Синтез полімерних мікрокапсул з інкапсульованими магнітними наночастинками для імобілізації ферменту α-амілази

2017;
: pp. 355-361
1
Lviv Polytechnic National University
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Lviv Polytechnic National University

Полімерні мікрокапсули з ядром на основі парафіну, яке містить капсульовані наночастинки магнетиту,модифіковані олеїновою кислотою, та функціоналізованою полімерною оболонкою були отримані методом “екстракційно-коацерваційного” мікроінкапсулювання. Досліджено вплив параметрів процесу на колоїдно-хімічні властивості (розмір, коефіцієнт полідисперсності, пористість поверхні) синтезованих мікрокапсул. Показано, що використання гетерофункціонального кополімеру в якості оболонки мікрокапсул забезпечує можливість незворотньої іммобілізації ферменту a-амілази та підтверджена її участь в реакції каталітичного розщеплення крохмалю.

Polymeric microcapsules with the core based on paraffin containing magnetite nanoparticles modified by oleic acid and functional polymeric shell were synthesized using the technique of "extraction-coacervation" microencapsulation. The influence of process parameters onto colloidal chemical properties (size, polydispersity index, surface porosity) of synthesized microcapsules was studied. It was shown that the use of heterofunctional copolymer as microcapsule shell allows the possibility of irreversible immobilization of a-amylase enzyme and proved its participation in the reaction of starch catalytic decomposition.

1. Indira T.K., Lakshmi P.K. Magnetic nanoparticles – a review // Int. J. Pharm. Sci. & Nanotechn.-2010.- V.3. -№ 3. – P. 1035-1042. 2. Johnson P.A., Park H.J., Driscoll A.J .Enzyme nanoparticle fabrication: magnetic nanoparticle synthesis and enzyme immobilization // Methods Mol. Biol.- 2011.- V.679.- P. 183-915. 3. Mody V.V., Cox A., Shah S., Singh A., Bevins W., Parihar H. Magnetic nanoparticle drug delivery systems for targeting tumor // App. Nanosci.- 2014.- V.4.- P. 385-392. 4. Dalpozzo R. Magnetic nanoparticle supports for asymmetric catalysts // Green Chem.- 2015.- V.7.- P. 3671-3686. 5. Laurent S., Forge D., Port M., and oth. Magnetic iron oxide nanoparticles: Synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications. // Chem. Rev.- 2008.- V. 108.- P. 2064–2110. 6. Xu J., Sun J., Wang Y., Sheng J. Application of Iron Magnetic Nanoparticles in Protein Immobilization // Molecules 2014.- V. 19.- P. 11465 – 11486. 7. Reddy L. H., Arias J.L., Nicolas J., Couvreur P. Magnetic Nanoparticles: Design and Characterization, Toxicity and Biocompatibility, Pharmaceutical and Biomedical Applications // Chem. Rev.- 2012. V.- 112.- P. 5818–5878. 8. C. Yang, J. Wu, Y. Hou. Fe3O4 nanostructures: synthesis, growth mechanism, properties and applications // Chem. Commun. 2011. V. 47, Iss. 18, P. 5130-5141. 9. N.Q. Wu, et al. Interaction of fatty acid monolayers with cobalt nanoparticles // Nano. Lett. – 2004. – №4, P. 383-386. 10. S. Gu, J. Onishi, Y. Kobayashi, D. Nagao, M. Konno. Preparation and colloidal stability of monodisperse magnetic polymer particles // J. Colloid Interface Sci. – 2005. – №289, P. 419-426. 11. J.-B. Jun, S.-Y Uhm, J.-H. Ryu, K.-D. Suh. Synthesis and characterization of monodisperse magnetic composite particles for magnetorheological fluid materials // Colloids Surf. A – 2005. – №260, P. 157-164. 12. C. Yang, H. Liu, Y. Guan, J. Xing, J. Liu, G. Shan. Preparation of magnetic poly(methylmethacrylate–divinylbenzene–glycidylmethacrylate) microspheres by spraying suspension polymerization and their use for protein adsorption // J. Magn. Magn. Mater. – 2005. – №293, P. 187-192. 13. Mahnaz Mahdavi et al. Synthesis, surface modification and characterisation of biocompatible magnetic iron oxide nanoparticles for biomedical applications // Molecule. – 2013. – № 18(7) – P. 7533-7548. 14. Serdiuk V.O., Melnyk R.I., Borysiuk A.K., Tokarev V.S. Synthesis of polymer microcapsules with encapsulated magnetic Fe3O4 nanoparticles // Visn. Nats. Univ. "Lvivska Polytechnica".- 2016.- №841.- P.419-427. 15. Socrates G. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies: Tables and Charts / G. Socrates.- Chichester: Wiley & Sons, 2004.- 347 p.