Исследование адсорбции энантиомеров гистидина на углеродных нанотрубках в водном растворе на основе различных моделей адсорбции

  • Динь Туан Ле Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
  • Елена Васильевна Бутырская Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
  • Александр Анатольевич Волков Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
  • Андрей Сергеевич Гнеушев Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
Ключевые слова: энантиомеры гистидина, углеродные нанотрубки, адсорбция.

Аннотация

Работа посвящена изучению адсорбции энантиомеров гистидина углеродными нанотрубками из водного раствора при 25°С. Для описания изотерм использованы модели Ленгмюра, БЭТ и кластерная модель адсорбции. В качестве аминокислот использованы энантиомеры гистидина производителя Sigma Aldrich, в качестве адсорбента – углеродные нанотрубки марки mkNANO MKN-SWCNT S1 (Канада). Построение изотерм осуществлено методом переменных концентраций. При этом использованы методы ультразвукового диспергирования, центрифугирования, спектрофотометрии. Изотермы имеют два плато и относятся к IV типу по классификации IUPAC. Модель Ленгмюра в области первого плато (0≤Ce≤0.018 моль/дм3) и модель БЭТ для всей области концентраций 0≤Ce≤0.04 моль/дм3) лишь приближенно согласуются с экспериментальной изотермой. Кластерная модель адсорбции обеспечивает очень хорошее согласование теории и эксперимента (R2=0.996 и R2=0.999). На основе модели кластерной адсорбции показано, что L- и D-гистидин сорбируются на поверхности нанотрубки в форме мономеров и кластеров размерности 13 (L-) и 9 (D-гистидин).

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Динь Туан Ле, Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия

аспирант кафедры аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж

Елена Васильевна Бутырская, Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия

д.х.н., проф. каф. аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж

Александр Анатольевич Волков, Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия

студент кафедры аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж

Андрей Сергеевич Гнеушев, Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия

 студент кафедры аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж.

Литература

Rakov E.G. Carbon nanotubes in new materials. Russ. Chem. Rev. 2013; 82(1): 27-47. https://doi.org/10.1070/RC2013v082n01ABEH004227

Dai H., Hafner J.H., Rinzler A.G. et al. Nanotubes as nanoprobes in scanning probe microscopy. Nature. 1996; 384: 147-150. https://doi.org/10.1038/384147a0

Zhai P., Isaacs J.A., Eckelman M.J. Net energy benefits of carbon nanotube applications. Appl. Energy. 2016; 173: 624-634. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.04.001

Zhuang L., Chen K., Corrine D. et al. Drug Delivery with Carbon Nanotubes for In vivo Cancer Treatment. Cancer. Res. 2008; 68: 6652-6660. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-08-1468

Karimi M., Solati N., Ghasemi A. et al. Carbon nanotubes part II: a remarkable carrier for drug and gene delivery. Expert Opinion on Drug Delivery. 2015; 12(7): 1089-1105. https://doi.org/10.1517/17425247.2015.1004309

Hossen S., Hossain M.K., Basher M.K. et al. Smart nanocarrier-based drug delivery systems for cancer therapy and toxicity studies: A review. Journal of Advanced Research. 2019; 15: 1-18. https://doi.org/10.1016/j.jare.2018.06.005.

Foo K.Y., Hameed B.H., Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal. 2010; 156(1): 2-10. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.09.013

Ebadi A., Soltan Mohammadzadeh J.S., Khudiev A. What is the correct form of BET isotherm for modeling liquid phase adsorption? Adsorption. 2009; 15(1): 65-73. https://doi.org/10.1007/s10450-009-9151-3

Butyrskaya E.V., Zapryagaev S.A., Izmailova E.A. Cooperative model of the histidine and alanine adsorption on single-walled carbon nanotubes. Carbon. 2019; 143: 276-287. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.10.086

Le D.T., Butyrskaya E.V., Eliseeva T.V. Sorption Interaction between Carbon Nanotubes and Histidine Enantiomers in Aqueous Solutions. Russ. J. Phys. Chem. 2021; 95(11): 2280-2286. https://doi.org/10.31857/S004445372111011X.

Dalgliesh C. The synthesis of N′-formyl-DL-kynurenine, Nα-acetyl-DL-kynurenine and related compounds, and observations on the synthesis of kynurenine. J. Chem. Soc. 1952; 29: 137-141. https://doi.org/10.1039/jr9520000137.

Badamshina E.R., Gafurova M.P., Estrin Y.I. Modification of carbon nanotubes and synthesis of polymeric composites involving the nanotubes. Russ. Chem. Rev. 2010; 79(11): 1027-1064. https://doi.org/10.1070/RC2010v079n11ABEH004114

Seongjun P., Deepak S., Kyeongjae C. Generalized Chemical Reactivity of Curved Surfaces: Carbon Nanotubes. Nano Letters. 2003; 3(9): 1273-1277. https://doi.org/10.1021/nl0342747

Gulseren O., Yildirim T., Ciraci S. Tunable Adsorption on Carbon Nanotubes. Phys. Rev. Letters. 2001; 87(11): 1-4. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.116802

Schaefer D.W., Justice R.S. How Nano Are Nanocomposites? Macromolecules. 2007; 40(24): 8501-8517. https://doi.org/10.1021/ma070356w

Rakov E.G., Materials made of carbon nanotubes. The carbon nanotube forest. Russ. Chem. Rev. 2013; 82(6): 538-566. https://doi.org/10.1070/RC2013v082n06ABEH004340

Berthod A. Chiral Recognition Mechanisms. Anal. Chem. 2006; 78(7): 2093-2099. https://doi.org/10.1021/ac0693823

Butyrskaya E.V., Zapryagaev S.A., Izmailova E.A., Selemenev V.F. Mechanism of Sorption Interaction between L-Alanine and Carbon Nanotubes. Russ. J. Phys. Chem. 2019; 93(4): 710-716. https://doi.org/10.1134/S0036024419040071

Butyrskaya E.V., Izmailova E.A., Le D.T. Understanding structure of alanine enantiomers on carbon nanotubes in aqueous solutions. Journal of Molecular Structure. 2022; 1259(132616): 1-9. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.132616

Butyrskaya Е.V., Zapryagaev S.А., Cluster model of the step-shaped adsorption isotherm in metal-organic frameworks. Microporous and Mesoporous Materials. 2021; 322(111146): 1-10. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2021.111146

Опубликован
2022-07-25
Как цитировать
Ле, Д. Т., Бутырская, Е. В., Волков, А. А., & Гнеушев, А. С. (2022). Исследование адсорбции энантиомеров гистидина на углеродных нанотрубках в водном растворе на основе различных моделей адсорбции. Сорбционные и хроматографические процессы, 22(3), 235-242. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9330