|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Фундаментальные исследования перемещений патогенных микроорганизмов и вирусов в пищевых системах и создание инновационных средств их предотвращения с использованием антимикробных материалов и физических методов воздействий на биологические объектыНИР
Fundamental studies of the movements of pathogenic microorganisms and viruses in food systems and the creation of innovative means of their prevention using antimicrobial materials and physical methods of impact on biological objects
- Руководитель НИР: Зезин А.А.
- Ответственный исполнитель: Сыбачин А.В.
- Участники НИР: Зезина Е.А., Пигарева В.А., Сосулин И.С., Степанова Д.А., Фельдман В.И., Ярославов А.А.
- Подразделение: Кафедра высокомолекулярных соединений
- Срок исполнения: 8 октября 2021 г. - 31 декабря 2021 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): хоз. договор № 702/21
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов
- Классификатор OECD: Химия – междисциплинарная
-
Ключевые слова:
полиэлектролиты, металлические наночастицы, металлополимерные комплексы и нанокомпозиты, биоцидные покрытия, ионизирующее излучение, восстановление ионов металлов
biocidal coatings, polyelectrolytes, reduction of metal ions, metal nanoparticles, metal-polymer complexes and nanocomposites, ionizing radiation -
Описание:
Цель работы состояла в разработке биоцидных рецептур на основе водных растворов полимеров и комплексов макромолекул с ионами и наночастицами металлов. Основной задачей выполняемой работы была разработка способов формирования покрытий из полимерных рецептур на различных поверхностях.
-
Abstract:
The aim of the macro work was the development of biocidal formulations based on aqueous solutions of polymers and complexes of molecules with metal ions and nanoparticles. The main task is to carry out work on the development of protective coatings from polymer formulations on various lesions.
-
Планируемые результаты:
Установление способов нанесения рецептур на поверхности различного типа, позволяющих получить сплошное покрытие из полимер-содержащих композиций
-
Научный задел:
Иследованы биоцидные свойства полиэлектролитов с использованием нативных клеток и модельных объектов: липосом, липидных монослоев, плоских липидных бислоев. Обсужден возможный механизм биоцидного действия полимеров (влияние на латеральное распределение липидов в биологической мембране, нарушение трансмембранной асимметрии липидов, блокирование активных центров на поверхности клеток, необратимое разрушение клеточных мембран и др.) Разработаны подходы для синтеза полимерных материалов с ионами и наночастицами благородных и переходных металлов, обладающих антибактериальными свойствами. Таким образом, имеющийся научный задел позволяет не только исследовать причины и механизмы устойчивой циркуляции патогенных микроорганизмов и вирусов в производственной среде, но и эффективно разрабатывать новые концепции антибактериальных систем для предотвращения распространения возбудителей пищевых инфекций через объекты пищевой промышленности.
-
Основные результаты:
Установлено, что для получения биоцидных полимерных покрытий из водных растворов и дисперсий соединений поликатионов (полиэтиленимин (ПЭИ), разветвлённый каустамин (РК), полидиаллилдиметиламмоний хлорид (ПДАДМАХ), линейный каустамин (ЛК)), их интерполиэлектролитных комплексов с линейными полианионами (полистиролсульфонат (ПСС) и полиакриловая кислота (ПАК)) на поверхностях стекла, керамической плитки, стали, транспортирной ленты из поливинихлорида и тефлона возможно использование следующих методов : а) нанесение раствора на поверхность; б) погружение образца в раствор ИПЭК; в) нанесение образца ИПЭК распылением водного раствора. С использованием атомно-силовой микроскопии показано, что толщина монослоя адсорбированного полимера зависит от химической структуры и архитектуры макромолекул и составляет от 4 до 8 нм. Обнаружено, что покрытия на основе ИПЭК обладают большей устойчивостью к смыванию по сравнению с покрытиями, полученными индивидуальных растворов соединений поликатионов. Показано, что наночастицы серебра в матрицах интерполиэлектролитных комплексов могут быть получены как с использованием источников ионизирующего излучения, так и при облучении ультрафиолетовым светом. Установлено, что в растворах полиакриловой кислоты, полиэтиленимина и их интерполиэлектролитных комплексов кислоты в зависимости от содержания серебра и химического состава полимеров образуются наночастицы размера от 2 до 30 нм благодаря эффективной стабилизации положительно-заряженных частиц функциональными группами полимеров. В исследуемых рецептурах различного состава серебро оказывает существенное дополнительное бактерицидное действие в отношении микроорганизмов рода Salmonella и St. Aureus по сравнению с исходными композициями.
- Добавил в систему: Сыбачин Андрей Владимирович
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, Фундаментальные научные исследования для долгосрочного развития и обеспечения конкурентноспособности общества и государства |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 8 октября 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Фундаментальные исследования перемещений патогенных микроорганизмов и вирусов в пищевых системах и создание инновационных средств их предотвращения с использованием антимикробных материалов и физических методов воздействий на биологические объекты |
| Результаты этапа: Исследована морфология пленок, которые формируют на поверхности стекла линейные и разветвлённые катионные полимеры. Методом атомно-силовой микроскопии оценена толщина монослоя адсорбированного полимера. Для линейных ПДАДМАХ и ЛК она составила 4-6 нм, а для разветвлённых ПЭИ и РК 7-8 нм. Изучены механические свойства плёнок из индивидуальных поликатионов. При комнатной темпреатуре только плёнка из ПДАДМАХ проявляет свойства стеклообразного материала, плёнка из РК представляет собой образец полимера в высокоэластическом состоянии, а ЛК и ПЭИ находятся в вязкотекучем состоянии. Для поликатионов оценено влагопоглощение в зависимости от относительной влажности окружающей среды. Увеличение влажности до 50 % приводит к увеличению массы плёнок на 30%. Дальнейший рост влажности приводит к конденсации капель воды на поликатионных плёнках. Исследована биоцидность покрытий на основе поликатионов против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Продемонстрировано эфективное антибактериальное действие ПЭИ и ПДАДМАХ, которое сохраняется и после промывания покрытия водой. Показана антибактериальная активность монослоя поликатионов на стеклянной поверхности. Получены бинарные интерполиэлектролитные комплексы (ИПЭК) на основе четырёх поликатионов с линейными полианионами. Исследована морфология ИПЭК методом АСМ на стеклянной поверхности. Толщина монослоя ИПЭК практически не зависит от природы компонентов ИПЭК и составляет 3-4 нм. Продемонстрировано биоцидное действие ИПЭК против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Показана возможность создания покрытий из ИПЭК на различных поверхностях – гидрофильных и гидрофобных. Для ряда комплексов продемонстрирована устойчивость к смыванию сформированных покрытий водой, в том числе на гидрофобной поверхности тефлона. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".