Изучение влияния наночастиц оксида алюминия на активность гидролаз

Период изготовления: май 2023 года.

Целью работы являлось установление наличия и характера влияния присутствия наночастиц оксида алюминия в средах гидролиза на активность протеаз экстракта (вытяжки) светлого ячменного пивоваренного солода

Для ее достижения необходимо было решить следующие задачи:

1. Повести анализ литературных источников, посвященных влиянию наночастиц, в частности, оксида алюминия на объекты различной природы.

2. Оценить влияние различных концентраций наночастиц Al2O3 на активность протеаз солодовой вытяжки.

3. Определить зависимость активность солодовых протеаз от продолжительности контакта с наночастицами оксида алюминия в реакционных средах.

4. Изучить влияние разных концентраций наночастиц Al2O3 на результаты гидролиза белков ячменя под действием протеаз вытяжки светлого ячменного пивоваренного солода.

Есть приложения.

Работа была успешно сдана - заказчик претензий не имел.

Готовые работы я могу оперативно проверить на оригинальность по Antiplagiat .ru и сообщить Вам результат.

Введение 3

1 Обзор литературы 6

1.1 Нанотехнологии и наночастицы 6

1.2 Классификация наночастиц 7

1.3 Характеристика и методы получения нанопорошка оксида алюминия 10

1.4 Потенциальное применение наночастиц оксида алюминия 14

1.5 Оценка токсичности и потенциальной опасности наночастиц оксида алюминия для биологических объектов 16

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18

2.1 Материалы и методы 18

2.1.1 Источник ферментов - солодовая вытяжка 18

2.1.2 Нанопрепарат оксида алюминия 18

2.1.3 Метод Вильштеттера и Вальшмидт-Лейца в модификации 18

2.1.4 Метод определения концентрации сухих веществ в растворах 20

2.2 Результаты и обсуждение 21

2.2.1 Влияние различных концентраций нанопрепарата оксида алюминия на активность протеолитических ферментов солодовой вытяжки 21

2.2.2 Влияние продолжительности контакта наночастиц Al2O3 с протеолитическими ферментами солодовой вытяжки на их активность 29

2.2.3 Влияние наночастиц Al2O3 на гидролиз протеолитическими ферментами солодовой вытяжки белков пивоваренного ячменя 33

3 Технологическая часть 38

4 Заключение 39

5 Cписок литературы 40

6 Приложение…………….49

1.Алымов, М. И. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов / М.И. Алымов, В.А.Зеленский. - М.: МИФИ, 2005 - 52 c.

2.Балабанов, В. И. Нанотехнологии: наука будущего / В. И. Балабанов. - М. : Эксмо, 2009. - 247 с.

3.Баранов, Д. А. Магнитные наночастицы: достижения и проблемы химического синтеза / Д. А. Баранов, С. П. Гувин // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. - 2009. - № 1-2. - C. 129-144.

4.Добровольский, Д. С. Разработка метода получения наночастиц оксида алюминия методом химического осаждения с дальнейшим термическим разложением / Д. С. Добровольский, Н. А. Беловощев, Л. А. Насырова // Успехи в химии и химической технологии. - 2017. - № 13. - C. 31-33.

5.Зайцева, Н. В. Оценка токсичности и потенциальной опасности наночастиц оксида алюминия для здоровья человека / Н. В. Зайцева, М. А. Землянова, М. С. Степанков, А. М. Игнатова // Экология человека. - 2018. - № 5. - С. 9-15.

6.Мальцев, П. М. Химико-технологический контроль производства солода и пива / П. М. Мальцев. – М.: Пищевая промышленность, 1975. – 447 с.

7.Машков, Ю. К. Материалы и методы нанотехнологии / Ю. К. Машков. - Омск: ОмГТУ, 2014. - 431 c. 

8.Монин, А. В. Синтез микро- и наночастиц оксида алюминия золь-гель методом / А. В. Монин, Н.Б. Швейкина, Е.Г. Земцова, В. Б. Смирнов // Вестник Санкт-Петербургского университета. - 2010. - № 4. - С. 154-157

9.Нанопорошок оксид алюминия, Al2O3 [Электронный ресурс]. URL:https://plasmotherm.ru/catalog/nanopowders/113279/ (дата обращения 04.05.2023)

10.Петрова, Е. В. Наноразмерные гидроксид и оксид алюминия, полученные электрохимическим способом и их использование / Е. В. Петрова, А. Ф. Дресвянников, М. А. Цыганова // Вестник Казанского технологического университета. - 2009. - № 1. - C. 115-119.

