1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Коллоидный журнал
  4. T. 85, № 5, 2023

Коллоидный журнал, 2023, T. 85, № 5, стр. 668-681

Ферментоподобная активность коллоидных растворов диоксида церия, стабилизированных L-яблочной кислотой

А. Д. Филиппова 1, А. Е. Баранчиков 1, *, В. К. Иванов 1

1 Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
119991 Москва, Ленинский просп. 31, Россия

* E-mail: a.baranchikov@yandex.ru

Поступила в редакцию 29.06.2023
После доработки 26.07.2023
Принята к публикации 31.07.2023

Полный текст (PDF)

Аннотация

Впервые получены устойчивые водные коллоидные растворы диоксида церия, стабилизированные L-яблочной кислотой, в мольных соотношениях лиганд : СеО2 = 0.2, 0.5, 1 и 2. С помощью метода динамического рассеяния света показано, что золи СеО2 характеризуются узким мономодальным распределением агрегатов по размерам и сохраняют агрегативную устойчивость в буферном растворе Tris-HCl. Хемилюминесцентный анализ ферментоподобной активности золей диоксида церия по отношению к пероксиду водорода показал, что модификация поверхности частиц диоксида церия яблочной кислотой приводит к увеличению их ферментоподобной активности до 4.5 раз.

Ключевые слова: нанозимы, пероксидазоподобная активность, золи, агрегаты

ВВЕДЕНИЕ

Нанокристаллический диоксид церия и материалы на его основе находят многочисленные применения в биомедицинских приложениях в качестве контрастирующих агентов для магнитно-резонансой томографии [1, 2], компонентов противоопухолевых препаратов [3, 4], антибактериальных и регенерирующих композиций [5–11] и др. Использование диоксида церия в тераностике социально-значимых заболеваний обусловлено его высокой биосовместимостью [12–14], селективной цитотоксичностью к трансформированным клеткам [15, 16] и ферментоподобной активностью – способностью СеО2 имитировать функции ряда природных ферментов, включая каталазу, пероксидазу, супероксиддисмутазу, липопероксидазу, фосфолипопероксидазу и др. [17–21].

Одно из ключевых требований, предъявляемых к биомедицинским препаратам, состоит в необходимости точной дозировки активного вещества [22]. Для дозировки нерастворимых соединений, в том числе диоксида церия, наиболее удобно использовать устойчивые коллоидные растворы [23, 24]. Для стабилизации водных золей нанокристаллического диоксида церия используют разнообразные органические лиганды [25–27], при этом выбор стабилизатора позволяет дополнительно регулировать ферментоподобную и биологическую активность СеО2 [28, 29]. Лазич и соавт. показали, что золи диоксида церия, стабилизированные лигандами катехолового ряда (кофейной кислотой, пирокатехином и дофамином), способствуют пролиферации преостеобластов, что, в сочетании с высокой антиоксидантной активностью СеО2, перспективно для лечения воспалительных заболеваний костных тканей [30]. Ву и соавт. продемонстрировали, что модификация поверхности частиц диоксида церия янтарной кислотой повышает антиоксидантную активность и улучшает фармакокинетические характеристики СеО2 при лечении хронической болезни почек [31]. Физикелла и соавт. установили, что стабилизация коллоидного раствора диоксида церия цитратом аммония приводит к снижению генотоксического действия СеО2 [32].

Выбор биосовместимых стабилизаторов коллоидных растворов для биомедицинских применений зачастую обусловлен тем, что некоторые лиганды выступают в качестве метаболитов в живых системах или проявляют собственную биологическую активность. Одним из таких лигандов является яблочная кислота, которая участвует в цикле трикарбоновых кислот и обладает значимой антиоксидантной активностью [33–35]. Отметим, что производные яблочной кислоты, например, полияблочная кислота, перспективны для создания биомедицинских материалов, обеспечивающих доставку лекарственных препаратов, а также обладающих регенеративными свойствами [36–39]. К настоящему времени в литературе представлены только единичные данные о способах получения и свойствах коллоидных растворов наночастиц, стабилизированных яблочной кислотой. Так, в работе, посвященной анализу характеристик малат-, цитрат- и сукцинат-стабилизированных золей CdSe/CdS, показано, что модификация квантовых точек яблочной кислотой обеспечивает эффективную интернализацию частиц CdSe/CdS бактериями Escherichia coli, что может быть использовано для визуализации живых клеток прокариот [40].

В настоящей работе впервые получены золи нанокристаллического диоксида церия, стабилизированные L-яблочной кислотой в диапазоне мольных соотношений лиганд : СеО2 = 0.2–2. Исследование ферментоподобной активности золей было проведено с применением хемилюминесцентного метода, основанного на окислении люминола пероксидом водорода. Анализ особенностей взаимодействия диоксида церия с яблочной кислотой позволил оценить перспективу использования малат-стабилизированных золей СеО2 для биомедицинских применений.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В качестве исходных веществ использовали гексанитратоцерат(IV) аммония (х.ч., Ланхит), L-яблочную кислоту безводную (х.ч., Sigma-Aldrich), деионизированную воду. Навеску гексанитратоцерата(IV) аммония (2.33 г) растворяли в 23 мл воды; полученный раствор переносили в стеклянный автоклав SynthwareTM объемом 100 мл (степень заполнения 25%) и выдерживали при 95°С в течение суток. Полученный желтый осадок отделяли от маточного раствора центрифугированием (20000 об./мин, 5 мин), промывали три раза изопропиловым спиртом, редиспергировали в 25 мл деионизированной воды и кипятили в течение 2 ч для удаления остатков изопропанола. Концентрация полученного золя диоксида церия, определенная методом термогравиметрии, составила 23.4 г/л (0.136 М).

Полученный золь (pH 2.3) стабилизировали L-яблочной кислотой в диапазоне мольных соотношений лиганд : СеО2 = 0.2–2. При этом образовывались сильно опалесцирующие коллоидные растворы; при добавлении к ним 3 М водного раствора аммиака (х.ч., Химмед) до рН 7.3–7.5 золи становились прозрачными. Концентрация полученных золей по диоксиду церия составила ~17.2 г/л (0.1 М).

