Кинетика образования и роста твёрдой фазы из модельных растворов биологических жидкостей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Чиканова, Екатерина Сергеевна

• Чиканова, Екатерина Сергеевна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Чиканова, Екатерина Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Теоретические основы процесса кристаллизации

1.1.1. Стадии кристаллизации

1.1.2. Массовая кристаллизация из водных растворов

1.1.3. Методы изучения процесса кристаллизации

1.2. Кристаллизация в биологических жидкостях

1.2.1. Теоретическое и экспериментальное моделирование процесса кристаллизации в растворах биосред

1.2.2. Влияние добавок на процессы кристаллизации фосфатов кальция

1.2.4. Микрокристаллизации в капле биологических жидкостей

1.3. Особенности взаимодействия поверхности фосфатов кальция с белками и

аминокислотами

1.3.1. Особенности поверхности фосфатов кальция

1.3.1. Топография

1.3.2. Химические свойства фосфатов кальция

1.3.3. Гидрофобные свойства фосфатов кальция

1.3.4. Молекулярно-динамическое моделирование адсорбции

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Методика приготовления модельных растворов

2.2. Методы изучения кинетики кристаллизации

2.2.1. Методика измерения времени периода индукции

2.2.2. Алгоритм расчёта удельной поверхностной энергии

2.2.3. Методика турбидиметрического определения скорости роста и агрегации

2.2.4. Методика потенциометрического определения кинетики кристаллизации

2.2.5. Методика определения размеров частиц с помощью лазерной дифракции

2.3. Методы изучения адсорбции аминокислот на фосфатах кальция

2.3.1. Методика синтеза кристаллов брушита и гидроксиапатита

2.3.2. Методика проведения адсорбционного эксперимента

2.3.3. Методика фотометрического определения концентрации аминокислот

2.3.4. Алгоритм обработки экспериментальных данных с позиции теории Ленгмюра и Фрейндлиха

2.4. Методы физико-химического исследования твердых фаз

2.4.1. Методика рентгенофазового анализа

2.4.2. Методика ИК-Фурье спектроскопии

2.4.3. Методика измерения площади удельной поверхности

2.4.4. Методика определения ^-потенциала и знака заряда частиц золей методом электрофореза

2.4.5. Методика измерения морфологии частиц методом оптической микроскопии

2.4.6. Методика термического анализа ТГ-ДТГ-ДТА

2.5. Определение химического состава надосадочной жидкости

2.5.1. Методика определения фосфат - ионов [ГОСТ 18309-72]

2.5.2. Методика комплексонометрического определения ионов кальция и магния при их совместном присутствии с отделением фосфатов [РД 52.24.403-94]

2.5.3. Методика определения ионов магния и стронция методом АЭС-ИСП

2.6. Методы изучения кристаллизации ротовой жидкости

2.6.1. Методика забора смешанной слюны

2.6.2. Методика фотометрического определения общей концентрации ионов кальция с арсеназо III

2.6.3. Методика фотометрического определения фосфат-ионов

2.6.4. Методика определения общей концентрации белка

2.6.5. Методика фотометрического определения концентрации глюкозы

2.6.6. Методика потенциометрического определения рН

2.6.7. Методика определения типа микрокристаллизации слюны

2.6.8. Методика определения фрактальной размерности микроскопических изображений

2.6.9. Алгоритм математической обработки экспериментальных данных методами многомерной статистики (дискриминантный анализ)

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ ПЕРЕСЫЩЕНИЯ

3.1. Основные параметры скорости зародышеобразования

3.2. Закономерности скорости роста и агрегации в модельных системах

3.3. Кинетика кристаллизации из модельных растворов по данным лазерной дифракции

3.4. Фазовый состав осадков, полученных из модельных систем

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРАХ В ПРИСУТСТВИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ И ОРГАНИЧЕСКИХ ДОБАВОК

4.1. Закономерности кристаллизации из модельных растворов при варьировании кислотности среды

4.2. Кинетические параметры кристаллизации из модельных растворов в присутствии неорганических добавок

4.3. Кинетические параметры кристаллизации из модельных растворов в присутствии органических добавок

4.4. Особенности кристаллизации фосфатов кальция из модельных растворов в присутствии аминокислот

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АДСОРБЦИИ НЕКОТОРЫХ АМИНОКИСЛОТ НА ФОСФАТАХ КАЛЬЦИЯ

5.1. Физико-химические характеристики синтезированных кристаллов брушита и гидроксиапатита

5.2. Результаты адсорбции аминокислот на брушите и гидроксиапатите при фиксированном значении рН

5.3. Влияние рН на процесс адсорбции аминокислот на брушите и гидроксиапатите

5.3.1. Влияние рН на процесс адсорбции аминокислот на брушите

5.3.1. Влияние рН на процесс адсорбции аминокислот на гидроксиапатите

121

ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В КАПЛЕ

БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

6.1. Химический состав смешанной слюны спортсменов разных групп

6.2. Микрокристаллизация в капле биологической жидкости (слюны)

6.3. Термодинамическая модель структурообразования в высыхающей капле биологической жидкости и ее связь с фрактальной размерностью

6.4. Экспериментальное применение фрактальной размерности для описания структур высыхающих капель слюны

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика образования и роста твёрдой фазы из модельных растворов биологических жидкостей»

ВВЕДЕНИЕ

Законы кристаллизации интересны, в частности, тем, что между ними и отдельными законами генезиса и роста в живой и неживой природе обнаруживается сходство [1]. Однако исследованиями последних лет показано, что грань между живым и неживым устанавливается с большим трудом, а понятия «кристалл» и «жизнь» не являются взаимоисключающими [2]. Кристаллы и живой организм можно представить примерами осуществления крайних возможностей в природе. Известно, что обменные процессы в живом организме сопровождаются разложением сложных химических соединений на более простые, и синтезом складывающихся из простых - сложных соединений. Это происходит в жидкой или жидкокристаллической среде с наименьшими затратами энергии. Вместе с тем живой организм остаётся самим собой в течение десятков лет [3]. На сегодняшний день разработка и совершенствование методов исследования биологических жидкостей представляют большой интерес при диагностике и моделировании различных состояний живого мира. Данные современных исследований показывают, что первичные изменения, связанные с действием, например, патогенного фактора на организм возникают, прежде всего, на молекулярном уровне [4]. В биологических жидкостях происходят постоянные изменения молекулярного состава и характера взаимодействия различных компонентов. Такие изменения являются наиболее информативными при исследовании гомеостаза молекулярного уровня и могут служить основой для диагностики ранних стадий различных заболеваний. Но в настоящее время недостаточно изучена взаимосвязь процесса кристаллизации биологических жидкостей с данными их химического состава и физическими показателями [5]. В большинстве работ, посвященных вопросам роста кристаллов, изучаются простые системы, что малоприменимо к биологическим жидкостям [6, 7].

Сложность изучения кристаллизации в биологических жидкостях заключается в том, что в их состав входит большое число компонентов [8], а также существует множество факторов, влияющих на процессы кристаллизации в

биосредах. Кроме того, образование данных соединений происходит в неравновесных условиях и за их возникновение отвечают кинетические факторы.

Таким образом, изучение процессов кристаллизации в прототипах биологических жидкостей важны как для получения новых знаний, так и для создания новых диагностических методов для предотвращения ряда заболеваний.

Цель работы заключалась в определении кинетических параметров кристаллизации (зарождения, роста и агрегации) малорастворимых соединений из модельных растворов (слюны - раствор 1 и жидкой фазы зубного налёта - раствор 2) и исследовании адсорбционного взаимодействия брушита и гидроксиапатита с аминокислотами.

Задачи исследования:

1) Изучить закономерности процесса кристаллизации in vitro при варьировании состава модельного раствора - пересыщения и кислотности среды.