11.Федоренко, В. Ф. Нанотехнологии и наноматериалы в агропромышленном комплексе: науч. издание / В. Ф. Федоренко, М. Н. Ерохин, В. И. Балабанов, Д. С. Буклагин, И. Г. Голубев, С. А. Ищенко. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. - 312 с.

12.Abdellah, W. V. Removal of chromium from liquid waste by gamma aluminum oxide (γ-Al2O3) nanoparticles synthesized using citrate sol–gel method / W. M. Abdellah, E. S. Abdelfattah, H. M. Diab, E. A. Saad // Arab journal of nuclear sciences and applications. - 2018. - Vol. 51. - №. 4. - P. 126-134.

13.Abdellatif, A. H. Targeting of Somatostatin Receptors using Quantum Dots Nanoparticles Decorated with Octreotide / A. H. Abdellatif // Journal of Nanomedicine & Nanotechnology. - 2015. - № S6:005.

14.Alivisatos, P. The use of nanocrystals in biological detection / P. Alivisatos, J. Kong. // Nature Biotechnology. - 2004. - Vol. 22. - № 1. - P. 47-52.

15.Aluminum oxide nanoparticle films deposited from a nonthermal plasma: synthesis, characterization, and crystallization [Электронный ресурс] // ACS publicationsю – Режим доступа: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.0c03353# (дата обращения: 20.12.2022).

16.Arroyo, C.R. Reliable tools for quantifying the morphogical properties at the nanoscale / C. R. Arroyo, A. Debut, A.V. Vaca // Biology and Medicine. - 2016. - № 8. - P. 139-146.

17.Bavastrello, V. Fabrication of supports for carbon fullerenes hard disk unit / V. Bavastrello, N. Claudio // Journal of Nanomedicine & Nanotechnology. - 2014. - Vol. 5 - № 5:1000230.

18.Boisier, G. Electrochemical behavior of chemical vapor deposited protective aluminum oxide coatings on Ti6242 titanium alloy / G. Boisier, M. Raciulete, D. Samélor, N. Pébère, A. N. Gleizes, C. Vahlas // Electrochemical and Solid-State Letters. - 2008. - Vol. 11. - № 10. - P. 8387 – 8391.

19.Bushra B. A., Ghazala H. Y. and Shyaa K. A. Influence of γ Al2O3 Nanoparticles Addition and Pressure on the Electrical, Structural and Microstructure Properties of Bi-2223 Superconducting System / B. A. Bushram, H. Y. Ghazala, K. A. Shyaa // Indian Journal of Natural Sciences. - 2019. - Vol. 9. - № 52. - P. 16570- 16577.

20.Gjorgievska, E. Assessment of the impact of the addition of nanoparticles on the properties of glass / E. Gjorgievska, J. W. Nicholson, D. Gabrić, Z. A. Guclu, I. Miletić, N. J. Coleman // Ionomer cements. materials. - 2020. - Vol. 13. - № 2:276.

21.Gopi, S. Effective drug delivery system of biopolymers based on nanomaterials and hydrogels / S. Gopi, A. Amalraj. // International and Inter University Centre for Nanoscience and Nanotechnology. - 2016. - № 5. - P. 30-37.

22.Hickey, R. J. Low-dimensional nanoparticle clustering in polymer micelles and their transverse relaxivity rates / R. J. Hickey, X. Meng, P. Zhang // ACS Nano. — 2013. - № 7. - P. 5824-5833.

23.Hu, L. The use of nanoparticles to prevent and eliminate bacterial biofilms. In Antimicrobial Research Novel Bioknowledge and educational Programs; Badajoz : Formatex, 2017 - 350 p.

24.Huh, A. J. “Nanoantibiotics”: A new paradigm for treating infectious diseases using nanomaterials in the antibiotics resistant era / A. J. Huh, Y. J. Kwon // J. Control. Release. - 2011. - Vol. 156. - P. 128–145.

25.Imtiyaz, R. P. Dendrimers as an efficient catalyst for the oxidation of multi substituted alcohols / R. P. Imtiyaz, A. H. Athar // Journal of fertilizers & pesticides. - 2016. - Vol. 7. - № 1:1000160.

26.Jibowu, T. The formation of doxorubicin loaded targeted nanoparticles using nanoprecipitation, double emulsion and single emulsion for cancer treatment / T. Jibowu // Journal of Nanomedicine & Nanotechnology. - 2016. - Vol. 7. - № 13. - P. 568-580.