Для проведения рентгенофазового анализа дисперсной фазы полученные золи высушивали на воздухе при 40°С в течение 4 сут. Рентгенофазовый анализ полученных порошков проводили с использованием порошкового рентгеновского дифрактометра Bruker (США) D8 Advance (CuKα-излучение) в диапазоне углов 2θ = 20°–90° с шагом 0.02° и выдержкой 0.2 с/шаг. Дифрактограммы индицировали с использованием базы данных ICDD PDF2 (2012). Для полнопрофильного анализа дифрактограмм использовали программное обеспечение TOPAS 4.2. Профили пиков аппроксимировали псевдо-функциями Фойгта (параметр формы K = 0.89).

Исследования образцов методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) проводили с помощью электронного микроскопа JEOL (Япония) JEM-2100 UHR при ускоряющем напряжении 200 кВ. Перед проведением исследований золь СеО2 наносили на медную сетку с формвар/углеродным покрытием (Ted Pella, Inc.). Микрофотографии получали с помощью 11-мегапиксельной камеры Olympus Quemesa в диапазоне увеличений ×20 000–1 500 000.

Спектры поглощения полученных золей регистрировали в диапазоне длин волн от 200 до 600 нм с шагом 0.1 нм с использованием спектрофотометра ОКБ “Спектр” (Россия) СФ-2000.

Анализ образцов методом инфракрасной (ИК) спектроскопии проводили с использованием спектрометра Perkin Elmer (США) Spectrum 65 методом нарушенного полного внутреннего отражения в интервале 400–4000 см–1 при спектральном разрешении 1 см–1.

Исследование золей методом динамического рассеяния света (ДРС) и измерения электро-кинетического потенциала (ζ-потенциала) проводили при 20°С с использованием анализатора Photocor (Россия) Compact-Z. Корреляционную функцию для каждой из выборок получали усреднением 10 кривых, каждую из которых накапливали в течение 20 с. Гидродинамический диаметр агрегатов определяли с использованием метода регуляризации (ПО DynalS).

Ферментоподобную активность (пероксидазную/каталазную) золей диоксида церия исследовали в реакции окисления люминола в присутствии пероксида водорода. В качестве среды использовали буферный раствор Tris-HCl (Sigma № 1001859094, c = 100 мМ, рН 7.4). Для приготовления 1 мМ раствора люминола (5-амино-1,2,3,4-тетрагидро-1,4-фталазиндион, Sigma 123072) навеску люминола (0.0885 г) растворяли в буферном растворе Tris-HCl (500 мл). Раствор пероксида водорода (с = 1 М) готовили разбавлением 30 мас. % раствора Н2О2 (ос.ч., Химмед) деионизованной водой. Регистрацию хемилюминесценции (ХЛ) осуществляли в пластиковых кюветах объемом 2 мл с помощью 12-канального хемилюминометра ДИСофт (Россия) Lum-1200. Для сопряжения хемилюминометра и компьютера использовали ПО PowerGraph (версия 3.3). Регистрацию аналитического сигнала проводили при термостатировании (36°С) непосредственно в кюветном отделении хемилюминометра. В пластиковую кювету, содержащую буферный раствор Tris-HCl (100 мМ), вносили аликвоты люминола (с = = 50 мкМ) и Н2О2 (с = 10 мМ). Регистрировали фоновое свечение в течение 60 с, далее вносили аликвоту золя диоксида церия (с = 0.5–2.2 мМ). Общий объем реакционной смеси составлял 1 мл. Значения интегральной интенсивности хемилюминесценции определяли как площадь под кинетической кривой за 20 мин.

Математическое моделирование кинетики хемилюминесценции продукта окисления люминола в присутствии пероксида водорода и диоксида церия проводили с помощью ПО Kinetic Analyser (версия 3.1).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты рентгенофазового анализа золей диоксида церия, стабилизированных L-яблочной кислотой и высушенных при 40°С, приведены на рис. 1а. Как следует из дифрактограмм, дисперсная фаза полученных золей представляет собой однофазный диоксид церия (PDF2 34-394, пр. гр. $Fm\bar {3}m$). Размеры областей когерентного рассеяния порошков СеО2, оцененные при проведении полнопрофильного анализа дифрактограмм, находятся в диапазоне 3.0–4.5 нм. Отметим, что стабилизация золей СеО2 L-яблочной кислотой не оказала влияния на фазовый состав дисперсной фазы.

Рис. 1.

Дифрактограммы порошков диоксида церия, полученных высушиванием золей СеО2, стабилизированных L‑яблочной кислотой (а), и спектры поглощения золей диоксида церия в УФ-видимой области спектра (б). Мольные соотношения лиганд : CeO2 указаны на рисунке.

Спектры поглощения малат-стабилизированных золей диоксида церия в УФ-видимой области спектра представлены на рис. 1б. Для всех полученных коллоидных растворов СеО2 характерна полоса поглощения в диапазоне длин волн 280–300 нм, соответствующая полосе поглощения нанодисперсного диоксида церия с шириной запрещенной зоны ~3.4 эВ, что согласуется с литературными данными [41].

По данным ПЭМ (рис. 2а), средний размер индивидуальных частиц диоксида церия в золе СеО2, не стабилизированном L-яблочной кислотой, составляет 3.2 нм (стандартное отклонение 0.4 нм). Результаты ПЭМ высокого разрешения (рис. 2б) позволили визуализировать в индивидуальных кристаллитах CeO2 системы кристаллографических плоскостей с характеристическим межплоскостным расстоянием ~2.7 Å, которые могут быть отнесены к плоскостям (200) кристаллической решетки СеО2, что согласуется с данными рентгенофазового анализа (рис. 1а).

Рис. 2.

Микрофотографии ПЭМ золя диоксида церия, не стабилизированного L-яблочной кислотой.

В ИК-спектрe (рис. 3) нестабилизированнoгo золя диоксида церия присутствуют полосы поглощения в диапазонах 3550–3200 см–1 (антисимметричные и симметричные колебания ν(О–Н)) и 1630–1600 см–1 (δ(НOH)), а также в диапазонах 1530–1480 и 1290–1250 см–1 (соответствуют примесным нитрат-ионам [42]) и в диапазоне 440–420 см–1 (валентные колебания Се–О) [43]. Для исходной L-яблочной кислоты характерны полосы поглощения при 3528 и 3382 см–1 (ν(О–Н)), в диапазоне 3000–2840 см–1 (ν(C–Н)), при 1700 см–1 (ν(C=O) карбоксильных групп), 1410 см–1 (ν(О–Н)), 1275 см–1 (δ(C–OH)), в диапазоне 960–880 см–1 (δ(C(O)OH) карбоксильных групп) [44].

Рис. 3.

