Каманина Ольга Александровна, кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
300012, г. Тула, пр. Ленина, 92
Olga A. Kamanina, Cand. Sci. (Chemistry), Associate Professor, Leading Researcher
92, Lenin Ave., Tula, 300012
Рыбочкин Павел Владимирович, младший научный сотрудник
300012, г. Тула, пр. Ленина, 92
Pavel V. Rybochkin, Junior Researcher
92, Lenin Ave., Tula, 300012
Соромотин Виталий Николаевич, кандидат химических наук, старший научный сотрудник
300012, г. Тула, пр. Ленина, 92
Vitaly N. Soromotin, Cand. Sci. (Chemistry), Senior Researcher
92, Lenin Ave., Tula, 300012
Целью проведенного исследования являлась иллюстрация принципиальной возможности сорбции и удаления наночастиц палладия из водной среды с помощью клеток микроорганизмов Paracoccus yeei ВКМ В-3302. Важной особенностью исследования являлся анализ распределения наночастиц палладия по размерам в зависимости от способа хранения клеток микроорганизмов Paracoccus yeei ВКМ В-3302 после их выращивания. Установлено, что при использовании нативных (не подвергавшихся заморозке) микробных клеток средний диаметр образующихся наночастиц палладия составлял 3,99±0,03 нм, в то время как для микроорганизмов, замороженных при температурах минус 4 и минус 20 °С, фиксировалось увеличение среднего диаметра наночастиц до 4,3±0,1 и 4,5±0,6 нм соответственно. Эти наблюдения подчеркивают важную роль жизнеспособности микробных клеток Paracoccus yeei ВКМ В-3302 в процессах формирования и стабилизации палладиевых наночастиц, а также в определении их размерных характеристик. Созданные биогибридные материалы проявляют выраженную каталитическую активность и могут эффективно использоваться в реакциях кросс-сочетания Мизороки – Хека, что подтверждает их высокую функциональную значимость. Предполагается, что удерживание и стабилизация палладиевых наночастиц обеспечиваются комплексом химических взаимодействий, включающих амидные связи белков, карбоксильные и аминогруппы аминокислот, а также гликозидные связи полисахаридов, липидов и пептидогликана, входящих в состав клеточной оболочки. Эти компоненты создают многофункциональную матрицу, способствующую надежной фиксации и активности наночастиц.
The study aimed to demonstrate the sorption ability of Paracoccus yeei VKM B-3302 cells to remove palladium nanoparticles from aqueous media. An important feature of this study was the size distribution analysis of palladium nanoparticles depending on the method used to store Paracoccus yeei VKM B-3302 cells after culture. The average diameter of palladium nanoparticles formed with the use of native (non-frozen) microbial cells was found to be equal to 3.99±0.03 nm, whereas in the case of microorganisms frozen at temperatures of minus 4 °С and minus 20 °С, it increased to 4.3±0.1 and 4.5±0.6 nm, respectively. These observations highlight the important role of the viability of Paracoccus yeei VKM B-3302 cells in the formation and stabilization of palladium nanoparticles, as well as in the determination of their size characteristics. The produced biohybrid materials exhibit pronounced catalytic activity and can be effectively used in Mizoroki – Heck cross-coupling reactions, which confirms their high functional significance. It is assumed that the retention and stabilization of palladium nanoparticles are ensured by a complex of chemical interactions, including amide bonds in proteins and carboxyl and amino groups of amino acids, as well as glycosidic bonds in polysaccharides, lipids, and peptidoglycan, which are part of the cell envelope. These components create a multifunctional matrix that enables reliable fixation and activity of nanoparticles.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.