27.Kepley, C. Fullerenes in medicine / C. Kepley // Journal of nanomedicine & nanotechnology. - 2012. - Vol. 3. - № 6:1000e111

28.Kong, J. Full and modulated chemical gating of individual carbon nanotubes by organic amine compounds / J. Kong, H. Dai. // The Journal of Physical Chemistry B. - 2001. - Vol. 105. - № 15. - P. 1289–1292.

29.Laishram, K. A novel microwave combustion approach for single step synthesis of α-Al2O3 nanopowders / K. Laishram, R. Mann, N. Malhan // Ceramics International. - 2012. - Vol. 38. - № 2 - P. 1703-1706.

30.Lee, C. C. A single dose of doxorubicin-functionalized bow-tie dendrimer cures mice bearing C-26 colon carcinomas / C. C. Lee, E. R. Gillies, M. E. Fox, F. C. Szoka // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2006. - Vol. 103. - № 45. - P. 16649-16654.

31.Li, J. P. Low temperature synthesis of ultrafine α-Al2O3 powder by a simple aqueous sol–gel process / J. P. Li, Y. Xiang, C. Ge, J. Guo // Ceramics International. - 2006. - Vol. 32. - № 5. - P. 587-591.

32.Lone, B. Adsorption of cytosineon single-walled carbon nanotubes / B. Lone // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2016. - № 7. - P. 456-464.

33.Mahdavi, S. Heavy metals removal from aqueous solutions by Al2O3 nanoparticles modified with natural and chemical modifiers / S. Mahdavi, M. Jalali, A. Afkhami // Clean Techn. Environ. Policy. - 2015. - Vol. 17. - P. 85–102.

34.Mallakpour, S. Enhancement in thermal properties of poly(vinyl alcohol) nanocomposites reinforced with Al2O3 nanoparticles / S. Mallakpour, M. Dinari // Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2013. - Vol. 32. - № 4. - P. 217-224. 

35.Nazari, A. Influence of Al2O3 nanoparticles on the compressive strength and workability of blended concrete / A. Nazari, S. Riahi, S. Riahi, S. F. Shamekhi, A. Khademno // Journal of American Science. - 2010. - Vol. 6. - № 5. - P. 6-9.

36.Novoselov, K. S. Electric field effect in atomically thin carbon films / K. S. Novoselov, A. K. Geim // Nature Materials. - 2004. - № 6. - P. 666-669.

37.Nyembe, D. W, Effects of ingested multi-walled carbon nanotubes in Poecilia reticulata: localization and physiological responses / D. W. Nyembe, V. Wepener, B. B. Mamba, N. Musee // Journal of Analytical Toxicology. - 2016. - Vol. 6. - № 3:1000368.  

38.Oztürk, B. Y. Changes in pigment content of green algae (Desmodesmus sp. and Chodatodesmus mucranulatus) exposed to alumina oxide (Al2O3) nanoparticles / B. Y. Oztürk, Y. Daglıoglu, B. Aşıkkutlu, C. Akköz // Biological Diversity and Conservation. - 2018. - Vol. 11/3. - P. 64-70.

39.Pan, C. Condensation, crystallization and coalescence of amorphous Al2O3 nanoparticles / C. Pan, P. Shen, S.-Y. Chen // Journal of Crystal Growth. - 2006. - Vol. 299. -№ 2. - P. 393-398.

40.Sagar, B. Towards biosensors based on conducting polymer nanowires / B. Sagar, C. Michael, K. Robert // Analytical and bioanalytical chemistry. - 2009. - Vol. 393. - № 4. - P. 1225–1231.

41.Sallal, H. A. Effect of nano-powder (Al2O3-CaO) addition on the mechanical properties of the polymer blend matrix composite / H. A. Sallal // Defence Technology. - Vol. 16 - № 2. - P. 425-431.

42.Saleh, T. A. Nanomaterials for pharmaceuticals determination / T. A Saleh // Bioenergetics. - 2016. - Vol. 5:226.

43.Sameh, S. A. Carboxyfullerenes: nanomolecules that work / S. A. Sameh // Journal of Nanomedicine & Biotherapeutic Discovery. - 2012. - Vol. 2. - № 2:1000e110. 