ИК-спектры L-яблочной кислоты, малат-стабилизированных золей СеО2 и нанодисперсного порошка диоксида церия. Соотношение лиганд : СеО2 указано на рисунке.

В ИК-спектрах (рис. 3) малат-стабилизированных золей СеО2 можно видеть полосы поглощения в диапазонах 3200–2500 (ν(О–Н) связанной гидроксильной группы), 3000–2840 см–1 (ν(C–Н)) и 1610–1550 см–1 (ассиметричные колебания ν(COO–)) [45]. Отсутствие на спектрах полосы поглощения при 1700 см–1 и присутствие полос поглощения карбоксильной группы указывает на образование карбоксилатных комплексов на поверхности нанодисперсного диоксида церия [46, 47]. Присутствие полосы поглощения в районе 1400 см–1, характерной, в частности, для цитратных и тартратных комплексов Се(IV), также подтверждает связывание малата с СеО2 [48]. Сдвиг полосы деформационных колебаний гидроксильной группы от 1275 к 1310 см–1, происходящий при образовании хелатных комплексов оксикислот (молочной, винной и лимонной), дополнительно указывает на связывание L-яблочной кислоты с поверхностью частиц СеО2 [42]. По результатам ИК-спектроскопии можно предположить, что связывание яблочной кислоты с поверхностью диоксида церия реализуется через карбоксильную и гидроксильную группы.

При добавлении нестабилизированного прозрачного золя СеО2 (pH 2.3) по каплям в раствор L-яблочной кислоты (рН 1–2) происходит быстрое помутнение смесей и образование сильно опалесцирующих (практически непрозрачных) коллоидных растворов светло-желтого цвета (pH 1.4–2.0). Внешний вид коллоидных растворов при перемешивании остается неизменным, а в отсутствие перемешивания через сутки наблюдается образование осадка. Вероятно, при добавлении наночастиц CeO2 к раствору яблочной кислоты происходит формирование малатных комплексов на поверхности частиц диоксида церия, аналогично комплексам с лимонной или глутаминовой кислотами [49–51]. Отметим, что при рН < 2 яблочная кислота присутствует в растворах преимущественно в недиссоциированной форме [52], поэтому в таких условиях стабилизация наночастиц СеО2, имеющих положительный ζ-потенциал [53], за счет электростатического взаимодействия маловероятна. Кроме того, хорошо известно, что растворимость диоксида церия в кислой среде относительно велика [54]. Грулке и соавт. показали, что нанокристаллический диоксид церия медленно растворяется в водных растворах органических кислот (лимонной, янтарной и яблочной) при рН 4.5 [55]. Для того чтобы повысить седиментационную устойчивость коллоидных растворов диоксида церия с L-яблочной кислотой и избежать возможного растворения частиц СеО2, рН смесей доводили водным раствором аммиака до 7.4. В результате добавления аммиака происходило формирование прозрачных золей. При рН > 7 яблочная кислота присутствует в растворах в форме двухзарядного аниона Mal2–, что обеспечивает ее адсорбцию на поверхности СеО2 и электростатическое отталкивание наночастиц, модифицированных малат-анионом [52]. Отметим, что при доведении рН нестабилизированного золя диоксида церия (pH 2.3) до нейтрального (рН ~ 7) наблюдается потеря седиментационной устойчивости и выпадение желтого осадка. Таким образом, стабилизация коллоидного раствора СеО2 малат-анионом, аналогично стабилизации цитрат- или оксалат-анионами [53], позволила расширить диапазон pH стабильности золя.

Образование седиментационно-устойчивых золей диоксида церия, стабилизированных L-яблочной кислотой, было подтверждено методом ДРС (рис. 4). Для всех полученных золей с различными соотношениями лиганд : СеО2 характерно мономодальное распределение агрегатов частиц по размерам. В исходном, нестабилизированном золе диоксида церия (pH 2.3) присутствуют агрегаты с гидродинамическим диаметром около 13 нм. Стабилизация коллоидного раствора СеО2 L-яблочной кислотой в мольном соотношении лиганд : СеО2 = 0.2 приводит к увеличению гидродинамического диаметра агрегатов до 25 нм. Такое увеличение гидродинамического диаметра, вероятнее всего, связано со стерическим фактором, а именно необходимостью покрытия молекулами лиганда всей поверхности агрегата наночастиц для обеспечения стабильности золя. Отметим, что оценка мольного соотношения яблочная кислота : CeO2, необходимого для обеспечения полного покрытия наночастиц диаметром 13 нм, выполненного из геометрических соображений в приближении жестких сфер, привела к значению ~1 : 1, что удовлетворительно соответствует данному предположению. Значения гидродинамических диаметров агрегатов малат-стабилизированных золей СеО2 с соотношением лиганд : СеО2 = 0.5–2 находятся в диапазоне 15–19 нм и практически совпадают друг с другом, а также достаточно близки к размерам агрегатов частиц в исходном, нестабилизированном золе.

Рис. 4.

Распределения частиц СеО2 по размерам в золях, стабилизированных L-яблочной кислотой в мольных соотношениях лиганд : СеО2 = 0–2.

Результаты электрокинетических измерений для малат-стабилизированных золей диоксида церия приведены в табл. 1. Величина ζ-потенциала нестабилизированного золя CeO2 является положительной (+22 мВ), что характерно для коллоидных растворов CeO2 с низкими значениями pH (2–3) и соответствует ранее полученным данным [53, 56]. Из табл. 1 следует, что стабилизация диоксида церия малат-анионами приводит к изменению знака ζ-потенциала на отрицательный. Стабилизированные золи CeO2 характеризуются величиной ζ-потенциала около –15 мВ, которая практически не зависит от количества L-яблочной кислоты. Отметим, что золи с величиной электрокинетического потенциала менее 30 мВ, как правило, относят к коллоидным растворам с невысокой агрегативной устойчивостью [49, 57].

Таблица 1.  

