Оценка влияния углеродных нанотрубок на микровязкость мембран эритроцитов методом спиновых зондов

Abstract

С использованием метода спиновых зондов проведена оценка микровязкости мембран эритроцитов в присутствии углеродных нанотрубок (УНТ) различной структуры в течение короткого (4 ч) и длительного (24 ч) периодов инкубации. По данным спектров электронного парамагнитного резонанса липофильных иминоксильных радикалов определяли время корреляции вращательной диффузии зондов в мембранах, пропорциональное вязкости их липидного слоя. При длительной инкубации для всех нанотрубок характерна способность к увеличению микровязкости мембран эритроцитов в 1,5–2 раза. Способность УНТ воздействовать на микровязкость мембран эритроцитов зависит от размера трубок и их химии поверхности. Наибольший эффект оказывают гидрофильные (окисленные) многостенные нанотрубки. Меньшее воздействие наблюдается от гидрофобных многостенных трубок и их фрагментов, а одностенные нанотрубки характеризуются самым слабым воздействием на мембраны эритроцитов среди исследованного ряда УНТ.

З використанням методу спiнових зондiв проведено оцiнку мiкров’язкостi мембран еритроцитiв у присутностi вуглецевих нанотрубок (ВНТ) рiзної структури протягом короткого (4 год) i тривалого (24 год) перiодiв iнкубацiї. За даними спектрiв електронного парамагнiтного резонансу лiпофiльних iмiноксильних радикалiв визначено час кореляцiї обертальної дифузiї зондiв у мембранi, пропорцiйний в’язкостi їх лiпiдного шару. При тривалiй iнкубацiї для всiх нанотрубок характерна здатнiсть до збiльшення мiкров’язкостi мембран еритроцитiв в 1,5–2 раза. Здатнiсть ВНТ впливати на мiкров’язкiсть мембран еритроцитiв залежить вiд розмiру трубок та їх хiмiї поверхнi. Найбiльший ефект дають гiдрофiльнi (окисненi) багатостiннi нанотрубки. Менший вплив спостерiгається вiд гiдрофобних багатостiнних трубок та їх фрагментiв, а одностiннi нанотрубки характеризуються найслабшим впливом на мембрани еритроцитiв серед дослiдженого ряду ВНТ.

Using the method of spin probes, we have evaluated the microviscosity of erythrocyte membranes in the presence of carbon nanotubes of different structures for short (4 h) and long (24 h) incubation periods. According to the EPR spectra of lipophilic iminoxyl radicals, the correlation time of rota- tional diffusion probes in membranes is determined to be proportional to the viscosity of the lipid layer. Upon the prolonged incubation, all nanotubes are characterized by the ability to increase the microviscosity of erythrocyte membranes by 1.5–2 times. The ability of carbon nanotubes to affect the erythrocyte membrane microviscosity depends on the tube size and the chemistry of surfaces. The greatest effect belongs to hydrophilic (oxidized) multiwalled nanotubes. There is a less impact from the hydrophobic multiwalled tubes and their fragments, and the single-walled nanotubes are characterized by the weakest effect on erythrocyte membranes among the investigated series of carbon nanoparticles.