Разработка водорастворимых нанофильтров для анализа аэрозолей биологического и технического происхождения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат наук Михеев, Андрей Юрьевич

• Михеев, Андрей Юрьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Михеев, Андрей Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Сбор и анализ аэрозолей

1.1.1. Сбор биоаэрозолей с помощью инерционных устройств

1.1.2. Сбор биоаэрозолей с помощью фильтров

1.2. Основы теории фильтрации аэрозолей

1.3. Электроформование

1.3.1. Основные стадии электроформования

1.3.2. Электроформование с нейтрализацией в газовой фазе

1.3.3. Диаметр волокон, получаемых при электроформовании

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Измерение диаметра волокон методом АСМ

2.2. Изготовление нанофильтров

2.2.1. Изготовление нанофильтров электроформованием из водно-спиртовых и ацетон-спиртовых растворов ПВП

2.2.2. Изготовление нанофильтров электроформованием из растворов ПВП в смеси этанол-ДМФ

2.2.3. Изготовление нанофильтров из ПВС

2.3. Методы изучения фильтрующих свойств нанофильтров

2.4. Измерение механических характеристик нанофильтров

2.4.1. Емкостный метод измерения модуля Юнга

2.4.2. Метод выпячивания (bulging)

2.5. Измерение сопротивления воздушному потоку

2.6. Измерения вязкости растворов ПВП

2.7. Измерения эффективности генератора аэрозолей

2.8. Использование ПВС нанофильтров для анализа фрагментации белков в процессе электрораспыления методом масс-спектрометрии

2.9. Детекция патогенов с помощью ПЦР-РВ

2.9.1. Общие сведения о ПЦР-РВ

2.9.2. Дизайн праймеров для детекции патогенов рода Staphylococcus

2.9.3. Пробоподготовка

2.9.4. Проведение ПЦР-РВ для детекции патогенов рода Staphylococcus

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Испытание различных растворителей для улучшения качества нанофильтров из ПВП

3.1.1. Влияние добавок растворителей на диаметр волокон ПВП при электроформовании

3.1.2. Изучение фильтрующих свойств нанофильтров из волокон

ПВП различной толщины

3.1.3. Исследование зацепления ПВП молекул в различных смесях растворителей

3.1.4. Роль скорости испарения растворителя в разных растворах

ПВП

3.2. Поведение нанофильтров при больших линейных скоростях фильтрования

3.3. Изучение механических свойств нанофильтров

3.3.1. Измерение модуля Юнга нанофильтра из ПВП при нормальном сжатии

3.3.2. Модуль Юнга нанофильтра из ПВП при латеральном растяжении

3.4. Влияние влажности на водорастворимые фильтры из ПВП

3.5. Применение водорастворимых нанофильтров из ПВП в определении эффективности генерации наноаэрозолей

3.6. Применение водорастворимых нанофильтров из ПВС в изучении повреждения биологических молекул при электрораспылении

3.7. Разработка метода детекции патогенов в воздухе с помощью водорастворимых нанофильтров и ПЦР-РВ

3.7.1. Разработка видоспецифичных праймеров для ПЦР-анализа Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis

3.7.2. Сбор патогенов в помещении

3.7.3. Использование водорастворимых нанофильтров для анализа нозокомиальных инфекций в больничных палатах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка водорастворимых нанофильтров для анализа аэрозолей биологического и технического происхождения»

ВВЕДЕНИЕ

Биологический аэрозоль - дисперсная система, состоящая из взвешенных в газовой фазе частиц, имеющих биологическое происхождение. В естественных условиях такой аэрозоль может содержать аллергены, токсины и патогены, что представляет угрозу здоровью и жизни людей. Широко распространены нозокомиальные (внутребольничные) инфекции, где основным механизмом заражения является аэрозольное инфицирование [1-3]. Известно, что наиболее эффективным способом применения биологического оружия является распыление бактерий, вирусов и токсинов в воздухе [4,5]. Таким образом, разработка методов анализа биологических аэрозолей представляет собой актуальную проблему.

В дальнейшем мы будем использовать термин аэрозоли в широком смысле, и называть микронным аэрозолем аэрозоли с размером частиц более 1 микрона, субмикронным аэрозолем - с размером частиц в диапазоне 0.1-1 мкм, а аэрозоли меньшего размера - наноаэрозолем.

В современных тест-системах на наличие патогенных микроорганизмов в воздухе используют инерционные средства сбора -импакторы и циклоны. Принцип работы таких устройств заключается в инерционном осаждении частиц на поверхность с последующим смыванием водой или буферным раствором. Недостатком этих устройств является низкая эффективность сбора при высокой энергозатратности. Частицы диаметром менее 300 нм данные устройства улавливать не могут.