Значения ζ-потенциалов золей СеО2 (рН 7.4)

Мольное соотношение лиганд : СеО2 ζ-потенциал, мВ
0 (рН 2.3) +22 ± 1
0.2 −14 ± 1
0.5 −15 ± 2
1 −16 ± 2
2 −16 ± 1

Добавление аммиака к нестабилизированному золю диоксида церия (pH 2.3) приводит к увеличению его рН до ~7 и перезарядке поверхности частиц СеО2, их ζ-потенциал становится слабоотрицательным (–3 ± 1 мВ) [56]. В свою очередь, при рН ~7 величины ζ-потенциала малат-стабилизированных золей СеО2 (табл. 1) по абсолютной величине значительно больше, что дополнительно указывает на модифицирование поверхности диоксида церия малат-анионами. В соответствии с данными, приведенными в работе Власовой и соавт., адсорбция двухосновных органических кислот (пиколиновой и оротовой) на поверхности СеО2 приводит к образованию устойчивых комплексов (≡CeOH$_{2}^{ + }$A–) [58]. Значение ζ-потенциала малат-стабилизированных золей диоксида церия практически не зависит от концентрации L-яблочной кислоты, вероятно, также за счет упомянутого выше стерического фактора. Хэнкок и соавт. с использованием ЯМР-спектроскопии 13С установили, что связывание цитрат-анионов с поверхностью частиц диоксида церия реализуется через гидроксильную и терминальные карбоксильные группы [49]. Поскольку при рН > 7 в растворе преимущественно присутствуют двухзарядные анионы Mal2–, можно предположить, что координация малат-аниона к поверхности диоксида церия также осуществляется через карбоксильную и гидроксильную группы, что согласуется с данными ИК-спектроскопии. При этом свободная карбоксильная группа находится в анионной форме, что обеспечивает отрицательное значение ζ-потенциала малат-стабилизированных золей СеО2 (табл. 1).

Ферментоподобная активность полученных золей диоксида церия по отношению к пероксиду водорода была исследована с использованием хемилюминесцентного метода. Кинетические кривые хемилюминесценции продукта окисления люминола пероксидом водорода в присутствии диоксида церия приведены на рис. 5.

Рис. 5.

Кинетические кривые хемилюминесценции продукта окисления люминола пероксидом водорода в реакционной смеси, содержащей буферный раствор Tris-HCl (pH 7.4) и золи диоксида церия, стабилизированные L-яблочной кислотой при мольных соотношениях лиганд : СеО2 = 0–2. Значение рН нестабилизированного золя СеО2 2.3.

При добавлении золей диоксида церия в реакционную смесь, содержащую буферный раствор Tris-HCl, люминол и пероксид водорода, интенсивность хемилюминесценции продукта окисления люминола по сравнению с контрольной смесью, не содержащей СеО2, увеличивается (рис. 5). Затем интенсивность свечения постепенно снижается, при этом скорость снижения интенсивности тем выше, чем больше концентрация СеО2 в реакционной смеси (0.55–2.2 мМ). Отметим, что для природного фермента пероксидазы хрена в аналогичных условиях регистрируется иной вид хемилюминесцентных кривых, а именно постепенное увеличение интенсивности хемилюминесценции с ее выходом на стационарное значение [59]. Однако, для наноматериалов, проявляющих пероксидазоподобную активность, вид хемилюминесцентных кривых может быть иным, что вероятно связано с взаимодействием наночастиц с компонентами реакционной смеси. Хемилюминесцентные кривые, аналогичные полученным в настоящей работе, и связанные с проявлением пероксидазоподобной активности наблюдали ранее для ряда наноматериалов, в том числе диоксида церия [60, 61], комплекса железа с порфирином [62], металл-органических полимеров Со(II) [63].

Экспериментальные кинетические данные были обработаны в рамках кинетической модели, приведенной в табл. 2 (рис. 6). Выбранная математическая модель основана на механизме пероксидазоподобной активности диоксида церия, предложенном ранее [64, 65]. В результате моделирования (табл. 2) были определены кинетические параметры реакций взаимодействия диоксида церия с пероксидом водорода (1), взаимодействия люминола с гидроксил-радикалом (2) и реакции хемилюминесценции продукта окисления люминола (3).

Таблица 2.  

Результаты математического моделирования данных хемилюминесцентного анализа для реакционной смеси, содержащей буферный раствор Tris-HCl, люминол, пероксид водорода и нестабилизированный золь диоксида церия (рН 2.3)

Реакция Константа реакции, мкМ/мин
0.55 мМ СеО2 1.1 мМ СеО2 2.2 мМ СеО2
${\text{Ce}}{{{\text{O}}}_{2}} + {{{\text{H}}}_{2}}{{{\text{O}}}_{{2{\text{\;}}}}} \to 2{\text{OH}}\cdot$ (1) 2.6 × 106 2.2 × 106 6.1 × 105
${\text{Lum}} + {\text{OH}}\cdot{\text{\;}} \to {\text{Lum*}}$ (2) 1.5 × 10–6 1.1 × 10–6 1.0 × 10–6
${\text{Lum*}} + {\text{Lum*\;}} \to P + h\nu $ (3) 3.5 × 10–7 6.0 × 10–7 5.0 × 10–6
Рис. 6.

Кинетические кривые хемилюминесценции продукта окисления люминола пероксидом водорода в присутствии золей диоксида церия, полученные в результате математического моделирования экспериментальных данных (реакции (1)–(3), табл. 2).

Из табл. 2 можно видеть, что с уменьшением концентрации диоксида церия происходит снижение скорости реакции (3), сопровождающейся испусканием кванта света, на порядок величины, что согласуется с различиями в соответствующих экспериментальных кинетических кривых (рис. 5). В свою очередь, стабилизация золей диоксида церия L-яблочной кислотой приводит к снижению скорости реакции (3) в среднем в три раза (табл. 3), что соответствует более медленному затуханию хемилюминесценции реакционных смесей, содержащих малат-стабилизированные золи по сравнению со смесями, содержащими нестабилизированные коллоидные растворы СеО2 (рис. 5).

Таблица 3.  

Кинетические параметры реакций (1)−(3) для реакционных смесей, содержащих буферный раствор Tris-HCl, люминол, пероксид водорода и малат-стабилизированные золи диоксида церия

Мольное соотношение лиганд : СеО2 Реакция Константа реакции, мкМ/мин
0.55 мМ СеО2 1.1 мМ СеО2 2.2 мМ СеО2
0.2 (1) 3.0 × 106 2.0 × 106 8.7 × 105
(2) 2.1 × 10–6 1.9 × 10–6 1.8 × 10–6
(3) 1.7 × 10–7 3.8 × 10–7 2.0 × 10–6
0.5 (1) 3.6 × 106 3.3 × 106 1.6 × 106
(2) 2.3 × 10–6 1.8 × 10–6 1.7 × 10–6
(3) 1.0 × 10–7 2.2 × 10–7 8.5 × 10–7
1 (1) 3.2 × 106 3.0 × 106 1.3 × 106
(2) 2.5 × 10–6 1.7 × 10–6 1.6 × 10–6
(3) 9.4 × 10–8 2.5 × 10–7 1.1 × 10–6
2 (1) 2.6 × 106 2.3 × 106 1.7 × 106
(2) 2.6 × 10–6 2.0 × 10–6 1.0 × 10–6
(3) 1.3 × 10–7 2.7 × 10–7 1.2 × 10–6

