Влияние добавления в маточный раствор технологически отработанных антител к интерферону-гамма на структурные особенности выращиваемых из этого раствора кристаллов триглицинсульфата

Цели. Сегнетоэлектрик триглицинсульфат (ТГС) относится к группе кристаллов, свойства которых чувствительны даже к незначительным изменениям условий получения. Механизм возникновения спонтанной поляризации в ТГС связан с упорядочением протонов, участвующих в образовании водородных связей, поэтому при формировании кристалла важна роль состояния маточного водного раствора. Цель работы — изучить структурные особенности кристаллов ТГС, выращенных с применением водно-спиртового раствора технологически обработанных антител к интерферону-гамма, по сравнению с таковыми у кристаллов, выращенных  с применением  контрольных растворов (технологически-обработанного раствора фосфатно-солевого буфера и интактного водно-спиртового раствора).

Методы. Рентгеноструктурный анализ и спектроскопия комбинационного рассеяния света.

Результаты. Показано влияние растворов технологически обработанных антител к интерферону-гамма, применявшихся при изготовлении маточных растворов, использованных при выращивании кристаллов ТГС, на структурные особенности этих кристаллов. Данное влияние выражается в изменении заселенностей протонной подрешетки кристаллов, выращенных из раствора, содержащего технологически обработанные антитела к интерферону-гамма, по сравнению с кристаллами, выращенными из контрольных растворов, и проявляется в увеличении длины связей N2–C3.

Выводы. Добавление технологически обработанных антител к маточному раствору, используемому для выращивания кристаллов, способно оказывать влияние на структуру кристаллов ТГС.

1. Яценко О.Б., Чудотворцев И.Г., Стеханова Ж.Д., Миловидова С.Д., Рогазинская О.В. Плотность и содержание воды в кристаллах триглицинсульфата. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2006;(2):117–121.

2. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. М.: Высшая школа; 1977. 288 с.

3. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы: пер. с англ. М.: Мир; 1981. 736 с.

4. Стеханова Ж.Д., Яценко О.Б., Миловидова С.Д., Сидоркин А.С., Рогазинская О.В., Юрьев А.Н. Диэлектрические свойства кристаллов триглицинсульфата, выращенных из водных растворов при температурах ниже 0°С. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2004;(2):46–49.

5. Стеханова Ж.Д., Яценко О.Б., Миловидова С.Д., Сидоркин А.С., Рогазинская О.В. Свойства кристаллов триглицинсульфата, выращенных из водных растворов. Журн. прикладной химии. 2005;78(1):45–51.

6. Epstein O. The spatial homeostasis hypothesis. Symmetry. 2018;10(4):103. https://doi.org/10.3390/sym10040103

7. Рыжкина И.С., Муртазина Л.И., Киселева Ю.В., Коновалов А.И. Самоорганизация и физико-химические свойства водных растворов антител к интерферону-гамма в сверхвысоком разведении. Доклады Академии наук. 2015;462(2):185–189. https://doi.org/10.7868/S0869565215140170

8. Ryzhkina I., Murtazina L., Gainutdinov K., Konovalov A. Diluted aqueous dispersed systems of 4-aminopyridine: The relationship of self-organization, physicochemical properties, and influence on the electrical characteristics of neurons. Front. Chem. 2021;9:623860. https://doi.org/10.3389/fchem.2021.623860

9. Коновалов А.И., Мальцева E.Л., Рыжкина И.С., Муртазина Л.И., Киселева Ю.В., Каспаров В.В., Пальмина Н.П. Образование наноассоциатов – фактор, определяющий физико-химические и биологические свойства высокоразбавленных водных растворов. Доклады Академии наук. 2014;456(5):561–564. https://doi.org/10.7868/S0869565214170174

10. Лобышев В.И. Биологическая активность малых и сверхмалых концентраций. Биофизика. 2022;67(4):658–670. https://doi.org/10.31857/S0006302922040044

11. Lobyshev V.I. Dielectric characteristics of highly diluted aqueous diclofenac solutions in the frequency range of 20 Hz to 10 MHz. Phys. Wave Phen. 2019;27(2):119–127. https://doi.org/10.3103/S1541308X19020067

12. Lobyshev V.I. Evolution of high-frequency conductivity of pure water samples subjected to mechanical action: effect of a hypomagnetic filed. Phys. Wave Phen. 2021;29(2):98–101. https://doi.org/10.3103/S1541308X21020084

13. Yablonskaya O., Buravleva E., Novikov K., Voeikov V. Peculiarities of the physicochemical properties of hydrated C60 fullerene solutions in a wide range of dilutions. Front. Phys. 2021;9:627265. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.627265

14. Белов В.В., Беляева И.А., Шматов Г.П., Зубарева Г.М., Пальмина Н.П. ИК-спектроскопия тонких слоев воды и механизм действия α-токоферола в малых дозах. Доклады Академии наук. 2011;439(1):68–71.

