунку інтенсивності флуоресценції в концентрацію пептиду використовували калібрувальну криву.
Рис. 1. Нормалізовані адсорбційні та емісійні спектри міченого пептиду
Адсорбцію пептидів вимірювали в нейтральних буферних (фосфатний буфер), що містили 0, 150, 300 мМ NaCl. Ці умови були обрані для того, щоб охопити діапазон іонних сил від фізіологічного рівня (~150 мМ NaCl) до вищих і нижчих значень. Розчини пептидів з концентраціями від 1 до 100 мг/л інкубували з TiO2 (5 мг на мл розчину) в мікроцентрифужних пробірках протягом 4 годин з періодичним струшуванням. Після цього пробірки центрифугували, а розчини пептидів, що не поглинулися, переносили в порожні пробірки.
Концентрацію пептидів у цих розчинах визначали за інтенсивністю флуоресценції. Частку поглиненого пептиду (E) та адсорбційну ємність (qe) розраховували за формулами (1) і (2):
де: qe - адсорбційна ємність, в мг пептиду на 1 г сухого адсорбенту (мг/г);
Co та Ce - початкова та рівноважна концентрації пептиду в розчині (мг/л), відповідно; V - об'єм розчину пептиду (1 мл); m - маса адсорбенту (5 мг).
Рис. 2. Криві адсорбції пептиду на поверхні ТіО2 за різних концентрацій солі в звичаних (зліва) та лінеаризованих згідно моделі Ленгмюра координатах
Адгезія пептидів до поверхні TiO2 має відносно слабку спорідненість, порівнянну з адгезією малих молекул. Однак за фізіологічних умов покриття поверхні при високих концентраціях пептиду наближається приблизно до половини максимального значення (рис. 2).
Флуоресцентний метод, застосований у цьому дослідженні, дозволяє дослідити зв'язування пептидів з поверхнею сорбенту за низьких концентрацій пептидів і малих об'ємів зразків. Цей метод пропонує цінне поєднання надійного зчитування, швидкого часу вимірювання та економічної ефективності, що робить його дуже привабливим для майбутніх досліджень пептидної адгезії.
пептид діоксид титан адсорбційний
Список використаних джерел
1. Boutillier S., Fourmentin S., Laperche B. (2022) History of titanium dioxide regulation as a food additive: a review. Environmental Chemistry Letters, 20(2), 1017-1033
2. Mironyuk I., Myslin M., Lapchuk I., Tatarchuk T., Olkhovyy O. (2021) Adsorption of azo dye Congo red on the Sn-doped TiO2 surface. Physics and Chemistry of Solid State, 22(3), 561-567.
3. Mironyuk I., Danyliuk N., Turovska L., Mykytyn I. (2022) Structural, morphological and photocatalytic properties of TiO2 obtained by thermolytic decomposition of the [ТІ(ОН2)6]3+-3СГ aquacomplex. Physics and Chemistry of Solid State, 23(4), 741-755.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Адсорбція як процес концентрування газоподібної або розчиненої речовини на поверхні розділу фаз. Роль та значення робіт Т.Є. Ловіца та Н.Д. Зелінського у відкритті методу адсорбції. Різновиди адсорбентів. Хроматографічний метод аналізу адсорбції речовин.
презентация [961,3 K], добавлен 16.10.2014Основи теорії атмосферної корозії. Гальванічний спосіб нанесення цинкового покриття. Лакофарбові покриття. Методи фосфатування поверхні перед фарбуванням. Методика визначення питомої маси, товщини, адгезійної міцності та пористості. Розрахунок витрат.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.03.2013Фотометричне визначення вуглеводів з антроновим реагентом та пікриновою кислотою. Дослідження етанолу на визначення цукрів. Вплив етанолу на визначення цукрів з антроновим реагентом. Оцінка збіжності, відтворюваності та правильності результатів аналізу.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.09.2010Розробка дільниці функціонального покриття індієм. Доведення необхідності електрохімічного знежирення і хімічного травлення у розчині хлоридної кислоти з інгібіторм. Осадження покриття в пірофосфатному електроліті індіювання. Визначення витрат хімікатів.
курсовая работа [121,4 K], добавлен 05.06.2011Умови хроматографічного аналізу: обладнання, рухома та нерухома фаза, детектори. Критерії, що характеризують хроматографічний процес. Методика проведення аналізу: ідентифікація, кількісне визначення, контроль домішок, коректування хроматографічних умов.