Количественный анализ ферментоподобной активности золей диоксида церия проводили путем сравнения значений интегральной интенсивности хемилюминесценции, регистрируемой в течение 20 мин (рис. 7). Водные растворы яблочной кислоты (0.28–1.1 мМ), не содержащие диоксида церия, снижают интенсивность свечения люминола в 6–60 раз, что указывает на антиоксидантную активность L-яблочной кислоты по отношению к пероксиду водорода (рис. 7а). Снижение интенсивности хемилюминесценции с увеличением концентрации яблочной кислоты от 0.28 до 1.1 мМ согласуется с литературными данными, в соответствии с которыми яблочная кислота обладает антиоксидантной активностью по отношению к гидроксил-радикалам в диапазоне концентраций 0.05–0.5 мкг/мл, при этом, чем выше концентрация яблочной кислоты, тем более выражена антиоксидантная активность [33].

Рис. 7.

Зависимость интегральной интенсивности хемилюминесценции продукта окисления люминола от концентрации L-яблочной кислоты (а) в реакционных смесях, содержащих буферный раствор Tris-HCl (pH 7.4), люминол и пероксид водорода, и от концентрации диоксида церия (б) в реакционных смесях, содержащих буферный раствор Tris-HCl (pH 7.4), люминол, пероксид водорода и малат-стабилизированные золи СеО2.

Как видно из рис. 7б, пероксидазоподобная активность малат-стабилизированных золей СеО2 превышает активность нестабилизированного золя диоксида церия. Ферментоподобная активность золя СеО2, стабилизированного в мольном соотношении лиганд : СеО2 = 0.5, практически в два раза (СеО2, 0.55 мМ), в три раза (СеО2, 1.1 мМ) и в семь раз (СеО2, 2.2 мМ) выше, чем активность нестабилизированного золя СеО2. Данное наблюдение согласуется с результатами ДРС, полученными для золей диоксида церия в буферном растворе Tris-HCl (рН 7.4) (рис. 8). Гидродинамический диаметр агрегатов нестабилизированного золя СеО2 более чем в 3 раза превышает размер агрегатов в золе диоксида церия, стабилизированном L-яблочной кислотой в мольном соотношении лиганд : СеО2 = 0.5. Отметим, что аналогичную зависимость пероксидазоподобной активности от размеров агрегатов частиц наблюдали ранее для феррита марганца [66]. Наиболее вероятной причиной зависимости активности нанозимов от размеров агрегатов частиц является степень доступности их реакционных центров для молекул субстратов. Чем больше размер агрегатов, тем меньше эффективная поверхность взаимодействия активной твердой фазы с компонентами раствора.

Рис. 8.

Распределения по размерам частиц диоксида церия в золях, стабилизированных L-яблочной кислотой при мольных соотношениях лиганд : СеО2 = 0–2, в буферном растворе Tris-HCl (рН 7.4).

С другой стороны, с увеличением мольного соотношения лиганд : СеО2 в диапазоне 0.5–2 в малат-стабилизированных золях диоксида церия происходит снижение их пероксидазоподобной активности до двух раз (СеО2, 2.2 мМ), что, вероятно, связано с собственными антиоксидантными свойствами яблочной кислоты (рис. 7). Ранее Дарэ и соавт. показали, что конъюгация диоксида церия с дубильной кислотой приводит к снижению цитотоксичного действия дубильной кислоты: СеО2 и конъюгат СеО2-дубильная кислота не оказывали значительного влияния на жизнеспособность фибробластов [46]. Жу и соавт. предложили методику модификации поверхности СеО2 алендроновой кислотой и продемонстрировали, что конъюгат СеО2-алендроновая кислота проявляет супероксиддисмутазо- и каталазоподобную активность и обладает антиоксидантными свойствами по отношению к активным формам азота [67]. Ву и соавт. показали, что стабилизация золя диоксида церия цитрат-анионами (5 мас. %) позволяет значительно повысить скорость фотоиндуцированного свободнорадикального окисления N‑(фосфонометил)-глицина по сравнению с нестабилизированным золем СеО2 (константа скорости разложения kPMG увеличилась с 0.0018 до 0.3028 мин–1) [67]. Важно отметить, что величина kPMG, теоретически оцененная для смеси диоксида церия и лимонной кислоты (5 мас. %) в предположении об отсутствии химического взаимодействия компонентов, была на три порядка ниже (0.0005 мин–1), чем константа скорости разложения N-(фосфонометил)-глицина под действием цитрат-модифицированного СеО2. Сравнение литературных данных [68] и результатов, полученных в настоящей работе (рис. 7, табл. 2 и 3), позволяет предположить, что увеличение содержания L-яблочной кислоты (лиганд : СеО2 от 0.5 до 2) затрудняет доступ люминола и пероксида водорода к поверхности частиц диоксида церия, что приводит к уменьшению пероксидазоподобной активности малат-стабилизированных золей СеО2.

Необходимо отметить, что золь диоксида церия, стабилизированный яблочной кислотой в соотношении лиганд : СеО2 = 0.2, демонстрирует активность, вдвое меньшую активности золя СеО2, стабилизированного при соотношении лиганд : : СеО2 = 0.5. Невысокая активность малат-стабилизированного коллоидного раствора СеО2 с соотношением лиганд : СеО2 = 0.2 связана с большим значением гидродинамического диаметра агрегатов частиц в воде (рис. 4) и в буферном растворе Tris-HCl (рис. 8) по сравнению с другими стабилизированными золями. Такое различие, как было отмечено выше, вероятнее всего, также связано со стерическим фактором.

