ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1 Олигопептиды 5
1.2 Взаимодействия, обеспечивающие самосборку пептидов 5
1.3 Самосборка олигопептидов в наноструктуры 9
1.4 Факторы, влияющие на самосборку 11
1.4.1 Тип, количество и последовательность аминокислотных остатков, входящих в
состав пептида 11
1.4.2 Тип растворителя 13
1.4.3 Концентрация олигопептидов в растворе и температура 15
1.4.4 Тип подложки, на которой происходит формирование пленок и влажности
воздуха 17
1.4.5 Влияние степени гидратации на морфологию пленки олигопептида и его
сорбционные свойства 17
1.5 Способы получения наноструктур на основе олигопептидов 18
1.5.1 Метод замены растворителя 18
1.5.2 Метод насыщения парообразным растворителем 20
1.5.3 Метод осаждения из паровой фазы 22
1.5.4 Термическая обработка 23
1.6 Свойства наноструктур, полученных на основе олигопептидов 24
1.7 Применение наноструктур на основе олигопептидов 29
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 34
2.1. Объект исследования 34
2.2. Пьезоэлектрические кварцевые микровесы 34
2.3 Совмещённый ТГ/ДСК/МС анализ 35
2.4. Атомно-силовая микроскопия 36
2.5. Порошковая дифрактометрия 36
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 36
3.1 Рецепторные свойства олигопептидов по отношению к органическим
соединениям по данным сенсорного анализа 36
3.2 Термический анализ 39
3.3 Данные рентгеновской порошковой дифрактометрии 43
3.4 Морфология тонких пленок олигопептидов по данным АСМ 44
3.5 Заключение 50
Список литературы:
В настоящее время активно ведется поиск веществ, способных к самоорганизации с образованием упорядоченных структур, которые могут быть использованы для распознавания и хранения газов, разделения энантиомеров и биологически активных соединений, при разработке новых нетоксичных и биосовместимых материалов для решения проблем медицины, био- и нанотехнологии. Перспективными объектами для решения этих задач считаются короткоцепные олигопептиды. В зависимости от состава и последовательности аминокислотных остатков в их молекулах могут быть получены разнообразные наноструктуры и кристаллы.
Наличие различных и многочисленных межмолекулярных взаимодействий в молекулярных кристаллах и наноструктурах на основе олигопептидов позволяет им сохранять свою особую упаковку после удаления молекул растворителя. В тоже время, такие материалы относятся к так называемым «мягким материалам», которые способны изменять свою упаковку под действием различных факторов, что также может быть использовано для формирования органических наноструктур с заданной топологией. С другой стороны, эта особенность может существенно усложнить зависимость типа «структура-свойство» для процессов связывания субстратов.
В связи с этим, целью настоящей работы было изучение рецепторных свойств наноразмерных пленок дипептида ^изолейцил-^аланин по отношению к ряду парообразных органических соединений, а также процессов самоорганизации дипептида индуцируемых сорбцией различных парообразных соединений. Задачами работы было изучение особенностей соотношения типа «структура-свойство» для процессов связывания парообразных органических соединений пленками дипептида, полученными из различных растворителей, а также изучение термической стабильности дипептида и продуктов его насыщения парообразными соединениями.
В ходе работы установлено, что сорбционные свойства тонкой пленки дипептида ^изолейцил-^аланин зависят от способа ее приготовления. Плёнка дипептида, полученная из раствора в метаноле, проявляет селективность к изученным хлорорганическим соединениям по сравнению со спиртами и нитрометаном. Плёнка дипептида, полученная из раствора в гексафторизопропаноле, обладает высокой сорбционной ёмкостью к метанолу (почти в 3 раза больше соответствующего значения, полученного для плёнки дипептида из раствора в метаноле).
Обнаружено, что с ростом размеров молекул сорбатов сорбционная емкость L- изолейцил-^аланина уменьшается как в ряду изученных спиртов, так и хлорорганических соединений.
Установлено, что ^изолейцил-^аланин обладает термической стабильностью до температуры 208 °C. При дальнейшем нагревании в фазе дипептида протекает химическая реакция с выделением воды. При температурах выше 248 °C наблюдается плавление продукта реакции, сопровождающееся его испарением.
Обнаружено, что ^изолейцил-^аланин в состоянии порошка не образует стабильные при комнатной температуре клатраты с изученными органическими соединениями, за исключением гексафторизопропанола, что может быть связано с малым диаметром и высокой спиральностью каналов в кристаллической фазе дипептида.
Установлено, что ^изолейцил-^аланин образует аморфные плёнки, при нанесении его на поверхность пирографита из растворов в метаноле и гексафторизопропаноле. В последнем случае возможно образование зародышей кристаллов на поверхности пленки. При насыщении аморфной пленки парами воды или метанола происходит ее кристаллизация с образованием кристаллов, форма и размер которых существенно зависят от времени насыщения и ее толщины.