2) Установить влияние катионов (магния, стронция, марганца), анионов (фторидов, карбонатов), а также органических веществ (аминокислот, белка - казеина, глюкозы) на стадии кристаллизации.

3) Исследовать адсорбционное взаимодействие 15 аминокислот различных групп (кислотных, нейтральных, основных) с минеральными фазами (брушитом и гидроксиапатитом).

4) Определить изменения кристаллизации модельных растворов в капле малого объема на смачиваемой подложке (микрокристаллизация) при изменении её химического состава и определить взаимосвязь морфологии кристаллической структуры, образовавшейся при высыхании капель, с её фрактальными размерами.

Научная новизна результатов диссертационной работы:

1) Впервые определены кинетические параметры стадий кристаллизации (нуклеации, роста, агрегации) при 298 К из модельных растворов при варьировании пересыщения. Определены механизмы зарождения и роста фосфатов кальция, установлены лимитирующие стадии процесса.

2) Исследованы кинетические параметры кристаллизации из модельных растворов

при варьировании, кислотности среды, неорганических и органических добавок. Установлено замедляющее и ускоряющее действие компонентов раствора.

3) Впервые установлено действие аминокислот различных групп на этапах кристаллизации, определены размеры и скорость образования агрегатов. Показано, что влияние аминокислоты завит от её природы и исходной концентрации в растворе.

4) Проведено сравнительное изучение физико-химических параметров сорбции аминокислот на брушите и гидроксиапатите, показаны сходства и отличия.

5) Предложена термодинамическая модель структурообразования в капле биологической жидкости и её связь с фрактальной размерностью. Показано, что данную величину можно использовать для анализа микроскопических изображений капель биологических жидкостей. Показана связь ионно-электролитного состава с характером структурообразования.

Практическая значимость. Полученные в диссертации результаты по кинетике кристаллизации из модельных растворов с различными пересыщениями, рН и концентрациями компонентов могут быть использованы для профилактических мероприятий в лечении заболеваний полости рта (зубные и слюнные камни). Позволяют наметить пути к разработке эффективных методов профилактики болезней ротовой полости человека с использованием известных фармакологических и витаминных препаратов, биодобавок и минеральных вод соответствующего состава. Показана возможность лабораторной диагностики уровня физической нагрузки на организм человека с целью выявления уровня адаптированности и резервных возможностей организма по составу биологического раствора. Результаты исследования химического состава и структурных свойств разных групп испытуемых могут быть полезны для оценки физической нагрузки и её корректировки (Патенты РФ № 2463962, № 2556371), а данные по фрактальной размерности помогут в автоматизации этого процесса (База данных № 2016620163).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Кинетические параметры нуклеации, роста и агрегации in vitro из модельных

растворов биологических жидкостей при варьировании пересыщения и кислотности среды.

2. Кинетические параметры нуклеации, роста и агрегации in vitro из модельных растворов биологических жидкостей в присутствии неорганических добавок и варьировании их концентрации.

3. Кинетические закономерности нуклеации, роста и агрегации in vitro из модельных растворов биологических жидкостей в присутствии органических добавок и варьировании их концентрации.

4. Термодинамическая модель структурообразования в высыхающей капле биологической жидкости и ее связь с фрактальной размерностью поликристаллических объектов.

Достоверность и надежность полученных результатов обеспечена применением отработанных методик расчетов, экспериментов по кристаллизации и измерений, использованием комплекса взаимодополняющих методов исследования, воспроизводимостью результатов повторных экспериментов, а также согласием с имеющимися литературными данными.

Апробация работы. Результаты работы представлены на следующих всероссийских и международных научных конференциях: V International Symposium "Biogenic-abiogenic interactions in natural ad anthropogenic systems" (Санкт-Петербург, 2014); IX Международная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации» (Иваново, 2014, 2016); Всероссийская молодежная конференция «Медицинские основы жизнедеятельности организма в норме, патологии и эксперименте» (Омск, 2012); Школа-конференция «Неорганические соединения и функциональные материалы (ICFM-2015)» (Новосибирск, 2015); Всероссийская молодежная научная конференция «Минералы: строение, свойства, методы исследования» (Екатеринбург, 2013, 2015, 2016); XXVII симпозиум «Современная химическая физика» (Туапсе, 2015); V Всероссийской научной молодежной школы-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2016); XII Международная научная конференция

"Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах" (Севастополь, 2016).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 17 работ, в том числе 2 главы в коллективных монографиях, 6 статей в журналах из перечня рецензируемых научных журналов (ВАК, Scopus, Web of Science), 1 база данных и 8 тезисов докладов.

Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ в рамках научных проектов: 15-33-50072 мол_нр, 16_33_00684 мол_а, 15-29-04839 офи_м; ФГБОУ ВО «ОмГУ им. Ф.М. Достоевского (грант «Молодым ученым ОмГУ»); стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам (СП-4176.2015.4).

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Теоретические основы процесса кристаллизации

Кристаллизация - один из важнейших процессов, протекающих в природе, в том числе в человеческом организме [9, 10] (образование физиогенных - кости, зубы; и патогенных агрегатов - камни в различных органах и тканях). В данном случае дисперсная фаза образуется из биологических растворов.

Процесс кристаллизации осуществляется в два этапа. Первый этап - это возникновение субмикроскопического зародыша кристаллической фазы; второй этап - дальнейший рост этого зародыша [11].

Сравнительно недавно в литературе был введен термин «массовая кристаллизация» [12]. Это сделано с целью подчеркнуть особенности одновременного образования и роста большого числа кристаллов. Отличительные черты массовой кристаллизации предопределяются ее течениями. Одновременное зарождение и рост большого числа кристаллов подчиняются общим законам фазовых превращений [13].

Системный анализ процесса массовой кристаллизации показывает, что структура этого процесса может быть рассмотрена на пяти уровнях иерархии. Совершенно условно границы этих уровней разделяют процессы взаимосвязанные и одновременно протекающие. На первом уровне выделяют процессы, идущие на уровне молекул, ионов и их комплексов, на втором - тепло- и массообмен между кристаллами и раствором, на третьем - движение кристаллов под действием гравитационных и инерционных сил, на четвертом - эффекты, связанные со стесненностью движения кристаллов, вызванной их интенсивным образованием, и обуславливающие изменение коэффициентов тепло- и массоотдачи и сопротивления движению, на пятом - влияние специфики конструкции аппарата кристаллизатора на структуру потоков.

Кинетика кристаллизации может быть описана следующими параметрами

1. Степенью пересыщения,

2. Скоростью зародышеобразования,

3. Скоростью роста кристаллов.

На скорость кристаллизации существенно влияют температура, пересыщение раствора, перемешивание, растворимые и нерастворимые примеси, вязкость, конструкционные особенности кристаллизатора [15]. В общем виде она может быть представлена двумя основными типами кривых (рис. 1.1).

1, мин

Рис. 1.1. Изменение концентрации кристаллизующегося вещества во времени.

Первый тип характерен для кристаллизации при больших исходных пересыщениях, а второй - при умеренных и малых. Возможно существование промежуточных кривых, но наиболее общим является второй тип. На кривой зависимости концентрации от времени можно выделить три участка. Первый отвечает периоду индукции, в течение которого концентрация практически не изменяется. Второй участок соответствует быстрой кристаллизации, когда скорость изменения содержания вещества в растворе во времени сравнительно велика. Именно за это время происходит образование почти всего осадка. Третий участок соответствует снятию остаточного пересыщения, агрегации и перекристаллизации осадка, если она в данном случае может происходить [15].

Известно, что кристаллизация как гетерогенный процесс может проходить в кинетической, диффузионно-кинетической или диффузионной областях [16]. В первой из них скорость процесса определяется реакцией взаимодействия строительных частиц (например, ионов). Во второй - скорости взаимодействия на границе раздела фаз и диффузии примерно равны и обе влияют на скорость фазового превращения. Наконец, в третьем случае скорость кристаллизации

определяется скоростью диффузии [17]. Все это влияет на условия эксперимента и на свойства целевого продукта.