Таким образом, стабилизация диоксида церия L-яблочной кислотой в диапазоне мольных соотношений лиганд : СеО2 от 0.5 до 2 позволяет повысить агрегативную устойчивость золя СеО2 и его ферментоподобную активность по отношению к пероксиду водорода. Полученные данные свидетельствуют о том, что фактор агрегативной устойчивости наночастиц СеО2 в коллоидных растворах может иметь большое значение при оценке ферментоподобной активности диоксида церия и других неорганических материалов, особенно в экспериментах in vitro и in vivo.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе впервые получены агрегативно устойчивые золи диоксида церия, стабилизированные L-яблочной кислотой, в диапазоне мольных соотношений лиганд : СеО2 = 0.2–2. Образование малатных комплексов на поверхности частиц диоксида церия подтверждено методами ИК-спектроскопии и ДРС. Стабилизация золей диоксида церия яблочной кислотой снижает степень агрегации наночастиц СеО2 в буферном растворе Tris-HCl (pH 7.4). Анализ ферментоподобной активности хемилюминесцентным методом продемонстрировал, что стабилизация коллоидных растворов СеО2 малат-анионом приводит к увеличению пероксидазоподобной активности диоксида церия по сравнению с нестабилизированным золем СеО2. Результаты кинетического моделирования хемилюминесцентных данных показали, что увеличение количества малат-аниона в золях диоксида церия (лиганд : СеО2 = 0.5–2) приводит к снижению ферментоподобной активности СеО2, что обусловлено антиоксидантными свойствами яблочной кислоты. Полученные результаты могут быть использованы для анализа биологической активности диоксида церия в присутствии продуктов катаболизма (цикла Кребса) в живых системах.

Список литературы

  1. Shao C., Shen A., Zhang M. et al. Oxygen vacancies enhanced CeO2:Gd nanoparticles for sensing a tumor vascular microenvironment by magnetic resonance imaging // ACS Nano. 2018. V. 12. № 12. P. 12629–12637. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b07387

  2. Eriksson P., Tal A.A., Skallberg A. et al. Cerium oxide nanoparticles with antioxidant capabilities and gadolinium integration for MRI contrast enhancement // Scientific Reports. 2018. V. 8. № 1. P. 6999. https://doi.org/10.1038/s41598-018-25390-z

  3. Tapeinos C., Battaglini M., Prato M. et al. CeO2 Nanoparticles-loaded pH-responsive microparticles with antitumoral properties as therapeutic modulators for osteosarcoma // ACS Omega. 2018. V. 3. № 8. P. 8952–8962. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b01060

  4. Pi F., Deng X., Xue Q. et al. Alleviating the hypoxic tumor microenvironment with MnO2-coated CeO2 nanoplatform for magnetic resonance imaging guided radiotherapy // Journal of Nanobiotechnology. 2023. V. 21. № 1. P. 90. https://doi.org/10.1186/s12951-023-01850-1

  5. Augustine R., Hasan A., Patan N.K. et al. Cerium oxide nanoparticle incorporated electrospun poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) membranes for diabetic wound healing applications // ACS Biomaterials Science & Engineering. 2020. V. 6. № 1. P. 58–70. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.8b01352

  6. Kim D.W., Le T.M.D., Lee S.M. et al. Microporous organic nanoparticles anchoring CeO2 materials: Reduced toxicity and efficient reactive oxygen species-scavenging for regenerative wound healing // ChemNanoMat. 2020. V. 6. № 7. P. 1104–1110. https://doi.org/10.1002/cnma.202000067

  7. Rather H.A., Thakore R., Singh R. et al. Antioxidative study of Cerium Oxide nanoparticle functionalised PCL-gelatin electrospun fibers for wound healing application // Bioactive Materials. 2018. V. 3. № 2. P. 201–211. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2017.09.006

  8. Zheng H., Wang S., Cheng F. et al. Bioactive anti-inflammatory, antibacterial, conductive multifunctional scaffold based on MXene@CeO2 nanocomposites for infection-impaired skin multimodal therapy // Chemical Engineering Journal. 2021. V. 424. P. 130148. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130148

  9. Ermakov A., Popov A., Ermakova O. et al. The first inorganic mitogens: Cerium oxide and cerium fluoride nanoparticles stimulate planarian regeneration via neoblastic activation // Materials Science and Engineering: C. 2019. V. 104. P. 109924. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.109924

  10. Shcherbakov A.B., Reukov V.V., Yakimansky A.V. et al. CeO2 nanoparticle-containing polymers for biomedical applications: A review // Polymers. 2021. V. 13. № 6. P. 924. https://doi.org/10.3390/polym13060924

  11. Ivanov V.K., Polezhaeva O.S., Tret’yakov Y.D. Nanocrystalline ceria: Synthesis, structure-sensitive properties, and promising applications // Russian Journal of General Chemistry. 2010. V. 80. № 3. P. 604–617. https://doi.org/10.1134/S1070363210030412

  12. Saravanakumar K., Sathiyaseelan A., Mariadoss A.V.A. et al. Antioxidant and antidiabetic properties of biocompatible ceria oxide (CeO2) nanoparticles in mouse fibroblast NIH3T3 and insulin resistant HepG2 cells // Ceramics International. 2021. V. 47. № 6. P. 8618–8626. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.11.230

  13. Naz S., Kazmi S.T.B., Zia M. CeO2 Nanoparticles synthesized through green chemistry are biocompatible: In vitro and in vivo assessment // Journal of Biochemical and Molecular Toxicology. 2019. V. 33. № 5. P. e22291. https://doi.org/10.1002/jbt.22291

  14. Uzair B., Akhtar N., Sajjad S. et al. Targeting microbial biofilms: By Arctium lappa L. synthesised biocompatible CeO2-NPs encapsulated in nano-chitosan // IET Nanobiotechnology. 2020. V. 14. № 3. P. 217–223. https://doi.org/10.1049/iet-nbt.2019.0294

  15. Ahamed M., Akhtar M.J., Khan M.A.M. et al. Evaluation of the cytotoxicity and oxidative stress response of CeO2-RGO nanocomposites in human lung epithelial A549 cells // Nanomaterials. 2019. V. 9. № 12. P. 1709. https://doi.org/10.3390/nano9121709

  16. Abbas F., Iqbal J., Maqbool Q. et al. ROS mediated malignancy cure performance of morphological, optical, and electrically tuned Sn doped CeO2 nanostructures // AIP Advances. 2017. V. 7. № 9. P. 095205. https://doi.org/10.1063/1.4990790

  17. Ma Y., Tian Z., Zhai W. et al. Insights on catalytic mechanism of CeO2 as multiple nanozymes // Nano Research. 2022. V. 15. № 12. P. 10328–10342. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4666-y

  18. Xiao G., Li H., Zhao Y. et al. Nanoceria-based artificial nanozymes: Review of materials and applications // ACS Applied Nano Materials. 2022. V. 5. № 10. P. 14147–14170. https://doi.org/10.1021/acsanm.2c03009