44.Sharifi, L. Microwave-assisted sol–gel synthesis of alpha alumina nanopowder and study of rheological behavior / L. Sharifi, M. Beyhaghi, T. Ebadzadeh, E. Ghasemi // Ceramics International. - 2013. - Vol. 39. - № 2. - P. 1227-1232.

45.Sharma, N. Synthesis, characterisation and antimicrobial activity of manganese- and iron-doped zinc oxide nanoparticles / N. Sharma, S. Jandaik, S. Kumar, M. Chitkara, I. S. Sandhu // J. Exp. Nanosci. - 2016. - Vol. 11. - P. 54–71.

46.Shkodenko, L. N. Metal oxide nanoparticles against bacterial biofilms: perspectives and limitations / L. N. Shkodenko, I. V. Kassirov, E. M. Koshel // Microorganisms. - 2020. Vol. 8. - № 10:1545

47.Soleimani, H. Synthesis of carbon nanotubes for oil-water interfacial tension reduction / H. Soleimani, N. Yahya, MK Baig // Oil and Gas Research. - 2015. - Vol. 1. - № 1:1000104.

48.Soto, K. Cytotoxic effects of aggregated nanomaterials / K. Garza, K. Soto // Acta Biomaterialia. - 2007. Vol. 3. - № 3. - P. 351-358.

49.Stankic, S. Pure and multi metal oxide nanoparticles: Synthesis, antibacterial and cytotoxic properties / S. Stankic, S. Suman, F. Haque, J. Vidic. // J. Nanobiotechnology. - 2016. - Vol. 14:73.

50.Sutradhar, P. Microwave-assisted rapid synthesis of alumina nanoparticles using tea, coffee and triphala extracts / P. Sutradhar, N. Debnath, M. Saha // Advances in Manufacturing. - 2013. - Vol 1. - № 4. - P. 357-361.

51.Ünşar, E. K. What kind of effects do Fe2O3 and Al2O3 nanoparticles have on anaerobic digestion, inhibition or enhancement? / E. K. Ünşar, N. A. Perendeci // Chemosphere. - 2018. - Vol. 211. - № 10, P. 726-735. 

52.Vidic, J. Selective antibacterial effects of mixed ZnMgO nanoparticles / J. Vidic, S. Stankic, F. Haque, D. Ciric, R. Le Goffic, A. Vidy, J. Jupille, B. Delmas // J. Nanopart. Res. - 2013. - Vol, 15. - № 5:1595.

53.Vodovnik. M. Exposure to Al2O3 nanoparticles changes the fatty acid profile of the anaerobe Ruminococcus flavefaciens. M. Vodovnik, R. Kostanjšek, M. Maša Zorec, R. M. Logar // Folia Microbiologica. - 2012 - Vol. 57. - № 4. - P. 363-365.

54.Weiss, J. Functional materials in food nanotechnology / J. Weiss, P. Takhistov, J. McClements // Journal of Food Science. - 2006. - № 6. - P. 274-275.

55.Wang, L. The antimicrobial activity of nanoparticles: Present situation and prospects for the future / L. Wang, C. Hu, L. Shao // Int. J. Nanomedicine. - 2017. - № 12. - P. 1227–1249.

56.Wang, Z. Characterizing the structure and properties of individual wire-like nanoentities / Z. Wang // Advanced Materials. - 2000. - Vol. 12. - № 17. - P. 1258-1269.

57.Weaver, C. L. Electrically controlled drug delivery from graphene oxide nanocomposite films / C. L. Weaver // ACS nano. - 2014. - № 8. - P. 1834-1843.

58.Winkin, N. N. Nanomaterial-modified flexible micro-electrode array by electrophoretic deposition of carbon nanotubes / N. N. Winkin, U. Gierth // Journal of Biochips&Tissue Chips. - 2016. - Vol. 6. - № 1. - P. 43-45.

59.Xinghua, S. Synthesis and characterization of monodisperse porous α-Al2O3 nanoparticles / S. Xinghua, C. Shuanfa, Z. Zhenjun // Applied Surface Science. - 2012. - Vol. 258. - № 15. - P. 5712–5715.

60.Zhang, W. J. Luminescent amorphous alumina nanoparticles in toluene solution / W. J. Zhang, X. L. Wu, J. Y. Fan, G. S. Huang, T. Qiu, P. K. Chu // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2006. - Vol. 18. - № 43:015.

61.Zhao, Q. Electrochemical sensors based on carbon nanotubes / Q. Zhao // Electroanalysis. - 2002. - № 14. - P. 1609-1613.