Последние десятилетия актуальным является изучение кристаллизации соединений, близких по своим свойствам к физиологическим. К данному типу веществ относятся фосфаты кальция. Особый интерес к этому направлению исследований вызван широким применением их в медицинской практике [18-25]. И число работ посвященных этой тематике год от года растет [26-29]. Зачастую, в своих работах авторы исследуют свойства вновь полученных материалов и методы их синтеза. Все чаще встречаются публикации в отечественной и зарубежной литературе, в которых описано получение фосфатов кальция в условиях близких к тем, при которых протекают физиологические процессы в организме человека [7, 28, 30, 31].

В этой связи интересными являются методы, описанные, например, Росеевой Е.В. и соав. [7], Измайловым Р.Р. и соав. [30], Tas A.C. [28]. В данных работах осуществлен синтез фосфатов кальция разной стехиометрии из сред синтетических биологических жидкостей (слюна, жидкая фаза зубного налёта, синовиальной жидкости и т.д.) при физиологических значениях рН и ионной силы раствора. При этом авторы отмечают важность кинетических факторов в формировании твердых фаз и отсутствие в современной литературе систематических исследований в данной области.

Поскольку целью настоящего исследования является изучение кинетики кристаллизации из прототипов биологических жидкостей, необходимо рассмотреть существующие литературные данные о специфике протекания каждой стадии кристаллизации в отдельности.

1.1.1. Стадии кристаллизации

Многообразие различных методологических подходов [32-36] к проблеме зародышеобразования и роста кристаллов являются причиной появления и существования большого числа кристаллогенетических теорий [32, 37, 38], не противоречащих в своей основе и часто дополняющих друг друга.

Стадия зародышеобразования

Согласно законам классической термодинамики [39] самопроизвольное образование частиц твердой фазы в растворе может происходить только в том случае, если в результате уменьшится общая энергия системы. При этом процессы образования новой фазы (например, осадка в растворах) происходят в системах, состояние которых отличается от равновесного (метастабильные). Это связано с тем, что зарождение частицы определяется свойствами границы раздела фаз зародыша с окружающей его средой.

В работе Кидярова Б.И. [32] приводится перечень возможных стадий преобразования структуры исходных зародышей при их росте до кристалла:

1. Жидкость — жидкий кристалл — кристалл.

2. Жидкость — «полиморфная» жидкость — кристалл.

3. Жидкость — метастабильный кристалл — стабильный кристалл.

4. Жидкость — аморфная фаза (поли — аморфная фаза) — кристалл.

5. Жидкость — квазикристалл — кристалл.

6. Поликомпонентная жидкость — метастабильный зародыш нестабильного

состава — кристалл стабильного состава.

7. Раствор электролита — кристаллогидрат — кристалл соли.

8. Раствор белка — жидкий зародыш белка — кристалл белка. Различные комбинации 1—7 вариантов.

В процессе образования зародыша новой фазы происходит изменение свободной энергии, которое связанно с образованием поверхности, и оно противодействует протеканию процесса фазового перехода. Но при кристаллизации из растворов не учитывается изменение свободной энергии в результате упругой деформации, так как она становится значимой только при образовании зародышей внутри твердой фазы, например, при полиморфных фазовых превращениях [13]. С учётом этих допущений вводится понятие критического размера зародыша, он прямо пропорционален удельной поверхностной энергии и обратно пропорционален логарифму пересыщения в

системе. Согласно представлениям, зародыши с размером больше критического способны к дальнейшему росту, т.к. при этом их свободная энергия уменьшается. Они носят названия стабильных зародышей и при дальнейшем росте образуют макроскопические частицы [39].

Ограничением классической теории зародышеобразования является то, что при малой величине поверхностной энергии и высоком пересыщении системы критический размер становится соизмеримым с размером единичной молекулы, поэтому термодинамическая модель перестает быть актуальной.

Для описания процесса кристаллизации малорастворимых соединений (МРС) из пересыщенных растворов используют величину индукционного периода (т) - это время между моментом достижения критического пересыщения и образованием новой фазы [40]. Оно обратно пропорционально скорости зародышеобразования. Это величина может быть определено разными методами: визуальными, химическими, кондуктометрическими, потенциометрическими и оптическими. При окончании индукционного периода происходит скачкообразное изменение измеряемого параметра (мутности, электропроводности, разности потенциалов, оптической плотности). Время периода индукции зависит от многих факторов, но прежде всего от относительного пересыщения в растворе. Эта зависимость выражена различными уравнениями.

В соответствии с теорией Гиббса-Фольмера [13] эта зависимость (1.1)

где ¥м - молярный объем вещества твердой фазы, носит линейный характер в координатах 1пт - 1/(/тг5)2. В ряде случаев такая зависимость действительно наблюдается (например, кристаллизация монокальция фосфата) [40].

Основываясь на кинетическом подходе описания процесса кристаллизации [41], можно получить другие зависимости т=£(5). Взаимосвязь между т и пересыщением может быть выражена уравнением (1.2):

где к - константа скорости зародышеобразования, п - порядок процесса зародышеобразования.

Зависимость периода индукции от пересыщения позволяет экспериментально провести определение свободной поверхностной энергии образующихся зародышей о (1.3):

'з(ят') 3Огг!- 1.Т1Т!) 1п21п252 11/ 3

а —

(1.3)

16к(Т2(Ум~)2(_1п2$1-1п2$2) 1 '

Данное уравнение справедливо в сравнительно узком интервале исходных пересыщений.

Подобным образом авторами [42, 43] изучалась стадия нуклеации при кристаллизации одноводного оксалата кальция - прототипа мочевых камней, в присутствии различных добавок. Ими установлено, что присутствие в растворе ионов магния, гидрофосфат-, фосфат- и сульфат-ионов оказывает ингибирующее действие на кристаллизацию одноводного оксалата кальция. При этом тормозящий эффект добавки растет пропорционально увеличению концентрации добавки. Из органических добавок авторами выбран ряд аминокислот. Было установлено, что они по-разному влияют на стадию зародышеобразования: одни (глутаминовая кислота, глицин, лизин и др.) ингибируют процесс, другие (пролин, аланин, валин и др.) выступают в качестве катализатора, а ряд аминокислот (серин, фенилаланин) оказывает незначительное действие на нуклеацию. Авторы [43] также отмечают, что с ростом пересыщения скорость зародышеобразования увеличивается, а свободная энергия и радиус критического зародыша уменьшаются.

Куни Ф.М. и соав. в работе [44] приведён критический обзор современной литературы по теории гетерогенной нуклеации. Показано насколько нетривиальна кинетика нуклеации для теоретического описания и чувствительна к параметрам нуклеирующей системы при наличии существенного активационного барьера. Показаны теоретические представления кинетики зародышеобразования на растворимых и нерастворимых ядрах, таким образом в работе комплексно рассмотрена барьерная нуклеация.

В работе [45] изучена кинетика гомогенной и гетерогенной нуклеации с использованием классического подхода на примере кристаллизации карбоната кальция. Показано влияние пересыщения и температуры на этот процесс. Что позволило интенсифицировать процесс умягчения воды.

Стадия роста кристаллов

При возникновении зародышей, размер которых больше критического, начинается их дальнейший рост.

Существует ряд теорий, объясняющих механизм и скорость роста кристаллов. К ним относится: теория поверхностной энергии, теория адсорбционного слоя и диффузионная теория [34, 38, 46].

Теория поверхностной энергии основывается на предположениях Гиббса и Кюри, которые говорят о том, что форма растущего кристалла соответствует минимуму поверхностной энергии [38].

Диффузионная теория говорит о том, что скорость осаждения материала на растущую грань пропорциональна степени пересыщения в растворе.

