Вестник МГТУ. 2015, №1.

ВестникМГТУ, том 18, № 1, 2015 г. стр. 80-89 зависит от множества факторов: степень ионизации и плотность зарядов полиэлектролитов, распределение зарядов вдоль полимерных цепей, природа и расположение ионных групп на полимерных цепях, молекулярная масса и массовое соотношение полиэлектролитов, гибкость полимерных цепей, порядок смешивания и длительность взаимодействия полиэлектролитов, температура, ионная сила и pH среды (Il'ina, Varlamov, 2005; Краюхина и др., 2008; Наттап, 2010). Рис. 1. Структурная формула хитозана Полиэлектролитные комплексы хитозана с отрицательно заряженными полиэлектролитами исследованы достаточно хорошо, например с ДНК (Евдокимов, 2002; Patel et al., 2010), каррагинанами (Mitsumata et al., 2003; Pinheiro et al., 2012; Briones, Sato, 2013; Li et al., 2013), натриевой солью КМЦ (Mitsumata et al., 2003), сульфатом ацетата целлюлозы (Шибайло и др., 2008), полистиролсульфонатами и полиметакрилатами (Изумрудов и др., 2011). В зависимости от условий (главным образом - соотношение компонентов и pH среды) хитозан с данными полиэлектролитами может образовывать как стехиометричные, так и нестехиометричные комплексы, которые являются предшественниками различных самоорганизующихся (self-assembling (Наттап, 2010)) структур (гелей, пленок, нанослоев, нано- и микрокапсул для доставки лекарств и т.д.). Вместе с тем вопросы формирования (био)ПЭК хитозана с полиамфолитами изучены не так подробно. Биополимер желатина - продукт деструкции белка коллагена - имеет положительно и отрицательно заряженные группы в составе макромолекулы. В тканях хордовых коллаген несет те же структурирующие функции, что и хитин в тканях членистоногих. Подобно хитину коллаген имеет практически неисчерпаемый природный источник (до 60 % белковых веществ в тканях млекопитающих). Отрицательный заряд желатины создается остатками глутаминовой Glu и аспарагиновой Asp кислот, число которых на 1000 аминокислотных остатков полиамфолита из разных природных источников составляет соответственно 69 -г 72 и 47 4- 48 (Veis, 1964; Yannas, 1972; Haug, Draget, 2009). Ранее авторы данной статьи исследовали особенности формирования (био)полиэлектролитных комплексов желатины с анионными полисахаридами из морских водорослей: альгинатом натрия (Derkatch et al., 2001; Воронъко и др., 2002; 2004) и к-каррагинаном (Деркач и др., 2014; Маклакова и др., 2014) вблизи изоэлектрической точки (pi) желатины. Согласно некоторым данным (Yin et al., 2005) устойчивые комплексы щелочной желатины с хитозаном формируются в диапазоне pH выше 4.7 (выше pi щелочной желатины) и ниже 6.7 (до начала выпадения хитозана в виде осадка из раствора). Целью настоящей работы является исследование формирования (био)ПЭК желатины с хитозаном и коллоидно-химических свойств водных дисперсий комплексов при pH ниже pi желатины, где хитозан имеет положительный заряд, а диссоциация остатков Glu и Asp желатины в значительной степени подавлена. Интерес к данной области pH вызван тем, что хитозан растворяется исключительно в кислой среде (Быкова, Немцев, 2002; Muzzarelli, Muzzarelli, 2009). 2. Экспериментальная часть В работе использовали щелочную желатину типа В из бычьей кожи с твердостью по Блуму 225 (Gelatin Туре В from bovine skin 225 Bloom) производства Sigma-Aldrich (США). В использованном образце желатины массовая доля: белка 75 %, влаги 10.2 %, золы (в сухом остатке) 1.6 %, изоэлектрическая точка pi 4.7 (определяли вискозиметрическим и турбидиметрическим методами). Использовали хитозан из панцирей креветки (Chitosan from shrimp shells) производства Sigma- Aldrich (Исландия). В образце хитозана степень деацетилирования составляла 86 %. 81