Лаборатория ВОС

Друзья, делимся свежей публикацией Supramolecular Catalytic Systems Based on Alkyltriphenylphosphonium Bromides and Polyethyleneimine в Russian Journal of General Chemistry! 🧪

Казалось бы, смешать два положительно заряженных компонента — катионное ПАВ (алкилтрифенилфосфоний бромид, ТФФБ) и полиэтиленимин (ПЭИ) — это гарантированное электростатическое отталкивание. Но мы решили проверить, смогут ли они преодолеть этот барьер и создать эффективную супрамолекулярную каталитическую систему для гидролиза токсичных фосфорорганических соединений, лежащих в основе многих пестицидов.

Аргументы за: полиэтиленимин в водном растворе создает рН выше 10, поэтому степень протонирования аминогрупп очень мала. Это слабый полиэлектролит. А трифенилфосфониевый катион имеет делокализованный заряд. Так что не такой уж большой между ними антагонизм, подумали мы. И не ошиблись.

📊 Ключевые результаты работы:
• Длина хвоста решает все. Результаты
показали, что поведение смешанных систем в значительной степени зависит от длины алкильной цепи ПАВ. Низшие гомологи (TФФБ-10 и TФФБ-12) демонстрируют характер агрегации, близкий к поведению индивидуальных ПАВ, тогда как высшие гомологи (ТФФБ-14, ТФФБ-16 и ТФФБ-18) образуют смешанные агрегаты полимера с ПАВ.
• Рекордное ускорение реакции. Для более гидрофобного субстрата скорость гидролиза в системе ТФФБ-18–ПЭИ возрастает в 500 раз! Это существенно превышает каталитический эффект, который проявляет каждое из веществ по отдельности.

Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться на сайте журнала!
Будем благодарны за ваше внимание и цитирование! ☺️

#проПАВинетолько #двигаемнауку

Наш канал в МАХ

В своих работах мы чаще всего используем амфифилы с длиной углеводородного радикала от C10 до C18 и сохраняем бромидный противоион. Почему бромид? 🤔 Для нас это оптимальный вариант сразу с нескольких позиций: он удобен с синтетической точки зрения, обеспечивает подходящую степень связывания и позволяет сравнивать основные параметры систем — критическую концентрацию мицеллообразования, адсорбционные и термодинамические характеристики 📊. Поэтому все, что за пределами нашей идеальной Вселенной, будоражит воображение ✨🌌. Амфифилы со сверхдлинными углеводородными радикалами встречаются в литературе, но чаще всего речь идет про бетаиновые ПАВ.

Сегодня в рубрике #читальныйзал – статья «Effect of Inorganic Counterions on the Self-Assembly Behavior and Rheological Properties of Ultralong-Chain Cationic Surfactant», которая опубликована в журнале Langmuir 📖. Авторы систематически исследуют влияние ряда неорганических противоионов (Cl⁻, Br⁻, NO₃⁻ и I⁻) на процессы самосборки и реологические свойства водного раствора докозил(триметил)азания хлорида, DCTAC (в общем, моя жизнь разделилась на «до» и «после» 😅, теперь я знаю, что докозан – алкан с неразветвленной цепью атомов углерода с формулой C22H46).

Что показали авторы? 👇🔬

🔹 Все четыре противоиона улучшают реологические свойства системы, однако количество добавляемой соли, необходимое для достижения максимальной вязкости, существенно различается: Cl⁻ (80 экв.) > Br⁻ (6 экв.) > NO₃⁻ (3 экв.) > I⁻ (1 экв.) 📉📈

🔹 С помощью криогенной просвечивающей электронной микроскопии авторы визуализировали червеобразные мицеллы в системах с NaBr, NaNO3 и NaI 🔍

🔹 Среди исследованных анионов именно I⁻ обеспечивает формирование наиболее прочной упругой сетки и демонстрирует наиболее высокую термостабильность 🔥💪

Авторы связывают это с более высоким сродством I⁻ к поверхности мицелл по сравнению с Br⁻. То есть замена противоиона заметно влияет не только на параметры самоорганизации, но и на макроскопические свойства системы 🧪. Так что, если уж и уходить от брома, то только к йоду (особенно для решения технологических задач в жестких условиях) 🏭🔥

#проПАВинетолько
#ВОСрекомендует
Наш канал в МАХ

Коллеги, сегодня хотим познакомить вас с новым научно-популярным подкастом "неоФИЦиальный рассКаз" от молодых учёных ФИЦ КазНЦ РАН.
Встречайте! ⤵️

🎙 Наука официальная. Разговор — нет.

В каждом выпуске — живые разговоры с живыми учеными, исследователями и инженерами. Мы обсуждаем не только науку и технологии, но и то, что обычно остается за кадром: неожиданные факты, рабочие трудности, провалы и успехи.

👉 Заходите в нашу группу ВК

Если какой-то выпуск особенно тронет ваше сердце — авторы будут рады лайкам и комментариям!

Поддержим молодую науку вместе ❤️

#ВОСрекомендует
Наш канал в МАХ

🎂 30 сентября свой день рождения отмечает Жан-Мари Лен – французский ученый с мировым именем, нобелевский лауреат🏅, один из основоположников супрамолекулярной химии 🧪. Его работы сыграли ключевую роль в становлении направления, в центре которого оказались нековалентные взаимодействия, молекулярное распознавание, самоорганизация и самосборка. Сам Лен в своей Нобелевской лекции определял супрамолекулярную химию как химию организованных систем, возникающих при объединении молекул, удерживаемых межмолекулярными взаимодействиями.

