Анотація до роботи:

Нечипор О.В. Вплив адсорбованих молекул на гідратаційні властивості кремнезему та сироваткового альбуміну людини. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика та хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України, Київ, 2007.

Дисертація присвячена дослідженню особливостей впливу хімічного (гексаметилдісилазаном) чи адсорбційного (фенольними сполуками) модифікування поверхні кремнезему на його гідратаційні властивості, а також вивченню гідратаційних властивостей вільного (чи адсорбованого на поверхні кремнезему) сироваткового альбуміну людини в присутності органічних розчинників.

Вперше здійснено порівняння теплот змочування кремнезему у воді, одержаних класичним методом (мікрокалориметрією), з поверхневою енергією міжфазної води, яку розраховано за даними ¹Н ЯМР спектроскопії, і встановлено чітку кореляцію цих величин для частково гідрофобізованого кремнезему. Проведено дослідження гідратаційних властивостей кремнезему в залежності від концентрації хімічно прищеплених триметилсилільних груп.

Досліджено гідратаційні властивості кремнезему при адсорбційному модифікуванні його поверхні одноядерними (флороглюцин, галова кислота) та біядерними (1,5- та 1,6-діоксинафталіни) фенольними сполуками.

Визначено гідратаційні характеристики сироваткового альбуміну людини у вільному та адсорбованому на поверхні кремнезему станах в присутності органічних розчинників.

1. Вперше показано, що міжфазна енергія модифікованих кремнеземів, визначена за допомогою методу ¹Н ЯМР спектроскопії, добре корелює з величиною теплоти змочування, одержаною методом мікрокалориметрії.

2. Встановлено, що для кремнеземів в водному середовищі не спостерігається симбатної залежності між кількістю центрів утворення водневих зв’язків води з поверхнею і товщиною гідратного шару в широкому діапазоні (0 – 40 %) заміщення силанольних груп на алкільні. Максимальна товщина гідратної оболонки частинок кремнезему фіксується при мінімальному ступені хімічного модифікування поверхні, а помітне зменшення товщини гідратного шару спостерігається при заміщенні більше, ніж 40 % поверхневих гідроксильних груп кремнезему, коли частинки перестають змочуватись водою.

3. Виявлено, що енергія взаємодії поверхні композитів з водою змінюється немонотонно із зростанням кількості модифікатора при модифікуванні поверхні кремнезему слаборозчинними в воді фенольними сполуками. Зокрема, для галової кислоти і 1,5-діоксинафталіну максимальна енергія взаємодії спостерігається при певній, фіксованій поверхневій концентрації модифікатора.

4. Показано, що гідратаційні властивості кремнеземів модифікованих фенольними сполуками збільшуються при наявності співрозмірності гідратних комплексів з параметрами кристалічної гратки льоду. Саме це спричиняє появу максимумів на залежності міжфазної енергії від концентрації модифікатора.

5. Встановлено, що при збільшенні кількості модифікатора 1,5-діоксинафталіну на поверхні кремнезему, величина в’язкості змінюється немонотонно і відбувається зсув піків розподілу енергії зсуву в’язкості в бік високих або низьких енергій, в залежності від товщини шару збурення води, що корелює з даними ЯМР спектроскопії.

6. Вперше методом ¹Н ЯМР спектроскопії досліджено вплив органічних речовин на гідратацію глобул сироваткового альбуміну людини і встановлено, що в присутності хлороформу чи бензолу значна кількість зв’язаної води переходить у слабо асоційований стан, тобто взаємодія з білковою молекулою відбувається по механізму гідрофобної гідратації. При цьому спостерігається різке зменшення об’єму заповнених водою порожнин з радіусом 0,5 нм і, відповідно, зростання об’єму порожнин з радіусом 0,8-10 нм, що свідчить про конформаційні перетворення в білковій молекулі.

Публікації автора:

1. Gun’ko V.M., Turov V.V., Bogatyrev V.M., Charmas B., Skubiszewska-Ziba J., Leboda R., Pakhovchishin S.V., Zarko V.I., Petrus L.V., Stebelska O.V. (Nechypor O.V.), Tsapko M.D. Influence of partial hydrophobization of fumed silica by hexamethyldisilazane on interaction with water // Langmuir, 2003. – V. 19, No. 26. – P. 10816-10828.