курсовая работа [382,2 K], добавлен 24.10.2011Поняття та класифікація методів кількісного аналізу. Загальна характеристика та особливості гравіметричного аналізу. Аналіз умов отримання крупно кристалічних і аморфних осадів. Технологія визначення барію, заліза та алюмінію у їх хлоридах відповідно.
реферат [19,5 K], добавлен 27.11.2010Швидкість хімічної реакції. Залежність швидкості реакції від концентрації реагентів. Енергія активації. Вплив температури на швидкість реакції. Теорія активних зіткнень. Швидкість гетерогенних реакцій. Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра.
контрольная работа [125,1 K], добавлен 14.12.2012Дослідження корозійної поведінки сталі в водних розчинах на основі триполіфосфату натрію з подальшим нанесенням конверсійних антикорозійних покриттів потенціодинамічним та потенціостатичним методами. Електрохімічне моделювання атмосферної корозії.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 24.03.2013Методика фотометричного визначення поліфосфатів, фосфору загального і розчинених ортофосфатів (фосфат-іонів) у перерахунку на РО4 у пробах питних, природних і стічних вод при масових концентраціях. Обчислення та оцінка результатів вимірювання.
методичка [153,4 K], добавлен 10.11.2013Характеристика та застосування мінеральних вод. Розгляд особливостей визначення кількісного та якісного аналізу іонів, рН, а також вмісту солей натрію, калію і кальцію полуменево-фотометричним методом. Визначення у воді загального вмісту сполук феруму.
курсовая работа [31,1 K], добавлен 18.07.2015Основні фактори, що визначають кінетику реакцій. Теорія активного комплексу (перехідного стану). Реакції, що протікають в адсорбційній області. Хімічна адсорбція як екзотермічний процес, особливості впливу на нього температури, тиску та поверхні.
контрольная работа [363,1 K], добавлен 24.02.2011Визначення концентрації парів легких органічних сполук при їх спільній присутності в газових викидах на промислових підприємствах методом капілярної газорідинної хроматографії. Аналітичний огляд методів визначення мікрокількостей акролеїну в повітрі.
курсовая работа [967,0 K], добавлен 04.06.2015Характеристика та особливості застосування мінеральних вод, принципи та напрямки їх якісного аналізу. Визначення РН води, а також вмісту натрію, калію та кальцію. Методи та етапи кількісного визначення магній-, кальцій-, хлорид – та ферум-іонів.
курсовая работа [40,4 K], добавлен 25.06.2015Атомно-абсорбційний аналіз - метод кількісного елементного аналізу по атомних спектрах поглинання (абсорбції) рідини. Принципова схема полум'яного атомно-абсорбційного спектрометра. Визначення деяких токсичних елементів за допомогою даного методу.
курсовая работа [193,5 K], добавлен 22.05.2012Етапи попереднього аналізу речовини, порядок визначення катіонів та відкриття аніонів при якісному аналізі невідомої речовини. Завдання кількісного хімічного аналізу, його методи та типи хімічних реакцій. Результати проведення якісного хімічного аналізу.
курсовая работа [26,4 K], добавлен 22.12.2011Хімічні та фізичні властивості алкалоїдів, їх виявлення у тому чи іншому об'єкті за допомогою групових і специфічних реакцій. Використання ядерного магнітного резонансу (ЯМР) для ідентифікації та вивчення речовин. Основні параметри ЯМР-спектроскопії.
реферат [314,5 K], добавлен 22.04.2014Апробація варіанту методики визначення йодиду і йоду при спільній присутності з паралельних проб за допомогою використання електрохімічного окислення. Визначення втрати продуктів електромеханічного окислення за відсутності комплексоутворюючих іонів.
курсовая работа [82,5 K], добавлен 25.06.2011Проведення видів аналізу за прийнятою методикою без попереднього поділу компонентів. Визначення густини з використанням ареометра, температури плавлення, краплепадіння, температури спалаху і самозаймання, кінематичної в’язкості віскозиметром Оствальда.
курс лекций [117,7 K], добавлен 27.11.2010Вивчення можливості визначення спектрофотометрії йодату і перйодату при спільній присутності за допомогою використання редокс-реакції. Апробація варіанту спільного окислення йодату і пейодату на платиновому електроді. Міра окислення індивідуальних іонів.
дипломная работа [647,9 K], добавлен 25.06.2011Характеристики досліджуваної невідомої речовини, методи переведення її в розчин, результати якісного аналізу, обґрунтування і вибір методів і методик кількісного аналізу. Проба на розчинність, визначення рН отриманого розчину, гігроскопічність речовини.
курсовая работа [73,1 K], добавлен 14.03.2012
