Interaction of an Antituberculosis Drug with a Nanoscopic Macromolecular Assembly: Temperature-Dependent Förster Resonance Energy Transfer Studies on Rifampicin in an Anionic Sodium Dodecyl Sulfate Micelle

In this contribution, we report studies on the nature of binding of a potent antituberculosis drug, Rifampicin (RF) with a model drug delivery system, sodium dodecyl sulfate (SDS) micelle. Temperature dependent dynamic light scattering (DLS), conductometry, and circular dichroism (CD) spectroscopy have been employed to study the binding interaction of the drug with the micelle. The absorption spectrum of the drug RF in the visible region has been employed to study Förster resonance energy transfer (FRET) from another fluorescent drug Hoechst 33258 (H33258), bound to the micelle. Picosecond-resolved FRET studies at room temperature confirm the simultaneous binding of the two drugs to the micelle and the distance between the donor−acceptor pair is found to be 34 Å. The temperature dependent FRET study also confirms that the location and efficiency of drug binding to the micelle changes significantly at the elevated temperature. The energy transfer efficiency of the donor H33258, as measured from time-resolved studies, decreases significantly from 76% at 20 °C to 60% at 55 °C. This reveals detachment of some amount of the drug molecules from the micelles and increased donor−acceptor distance at elevated temperatures. The estimated donor−acceptor distance increases from a value of 33 Å at 20 °C to 37 Å at 55 °C. The picosecond resolved FRET studies on a synthesized DNA bound H33258 in RF solution have been performed to explore the interaction between the two. Our studies are expected to find relevance in the exploration of a potential vehicle for the vital drug rifampicin

Funkcionális és gemini tenzidek önrendeződésének jellemzése tömbfázisban és szilárd/folyadék határfelületen

Az SZTE Kolloidkémiai Tanszékén közel három évtizede folynak felületaktív anyagokkal kapcsolatos kutatások. E kutatómunka magába foglalja a kationcserélő agyagásványok organofilizálását kationos tenzidekkel; anioncserélő réteges szerkezetű kettős hidroxidok organofilizálását anionos tenzidekkel; emulziók, mikroemulziók és katalitikusan aktív nemesfém nanorészecskék stabilizálását ionos és nemionos tenzidekkel; és a tenzidek önrendeződésén alapuló, mezopórusos szerkezetű anyagok előállítását ún. templát módszerrel. Az elmúlt évtizedek során a klasszikus tenzidek (pl. alkiltrimetil ammónium haloidok; alkilszulfátok és alkilszulfonátok alkáli sói; alkilezett vagy alkilarilezett polietilénglikol származékok) tulajdonságait már alaposan feltérképezték, és így e tenzidek (egyébként igen széleskörű) alkalmazási lehetőségei többé-kevésbé ismertté váltak. Napjainkban előtérbe kerültek az új típusú tenzidek (pl. az iker-szerkezetű gemini tenzidek; funkcionális tenzidek) szintézisére irányuló kutatások, ill. e tenzidek tulajdonságainak és alkalmazási lehetőségeiknek kiterjedt vizsgálata. Gyakorlati felhasználásuk során a tenzidek nanoszerkezeteket alkotnak, molekula szerkezetükből adódóan spontán önrendeződésre képesek mind oldatban, mind határfelületeken. Micellaképződésük valamint szilárd/folyadék (S/L) határfelületi adszorpciójuk hajtóereje termodinamikai okokra vezethető vissza. A termodinamikai hajtóerő tanulmányozásának közvetlen, és egyben legfontosabb kísérleti módszere a mikrokalorimetria. Kutatásaim egyik célja volt, hogy egy funkcionális tenzid, az (1R,2S)-(−)-N-dodecil-N-metilefedrinium bromid (DMEB) királis kationos tenzid micellaképződését vizsgáljam konduktometriás titrálással és titrációs mikrokalorimetriával. Feladatom volt, hogy a tenziddel hidrofil montmorillonitot organofilizáljak, majd szerves közegű szuszpenziókat készítsek annak eldöntésére, hogy a DMEB alkalmas-e a montmorillonit kellő mértékű hidrofóbizálására és elősegíti-e az organokomplex duzzadását alkalmasan megválasztott szerves közegben. Az immobilizált efedrin származék ugyanis olyan heterogenizált homogén katalizátornak tekinthető, amely potenciális lehetőséget ad enantioszelektív katalitikus reakciók kivitelezésére. Feladataim közé tartozott további két, a MOL Magyar Olaj- és Gázipari Nyrt-től kapott, új típusú gemini tenzid, az α,α’-[2,4,7,9-tetrametil-5-decil-4,7-diil]bisz[ω-hidroxil-poli(oxietilén)] (Surfynol 465, S465) nemionos és a bisz(4-(2-dodecil)benzol-szulfonát)-Jeffamin só (DBSJ) anionos gemini tenzid micellaképződésének vizsgálata is, előszűrésként annak eldöntésére, hogy ezek a vegyületek alkalmazhatók-e ún. fokozott hatékonyságú, harmadlagos kőolajkiszorítási eljárásokban (Enhanced Oil Recovery, EOR). Az EOR szempontjából fontos paraméter a tenzidadszorpció mértéke a tárolókőzeten. Célul tűztem ki, hogy dinamikus módszerrel meghatározzam e két tenzid adszorpciós izotermáját Algyői homokkő felületén, valamint az EOR folyamatok során adszorpciós veszteségnek tekinthető adszorbeált anyagmennyiségeket. Ehhez ki kellett dolgoznom a valós folyamatot szimuláló, dinamikus adszorpció méréstechnikáját; összeállítanom egy automatizált frontális oszlopkromatográfiás mérőrendszert; kidolgoznom a mérési eredmények kiértékelésének módját. A vizsgálandó tenzidek molekulatömeg eloszlásának meghatározására alkalmas módszer a tömegspektrometria. Feladatom volt egy tömegspektrometriás detektorral kombinált folyadékkromatográfiás rendszer (HPLC-MS) beüzemelése, tenzidek vizsgálatára történő optimalizálása. Célom volt a polidiszperz tenzidek molekulatömeg eloszlásának meghatározása után, az EOR folyamatok szempontjából alkalmas minták adszorpciójának és deszorpciójának komponens-szelektív vizsgálata. A mérések kivitelezéséhez alkalmassá kellett tennem a HPLC-MS mérőrendszert. Kutatómunkám további célja volt a fenti, újszerű mérőrendszer alkalmazásával elért eredmények kiértékelési módszerének kidolgozása is. Munkám tehát nem csak alapkutatás jellegű, mert a megtervezett méréseket a gyakorlati alkalmazhatóság motiválta

Thermodynamic study of the complexation of p-Isopropylcalix[6]arene with Cs+ cation in dimethylsulfoxide-acetonitrile binary media.

The complexation reactions between the macrocyclic ionophore, p-isopropylcalix[6]arene and Cs+ cation were studied in dimethylsulfoxide-acetonitrile (DMSO-AN) binary non-aqueous solvents at different temperatures using a conductometry method. The conductance data show that the stoichiometry of the (p-isopropylcalix[6]-arene·Cs)+ complex in all binary mixed solvents is 1:1. The stability of the complexes is affected by the composition of the binary solvent media and a non-linear behavior was observed for changes of log K(f) of the complex versus the composition of the binary mixed solvents. The thermodynamic parameters (DH°(c) and DS°(c)) for formation of (p-isopropyl-calix[6]arene·Cs)+ complex were obtained from temperature dependence of the stability constant and the obtained results show that the (p-isopropylcalix[6]arene·Cs)+ complex is enthalpy destabilized, but entropy stabilized, and the values of the mentioned parameters are affected strongly by the nature and composition of the binary mixed solvents

Changes in C3S hydration in presence of cellulose ethers

International audienceThe influence of cellulose ethers (CE) on C3S hydration processes was examined in order to improve our knowledge of the retarding effect of cellulose ethers on the cement hydration kinetics. In this frame, the impacts of various cellulose ethers on C3S dissolution, C-S-H nucleation-growth process and portlandite precipitation were investigated. A weak influence of cellulose ethers on the dissolution kinetics of pure C3S phase was observed. In contrast, a significant decrease of the initial amount of C-S-H nuclei and a strong modification of the growth rate of C-S-H were noticed. A slowing down of the portlandite precipitation was also demonstrated in the case of both cement and C3S hydration. CE adsorption behavior clearly highlighted a chemical structure dependence as well as a cement phase dependence. Finally, we supported the conclusion that CE adsorption is doubtless responsible for the various retarding effect observed as a function of CE types

Phase Behavior and Heat Capacity of {DPnP + Water} Mixtures at the Temperature Range of 273.15–338.15 K

Research ArticleThe differential scanning calorimetry method (DSC) was used to examine the miscibility in the {dipropylene glycol propyl ether (DPnP) + water} system

Capillary electrophoresis characterisation of a rapid prototyped PMMA chip for particle analysis

Màster en Nanociència i NanotecnologiaA rapid and cheap method has been developed for the fabrication of a capillary electrophoresis chip for the preliminary characterization of particles. The microfluidic chips were fabricated using polymethyl methacrylate (PMMA) with integrated platinum electrodes without the need of using high technology microfabrication techniques. The chips were characterized using electroosmotic flow (EOF) with different channel treatments. The electrodes were characterised with impedance and conductivity measurements using both static and electrophoretic flow, respectively. Nine micron diameter particles were detected and their electrophoretic mobility determined using capillary electrophoresis and conductivity detection