По теории адсорбции, основоположником которой является Фольмер, рост кристалла происходит непрерывно за счёт послойной адсорбции материала на грани кристалла [13]. При этом строительные частицы способны к поверхностной диффузии и не каждый элемент встраивается в решётку, поэтому между растущим кристаллом и окружающим его раствором существует динамическое равновесие (рис. 1.2). В условиях отсутствия помех рост кристалла происходит в энергетически выгодных положениях - дефектах, местах перегибов и т.д.

Рис. 1.2. Стадии роста кристалла из раствора.

Если лимитирующей стадией является поверхностное зародышеобразование, то в растворе около растущего кристалла не наблюдается градиент концентрации вещества. В данном случае можно говорить о кинетическом режиме роста кристалла. При диффузионном режиме скорость роста ограничена диффузией растворённого вещества к поверхности. Такие особенности влияют на способы проведения всего процесса кристаллизации.

Можно выделить два основных механизма роста кристаллов из водных растворов: 1 - двумерное зарождение; 2 - дислокационный рост.

1. В случае двумерного зарождения атомно-гладкие грани растут за счёт ступеней (слоёв). Устойчивые «островки» служат основами ступеней роста, при этом они должны образовываться достаточно часто. Механизм двумерного зарождения экспериментально доказан, однако встречается при высоких исходных пересыщениях.

2. Дислокационно-спиральный механизм происходит за счёт возникновения винтовых дислокаций, таким образом, возникает незарастающая ступень, в которую могут встраиваться частицы. В результате образуется большая плотность ступеней и, следовательно, мест присоединения частиц к излому. Чем больше плотность винтовых дислокаций, тем выше скорость роста кристалла при более низких пересыщении.

Изучение кинетики роста кристаллов можно посмотреть на примере работ Высоцкого А.С. и соавт. [47], в которых они изучали образование оксалата кальция. На основании данных фотометрического анализа ими получены константы кристаллизации моногидрата оксалата кальция. Показано ингибирование протекания этой стадии глутаминовой кислотой и лизином.

Следует отметить, что особенностью кристаллизации из биологических жидкостей и их прототипов является образование большого количества центров кристаллизации в объеме. Исходя из этого, следует рассмотреть отличительные черты массовой кристаллизации.

1.1.2. Массовая кристаллизация из водных растворов

Массовая кристаллизация веществ всегда сопровождается одновременным протеканием сразу нескольких стадий: первичного и вторичного зародышеобразования, роста и агрегации кристаллов, их перекристаллизации в сложных гидродинамических условиях. Поэтому синтез кристаллических соединений с заданными размерами является непростой задачей технологии получения многих веществ. Конечные свойства продукта (размер, форма) отражают результаты превалирующего процесса. Однако, часто зародышеобразование определяет всю кинетику фазообразования из водных растворов.

Так, в работах [48, 49] показано, что проблемы, возникающие на одной из стадий, отражаются не только на качестве готового продукта, но и создают дополнительные энергозатраты на завершающих стадиях производства. Показано, что в значительной степени процесс кристаллизации и выход целевого вещества определяется температурным режимом.

В работах [50] на примере получения ацетата марганца показано влияние перемешивания на получение кристаллов с заданными размерами, что позволяет интенсифицировать процесс производства,

Таким образом, контроль процесса массовой кристаллизации из водных процессов позволяет получать вещества с заданными дисперсными и морфологическими характеристиками.

1.1.3. Методы изучения процесса кристаллизации

Для определения кинетических параметров кристаллизации можно использовать различные методы, в основе которых лежит определение некоторого физического свойства системы. Наиболее часто используемыми являются электрохимические и оптические методы. Менее распространёнными являются рефрактометрия, дилатометрия.

Электрохимические методы [43, 51]. Самым простым в аппаратурном оформлении является кондуктометрический метод, основанный на измерении электропроводности в процессе кристаллизации. Для этого нужно предварительное

построение калибровочного графика зависимости электропроводности от концентрации вещества. К недостаткам прямой кондуктометрии следует отнести малую селективность и аддитивность сигнала.

С помощью метода Культера [52] можно проводить дисперсионный анализ по данным кондуктометрических измерений. В этом случае электропроводность раствора измеряется при прохождении частицы через микроотверстие между электродами. В результате можно получить интегральные и дифференциальные кривые распределения числа или весовой доли частиц от размера [52].

Для определения кинетических зависимостей кристаллизации можно использовать метод прямой потенциометрии с ионоселективным электродом, обратимым по отношению к иону, входящему в состав осадка. Недостатком метода является значительное время отклика электрода, что ведет к искажению правильности результатов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чиканова, Екатерина Сергеевна, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Руди А.Ш. Кристаллизация как механизм устойчивости // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 4. С. 559.

[2] Механизмы саногенеза и возможности их коррекции: монография // под ред. Борисовой О.Н. Тула.: ООО «ТППО», 2016. 232 с.

[3] Хромушин В.А., Борисова О.Н., Беляева Е.А., Атлас Е.Е., Наумова Э.М. Гармония и фрактальность природы. Учебное пособие. Электронный ресурс. URL: http://medtsu.tula.ru/uml/gfp.pdf

[4] Шатохина С.Н. Диагностическое значение кристаллических структур биологических жидкостей в клинике внутренних болезней : Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Москва, 1995. 41 с.

[5] Воробьев А.А. Кристаллография слюны в диагностике и контроле эффективности лечения язвенной болезни двенадцатиперстной кишки : дис. ... канд. мед. наук. Смоленск, 2004. 122 с.

[6] Титов А. Т., Ларионов П.М., Щукин В.С., Зайковский В. И. Гидроксилапатит в крови человека // Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейронные исследования. 2001. № 3. С. 74 - 79.

[7] Россеева Е.В., Франк-Каменецкая О.В., Голованова О.А., Зорина М.Л. Образование минеральных фаз в прототипах ротовых жидкостей человека // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7: Геология. География. 2009. № 2. С. 12-20.

[8] Голованова О.А. Патогенные минералы в организме человека. Омск: изд-во ОмГУ, 2007. 400 с.

[9] Бертини И., Грей Г., Стифель Э., Валентине Дж. Биологическая неорганическая химия: структура и реакционная способность. В 2 томах. -Том 1. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. 504 с.

[10] Вавилова Т.П., Медведев А.Е. Биологическая химия. Биохимия полости рта. М: ГЭОТАР-Медиа, 2016, 560 с.

[11] Стрикленд-Констебл Р. Ф. Кинетика и механизм кристаллизации. Л.: Недра, 1971. 412 с.

[12] Матусевич Л.Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности. М.: Химия, 1968. 368 с.

[13] Ларичев Т.А., Сотникова Л.В., Сечкарев Б.А., Бреслав Ю.А.. Утехин А.Н. Массовая кристаллизация в неорганических системах. Учебное пособие. Кемерово : КемГУ, 2013. 175 с.

[14] Кузнецов И.А. Совершенствование технологии разложения алюминатных растворов для получения крупнокристаллического гидроксида алюминия :дис. ... канд. тех. Наук. Екатеринбург, 2007. 165 с.

[15] Голованова О.А. Биоминералогия мочевых, желчных и слюнных камней из организма человека. Дис. ... докт. геол.-мин. наук. Санкт-Петербург, 2008. 240 с.

[16] Бенда А.Ф. Тепло- и массоперенос в материалах и процессах. М: МГУП, 2014. 236с.

[17] Петьков В.И., Корытцева А.К. Гетерогенные химико-технологические некаталитические процессы в системах газ(жидкость) - твердое тело. Нижний Новгород: ННГУ, 2010. 57 с.

[18] Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Достижения в области керамических материалов // Российский химический журнал. 2000. Т. 94. №26. С. 32-46.

[19] Dorozhkin S.V. Calcium orthophosphates // Journal of Material Science. 2007, T. 42. P.1061-1095.