Использование более эффективных средств сбора - волокнистых аэрозольных аналитических фильтров (АФА) или стекловолокнистых фильтров (НЕРА) - имеет существенный недостаток. Эти фильтры нерастворимы в воде, а смывание с них биологического материала неизбежно влечет за собой его потерю. Такие фильтры используют для анализа бактериальных аэрозолей в сочетании с культуральными методами - фильтр с собранным материалом помещают в чашки Петри с необходимой

питательной средой. Изучение вирусов, токсинов и аллергенов таким способом затруднено.

В лаборатории наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН был предложен метод сбора субмикронных аэрозолей и наноаэрозолей с помощью водорастворимых нанофильтров. Нанофильтры представляет собой мембраны из ультратонких волокон водорастворимого полимера (типа поливинилпирролидона или поливинилового спирта), которые формуется методом электропрядения с нейтрализацией нановолокон в газовой фазе противоионами, полученными при электрораспылении летучих растворителей. Такие водорастворимые нанофильтры позволяют с высокой эффективностью собирать аэрозоли всех размеров и концентрировать собранный материал в малом объеме буферного раствора. Полимерный материал фильтра достаточно инертен и не создает помех на всех этапах последующего анализа. В отличие от инерционных устройств, которые работают только с микронным аэрозолем, нанофильтры способны эффективно собирать и наноаэрозоли. Это позволяет использовать их для обнаружения вирусов и наноаэрозольных загрязнений техногенного характера, таких как: углеродные наночастицы, образующиеся при работе двигателей, углеродные нанотрубки и другие продукты нанотехнологии. Отмеченные преимущества водорастворимых нанофильтров делают их разработку весьма актуальной задачей как для анализа биологических аэрозолей, так и для анализа техногенных загрязнений воздушной среды.

Целью работы являлась разработка технологии производства водорастворимых нанофильтров и методов сбора и анализа аэрозолей биологического и техногенного происхождения с использованием таких нанофильтров.

Основные задачи исследования:

1. Изучить особенности электроформования водорастворимых нанофильтров из растворов поливинилпирролидона в смесях

различных растворителей с целью контроля толщины волокон.

6

2. Изучить влияние толщины волокон и плотности их упаковки на фильтрующие свойства изготовленных из них нанофильтров.

3. Исследовать механические и фильтрующие свойства нанофильтров и определить эксплуатационные условия и границы их применимости.

4. Продемонстрировать возможности использования нанофильтров для сбора и анализа биологических аэрозолей.

Научная новизна

Изучено влияние добавок растворителей на толщину волокон, образующихся при электроформовании из 6.5% растворов поливинилпирролидона в спирте.

Установлено, что изменение диаметра волокон ПВП при одинаковой концентрации полимера в изученных смесях растворителей не является следствием изменения в зацеплении полимерных молекул.

Впервые изучено поведение нанофильтров при сборе аэрозолей при высоких (до 13 м/с) линейных скоростях потока воздуха. Показано, что эффективность фильтрования микронного и субмикронного аэрозолей слабо меняется при увеличении скорости, а сбор наноаэрозолей значительно улучшается при увеличении скорости потока выше 5 м/сек. Это позволяет использовать аналитические нанофильтры для эффективного сбора наноаэрозолей при высоких линейных скоростях потока и собирать аэрозоли из большого объема воздуха за короткое время с использованием минимального количества полимерного материала фильтра.

Продемонстрирована возможность применения водорастворимых нанофильтров для анализа искусственных аэрозолей и детекции патогенов в воздухе.

Практическая значимость работы

Разработанный в данной работе метод сбора аэрозолей с помощью

нанофильтров позволяет за несколько минут с минимальными затратами

энергии собирать в виде жидкой пробы как наноаэрозоли, так и аэрозоли

7

микронных размеров с концентрированием собираемого материала из воздуха более чем в 100 000 000 раз. Это позволяет вести быстрый мониторинг загрязнения воздуха следовыми количествами опасных патогенов без использования дорогостоящего и энергоемкого оборудования.

Преимуществом разработанных фильтров является возможность их растворения в воде и химическая инертность материала, из которого они изготовлены, что позволяет анализировать собранные пробы для выявления патогенов с использованием методов, работающих с водными растворами: ПЦР, иммунохимических и культуральных методов. В настоящее время уже продемонстрировано успешное использование нанофильтров для анализа нозокомиальных инфекций в стационаре клиники НИИ фтизиопульмонологии ММА им. Сеченова, где фильтры применяются для сбора ДНК, с последующей детекцией методом ПЦР (Vladimirsky М.А. et al., 44th Union World Conference on Lung Health, Paris, 2013). Нанофильтры были также использованы для гигиенического контроля содержания наночастиц в воздухе рабочей зоны при производстве силицидов металлов (О.П. Яворовський и др., "Журнал НАМН Укра'ши", 2012, 18, 1).

