Написати автору Вплив супрамолекулярних взаємодій з катіонною пар декаметоксином на адсорбцію куркуміну на високодисперсному кремнеземі
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp13.03.311
Анотація
Куркумін, малорозчинний поліфенол рослинного походження, має протипухлинні, протизапальні, антитромботичні, антидіабетичні та антимікробні властивості. На теперішній час актуальною задачею є розробка лікарських нанокомпозитів на основі куркуміну, які б забезпечували підвищення його розчинності і, відповідно, біодоступності. Метою роботи було встановлення оптимальних умов ефективної адсорбції куркуміну на поверхні кремнеземного ентеросорбента у вигляді супрамолекулярних розчинних комплексів з катіонною димерною поверхнево-активною речовиною декаметоксином.
Супрамолекулярні взаємодії з декаметоксином приводять до змін спектральних характеристик куркуміну у розчинах та на поверхні сорбента. Батохромний зсув спектру поглинання куркуміну в розчинах декаметоксину відповідає поляризації його карбонільної групи у складі супрамолекулярних комплексів. Гіпсохромний зсув спектрів куркуміну, сорбованого на поверхні сорбента з розчинів декаметоксину, вочевидь, зумовлений зміною просторової орієнтації поліфенолу у складі комплексів з КПАР при взаємодії з поверхнею ВДК, що послаблює спряження зв’язків в молекулі.
Куркумін з розчинів декаметоксину адсорбується на поверхні кремнезему значно ефективніше, ніж індивідуально з водних розчинів. Адсорбція куркуміну максимальна (92 %) при концентрації декаметоксину 0.002 М і різко знижується до 9 % в міцелярній області концентрацій (≥ 0.008 М). Залежність адсорбції куркуміну від концентрації декаметоксину описується куполоподібною кривою, що свідчить про значний вклад гідрофобних взаємодій в утворення супрамолекулярних комплексів куркуміну з катіонною ПАР та їхню адсорбцію на поверхні кремнезему. Отримані результати мають практичне значення і можуть бути використані при створенні нових, ефективніших лікарських засобів, до складу яких входять біоактивний куркумін з широким спектром фармакологічної дії, антисептик декаметоксин та ентеросорбент високодисперсний діоксид кремнію.Ключові слова
Повний текст:
Посилання
Chuiko A.A. Medical Chemistry and Clinical Applications of Silicon Dioxide. (Kyiv: Naukova Dumka, 2003). [in Russian].
Patent UA 85389. Kartel M.T., Turov V.V., Barvinchenko V.M., Lipkovskaya N.O., Postrelko V.M., Taras G.V. Dietary supplement - a tool for the prevention and treatment of exogenous and endogenous intoxications. 2013.
Patent UA 94526. Barvinchenko V.M., Turov V.V., Kartel M.T., Lipkovskaya N.O., Novikov V.P., Cherpak O.M. Dietary supplement "Phytosil" - a means of therapeutic and prophylactic nutrition. 2014.
Turov V.V., Krupska T.V., Golovan A.P., Andriyko L.S., Kartel M.T. Long-acting composite systems based on powdered medicinal plants and nanosilica. Science and Innovations. 2017. 13(2): 59. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/scine13.02.053
Ostrovskaya G.V., Krupskaya T.V., Pazyuk L.M., Dzerzhinsky N.E., Turov V.V. Biometric studies of the effectiveness of the composite system of lymphosilicon based on the collection of medicinal plants and nanosilicon. Biotechnologia Acta. 2020. 13(3): 52. [in Ukrainian].
Pogorelyi V.K., Barvinchenko V.N., Pakhlov E.M., Smirnova O.V. The effect of solvent nature on the adsorption interaction between cinnamic acid and silicon dioxide. Colloid J. 2005. 67(2): 172. https://doi.org/10.1007/s10595-005-0077-5
Dovbii O.A., Kazakova O.A., Lipkovskaya N.A. The effect of the structure of cinnamic acid derivatives on their interaction with highly dispersed silica in aqueous medium. Colloid J. 2006. 68(6): 707. https://doi.org/10.1134/S1061933X06060068
Chuiko A.A., Barvinchenko V.N., Dovbiy O.A., Kulik T.V., Lipkovskaya N.A., Pogorelyi V.K. Regularities of adsorption interactions of natural bioactive molecules with surface of nano disperse silica in medicinal composites. Chemistry, Physics and Surface Technology. 2006. 11-12: 358. [in Russian].
Pogorelyi V.K., Kazakova O.A., Barvinchenko V.N., Smirnova O.V., Pakhlov E.M., Gun'ko V.M. Adsorption of cinnamic and caffeic acids on the surface of highly dispersed silica from different solvents. Colloid J. 2007. 69(2): 203. https://doi.org/10.1134/S1061933X07020093
Anastas P.T., Warner J.C. Green chemistry: Theory and practice. (Oxford: Oxford University Press, 2000).