[20] Фомин А.С., Баринов С.М., Иевлев В.М., Смирнов В.В., Михайлов Б.П., Куцев С.В. и др. Нанокристаллическая гидроксилапатитовая керамика // Неорганические материалы. 2009. Т. 45. № 10. С. 1271-1274.

[21] Kim W., Saito F. Mechanochemical Synthesis of Hydroxyapatite from Constituent Powder Mixtures by Dry Griding. // Journal of Chemical Engineering of Japan. 2000.V. 33. №. 5. P. 768-772.

[22] Larry L. Hench, Ian Thompson. Twenty-first century challenges for biomaterials // Journal of The Royal Society Interface. 2010. V. 7. P. 379-391.

[23] Свентская Н.В. Силикофосфатные биокомпозиционные материалы с регулируемой поровой структурой для костно-пластической хирургии: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 2011. 18 с.

[24] Dorozhkin S. V. Bioceramics of calcium orthophosphates // Biomaterials. 2010. Vol. 31. Р. 1465-1485.

[25] Баринов С. М., Комлев В. С., Гурин А. Н., Фадеева И. В., Бакунова И. В., Фомин А. С. Цементы на основе фосфатов кальция для медицинского применения // Нанотехнологии в онкологии - 2010 : тез. конф. М., 2010. С. 3-13.

[26] Титов А. Т., Ларионов П.М., Зайковский В. И., Иванова А.С. Образование фосфатов кальция в органах кровообращения // Сыктывкар: "Минералогия и жизнь", 2000. С. 118 - 120.

[27] Титов А. Т., Ларионов П.М., Щукин В.С., Зайковский В. И. Гидроксилапатит в крови человека// Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейронные исследования. 2001. №2 3. С. 74 - 79.

[28] Tas A. C. Synthesis of biomimetic Ca-hydroxyapatite powders at 37°C in synthetic body fluids // Biomaterials. 2000. №21. P. 1429-1438.

[29] Peters F., Epple M. Simulating arterial wall calcification in vitro: biomimetic crystallization of calcium phosphates under controlled conditions. 2001. V. 90. № 3. Р. 81-85.

[30] Измайлов Р.Р., Голованова О.А., Герк С.А., Панова Т.В. Синтез гидроксилапатита при вариации параметров синовиальной жидкости человека // Бутлеровские сообщения. 2011. Т. 24. № 3. С. 133-137.

[31] Бердинская М.В., Голованова О.А., Леонтьева Н.Н., Дроздов В.А. Синтез кремнийзамещенного гидроксилапатита из модельного раствора внеклеточной жидкости // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 2. С. 281288.

[32] Кидяров Б. И. Кинетика образования кристаллов из жидкой фазы. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1979. 131 с.

[33] Мейер К. Перев. с нем. Физико-химическая кристаллография. М.: «Металлургия», 1982. 480 с.

[34] Банн Ч. Кристаллы и их роль в природе и науке. М.: Мир, 1980. 312 с.

[35] Асбахов А.М. Кристаллогенезис и эволюция системы «кристалл-среда». Спб.: Наука, 1993. 154 с.

[36] Кидяров Б.И. Механизм и кинетика наноразмерных стадий образования кристаллов из жидкой фазы // Конденсированные среды и межфазные границы. 2009. Т. 11. № 4. С. 314-317.

[37] Шафрановский И.И., Алявдин В.Ф. Краткий курс кристаллографии. М.: Высш. шк, 1984. 120 с.

[38] Егоров-Тисменко Ю.К. Кристаллография и кристаллохимия. М.: КДУ, 2005. 592 с.

[39] Ролдугин В.И. Физикозимия поверхности. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. 568 с.

[40] Хамский Е.В. Кристаллизация в химической промышленности. М.: Химия, 1969. 344 с.

[41] Бодин С.М. (ред.). Кристаллизация и свойства кристаллических веществ. Л.: Наука, Ленинг. отд., 1971. 97 с.

[42] Голованова О.А., Пунин Ю.О., Высоцкий А.С., Ханнанов В.Р. Влияние неорганических и органических примесей на нуклеацию одноводного оксалата кальция // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. № 5. С. 501-508.

[43] El-Shall H., Jeon Jin-hwan, Abdel-Aal E.A., Khan S., Gower L., Rabinovich Y. A study of primary nucleation of calcium oxalate monohydrate: I-Effect of supersaturation // Crystal Research and Technology. 2004. V. 39. № 3. P. 214221.

[44] Куни Ф.М., Щекин А.К., Гринин А.П. Теория гетерогенной нуклеации в условиях постепенного создания метастабильного состояния пара // Успехи физических наук. 2001. Т. 171. № 4. С. 345-385.

[45] Фатеев В.В., Чипрякова А.П., Мясников С.К. Кинетика гомогенной и гетерогенной нуклеации при кристаллизации карбоната кальция и ультразвуковая интенсификация процесса умягчения воды // Успехи в химии и химической технологии. 2009. Т. 23. № 2. С. 26-31.

[46] Тимофеева В.А. Рост кристаллов из растворов и расплавов. М.: Наука, 1978. 268с.

[47] Голованова О.А., Высоцкий А.С. Влияние неорганических и органических примесей на процесс кристаллизации одноводного оксалата кальция // Бутлеровские сообщения. 2011. Т. 26. № 12. С. 45-54.

[48] Ященко А.Г., Федоров Д.Ю., Сорокина Н.С. Влияние скорости охлаждения на процесс массовой кристаллизации сульфаминовой кислоты // Интеллектуальный потенциал XXI века: Ступени познания. 2014. № 21. С. 167-172.

[49] Лановецкий С.В., Степанов А.В. Влияние скорости охлаждения на процесс массовой кристаллизации гексагидрата нитрата марганца // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 4. С. 205-209.

[50] Лановецкий С.В., Пойлов В.З., Сизякина А.М., Степанов А.В. Влияние скорости охлаждения и интенсивности перемешивания на процесс массовой кристаллизации тетрагидрата ацетата марганца // Химия и химическая технология. 2010. Т. 53. № 11. С. 44-47.

[51] Abonna F., Lundagermadsen H., Boistelle R. Crystallization of two magnesium phosphates. Effect of pH and concentration // Journal of Crystal Growth. 1982. V.51. P. 6-14.

[52] Кумоми Х. Зарождение кристаллов и их распределение по размерам // Неорганические материалы. 1999. Т. 35. № 6. С. 724-731.

[53] Головин Ю.И., Головин Д.Ю., Ткачев А.Г., Шуклинов А.В., Столяров Р.А., Васюков В.М., Поляков Л.Е. Рост никелевых кристаллов на поверхности углеродных нанотрубок // Вестник ТГУ. Серия: Естественные и технические науки. 2010. Т. 15. № 3. С. 1036-1037.

[54] Громов Д.Г., Гаврилов С.А. Проявление гетерогенного механизма при плавлении малоразмерных систем // Физика твердого тела. 2009. Т. 51. № 10. С. 2012-2021.

[55] Бессуднова Н.О., Биленко Д.И., Вениг С.Б., Аткин В.С., Галушка В.В., Захаревич А.М. Экспериментальное исследование кристаллических образований, обнаруженных на поверхности дентина, методами растровой электронной микроскопии // Молекулярная медицина. 2012. № 5. С. 55-61.

[56] Emma J. Kwolek, Huaping Lei, Ann Lii-Rosales, Mark Wallingford, Yinghui Zhou, Cai-Zhuang Wang, Michael C. Tringides, James W. Evans, and Patricia A. Thiel. Adsorption of dysprosium on the graphite (0001) surface: Nucleation and growth at 300 K // The Journal of Chemical Physics. 2016. № 145. P. 211902.1-211902.8.

[57] Цимбалистов А.В., Пихур О.Л., Голованова О.А., Бельская Л.В. Зубные камни: морфология и состав // Маэстро стоматологии. 2009. № 4. С.56.