Здобувачем досліджені гідратаційні властивості високодисперсного кремнезему модифікованого гексаметилдісилазаном методом ¹Н ЯМР спектроскопії і методом мікрокалориметрії в залежності від кількості прищеплених тетраметилсилільних груп і розроблено методологічні підходи для застосування ¹Н ЯМР спектроскопії у визначенні гідрофобно-гідрофільних властивостей модифікованих кремнеземів у водних середовищах.

2. Стебельская О.В. (Нечипор O.В.), Барвинченко В.Н., Туров В.В., Чуйко А.А. Влияние галловой кислоты, импрегнированной на поверхности высокодисперсного кремнезема, на связанную воду в водных суспензіях // ДАН України, 2005. – № 5. – С. 126-131.

Здобувачем одержано нанокомпозити ВДК/ГК за допомогою методу імпрегнації з спиртового розчину та досліджено вплив концентрації модифікатора на гідратаційні властивості нанокомпозиту, оцінено міжчастинкові взаємодії і показано ступінь заповнення силанольних груп поверхні кремнезему.

3. Gun’ko V.M., Turov V.V., Barvinchenko V.N., Bogatyrev V.M., Turov A.V., Shulga O., Stebelska O.V. (Nechypor O.V.), Pokrovsky V.A., Leboda R., Sukretny V.G., Nychiporuk Y.M., Gornikov Yu.I., Chuikov B.A., Ptushinskii Y.G. Characteristics of interfacial water at nanosilica surface with adsorbed 1,3,5-trihydroxybenzene over wide temperature range // Colloids and surfaces A: Physicochem. eng. Aspects, 2006. – Vol. 278. – P. 106-122.

Здобувачем одержано нанокомпозити ВДК/ФГ (1,3,5-тригідроксибензол) і здійснено їх комплексне дослідження за допомогою методів ¹Н ЯМР, ІЧ та УФ спектроскопії, термогравіметрії, температурно-програмованої десорбції з мас-спектрометричним контролем, СЕМ, реологічних досліджень і теоретичних розрахунків.

4. Gun’ko V.M., Goncharuk E.V., Nechypor O.V., Pakhovchishin S.V., Turov V.V. Integral equation for calculation of distribution function of activation energy of shear viscosity // Journal of colloid and interface science, 2006. – V. 304. – P. 239–245.

Здобувачем досліджені реологічні властивості водних суспензій нанокомпозитів ВДК/ГК і ВДК/1,5-ДОН в залежності від швидкості зсуву і часу вимірювання при різній концентрації твердої фази чи різній концентрації модифікатора.

5. Туров В.В., Гунько В.М., Барвинченко В.Н., Нечипор O.В., Чуйко А.А. Влияние хлороформа на состояние воды, адсорбированной сывороточным альбумином // Біополімери і клітина, 2006. – Т. 22, № 5. – С. 375-383.

Здобувачем здійснено адсорбцію сироваткового альбуміну людини на поверхню кремнезему та досліджено вплив хлороформу на будову гідратної оболонки ліофілізованого і сорбованого на поверхні кремнезему сироваткового альбуміну людини методами ¹Н ЯМР, електронної і ІЧ-спектроскопії.

6. Гунько В.М., Туранская С.П., Нечипор O.В., Юхименко Е.В., Туров В.В., Чуйко А.А. Слабо ассоциированная вода в биологических объектах и намежфазной границе кремнеземов // Химия, физика и технология поверхности. – К.: Наукова думка, 2006. – Вып. 11-12. – С. 397-430.

Здобувачем досліджено вплив хлороформу на гідратаційні властивості сироваткового альбуміну людини в нативному чи адсорбованому на поверхні кремнезему стані.

7. Нечипор O.В., Гунько В.М., Барвинченко В.Н., Туров В.В. Адсорбционное модифицирование кремнезема диоксинафталином // Укр. хім. Журн, 2007. – Т. 73, № 8. – С. 99-103.

Здобувачем синтезовано всі досліджувані зразки та проведено їх дослідження за допомогою методів ¹Н ЯМР, електронної, ІЧ-спектроскопії і теоретичних розрахунків.