  19. Popov A.L., Shcherbakov A.B., Zholobak N.M. et al. Cerium dioxide nanoparticles as third-generation enzymes (nanozymes) // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2017. P. 760–781. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2017-8-6-760-781

  20. Feng N., Liu Y., Dai X. et al. Advanced applications of cerium oxide based nanozymes in cancer // RSC Advances. 2022. V. 12. № 3. P. 1486–1493. https://doi.org/10.1039/D1RA05407D

  21. Sozarukova M.M., Proskurnina E. V., Popov A.L. et al. New facets of nanozyme activity of ceria: lipo- and phospholipoperoxidase-like behaviour of CeO2 nanoparticles // RSC Advances. 2021. V. 11. № 56. P. 35351–35360. https://doi.org/10.1039/D1RA06730C

  22. Kim C.K., Kim T., Choi I.-Y. et al. Ceria nanoparticles that can protect against ischemic stroke // Angewandte Chemie International Edition. 2012. V. 51. № 44. P. 11039–11043. https://doi.org/10.1002/anie.201203780

  23. Gulicovski J.J., Milonjić S.K., Szécsényi K.M. Synthesis and characterization of stable aqueous ceria sols // Materials and Manufacturing Processes. 2009. V. 24. № 10–11. P. 1080–1085. https://doi.org/10.1080/10426910903032162

  24. Habib I.Y., Kumara N.T.R.N., Lim C.M. et al. Dynamic light scattering and zeta potential studies of ceria nanoparticles // Solid State Phenomena. 2018. V. 278. P. 112–120. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.278.112

  25. Huang L., Zhang W., Chen K. et al. Facet-selective response of trigger molecule to CeO2 {1 1 0} for up-regulating oxidase-like activity // Chemical Engineering Journal. 2017. V. 330. P. 746–752. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.08.026

  26. Yadav N., Patel V., McCourt L. et al. Tuning the enzyme-like activities of cerium oxide nanoparticles using a triethyl phosphite ligand // Biomaterials Science. 2022. V. 10. № 12. P. 3245–3258. https://doi.org/10.1039/D2BM00396A

  27. Wu J., Wang X., Wang Q. et al. Nanomaterials with enzyme-like characteristics (nanozymes): Next-generation artificial enzymes (II) // Chemical Society Reviews. 2019. V. 48. № 4. P. 1004–1076. https://doi.org/10.1039/C8CS00457A

  28. Gupta A., Das S., Neal C.J. et al. Controlling the surface chemistry of cerium oxide nanoparticles for biological applications // Journal of Materials Chemistry B. 2016. V. 4. № 19. P. 3195–3202. https://doi.org/10.1039/C6TB00396F

  29. Lee S.S., Song W., Cho M. et al. Antioxidant properties of cerium oxide nanocrystals as a function of nanocrystal diameter and surface coating // ACS Nano. 2013. V. 7. № 11. P. 9693–9703. https://doi.org/10.1021/nn4026806

  30. Lazić V., Živković L.S., Sredojević D. et al. Tuning properties of cerium dioxide nanoparticles by surface modification with catecholate-type of ligands // Langmuir. 2020. V. 36. № 33. P. 9738–9746. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c01163

  31. Wu Q., Yang L., Zou L. et al. Small ceria nanoclusters with high ROS Scavenging activity and favorable Pharmacokinetic parameters for the amelioration of chronic kidney disease // Advanced Healthcare Materials. 2023. P. 2300632.https://doi.org/10.1002/adhm.202300632

  32. Casals E., Zeng M., Parra-Robert M. et al. Cerium oxide nanoparticles: Advances in biodistribution, toxicity, and preclinical exploration // Small. 2020. V. 16. № 20. P. 1907322. https://doi.org/10.1002/smll.201907322

  33. Szentmihályi K., Szilágyi M., Balla J. et al. In vitro antioxidant activities of magnesium compounds used in food industry // Acta Alimentaria. 2014. V. 43. № 3. P. 419–425. https://doi.org/10.1556/AAlim.43.2014.3.8

  34. Jin X., Yang R., Yan X. et al. Malic acid and oxalic acid spraying enhances phytic acid degradation and total antioxidant capacity of mung bean sprouts // International Journal of Food Science & Technology. 2016. V. 51. № 2. P. 370–380. https://doi.org/10.1111/ijfs.12941

  35. Qiu K., He W., Zhang H. et al. Bio-fermented malic acid facilitates the production of high-quality chicken via enhancing muscle antioxidant capacity of broilers // Antioxidants. 2022. V. 11. № 12. P. 2309. https://doi.org/10.3390/antiox11122309

  36. Huang Z.W., Laurent V., Chetouani G. et al. New functional degradable and bio-compatible nanoparticles based on poly(malic acid) derivatives for site-specific anti-cancer drug delivery // International Journal of Pharmaceutics. 2012. V. 423. № 1. P. 84–92. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2011.04.035

  37. Huang X., Xu L., Qian H. et al. Polymalic acid for translational nanomedicine // Journal of Nanobiotechnology. 2022. V. 20. № 1. P. 295. https://doi.org/10.1186/s12951-022-01497-4

  38. Zhang J., Chen D., Liang G. et al. Biosynthetic polymalic acid as a delivery nanoplatform for translational cancer medicine // Trends in Biochemical Sciences. 2021. V. 46. № 3. P. 213–224. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2020.09.008

  39. Ljubimova J.Y., Fujita M., Khazenzon N.M. et al. Nanoconjugate based on polymalic acid for tumor targeting // Chemico-Biological Interactions. 2008. V. 171. № 2. P. 195–203. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2007.01.015

  40. Hirschey M.D., Han Y.-J., Stucky G.D. et al. Imaging Escherichia coli using functionalized Core/Shell CdSe/CdS quantum dots // JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry. 2006. V. 11. № 5. P. 663–669. https://doi.org/10.1007/s00775-006-0116-7

  41. Huang Y.-C., Wu S.-H., Hsiao C.-H. et al. Mild synthesis of size-tunable CeO2 octahedra for band gap variation // Chemistry of Materials. 2020. V. 32. № 6. P. 2631–2638. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c00318

  42. Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. John Wiley & Sons, 2009.