[58] Пихур О.Л., Голованова О.А., Бельская Л.В., Лемешева С.А. Химический состав некоторых патогенных органоминеральных агрегатов в организме человека // Российский семейный врач. 2007. Т. 11. № 1. С.34-36.

[59] Sundberg M., Friskopp J. Crystallography of supragingival and subgingival human dental calculus // Scandinavian Journal of Dental Research. 1985. V. 93. P.30-38.

[60] Пальчик Н.А., Мороз Т.Н., Колмогоров Ю.П., Костровский В.Г. Особенности фазового состава слюнных камней и кристаллохимия слагающих их минералов // Рентгенография и кристаллохимия минералов. СПб. 2003. С. 189-191.

[61] Teymoortash A., Buck P., Jepsen H., Werner J.A. Sialolith crystals localized intraglandularly and in the Whartons duct of the human submandibular gland: an X-ray diffraction analysis // Archives of Oral Biology. 2003. V. 48. P. 233-237.

[62] Traini T., Murmura G., Giammaria G. Scanning electron microscopy and light microscopy under polarized light of a submandibular salivary gland calculus // Minerva Stomatologics 2001. V.50. P. 173-180.

[63] Tohda H., Yamakura K., Yanagisawa T. High-resolution electron microscopic study of salivary calculus // Journal of Electron Microscopy. 1995. V. 44. P. 399-404.

[64] Abraham J., Grenon M., Sanchez H.J., Perez C., Barrea R. A case stady of elemental and structural composition of dental calculus during several stages of maturation using SRXRF // Journal of Biomedical Materials Research. 2005. V. 75. P. 623-628.

[65] Пихур О.Л. Возрастные изменения состава и строения твердых тканей зуба взрослого человека: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Санкт-Петербург, 2015. 43 с.

[66] Солоненко А.П., Бельская Л.В., Голованова О.А. Модельная система для исследования процессов патогенной минерализации // Вестник Отделения наук о Земле РАН. 2009. №1. URL: http://onznews.wdcb.ru/publications/asempg/geoecol-13.pdf

[67] Лемешева С.А., Голованова О.А., Измайлов Р.Р. Теоретическое моделирование состава синовиального раствора // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 2. С. 45-48.

[68] Бельская Л.В., Голованова О.А. Изучение процесса образования биоминералов в модельном эксперименте // Электронный сборник тезисов Пятой Сибирской конференции молодых ученых по наукам о Земле. 2010. С. 242-243.

[69] Данильченко С.Н. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биоматериаловедения (обзор) // Вестник СумДУ Серия Физика, математика, механика, 2007. №2. С. 33-59.

[70] Смолеговский А.М. История кристаллохимии фосфатов. М.: Наука, 1986. 263 с.

[71] Dorozhkin S.V., Epple M. Biological and Medical Significance of Calcium Phosphates // Angewandte Chemie International Edition. 2002. V.41. P.3130-3146.

[72] Пальчик Н.А. Столповская В.Н., Мороз Т.Н., Григорьева Т.Н. Сравнительный кристаллохимический анализ некоторых биогенных минералов и их природных аналагов // Сыктывкар: "Минералогия и жизнь". 2000. С. 112 -114.

[73] Кораго А.А. Введение в биоминералогию. СПб: Недра, 1992. 280с.

[74] Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Химия неорганических биоматериалов на основе фосфата кальция// Российский химический журнал, 2004. Т.48. №4. С. 52-64.

[75] Фадеева И.В., Шворнева Л.И., Баринов С.М., Орловский В.П. Синтез и структура магнийсодержащих гидроксилапатитов // Неорганические материалы, 2003. Т. 39. №9. С. 1102-1105.

[76] Jiefan Liao, Kenji Hamada, Mamoru Senna. Synthesis of Ca-Mg apatite via mechanochemical hydrothermal process // Journal of materials synthesis and processing, 2000. №28. Р. 305- 311.

[77] Ежова Ж.А., Коваль Е.М. Захаров Н.А., Калинников В.Т. Синтез и физико-химическое исследование магнийсодержащих гидроксилапатитов и карбонатгидроксилапатитов кальция и коллагена // Неорганическая химия. 2004. Т.49. №11. С. 1871-1875.

[78] Гетьман Е.И., Кармалицкий В.А., Лобода С.Н., Семенова Р.Г. Замещение кальция натрием и висмутом в гидроксилапатите // Неорганическая химия. 2000. Т.45. №№3. С.373-375.

[79] Bertoni E., Bigi A., CojazziG.,Gandolfi M.et al. Nanocrystals of Magnesium and Fluoride Substituted Hydroxyapatite // Journal of Inorganic Biochemistry. 1998. V. 72. P. 29-35.

[80] Забросаева Л.И., Козлов Н.Б. Биохимия слюны. Омск, 1992. 44 с.

[81] Koutsopoulos S., Dalas E. The effect of acidic amino acids on hydroxyapatite crystallization // Journal of Crystal Growth. 2000. V. 217. P. 410 -415.

[82] Островский О.В., Храмов В.А., Попова Т.А. Биохимия полости рта: Учебное пособие. Волгоград: Изд-во ВолГМУ, 2010. 184 с.

[83] Koutsopoulos S., Dalas E. Hydroxyapatite crystallization in the presense of serine, tyrosine and hydroxyproline amino acids with polar side groups // Journal of Crystal Growth. 2000. V. 216. P. 443 - 449.

[84] Fleming D.E., Bronswijk W., Ryall R.L. A comparative study of the adsorption of amino acids on to calcium minerals found in renal calculi // Clinical science. 2001. №101. Р. 159-168.

[85] Matsumoto T., Okazaki M., Inoue M., Hamada Y, Taira M., Takahashi J. Crystallinity and solubility characteristics of hydroxyapatite adsorbed amino acid // Biomaterials. 2002. № 23. Р. 2241-2247.

[86] Eiden-Abmann S., Viertelhaus M., Heib A., Hoetzer K.A., Felsche J. The influence of amino acids on the biomineralization in jelatin // Journal of inorganic biochemistry. 2002. № 91. Р. 481-486.

[87] Родичева Г.В., Орловский В.П., Романова Н.М. Синтез и физико-химическое исследование глицинсодержащего гидроксиапатита кальция // Журнал неорганической химии. 2000. Т. 45. № 4. С. 648-651.

[88] Shen J.-W., Tao Wu, Qi Wang, Hai-Hua Pan. Molecular simulation of protein adsorption and desorption on hydroxyapatite surfaces // Biomaterials. 2008. № 29. Р. 513-532.

[89] Ohta K., Monma H., Tanaka J., Eda H. Interaction between hydroxyapatite and proteins by liquid chromatography using simulated body fluid as eluents // Journal of materials science: materials in medicine. 2002. №13. Р. 633-637.

[90] Kanekanian A.D., Williams R.J.H., Brownsell VL., Andrews A.T. Caseinophosphopeptides and dental protection: concentration and pH studies // Food chemistry. 2008. №107. Р. 1015-1021.

[91] Wang Bo, Teng Li-rong, Wang Chun-yan, Meng Qing-fan, Zhao Ling-zhi, Gao

Bo. Protein adsorption onto nanosied particles for controlled drug release // Chemical Research in Chinese Universities. 2007. V. 23. №3. Р. 254-257.

[92] Яхно Т.А., Яхно В.Г., Соколов А.В. Процессы формообразования в высыхающих каплях сыворотки крови в норме и патологии // Биофизика. 2005. Т. 50. № 4. С. 726-734.

[93] Мартусевич, А. К. Кристаллографический анализ: общая характеристика // Вятский медицинский вестник. 2002. №. 3. С. 59-61.

[94] Самбулов В.И., Шатохина С.Н., Зенгер В.Г. и др. Новый подход к диагностике холестеатомы среднего уха у больных различных возрастных групп // Геронтология и гериатрия. Выпуск 1. 2001. С. 104-105.

[95] Трубникова Л.И., Албутова М.Л., Кузнецова Т.В. и др. Особенности липидного обмена и кристаллографических показателей биологических жидкостей при сахарном диабете у беременных // Акушерство и гинекология. 2004. № 6. С. 14-18.

[96] Потехина Ю.П., Зубеев П.С., Страхов А.В. и др. Кристаллография и вискозиметрия желчи при желчнокаменной болезни // Клиническая лабораторная диагностика. 2001. № 3. С. 33-35.

[97] Лопатина В.В., Шатохина С.Н., Добровольская Г.В. и др. Особенности системной организации желудочного сока у больных с нормальной, повышенной и сниженной секреторной функцией желудка // Актуальные проблемы геронтологии. 1999. С. 183-186.

[98] Колединцев М.Н., Майчук Н.В. Современные методы анализа слезной жидкости // Новое в офтальмологии. 2002. № 4. С. 32-37.

[99] Колединцев М.Н. Клинические возможности кристаллографического анализа слезной жидкости при некоторых формах патологии глаза: Дис. ... канд. мед. наук. М., 1999. 120 с.

[100] Чухман Т.П. Кристаллографическое исследование слезной жидкости при воспалительных заболеваниях глаза: Дис. ... канд. мед. наук. Самара, 1999. 160 с.

[101] Савина Л.В., Павлищук С.А., Самсыгин В.Ю. с соавт. Поляризационная микроскопия в диагностике обменных нарушений // Клиническая лабораторная диагностика. 2003. №3. С. 11—13.

[102] Кораго А.А. Введение в биоминералогию. СПб.: Недра, 1992. 280 с.

[103] Пилат Т.Л. Зубной камень и его влияние на ткани пародонта // Стоматология. 1984. № 3. С. 88-90.

[104] Пилат Т.Л., Фатахов Ю.Б. Кинетика формирования минерализованных зубных отложений // Стоматология. 1988. № 3. С. 11-13.

[105] Россеева Е.В., Голованова О.А., Франк-Каменецкая О.В. Влияние аминокислот на образование гидроксилапатита почечных камней // Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация: Тезисы докладов IV Международной научной конференции. Иваново. 2006. С. 57.

[106] Dee K. C., Puleo D. A., Bizios R. Tissue-biomaterial interactions. New Jersey, NJ: John Willey and Sons Inc. press. 2002. Р. 37-52.

[107] Rouahi M., Gallet O., Champion E., Dentzer J., Hardouin P., Anselme K. Influence of hydroxyapatite microstructure on human bone cell response // Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2006. V. 78A. P. 222-235.

[108] Rouahi M., Champion E., Gallet O., Jada A., Anselme K. Physico-chemical characteristics and protein adsorption potential of hydroxyapatite particles: influence on in vitro biocompatibility of ceramics after sintering // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2006. V. 47. P. 10-19.

[109] Segvich S. J., Smith H. C., Kohn D. H. The adsorption of preferential binding peptides to apatite-based materials // Biomaterials. 2009. V. 30. P. 1287-1298.

[110] Zhu X. D., Zhang H. J., Fan H. S., Li W., Zhang X. D. Effect of phase composition and microstructure of calcium phosphate ceramic particles on protein adsorption // Acta Biomaterialia. 2009. V. 6. P. 1536-1541.

[111] Dos Santos E., Farina M., Soares G., Anselme K. Surface energy of hydroxyapatite and P-tricalcium phosphate ceramics driving serum protein adsorption and osteoblast adhesion // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2008. V. 19. P. 2307-2316.

[112] Zhu X. D., Fan H. S., Xiao Y. M., Li D. X., Zhang H. J., Luxbacher T., Zhang X. D. Effect of surface structure on protein adsorption to biphasic calcium-phosphate ceramics in vitro and in vivo // Acta Biomaterialia. 2009. V. 5. P. 13111318.

[113] Yuan H., Zou P., Yang Z., Zhang X., Bruijn J. D., Groot K. D. Bone morphogenetic protein and ceramic-induced osteogenesis // J Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 1998. V. 9. P. 717-721.

[114] Fujii E., Ohkubo M., Tsuru K., Hayakawa S., Osaka A., Kawabata K., Bonhomme C., Babonneau F. Selective protein adsorption property and characterization of nano-crystalline zinc-containing hydroxyapatite // Acta Biomaterialia. 2006. V. 2. P. 69-74.

[115] Takashima S., Kusudo Y., Takemoto S., Tsuru K., Hayakawa S., Osaka A. Synthesis of carbonate-hydroxy apatite and selective adsorption activity against specific pathogenic substances // Key Engineering Materials. 2001. V. 218-220. P. 175-178.

[116] Takemoto S., Kusudo Y., Tsuru K., Hayakawa S., Osaka A., Takashima S. Selective protein adsorption and blood compatibility of hydroxy-carbonate apatites // Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2004. V. 69A, P. 544-551.

[117] Zhu X. D., Zhang H. J., Fan H. S., Li W., Zhang X. D. Effect of phase composition and microstructure of calcium phosphate ceramic particles on protein adsorption // Acta Biomaterialia. 2010. V. 6. P. 1536-1541.

[118] Feng B., Chen J., Zhang X. Interaction of calcium and phosphate in apatite coating on titanium with serum albumin // Biomaterials. 2002. V. 23. P. 24992507.

[119] Liu Y., Layrolle P., De Bruijn J., Van Blitterswijk C., De Groot K. Biomimetic coprecipitation of calcium phosphate and bovine serum albumin on titanium alloy // Journal of Materials Research. 2001. V. 57. P. 327-335.

[120] Dee K. C., Puleo D. A., Bizios R. An Introduction to Tissue-Biomaterial Interactions // Cellular and Molecular Biology. 2004. V. 8. P. 419-425.

[121] Wertz C. F., Santore M. M. Effect of surface hydrophobicity on adsorption and relaxation kinetics of albumin and fibrinogen: single-species and competitive behavior // Langmuir. 2001. V. 17. P. 3006-3016.

[122] Zhu X. D. Surface structure and properties of calcium phosphate bioceramics and the relation with the special adsorption of proteins. In National research center for biomaterials. China: Sichuan University. 2006. P. 1311-1318.

[123] Zhou H., Wu T., Dong X., Wang Q., Shen J. Adsorption mechanism of BMP-7 on hydroxyapatite (001) surfaces // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2007. V. 361. P. 91-96.

[124] Shen J. W., Wu T., Wang Q., Pan H. H. Molecular simulation of protein adsorption and desorption on hydroxyapatite surfaces // Biomaterials. 2008. V. 29. P. 513-532.

[125] Bhowmik R., Katti K. S., Katti D. Molecular dynamics simulation of hydroxyapatite-polyacrylic acid interfaces // Polymer. 2007. V. 48. P. 664-674.

[126] Bhowmik R., Katti K. S., Verma D., Katti D. R. Probing molecular interactions in bone biomaterials: through molecular dynamics and Fourier transform infrared spectroscopy // Materials Science and Engineering C. 2007. V. 27. P. 352-371.

[127] Pan H., Tao J., Xu X., Tang R. Adsorption processes of Gly and Glu amino acids on hydroxyapatite surfaces at the atomic level // Langmuir . 2007. V. 23. P. 8972-8981.

[128] de Leeuw N. H., Rabone J. A. L. Molecular dynamics simulations of the interaction of citric acid with the hydroxyapatite (0001) and (011-0) surfaces in an aqueous environment // CrystEngComm. 2007. V. 9. P. 1178-1186

[129] Kirkham J., Brookes S. J., Shore R. C., Wood S. R., Smith D. A., Zhang J., Chen H., Robinson C. Physico-chemical properties of crystal surfaces in matrixmineral interactions during mammalian biomineralisation // Current Opinion in Colloid and Interface Science. 2002. V. 7. P. 124-132.