Barvinchenko V.N., Lipkovskaya N.A., Fedyanina T.V., Rugal' A.A. Effect of supramolecular interactions with cationic surfactants on adsorption of flavonoids on highly dispersed silica surface. Colloid J. 2014. 76(2): 139. https://doi.org/10.1134/S1061933X14010025
Lipkovska N.O., Barvinchenko V.M. Supramolecular interactions of natural flavonoids with cationic surfactant ethonium in solutions and on silica surface. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2018. 9(1): 92. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/hftp09.01.092
Pulido-Moran M., Moreno-Fernandez J., Ramirez-Tortosa C., Ramirez-Tortosa M. Curcumin and health. Molecules. 2016. 21(3): 264. https://doi.org/10.3390/molecules21030264
Yavarpour-Bali H., Ghasemi-Kasman M., Pirzadeh M. Curcumin-loaded nanoparticles: a novel therapeutic strategy in treatment of central nervous system disorders. Int. J. Nanomed. 2019. 14: 4449. https://doi.org/10.2147/IJN.S208332
Chen M., Du Z-Y., Zheng X., Li D-L., Zhou R-P., Zhang K. Use of curcumin in diagnosis, prevention, and treatment of Alzheimer's disease. Neural. Regen. Res. 2018. 13(4): 742. https://doi.org/10.4103/1673-5374.230303
Dourado D., Freire D.T., Pereira D.T., Amaral-Machado L., Alencar É.N., de Barros A.L.B., Egito E.S.T. Will curcumin nanosystems be the next promising antiviral alternatives in COVID-19 treatment trials? Biomed. Pharmacother. 2021.139: 111578. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111578
Mashkovskiy M.D. Medicinal products. (Moskow: Nova Volna, 2010). [in Russian].
Rusanov A.I., Shchekin A.K. Micelle formation in solutions of surfactants. (Sankt-Peterburg: Lan', 2016). [in Russian].
Holmberg K. Handbook of Applied Colloid and Surface Chemistry. (Chishester: Wiley, 2002).
Bolotov V.V., Zarechensky M.A., Kobzar G.L. Development and research of solid-contact decamethoxine-selective electrode. News of pharmacy. 2003. 3: 29. [in Ukrainian].
Bernshtein I.Ya., Kaminskiy Yu.L. Spectrophotometric analysis in organic chemistry. (Leningrad: Khimiya, 1986). [in Russian].
Bernabé-Pineda M., Ramírez-Silva M.T., Romero-Romo M., González-Vergara E., Rojas-Hernández A. Determination of acidity constants of curcumin in aqueous solution and apparent rate constant of its decomposition. Spectrochim. Acta Part A. 2004. 60 (5): 1091. https://doi.org/10.1016/S1386-1425(03)00342-1
Manolova Y., Deneva V., Antonov L., Drakalska E., Momekova D., Lambov N. The effect of the water on the curcumin tautomerism: A quantitative approach. Spectrochim. Acta, Part A. 2014. 132: 815. https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.05.096
Khalil M.I., Al-Zahem A.M., Al-Qunaibit M.H. Synthesis, characterization, mössbauer parameters, and antitumor activity of Fe(III) curcumin complex. Bioinorg. Chem. Appl. 2013. 12: 1. https://doi.org/10.1155/2013/982423
Mary C., Vijayakumar S., Shankar R. Metal chelating ability and antioxidant properties of Curcumin-metal complexes - A DFT approach. J. Mol. Graph. Model. 2018. 79: 1. https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2017.10.022
Zhao X.Z., Jiang T., Wang L., Yang H., Zhang S., Zhou P. Interaction of curcumin with Zn(II) and Cu(II) ions based on experiment and theoretical calculation. J. Mol. Struct. 2010. 984(1-3): 316. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2010.09.049
Bhatia N.K., Kishor S., Katyal N., Gogoi P., Narang P., Deep S. Effect of pH and temperature on conformational equilibria and aggregation behaviour of curcumin in aqueous binary mixtures of ethanol. RSC Adv. 2016. 6: 103275. https://doi.org/10.1039/C6RA24256A
Hazra M.K., Roy S., Bagchi B. Hydrophobic hydration driven self-assembly of Curcumin in water: Similarities to nucleation and growth under large metastability, and an analysis of water dynamics at heterogeneous surfaces. J. Chem. Phys. 2014. 141: 501. https://doi.org/10.1063/1.4895539
Goncharuk O.V., Gun'ko V.M., Ugnivenko A., Terpilowski K., Skwarek E., Janusz W. Effect of ethonium adsorption on structure formation in nanosilica dispersions. Nano Res. Appl. 2017. 3(3): 1. https://doi.org/10.21767/2471-9838.100029
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp13.03.311
Copyright (©) 2022 N. O. Lipkovska, V. M. Barvinchenko
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.