  43. Prieur D., Bonani W., Popa K. et al. Size dependence of lattice parameter and electronic structure in CeO2 nanoparticles // Inorganic Chemistry. 2020. V. 59. № 8. P. 5760–5767. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c00506

  44. Badertscher M., Bühlmann P., Pretsch E. Structure determination of organic compounds. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 174 p. https://doi.org/10.1007/978-3-540-93810-1

  45. Bellami L.J. The Infrared Spectra of Complex Molecules. New York, NY: John Wiley & Sons, 1954. 321 p.

  46. Daré R.G., Kolanthai E., Neal C.J. et al. Cerium oxide nanoparticles conjugated with tannic acid prevent uvb-induced oxidative stress in fibroblasts: Evidence of a promising anti-photodamage agent // Antioxidants. 2023. V. 12. № 1. P. 190. https://doi.org/10.3390/antiox12010190

  47. Nastasiienko N., Palianytsia B., Kartel M. et al. Thermal transformation of caffeic acid on the nanoceria surface studied by temperature programmed desorption mass-spectrometry, thermogravimetric analysis and FT–IR spectroscopy // Colloids and Interfaces. 2019. V. 3. № 1. P. 34. https://doi.org/10.3390/colloids3010034

  48. Petrova N., Todorovsky D., Angelova S. et al. Synthesis and characterization of cerium citric and tartaric complexes // Journal of Alloys and Compounds. 2008. V. 454. № 1–2. P. 491–500. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.01.005

  49. Hancock M.L., Yokel R.A., Beck M.J. et al. The characterization of purified citrate-coated cerium oxide nanoparticles prepared via hydrothermal synthesis // Applied Surface Science. 2021. V. 535. P. 147681. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147681

  50. Ivanov V.K., Polezhaeva O.S., Shaporev A.S. et al. Synthesis and thermal stability of nanocrystalline ceria sols stabilized by citric and polyacrylic acids // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2010. V. 55. № 3. P. 328–332. https://doi.org/10.1134/S0036023610030046

  51. Vlasova N.M., Markitan O.V. Complexation on the oxide surfaces: Adsorption of biomolecules from aqueous solutions: A review // Theoretical and Experimental Chemistry. 2022. V. 58. № 1. P. 1–14. https://doi.org/10.1007/s11237-022-09716-7

  52. Janusz W., Skwarek E. Adsorption of malic acid at the hydroxyapatite/aqueous NaCl solution interface // Applied Nanoscience. 2022. V. 12. № 4. P. 1355–1363. https://doi.org/10.1007/s13204-021-01938-w

  53. Shcherbakov A.B., Teplonogova M.A., Ivanova O.S. et al. Facile method for fabrication of surfactant-free concentrated CeO2 sols // Materials Research Express. 2017. V. 4. № 5. P. 055008. https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa6e9a

  54. Plakhova T.V., Romanchuk A.Y., Yakunin S.N. et al. Solubility of nanocrystalline cerium dioxide: Experimental data and thermodynamic modeling // The Journal of Physical Chemistry C. 2016. V. 120. № 39. P. 22615–22626. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b05650

  55. Grulke E.A., Beck M.J., Yokel R.A. et al. Surface-controlled dissolution rates: A case study of nanoceria in carboxylic acid solutions // Environmental Science: Nano. 2019. V. 6. № 5. P. 1478–1492. https://doi.org/10.1039/C9EN00222G

  56. Barany S., Bohacs K., Chepurna I. et al. Electrokinetic properties and stability of cerium dioxide suspensions // RSC Advances. 2016. V. 6. № 73. P. 69343–69351. https://doi.org/10.1039/C6RA12725H

  57. Robert J. P., Lennart B. Surface and Colloid Chemistry in Advanced Ceramics Processing / Ed. Pugh R.J., Bergstrom L. CRC Press, 2017. https://doi.org/10.1201/9780203737842

  58. Vlasova N.N., Golovkova L.P., Stukalina N.G. Adsorption of organic acids on a cerium dioxide surface // Colloid Journal. 2015. V. 77. № 4. P. 418–424. https://doi.org/10.1134/S1061933X15040201

  59. Izmailov D.Y., Proskurnina E. V., Shishkanov S.A. et al. The effect of antioxidants on the formation of free radicals and primary products of the peroxidase reaction // Biophysics. 2017. V. 62. № 4. P. 557–564. https://doi.org/10.1134/S0006350917040091

  60. Averchenko E.A., Kavok N.S., Klochkov V.K. et al. Chemiluminescent diagnostics of free-radical processes in an abiotic system and in liver cells in the presence of nanoparticles based on rare-earth elements NRe-VO4:Eu3+ (Re = Gd, Y, La) and CeO2 // Journal of Applied Spectroscopy. 2014. V. 81. № 5. P. 827–833. https://doi.org/10.1007/s10812-014-0012-9

  61. Iranifam M., Haggi A., Akhteh H. et al. Synthesis of rod-like CeO2 nanoparticles and their application to catalyze the luminal–O2 chemiluminescence reaction used in the determination of oxcarbazepine and ascorbic acid // Analytical Sciences. 2022. V. 38. № 5. P. 787–793. https://doi.org/10.1007/s44211-022-00096-5

  62. Zhao Y., Xu X., Ma Y. et al. A Novel peroxidase/oxidase mimetic Fe-porphyrin covalent organic framework enhanced the luminol chemiluminescence reaction and its application in glucose sensing // Luminescence. 2020. V. 35. № 8. P. 1366–1372. https://doi.org/10.1002/bio.3899

  63. Li D., Zhang S., Feng X. et al. A novel peroxidase mimetic Co-MOF enhanced luminol chemiluminescence and its application in glucose sensing // Sensors and Actuators B: Chemical. 2019. V. 296. P. 126631. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.126631

  64. Filippova A.D., Sozarukova M.M., Baranchikov A.E. et al. Peroxidase-like activity of CeO2 nanozymes: Particle size and chemical environment matter // Molecules. 2023. V. 28. № 9. P. 3811. https://doi.org/10.3390/molecules28093811

  65. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Ivanov V.K. Pro-oxidant potential of CeO2 nanoparticles towards hydrogen peroxide // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2021. V. 12. № 3. P. 283–290. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-283-290

  66. Moreno-Castilla C., Naranjo Á., Victoria López-Ramón M. et al. Influence of the hydrodynamic size and ζ-potential of manganese ferrite nanozymes as peroxidase-mimicking catalysts at pH 4 in different buffers // Journal of Catalysis. 2022. V. 414. P. 179–185. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2022.09.010

  68. Wu H., Sun Q., Chen J. et al. Citric acid-assisted ultrasmall CeO2 nanoparticles for efficient photocatalytic degradation of glyphosate // Chemical Engineering Journal. 2021. V. 425. P. 130640. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130640

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Коллоидный журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал