ВИЗНАЧЕННЯ ЦИТОТОКСИЧНОСТІ НОВОСИНТЕЗОВАНИХ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ САПОНІТІВ

Development of new nanomaterials is a relevant area of research. However, the specific physical and chemical properties of nanomaterials compared to conventional microparticles can carry unexpected risks to the ecosystem. Therefore, the newly created research of nanomaterials currently is a very urgent task. The article deals with the cytotoxicity of new Nb-containing nanocomposites and nanomaterials SiO2, which is included in their composition. HR-TEM micrographs show that all Nb (V) containing nanocomposites consist of relatively small, sheet-like particles at nanometer scale. Nanocomposites Nb-Saponite (Et) samples are composed of particles with size is below 100 nm, smaller than the Nb-Saponite (Cl) sample. This difference in a crystal size could be related to different procedure adopted to prepare the solids. Photomicrographs obtained at higher magnification showed basal plane lattice strips of nanocomposites, their interlayer space was about 1.3 nm. The study has found that new nanocomposites show no toxicity, unlike their part – nanosized materials SiO2. The results of studies on the cytotoxic effect on cells of A. cepa L. have shown that nanosized materials SiO2 leads to a decrease in mitotic index and chromosomal disorders structures, while not causing nanocomposites toxic effect. The research has also revealed that the action of nanosized materials SiO2 concentrations in the range of 450-600 mg/l changed the duration of mitosis phase, growth of prophase unit was observed while ana-phase and telophase units decreased. Thus, we should conclude that the cytotoxicity of nanosized materials due to their size, which cause significant chemical activity and high capacity for penetration of nanoparticles into plant organisms.Рассмотрены вопросы цитотоксичности новосинтезированных Nb-содержащих нанокомпозитов и наноматериала SiO2, который входит в их состав, поскольку исследования наноматериалов в настоящее время является очень актуальной задачей. Методом просвечивающей электронной микроскопии исследовано, что Nb (V) содержащие нанокомпозиты состоят из маленьких пластинчатых частиц в нанометровом размере по ширине и длине. Образцы нанокомпозита Nb-Saponite (Et) состоят из частиц с размерами менее 100 нм и они являются меньше нанокомпозита Nb-Saponite (Cl). Эта разница в размерах кристаллов может быть связана с другой процедурой, принятой для подготовки твердых веществ. Микрофотографии, полученные при более высоких увеличениях, показали решетку полос базальных плоскостей нанокомпозитов, их межслойное пространство составляло примерно 1,3 нм. Установлено, что новосинтезированные нанокомпозиты не проявляют токсичности, в отличие от их составляющей – наноразмерного материала SiO2. Результаты исследований цитотоксического эффекта на клетках A. cepa L. показали, что наноразмерный материал SiO2 приводит к уменьшению митотического индекса и нарушений структуры хромосом, тогда как нанокомпозиты не совершали токсического эффекта. Установлено, что при действии наноразмерного материала SiO2 в диапазоне концентраций 450-600 мг/л менялась продолжительность фаз митоза, отмечен рост профазного блока, тогда как анафазный и телофазный блоки уменьшились. Показано, что цитотоксичность наноразмерного материала вызвана его размерами, которые обусловливают значительную химическую активность и высокую способность к проникновению наночастиц в растительный организм.Розглянуто питання цитотоксичності новосинтезованих Nb-вмісних нанокомпозитів та наноматеріалу SiO2, який входить до їхнього складу, оскільки дослідження новостворених наноматеріалів на цей час є дуже актуальним завданням. Методом просвічувальної електронної мікроскопії досліджено, що Nb (V)-вмісні нанокомпозити складаються з маленьких пластинчастих частинок у нанометровому розмірі по ширині і довжині. Зразки нанокомпозиту Nb-Saponite (Et) складаються з частинок розміром менше 100 нм і вони є меншими від нанокомпозиту Nb-Saponite (Cl). Ця різниця в розмірах кристалів може бути пов'язана з іншою процедурою, прийнятою для підготовки твердих речовин. Мікрофотографії, отримані за вищих збільшень, показали решітку смуг базальних площин нанокомпозитів, їх міжшаровий простір становив приблизно 1,3 нм. Встановлено, що новосинтезовані нанокомпозити не проявляють токсичності, на відміну від їхнього складника – нанорозмірного матеріалу SiO2. Результати досліджень щодо цитотоксичного ефекту на клітинах A. cepa L. показали, що нанорозмірний матеріал SiO2 призводить до зменшення мітотичного індексу та порушень структури хромосом, тоді як нанокомпозити не спричиняли токсичного ефекту. Встановлено, що за дії нанорозмірного матеріалу SiO2 в діапазоні концентрацій 450-600 мг/л змінювалась тривалість фаз мітозу, відзначено зростання профазного блоку, тоді як анафазні і телофазні блоки зменшились. Показано, що цитотоксичність нанорозмірного матеріалу спричинено його розмірами, які зумовлюють значну хімічну активність і високу здатність до проникнення наночастинок у рослинний організм

Preparation of components for selective surface of immune biosensor for inditation Pseudomonas aeruginosa

У статті представлено результати досліджень щодо отримання специфічних компонентів підготовки селективної поверхні трансдюсера імунного біосенсора для подальшого розроблення імунобіосенсорної тест-системи для експрес-індикації бактерій Pseudomonas aeruginosа з метою її детекції в біологічному матеріалі та в об’єктах довкілля. Авторами було отримано специфічні антисироватки та імуноглобуліни до P. aeruginosa. Отримані компоненти модифікації поверхні було протестовано на активність та специфічність за допомогою аналітичного приладу імуносенсора на основі поверхневого плазмонного резонансу «Плазмон-6». На трансдюсерній поверхні імунного біосенсора іммобілізували специфічні антитіла, що взаємодіяли з клітинними антигенами, в результаті чого реєстрували зсув величини резонансного кута. З відгуку імуносенсора видно, що діагностична система працює із концентрацією IgG 1 мг/мл, робочий титр 1:7 в поліклональних антитілах проти P. aeruginosa. Отримані специфічні антисироватки та імуноглобуліни можуть бути використані, як компоненти підготовки селективної поверхні трансдюсера імунного біосенсора.В статье представлены результаты исследований по получению специфических компонентов подготовки селективной поверхности трансдюсера иммунного биосенсора для дальнейшей разработки имунобиосенсорнои тест-системы для экспресс-индикации бактерий Pseudomonas aeruginosа с целью ее детекции в биологическом материале и в объектах окружающей среды. Авторами было получено специфические антисыворотки и иммуноглобулины к P. aeruginosa. Полученные компоненты модификации поверхности были протестированы на активность и специфичность с помощью аналитического прибора иммуносенсора на основе поверхностного плазмонного резонанса «Плазмон-6». На трансдюсерной поверхности иммунного биосенсора иммобилизовали специфические антитела, которые взаимодействовали с клеточными антигенами, в результате чего регистрировали смещение величины резонансного угла. Исходя из отклика иммуносенсора видно, что диагностическая система работает с концентрацией IgG 1 мг/мл, рабочий титр 1:7 в поликлональных антителах против P. aeruginosa. Полученные специфические антисыворотки и иммуноглобулины могут быть использованы, как компоненты подготовки селективной поверхности трансдюсера иммунного биосенсора.The article presents the results of research to obtain specific components of the preparation selective biosensor surface for further development the immune biosensor test-system for the express – indication of bacteria Pseudomonas aeruginosa and their detection in biological material and in the environment. Specific antiserum and immunoglobulins to P. aeruginosa were obtained by autors. The resulting surface modification components for activity and specificity of the specific compounents were tested using analytical device imunosensor «Plasmon-6», based on surface plasmon resonance. Biosensors are defined as any measuring device that contains a biological element. It combines the exquisite selectivity of biology with the processing power of modern microelectronics and optoelectronics to offer powerful new analytical tools with major applications in the field of medicine, environmental studies, food and processing industries. These analytical devices are based on the union between biological and physio-chemical components. Biological components include macro-molecules such as antibodies, enzymes, tissue slices which are used to recognize and interact with a specific analyte. Physiochemical components are usually referred to as transducers which converts the interactions into signals; it is later amplified with respect to its concentration of analyte. The transducer may use potentiometric, amperometric, optical, magnetic, colorimetric devices. A target analyte in the external membrane must be able to enter the biosensor. The external membrane of the biosensor must be permeable to the analyte where the biosensor is sensitive to it. The biological element inside the biosensor then interacts with chemical species through a biochemical reaction which in turn produces another chemical product and characterized by change in mechanical, electrical properties. The output signal may be a conventional electrochemical signal depending on the type of transducer it uses. Assessment of P. aeruginosa was carried out using an analytical device - immunosensor, with immobilized specific antibodies on the transducer surface. The antibodies have interact with cell antigens, and the resulting shift value resonance angle recorded. Changing the angle depends on the amount of the immune complexes formed on the transducer surface. From the obtained results on the selective surface of transducer of the imunosensor, we can see, that the diagnostic system works with IgG concentration of 1 mg/ml, working titer of 1:7 in polyclonal antibodies against P. aeruginosa. The resulting antiserum specific immunoglobulins can be used in preparing the selective surface of immune biosensor

Development and application of devices based on surface plasmon resonance

The purpose of the paper is to present the development of “Plasmontest” series devices that can be used for laboratory applications, as portable field-research devices and to carry out a comparison of optical circuits of SPR devices, their capabilities and operational characteristics during biochemical and physical experiment.Мета статі. Показати розробку ППР-пристроїв серії «Плазмонтест», які можуть бути використані для лабораторних застосувань, і в якості портативних приладів для польових досліджень. Провести порівняння оптичних схем ППР-приладів, їх можливостей і експлуатаційних характеристик при біохімічному і фізичному експерименті.Цель статьи. Показать разработку ППР-устройств серии «Плазмонтест», которые могут быть использованы для лабораторных применений и в качестве портативных приборов для полевых исследований. Провести сравнение оптических схем ППР-приборов, их возможностей и эксплуатационных характеристик при биохимическом и физическом эксперименте