[130] Rimola A., Corno M., Zicovich-Wilson C., Ugliengo P. Ab-initio modelling of protein/biomaterial interactions: glycine adsorption at hydroxyapatite surfaces // Journal of the American Chemical Society. 2008. V. 130. P. 16181-16183.

[131] Rimola A., Corno M., Zicovich-Wilson C. M., Ugliengo P. Ab initio modeling of protein/biomaterial interactions: competitive adsorption between glycine and water onto hydroxyapatite surfaces // Physical Chemistry Chemical Physics. 2009 . V. 11. P. 9005-9007.

[132] Almora-Barrios N., Austen K. F., de Leeuw N. H. Density functional theory study of the binding of glycine, proline, and hydroxyproline to the hydroxyapatite (0001) and (010) surfaces // Langmuir. 2009. V. 25. P. 5018-5025.

[133] Corral I., Mo O., Yanez M., Salpin J.-Y., Tortajada J., Moran D., Radom L. An experimental and theoretical investigation of gas-phase reactions of Ca2+ with glycine // Chemistry - A European Journal. 2006. V. 12. P. 6787-6796.

[134] Голованова О.А., Чиканова Е.С., Пунин Ю.О. Основные характеристики процесса нуклеации в модельных растворах ротовой полости // Кристаллография. 2016. Т. 60. № 3. С. 503-510.

[135] Голованова О.А., Ачкасова Е.Ю., Пунин Ю.О., Желяев Е.В. Основные закономерности кристаллизации оксалата кальция в присутствии аминокислот // Кристаллография. 2006. Т. 51. № 2. С. 376-382.

[136] Солоненко А.П., Голованова О.А. Синтез и физико-химическое исследование смесей состава гидроксилапатит - брушит // Журнал неорганической химии. 2014. Т. 59. № 1. С. 12-20.

[137] Bauer PJ. Affinity and stoichiometry of calcium binding by arsenazo III // Analytical Biochemistry. 1981. V. 110. P. 61-72.

[138] Guder WG, Zawta B et al. The Quality of Diagnostic Samples. 1st ed. Darmstadt: GIT Verlag. 2001. p. 18.

[139] Больц Д.М., Льюк Ч.Г. «Колориметрические методы определения неметаллов»: Пер. с англ. М. ИЛ, 1963. 275с.

[140] Практикум по биохимии / Под редакцией профессора Н.П. Мешковой и академика С.Е. Северина Издательство МГУ, 1979. 430с.

[141] Леус П.А. «Клинико-экспериментальное исследование патогенеза, петогенетической консервативной терапии и профилактики кариеса зубов». Автореферат дис. д-ра мед. наук. М., 1977. 38с.

[142] Бельская Л.В., Голованова О.А. Исследование химического состава слюнной жидкости с целью диагностики заболеваний полости рта // Химия в интересах устойчивого развития. 2008. №3. С.269-274.

[143] Федосеев В.Б. Использование фрактальной геометрии при термодинамическом описании трёхмерных элементов кристаллической структуры // Письма о материалах. 2012. Т. 2. С. 78-83.

[144] Федосеева Е.Н., Федосеев В.Б. Взаимодействие хитозана и бензойной кислоты в растворе и пленках // ВМС серия А. 2011. Т. 53. № 11. С. 19001907.

[145] Дубров А.М., Мхитарян В.С., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы. М: Финансы и статистика, 2003. 352 с.

[146] Schroeder H.E., Baumbauer H.U. Stages of calcium phosphate crystallization during calculus formation // Archives of Oral Biology. 1966. V.11. P. 1-14.

[147] Schroeder H.E. Crystal morphology and gross structures of mineralizing plaque and of calculus // Helvetica Odontologica Acta, 1965. V.9. P. 73-86.

[148] Izatulina A.R., Punin Y.O., Golovanova O.A. // J. Struct. Chem. 2014. V. 55. No 7. P.1225.

[149] Голованова О.А., Чиканова Е.С. Кинетические характеристики кристаллизации из модельных растворов ротовой полости // Кристаллография. 2016. Т. 60. № 6. С. 988-996.

[150] Солоненко А.П. Исследование влияния условий кристаллизации на физико-химические свойства химически модифицированных фосфатов кальция: Дисс. ... канд. хим. наук. Омск, 2014. 171 с.

[151] Лемешева С. А. Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов: Дис... канд. хим. наук. М., 2010. 177 с.

[152] Данильченко С.Н. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биоматериаловедения (обзор) // Вестник СумДУ. Серия Физика, математика, механика. 2007. № 2. С.33-59.

[153] Измайлов Р. Р., Голованова О. А., Церих Ю. В. и др. Особенности кристаллизации карбонатгидроксилапатита в присутствии стронцийсодержащих агентов // Журнал Неорганической химии. 2016. Т. 61. № 7. С. 1-6.

[154] Бельская Л.В. Зубные и слюнные камни - химический состав, генетические особенности: дис. ... канд. хим. наук. Омск, 2009, 156 с.

[155] Солоненко А.П., Голованова О.А., Бельская Л.В. Термодинамический подход к изучению влияния микроэлементов на процессы минерализации в ротовой жидкости человека // Вестник Омского университета. 2011. № 2. С. 135-139.

[156] Голованова О.А., Романенко З.В. Синтез фторгидроксилапатита из прототипа ротовой жидкости // Вестник Омского университета. 2016. № 4. С. 70-74.

[157] Бельская Л.В., Голованова О.А., Солоненко А.П. Особенности синтеза гидроксилапатита в присутствии казеина // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2010. Т. 53. № 8. С. 73-76.

[158] Солоненко А.П., Голованова О.А., Бельская Л.В. Изучение влияния глюкозы на процесс формирования гидроксилапатита // Вестник Омского университета. 2008. № 1. С. 44-48.

[159] Якубке Х.-Д., Ешкай X. Аминокислоты, пептиды, белки: Пер. с нем. М.: Мир, 1985. 456 с.

[160] Ikawa N., Kimura T., Oumi Ya., Sano T. Amino acid containing amorphous calcium phosphates and the rapid transformation into apatite // Journal of Materials Chemistry. 2009. V. 19. P. 4906-4913

[161] Ягодовский В. Д. Адсорбция. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. 216 с.

[162] Курочкин В. Ю., Черников В. В., Лыткин А. И. Комплексообразование l-аспарагина, l-глутамина с ионом кальция в водном растворе. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2010. Т. 50. № 11.С. 6-9.

[163] Yin G., Liu Z., Zhan J., Ding F., Yuan N. Impact of the surface charge property on protein adsorption on hydroxyapatite // Chemical Engineering Journal. 2002 V. 82. Р. 181-186.

[164] Михайлов С.С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры. М.: Советский спорт, 2004. 220 с.

[165] Григорьев И.В., Уланова Е.А., Артамонов И.Д. Белковый состав смешанной слюны человека: механизмы психофизиологической регуляции // Вестник РАМН. 2004. № 7. С. 36-47.

[166] Бескровная Е.В., Мосур Е.Ю., Ямкова В.И. Медицинская биохимия: Лабораторный практикум под ред. проф. Семиколеновой Н.А. // Омск: Изд-во ОмГУ. 2005 г. 76 с.

[167] Ельников В.Ю., Россеева Е.В., Голованова О.А., Франк-Каменецкая О.В. Термодинамическое и экспериментальное моделирование образования основных минеральных фаз почечных камней // Неорганическая химия. 2007. Т. 52. № 2. С. 12-19.

[168] Чиканова Е.С., Турманидзе В.Г., Голованова О.А. Химический состав ротовой жидкости квалифицированных спортсменов-бадминтонистов // Вестник Омского университета. 2015. №2. С. 50-54.

[169] Товбин, Ю. К. Нижняя граница размеров применимости термодинамики // Журнал физической химии. 2012. Т. 86. № 9. С. 1461-1476.