⚗️ Научная биография Жан-Мари Лена началась с органической химии, но к концу 1960-х годов его интерес сместился к макроциклическим соединениям. В 1969 году вместе с Бернаром Дитрихом и Жан-Пьером Соваже он опубликовал две работы, посвященные макроциклическим и макробициклическим соединениям: Diaza-polyoxa-macrocycles et macrobicycles и Les Cryptates. Особое место в этих исследованиях заняли криптанды – трехмерные молекулярные рецепторы с внутренней полостью, способные избирательно связывать катионы. В отличие от краун-эфиров, криптанды имеют не плоскую, а объемную структуру, благодаря чему способны полностью окружать катион. Размер полости при этом определял, какой именно ион будет связываться наиболее эффективно. Позднее Лен писал, что именно исследования криптандов стали отправной точкой его работ, которые в дальнейшем привели к формированию супрамолекулярной химии.
🏆 В 1987 году Жан-Мари Лен вместе с Дональдом Крамом и Чарльзом Педерсеном получил Нобелевскую премию по химии «за разработку и использование молекул со структурно-специфическими взаимодействиями высокой селективности».

🏛 Жан-Мари Лен и Казань

🛬 В сентябре 2003 года Лен приехал в Казань на XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, где выступил с пленарным докладом. Его лекция была посвящена эволюции и самоорганизации химической материи с точки зрения супрамолекулярной химии. В июне 2005 года Лен вновь приехал в Россию. В рамках франко-российского симпозиума по супрамолекулярной химии в Москве была подписана конвенция о создании научного объединения SupraChem «Супрамолекулярные системы в химии и биологии» 🤝. В объединение вошел и Казанский государственный университет (КФУ). А 16 июня 2006 года Жан-Мари Лен был избран почетным профессором КФУ. В 2009 году Казань принимала V Международный симпозиум по супрамолекулярной химии, посвященный, в частности, 70-летию самого ученого. Среди организаторов были РАН, Академия наук Татарстана, КФУ, ИОФХ им. А.Е. Арбузова и SupraChem.

🔬 Для нашей лаборатории эта история имеет особое значение: супрамолекулярная химия и процессы самоорганизации – важная часть наших исследований. Поэтому сегодня нам особенно интересно вспомнить ученого, который одним из первых предложил смотреть на химическую систему не только как на совокупность отдельных молекул, но и как на результат их взаимодействия. И, пожалуй, именно поэтому его определение супрамолекулярной химии оказалось таким емким: химия – за пределами молекулы.

#проПАВинетолько
Наш канал в МАХ

✨Дорогие друзья, мы здесь уже писали, что используем ПАВ для модификации липидных наноконтейнеров. Даже в небольших пропорциях катионные ПАВ обеспечивают направленный транспорт липосом к клеткам. А можно ли, подбирая структуру ПАВ, повлиять на локализацию наноконтейнеров внутри клетки?
 
❓Именно с этого вопроса началась наша работа, посвящённая модификации липосом имидазолиевыми ПАВ для митохондриально-ассоциированной доставки лекарств. Почитать можно тут.
 
📊Митохондрии играют ключевую роль в клеточном метаболизме и регуляции апоптоза, поэтому их рассматривают как перспективную мишень для противоопухолевой терапии. В нашей работе мы исследовали серию гидроксипропильных имидазолиевых ПАВ в качестве функциональных модификаторов липосомальных систем для придания им митохондриальной направленности.
 
В работе показано:
 
✅Имидазолиевые ПАВ с гидроксипропильным фрагментом характеризуются более низкими критическими концентрациями мицеллообразования по сравнению с нефункционализированными аналогами.
 
✅С их использованием были получены стабильные липосомы размером 40–100 нм с положительным поверхностным зарядом и длительной коллоидной стабильностью
 
✅Включение имидазолиевых ПАВ в липидный бислой позволило снизить их неспецифическую токсичность, сохранив активность в отношении опухолевых клеток.
 
✅Для липосом, модифицированных ПАВ с додецильным радикалом, была обнаружена повышенная митохондриально-ассоциированная локализация по сравнению с немодифицированными липосомами.
 
✅Эксперименты с JC-1 и каспазами дали результаты, согласующиеся с нарушением митохондриальной функции и вовлечением внутреннего пути апоптоза.
 
✅Кроме того, мы исследовали возможность загрузки липосом доксорубицином. Полученные системы обеспечивали более продолжительное высвобождение препарата, повышенное клеточное поглощение и улучшенную противоопухолевую активность в отдельных опухолевых клеточных линиях при, в целом, сниженной токсичности для нормальных клеток.
 
Таким образом, в работе нам удалось связать несколько уровней — от молекулярной архитектуры и самоорганизации ПАВ до свойств липосом и их биологического действия.

#проПАВинетолько
#НашиПубликации

Наш канал в МАХ

🔥 На этой неделе наш конференц-фест продолжается в Уфе на Всероссийской конференции со школой молодых ученых, посвященной 75-летию Уфимского Института химии УФИЦ РАН:

🧪 «Химия и новые материалы: фундаментальные исследования и технологии»

📌 С дистанционным пленарным докладом выступила зав. лабораторией профессор Захарова Люция Ярулловна
🗣 «Дизайн полифункциональных наноматериалов на основе амфифильных соединений»

📌 А для очного устного выступления в Уфу поехал аспирант 3-го года обучения Бекренев Дмитрий
🗣 «Системы доставки лекарственных веществ на основе ниосом, модифицированных пиперидиниевыми ПАВ»

✅ Оба доклада представлены в рамках гранта РНФ № 24-13-00301

👀 Мы следим за актуальными трендами, фокус нашего внимания направлен на восток!
🚀 В ноябре ожидается мощный десант наших коллег на Урале.
📲 Поэтому не переключайтесь!

#проПАВинетолько
#конференции
#двигаемнауку
#нашатема

Наш канал в МАХ