8. Стебельська О.В. (Нечипор O.В.), Махно С.М., Паховчишин С.В. Структурно-механічні та гідрофільні властивості систем високодисперсного кремнезему, Всеукраїнська конференція молодих вчених з актуальних питань хімії,
   26-30 травня, 2003, Київ, Україна.

Здобувачем досліджені структурно-механічні та гідрофільні властивості високодисперсного кремнезему.

9. Стебельская О.В. (Нечипор O.В.), Паховчишин С.В. Влияние температуры на реологические свойства высокодисперсного кремнезема, ХІІ ежегодная международная научная школа “Вибротехнология-2003” по обработке дисперсных (сыпучих) материалов и сред, Август, 18-23 2003, Одесса, Украина.

Здобувачем досліджені реологічні властивості кремнезему в залежності від швидкості звуву, часу і температури.

10. Kobylyanskyy A.Y., Honcharyk V.P., Pakhovchyshyn S.V., Stebelska O.V. (Nechypor О.V.) Adsorbtion of methylene blue and structure formation processes in aqueous suspensions of highly dispersed silica, VII Polish-Ukrainian Symposium on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications, September 15-18, 2003, Lublin, Poland.

Здобувачем досліджено вплив агрегування частинок високодисперсного кремнезему на адсорбційні процеси, що відбуваються на його поверхні.

11. Stebelska О.V. (Nechypor О.V.), Barvinchenko V.M., Turov V.V., Chuiko О.О. Interfacial water properties in agueous suspension of gallic acid/fumed silica, VIII Ukrainian-Polish Symposium on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications, September 19-24, 2004, Odessa, Ukraine.

Здобувачем досліджено нанокомпозит ВДК/ГК за допомогою¹Н ЯМР та ІЧ- спектроскопії.

12. Нечипор O.В., Барвінченко В.М., Гунько В.М., Туров В.В. Молекулярні взаємодії в системі високодисперсний кремнезем – вода – флороглюцин, III Всеукраїнська Конференція молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії, 17-20 травня, 2005, Харків, Україна.

Здобувачем досліджено молекулярні взаємодії в системі кремнезем – вода –ФГ за допомогою фізико-хімічних методів.

13. Нечипор O.В., Гунько В.М., Барвінченко В.М., Туров В.В. Дослідження високодисперсного кремнезему з імпрегнованими на поверхні 1,5- та 1,6-диоксинафталінами, Десята наукова конференція “Львівські хімічні читання – 2005”. 25-27 травня, 2005, Львів, Україна.

Здобувачем досліджено нанокомпозит кремнезем/1,5-(1,6-)ДОН за допомогою ¹Н ЯМР, електронної та ІЧ- спектроскопії, і теоретичних розрахунків.

14. Nechypor О.V., Barvinchenko V.M., Gun’ko V.M., Turov V.V. Adsorption modification of fumed silica by phenolic substances with antioxidant activity. Hydratation and interaction with solid surface, International conference “Nanomaterials in chemistry, biology and medicine”, September 15-16, 2005, Kyiv, Ukraine.

Здобувачем досліджено вплив ФГ, ГК, 1,5- та 1,6-ДОН на характеристики ВДК за допомогою ¹Н ЯМР, електронної та ІЧ- спектроскопії.

15. Нечипор О.В., Гунько В.М., Барвинченко В.Н., Туров В.В. Адсорбция воды глобулами сывороточного альбумина и влияние на нее органических молекул, Х Международная конференция “Теоретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии”, 24-28 апреля, 2006, Москва – Клязьма, Россия.

Здобувачем досліджено вплив хлороформу, бензолу та ацетонітрилу на гідратаційні властивості вільного (чи адсорбованого на кремнеземі) САЛ.

16. Нечипор O.В. Вплив органічних розчинників на воду, адсорбовану сироватковим альбуміном, Всеукраїнська конференція молодих вчених “Наноматеріали в хімії, біології та медицині”, 24-25 травня, 2006, Київ, Україна.

Здобувачем досліджено вплив органічних розчинників на будову гідратних шарів сироваткового альбуміну людини.