Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова, А.В. Метелев, А.В. Давиденко

Современные исследования в области медицины и биологии направлены прежде всего на профилактику развития патологий и регуляцию метаболических процессов на уровне клетки. В условиях ухудшения экологической обстановки и снижения качества жизни субстраты, обладающие биоактивными свойствами, во многом способны обеспечить физиологический гомеостаз организма при эндо- и экзоатаке. В частности, возможность регулирования биохимических процессов на супрамолекулярном уровне и создание искусственной биологической системы для моделирования процессов, сходных с деятельностью живой функциональной единицы, оправдывает исследования в области получения природных материалов, обладающих физиологической активностью.

Для получения таких веществ необходимы новые, экологически безопасные, биосовместимые и биодеградируемые источники. Возможным объектом изучения могут стать полимерные материалы растительного и животного происхождения, в частности, полученные из нативной биомассы высших грибов и кутикулы насекомых.

Используемые в качестве сырья гриб Fomes Fomentarius и пчела Apis mellifera содержат в своем составе природную полимерную структуру, которая характеризуется наличием активных функциональных групп. Для выделения биологической полимерной структуры сырье подвергали депротеинированию, деминерализ-ации и обезжириванию. Полученные образцы представляли собой серый порошок в случае Fomes Fomentarius и слоистые блестящие частицы черного цвета в случае Apis mellifera.

Для оценки наличия в полученных субстратах биоактивных функциональных групп была проведена ИК-спектроскопия с использованием оборудования Центра коллективного пользования БелГУ на ИК - Фурье спектрометре Nicolet 6700, и проведен высокотемпературный дифференциально-термический (ДТ) анализ с использованием термоанализатора SDTQ 600. Для Apis mellifera в области от 1650 до 800 см-1 наблюдаются пики, которые соответствуют колебаниям: карбонильной группы ν(C=O)-1623 см-1; связи ν(N-H)-1541 см-1; σ(СН2)-1446 см-1; σ(-СН) и σ(С-СН3)-1374 см-1; связь C-O-C - эфирная в кольце (1154 см-1); связь ν(C-O)-1069 см-1; ν(C-O)-1013 см-1;σ(-СН3)-951 см-1. В области от 2700 до 4000 см-1 имеются пики, которым соответствуют ν-колебания (CH3) и (СH2) групп - 2849 и 2917 см-1, а также пик 3260 см-1, который соответствует колебаниям ν(N-H) связи. Явно выраженных колебаний, относящихся к ОН-группам, нет.

Для Fomes Fomentarius в области от 4000 до 2700 см-1 наблюдается два пика: 3285 см-1,что соответствует колебаниям связи (N-H), и пик 2913 см-1 - колебаниям группы (CH2). По сравнению с субстратом из Apis mellifera эта часть спектра отличается характером пика при 2900 см-1. Пик высокой интенсивности получен в области 1070 - 1010 см-1 и отвечает связи (С-O), пик при 1154 см-1 свидетельствует о высокой активности эфирной связи в кольце, а пик в области 876 см-1, отвечает осевым колебаниям связи (C-H). Этот пик практически отсутствует на ИК- спектре биополимера из Apis mellifera. На основании данных ИК-Фурье спектроскопии установлено, что субстраты идентичны по своей природе и представляют собой двухкомпонентную систему. Проведенный ДТ-анализ субстрата из Fomes Fomentarius выявил отличия от Apis mellifera в том, что наибольшая потеря массы происходит уже при температуре 438,76°С и составляет 56,8%, тогда как для композита из Apis mellifera основная потеря массы в 53,6% происходит в интервале 118 - 325°С. В исследовании структуры биоактивных субстратов оценивалась сорбционная активность по отношению к ионам тяжелых металлов. В результате проведенных испытаний предельная сорбция относительно Cu2+ составила 1,63 ммоль/г для Apis mellifera и 1,37 ммоль/г дляFomes Fomentarius. Величина удельной поверхности по метиленовому голубому для биосубстрата из Fomes Fomentarius по предварительным расчетам равна 196 м2/г.

Таким образом, можно предположить, что выделение биологического полимера из природного сырья, представленного Apis mellifera и Fomes Fomentarius, и изучение их свойств является перспективным направлением в области нанобиотехнологии.