Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последние десятилетия сформировалась новая область фшико-химии полимеров, главной задачей которой является изучение интерполиэлектролнтных реакций (ИПР). Сегодня круг объектов исследований в этой области весьма разнообразен - это синтетические и природные линейные и сетчатые полиэлектролиты (ЛПЭ и СПЭ), коллоидные частицы (полимыла или золи неорганических соединений), ионогенные мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) и белковые макромолекулы. Теория ИПР составляет научную основу ряда важнейших процессов, протекающих в живой природе, а также процессов, являющихся неотъемлемой частью современных технологий. Продукты ИПР - интерполиэлектролитные комплексы (ИПК) -представляют собой широкий класс интерполимерных соединений, которые находят практическое применение для решения экологически задач, а качестве сорбентов, струкгуроебразователей и др. Исследование ИПК линейных синтетических полиэлектролитов с белками открыли новые возможности для использования ИПК в медицине. Созданы теоретические основы новых варианюв биохимического анализа и методов экспресс-диагностики, получения молекулярных дозирующих устройств и лекарственных препаратов пролонгированного действия с применением полиэлектролитов.
В настоящей работе впервые изучены ИПР между сетчатыми полиэлекгролитами и белками - макромолекулами полиамфолитной природы. С одной стороны, явление переноса белков в химически комплементарных гелях является моделью активированного транспорта природных полиионов в биологических средах. С другой стороны, в последние годы большое внимание исследователей привлекают проблемы коллапса сеток, в том числе и при взаимодействии заряженных сеток с полиионами различной природы. И в этой связи изучение особенностей коллапса полиэлектролитных сеток при взаимодействии с белками также представляет несомненный фундаментальный интерес.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состояла в исследовании закономерностей взаимодействия высоконабухших слабосшитых полиэлектролитов с белками, изучении состава и свойств образующихся интерполимерных комплексов, а также факторов, обуславливающих проявление локализованного коллапса при сорбции высоконабухшими гомогенными полиэлектролитными сетками полиионов различной природы.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА Впервые изучены равновесие и механизм интерполимерных реакций СПЭ с белками в водных и водно-солевых средах. Показано, что в широком интервале рН и концентрации низкомолекулярных электролитов сорбция белков из водных растворов противоположно заряженной полиэлектролитной сеткой протекает как активированный транспорт с образованием в фазе геля нового химического соединения - интерполимерного комплекса, состав которого не зависит от состава реакционной смеси и определяется величиной заряда сетки и белка (т.е. рН и ионной силой среды). Взаимодействие СПЭ с белками в водных средах осуществляется как фронтально распространяющаяся ИПР и сопровождается коллапсом сетки. Продукты незавершенных реакций представляют собой двухфазные образцы, внешняя оболочка которых представляет слабонабухший ИПК, а внутренняя часть -высоконабухший исходный гель. Впервые показано, что характер распределения белка в продуктах незавершенных реакций определяется степенью контракции сетки в результате ИПР. Установлены условия получения слоистых композиций, построенных из чередующихся слоев ИПК, включающих различные белки.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Исследованная в работе сорбция белков СПЭ в водных и водно-солевых средах может иметь близкие аналогии с активированным транспортом белков в биологических системах. Подобные системы могут представлять интерес для иммобилизации белков в противоположно заряженных сетках и для дизайна различных структур типа "ядро-оболочка". Это позволяет получить многослойные композиции на основе слабосшитых СПЭ с различной толщиной и свойствами чередующихся слоев ИПК, включающих различные белки или ферменты. Такие композиции могут иметь важное
практическое значение, например, при конструировании полиферментных систем,
диагностических устройствЧ"др.~
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты работы были доложены на международной конференции по фундаментальным наукам "Ломоносов - 95" (Москва, 1995), на 1ой Международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии" (Санкт-Петербург , 1996), на международной конференции "Фундаментачьные проблемы науки о полимерах" (К 90-летию академика В.А.Каргина) (Москва, 1997).
ПУБЛИКАЦИИ По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы ( наименований). Работа изложена на