Водорастворимые нанофильтры из поливинилпирролидона и поливинилового спирта широко используются в дозиметрии наноаэрозолей, исследуемых в лаборатории наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН (Morozov V.N. et al, J Aerosol Sei, 2013).

Апробация диссертации

Результаты диссертации были представлены на 4 научных конференциях: The 44th Union World Conference on Lung Health, 2013; Nanomaterials: Application & Properties, 2013; VII Московский международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития», 2013; 16-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых, 2012.

Публикации По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в

том числе 4 статьи в рецензируемых журналах.

8

Список сокращений.

ACM - атомно-силовая микроскопия;

АФА - аэрозольный фильтр аналитический;

ДМСО - диметилсульфоксид;

ДМФ -диметилформамид;

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота;

ПВП - поливини л пиррол ид он;

ПВС - поливиниловый спирт;

ПЦР - полимеразная цепная реакция;

ПЦР-РВ - полимеразная цепная реакция в реальном времени;

BLAST - basic local alignment search tool;

HEPA - high efficiency particulate absorbing;

MALDI - matrix-assisted laser desorption/ionization;

SDS - sodium dodecyl sulfate.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Сбор и анализ биоаэрозолей

Биохимическому, генетическому и культуральному анализу биологических аэрозолей предшествует их сбор. Сбор аэрозолей осуществляется с использованием различных устройств, принцип работы которых основан на механизмах улавливания, описанных в § 1.2.

Гравитацинное осаждение биоаэрозолей

Седиментационный метод Коха [6] является полуколичественным методом определения микроорганизмов в воздухе и заключается в пассивном осаждении бактерий или спор грибов из воздуха в открытые чашки Петри с гелем, приготовленным на соответствующей среде. Количество микроорганизмов рассчитывается согласно правилу акад. В.Л. Омелянского [7]: на поверхность среды в чашке Петри площадью 100 см за 5 минут оседает микробный аэрозоль, содержащийся в 10 литрах воздуха.

Несмотря на неточность метод до сих пор является широко распространенным благодаря простоте и доступности.

1.1.1. Сбор биоаэрозолей с помощью инерционных устройств

Известны три типа устройств, принцип действия которых основан на инерционности аэрозольных частиц: импакторы, циклоны и импинджеры. На рис. 1 показана схема работы одностадийного импактора и работающий на этом принципе аппарат Андерсена, а на рис. 2 показана схема работы циклона, где частицы благодаря центробежным силам осаждаются на поверхность, и устройство - циклон SAS S 4100.

Данные методы используют инерционное улавливание аэрозольных

частиц, как показано схематически на рис. 1, и 2. Не успевающие за сменой

10

направления потока воздуха частицы осаждаются на поверхность, с которой затем смываются водой или буферным раствором [8].

IMPACTION PLATE

Рис. 1. Схема работы импактора и прибор Андерсена.

В других аналогичных устройствах аэрозоль осаждается по инерции из потока, непосредственно направленного на гель в чашке Петри (аппарат Кротова, аппарат Андерсена, и др., рис.1) [9,10].

PARTICLE TRAJECTORY

STREAMUNE

Рис.2. Схема работы циклона и циклон SASS 4100

Третьим распространенным типом устройств для сбора биоаэрозолей являются импинжеры. Их действие основано на инерционном улавливании частиц непосредственно на жидкую поверхность [11], что делает сбор более

Collection cup

Sample airflow

71

Inlet

Cap

exit tube

мягким для живых организмов, рис.3. Высокая жизнеспособность собранного биологического аэрозоля является главным преимуществом метода [12].

Важнейшей характеристикой инерционных устройств является диаметр частиц Дм, эффективность улавливания которых достигает 50%, или эффективный аэродинамический диаметр разделения. Например, в простейшем случае, когда ширина канала импактора на всем протяжении неизменна и канал изгибается под углом 90°, он рассчитывается по формуле

где St5Q - число Стокса, которое соответствует аэродинамическому диаметру частицы с эффективностью улавливания 50%, для большинства импакторов с круглой щелью оно составляет 0,24, для большинства импакторов с прямоугольной щелью - 0,59, - динамическая вязкость газа, W - ширина щели импактора, Сс - поправка Каннингема, учитывающая столкновения молекул газа с частицей, рр - плотность частицы, U - линейная скорость потока газа.

Рис. 3. Импинджер SKC BioSampler

[13]:

О)

Число Стокса St - безразмерный параметр, характеризующий инерционное осаждение частиц диаметром с1р на поверхность. Для простейшего импактора оно находится по формуле:

(2)

Существует критическое значение числа Стокса, ниже которого импактор не работает. Для импакторов с круглой щелью оно составляет 0,125, для импакторов с прямоугольной щелью - 0,25 [14,15].

