Привар Ю. О. — Номинант № 5 на Премию им. П.П. Шорыгина


Номинант № 5 на Премию им. П.П. Шорыгина 2020 года

Привар Юлия Олеговна

Место работы и должность: Институт химии ДВО РАН, младший научный сотрудник

Адрес: г. Владивосток

Новые функциональные высокопористые материалы на основе хитозана и его карбоксиалкилированных производных

Разработан высокоэффективный метод получения гелей и криогелей хитозана с использованием нетоксичных диглицидиловых эфиров гликолей в качестве сшивающих агентов, в отличие от ранее известных методов, основанных на применении диальдегидов [1-3]. Показано, что скорость сшивки зависит от природы кислоты и рН. Полученные материалы в зависимости от типа сшивающего агента и условий сшивки имеют модуль Юнга от 3 до 100 кПа, степень набухания до 40000%. Благодаря участию в реакции с диглицидиловыми эфирами преимущественно гидроксильных групп хитозана оставшиеся свободные аминогруппы могут быть использованы для пост-функционализации прививкой биомолекул. На 14-е сутки после внутримышечной имплантации линейным мышам дисков криогеля хитозана обнаружены признаки репарации – формирование грануляционной ткани с признаками ангиогенеза. Четкая демаркационная зона без выраженной клеточной инфильтрации окружающих тканей указывает на низкую реактогенность полимерных образцов. Отсутствие гистотоксического и иммуносупрессорного действия продуктами биохимической деструкции полимерных имплантов в первые 14 дней нахождения их in vivo было доказано гистологическим исследованием органов выделения и иммунной систем [1]. Предложен простой метод получения супермакропористых монолитных материалов (криогелей) на основе карбоксиалкилированных производных хитозана [4]. Материалы проявляют свойства суперабсорбентов, обратимо поглощают до 50 г воды на 1 г сухого криогеля, обладают хорошими гидродинамическими свойствами и поддерживают скорость потока более 300 колоночных объемов в час. Высокая аффинность по отношению к ионам переходных металлов и сорбционная емкость криогелей позволяет использовать их в качестве универсальной платформы для получения широкого круга полимер-неорганических монолитных материалов для сорбции и катализа. Так, были получены композитные монолитные материалы криогель/ферроцианид кобальта для извлечения радионуклидов цезия, которые могут применяться в бытовых фильтрах очистки питьевой воды на радиационно загрязненных территориях [4]. На основе разработанных криогелей карбоксиэтилхитозанов получены металл-аффинные сорбенты для извлечения антибиотиков фторхинолонового ряда (ципрофлоксацин, пефлоксацин, левофлоксацин) [5,6]. Металл-аффинные сорбенты, содержащие ионы Cu(II) и Al(III) обеспечили извлечение 98% ципрофлоксацина в диапазоне рН 6.5-10 и показали высокую эффективность при концентрации ципрофлоксацина <50 мкг/л, что позволяет использовать их для очистки сточных вод фармпредприятий и питьевой воды в проблемных регионах.

Список публикаций по теме работы:

  1. Privar Y., Kodess M. I., Modin E., Nesterov D., Pestov A. V., Slobodyuk A., Marinin, D. V., Bratskaya S. Chitosan Gels and Cryogels Cross-Linked with Diglycidyl Ethers of Ethylene Glycol and Polyethylene Glycol in Acidic Media// Biomacromolecules. 2019. Vol.20(4). P. 1635–1643. DOI:10.1021/acs.biomac.8b01817.
  2. Братская С.Ю., Привар Ю.О., Нестеров Д.В., Пестов А.В.  СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА// Патент РФ № 2 699 562 опубл. 06.09.2019 Бюл. № 25
  3. Privar Y., Modin E.,Bratskaya S. Removal of Alizarin Red by Supermacroporous Cross-Linked Chitosan Monolith Sorbents// Prog. Chem. Appl. Chitin its Deriv. 2019. Vol. XXIV. P. 164–171. DOI:10.15259/PCACD.24.015.
  4. Bratskaya S.Yu., Privar Yu.O., Slobodyuk A.B., Marinin D.V., Mironenko A.Yu., Zheleznov V.V., Pestov A.V.// Cryogels of carboxyalkylchitosans as a universal platform for the fabrication of composite materials/ Carbohydrate Polymers. 2019. Vol. 209, P. 1-9
  5. Privar Y., Shashura D., Pestov A., Modin E., Baklykov A., Marinin D., Bratskaya S. Metal-Chelate Sorbents Based on Carboxyalkylchitosans: Ciprofloxacin Uptake by Cu(II) and Al(III)-Chelated Cryogels of N-(2-Carboxyethyl)Chitosan// Int. J. Biol. Macromol. 2019 Vol. 131. P. 806–811. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2019.03.122.
  6.  Шашура  Д.А., Привар Ю.О.Влияние природы металлоцентра на эффективность извлечения фторхинолонов из водных сред металл-хелатными сорбентами на основе ковалентно-сшитого карбоксиэтилхитозана// Вестник ДВО РАН. 2019. №6. С.124-131  DOI: 10.25808/08697698.2019.208.6.013
  7. Pestov A. V., Privar Y. O., Mekhaev A. V., Fedorets A. N., Ezhikova M. A., Kodess M. I., Bratskaya S. Y. A New Approach to the Green Synthesis of Imidazole-Containing Polymer Ligands and Cryogels// Eur. Polym. J. 2019. Vol. 115. P. 356–363. DOI:10.1016/j.eurpolymj.2019.03.049.
  8.  Privar Yu.O., Shashura D.A., Bratskaya S.Yu. Kinetics and Dynamics of Fluoroquinolones Sorption by Metal-Affine Sorbents Based on Carboxyalkil Chitosan Derivatives////Book of abstracts of the Mendeleev 2019, the XI International Conference on Chemistry for Young Scientists. September 9-13, 2019. – СПб: Издательство «VVM Publishing House» — с. 200.  ISBN 978-5-9651-1265-4
  9.  Шашура Д.А., Привар Ю.О., Пестов А.В., Братская С.Ю.  Металл-аффинные сорбенты для извлечения фторхинолонов на основе O-, N, и N,O-карбоксиалкилхитозанов // Материалы XXVI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов», секция «Химия. – М.: Идательство «Перо», 8-12 апреля 2019. [Электронное издание] — с. 107. ISBN 978-5-9-00150-123-7
  10.  Privar Yu., Shashura D., Pestov A., Bratskaya S. Monolith supermacroporous metal-chelate and composite sorbents based on carboxyalkylchitosans//// Proceedings of the International Conference on Colloid & Surface Science, Okinawa Colloids 2019, 3rd-9th November, 2019, Nago, Okinawa, Japan, Paper #  4D05 (устный доклад)