15. Бревик И., Шаповалов А.В. Эффекты низкой концентрации в водных растворах в рамках фрактального подхода. Известия высших учебных заведений. Физика. 2022;65(2):3–13. https://doi.org/10.17223/00213411/65/2/3

16. Shishkina A.V., Ksenofontov A.A., Penkov N.V., Vener M.V. Diclofenac ion hydration: experimental and theoretical search for anion pairs. Molecules. 2022;27(10):3350. https://doi.org/10.3390/molecules27103350

17. Slatinskaya O.V., Pyrkov Yu.N., Filatova S.A., Guryev D.A., Penkov N.V. Study of the effect of europium acetate on the intermolecular properties of water. Front. Phys. 2021;9:641110. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.641110

18. Penkov N.V. Peculiarities of the perturbation of water structure by ions with various hydration in concentrated solutions of CaCl2, CsCl, KBr, and KI. Phys. Wave Phen. 2019;27(2):128–134. https://doi.org/10.3103/S1541308X19020079

19. Penkov N., Fesenko E. Development of terahertz time-domain spectroscopy for properties analysis of highly diluted antibodies. Appl. Sci. 2020;10(21):7736. https://doi.org/10.3390/app10217736

20. Penkov N. Antibodies processed using high dilution technology distantly change structural properties of IFNγ aqueous solution. Pharmaceutics. 2021;13(11):1864. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13111864

21. Tarasov S.A., Gorbunov E.A., Don E.S., Emelyanova A.G., Kovalchuk A.L., Yanamala N., Schleker A.S.S., Klein-Seetharaman J., Groenestein R., Tafani J-P., van der Meide P., Epstein O.I. Insights into the mechanism of action of highly diluted biologics. J. Immunol. 2020;205(5):1345–1354. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2000098

22. Woods K.N. Modeling of protein hydration dynamics is supported by THz spectroscopy of highly diluted solutions. Front. Chem. 2023;11:1131935. https://doi.org/10.3389/fchem.2023.1131935

23. Bunkin N.F., Shkirin A.V., Ninham B.W., Chirikov S.N., Chaikov L.L., Penkov N.V., Kozlov V.A., Gudkov S.V. Shaking-induced aggregation and flotation in immunoglobulin dispersions: differences between water and water-ethanol mixtures. ACS Omega. 2020;5(24):14689–14701. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01444

24. Chikramane P.S., Kalita D., Suresh A.K., Kane S.G., Bellare J.R. Why extreme dilutions reach non-zero asymptotes: a nanoparticulate hypothesis based on froth flotation. Langmuir. 2012;28(45):15864–15875. https://doi.org/10.1021/la303477s

25. Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография: в 4 т. Т. 3. Образование кристаллов. М.: Наука; 1980. 408 с.

26. Колдобская М.Ф., Гаврилова И.В. Выращивание крупных ограненных кристаллов ТГС в лабораторных условиях. В сб.: Рост кристаллов. М.: АН СССР; 1961. Т. 3. С. 278–282.

27. Malekfar R., Daraei A. Raman scattering and electrical properties of TGS:PCo (9%) crystal as ambient temperature IR detector. Acta Physica Polonica A. 2008;114(4):859–867. http://doi.org/10.12693/APhysPolA.114.859

28. Zheludev I.S. Physics of Crystalline Dielectrics. V. 1. Crystallography and Spontaneous Polarization. New York: Springer; 1971. 346 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-8076-4

29. Крауклис И.В., Тулуб А.В., Головин А.В., Челибанов В.П. Спектры комбинационного рассеяния света глицина и их моделирование в дискретно-континуальной модели сольватной оболочки воды. Оптика и спектроскопия. 2020;128(10):1488–1491. https://doi.org/10.21883/OS.2020.10.50019.161-20

30. Гаврилова Н.Д., Малышкина И.А. Влияние изменений в структуре сетки водородных связей воды на электрофизические свойства систем «матрица-вода» при ступенчатом нагреве. Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2018;(6):74–80. URL: http://vmu.phys.msu.ru/file/2018/6/18-6-074.pdf