Расчет по формуле (2) показывает, что инерционные средства собирают субмикронный аэрозоль с низкой эффективностью, а частицы диаметром менее 0.3 мкм не улавливаются ими вовсе.

1.1.2. Сбор биоаэрозолей с помощью фильтров

Эффективным способом сбора биологических аэрозолей является фильтрование. Для этого используются бумажные фильтры, фильтры из нитроцеллюлозы, стекловолокнистые (подобные HEPA) и электротканные фильтры [16,17], рис.4.

Фильтрование имеет два очевидных премущества: мягкие условия и высокую эффективность сбора. В некоторых работах указывается на схожее сохранение жизнеспособности организмов при фильтровании и при сборе с помощью импинджеров [18]. Барботирование воздуха, содержащего патогены, через фильтр, погруженный в жидкую среду позволяет сохранить высокую жизнеспособность бактерий и даже стресс-чувствительных вирусов [19,20]. При фильтровании также достигается высокая эффективность сбора из больших объёмов воздуха при меньшей энергозатратности процесса. Большим недостатком этого метода является наличие дополнительной стадии пробоподготовки - смывания биоматериала с фильтров. И если для культуральных методов это не является проблемой - бактерии и грибы можно вырастить непосредственно на фильтре, положенном поверх геля с

питательной средой, то для остальных методов смывание материала с фильтра приводит, во-первых, к потери биологического материала [21], во-вторых, к значительному разбавлению материала в пробе.

Рис.4. Стекловолокнистые (А), нитроцеллюлозные (Б), и электротканные фильтры АФА (В) для анализа биологических аэрозолей.

Использование водорастворимых фильтров позволяет решить множество задач: эффективности сбора, сохранения жизнеспособности организмов, концентрирования биоматериала и отсутствия дополнительных стадий пробоподготовки.

Впервые использование водорастворимых материалов для сбора бактерий было продемонстрировано в 1888 г, когда Седвик и Торнт применили порошок сахара для улавливания биологического аэрозоля [22]. Затем в 1955 г. были описаны водорастворимые фильтры из альгината кальция [23], и после, в 1974 и в 2005-2011 гг., - из желатина [24-28]. На данный момент существуют коммерческие образцы желатиновых фильтров, изготавливаемые компаниями SKC Inc. (Eighty-Four, Pennsylvania) и Sartorius [29].

В лаборатории наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН разработаны водорастворимые нанофильтры из химически инертных материалов - поливинилпирролидона, поливинилового спирта и других водорастворимых полимеров, которые изготавливаются из растворов полимеров методом электроформования, [30-32]. Сбор с помощью фильтров из инертных водорастворимых материалов включает в себя все основные преимущества методов, описанных выше. Кроме этого такие фильтры отличаются высокой эффективностью улавливания аэрозоля, в том числе субмикронного и наноаэрозоля, в сочетании с малым количеством материала фильтра и низким сопротивлением воздушному потоку.

Все это делает фильтрование с помощью электротканных фильтров из поливинилпирролидона и поливинилового спирта наиболее предпочтительным способом сбора биологических аэрозолей.

1.2. Основы теории фильтрации аэрозолей

Теория фильтрации частиц волокнистыми фильтрами детально описана в нескольких обзорах и монографиях[33-36]

Независимо от механизмов улавливания аэрозолей фильтрами эффективность фильтрации частиц Е (отношение числа задержанных фильтром частиц к общему числу частиц) описывается следующим уравнением, [37]:

Е = 1 -N/N0 = 1- ехр(-2ггц^) (3)

иг!

Где ТУ - число прошедших через фильтр частиц, 7У0 - общее число частиц, к - толщина фильтра, а - плотность упаковки фильтра, /у - радиус волокна, 77 - коэффициент захвата волокном частиц.

Член уравнения - длина волокон на единицу площади фильтра. пг/

Таким образом, в классической теории фильтрации эффективность

улавливания зависит от толщины волокон, длины волокон на единицу

15

площади фильтра, толщины фильтра и безразмерного коэффициента захвата частиц единичным волокном.

Как видно из формулы (3) уменьшение толщины волокон при той же самой толщине фильтра и плотности упаковки с тем же самым коэффициентом захвата частиц приведет к увеличению эффективности фильтра. К тому же, волокна с меньшей толщиной имеют меньшее сопротивление воздушному потоку. Однако уменьшение диаметра волокон фильтра снижает и его прочность, поэтому толщину волокон следует подбирать под конкретные условия эксплуатации.

Нахождение коэффициента эффективности улавливания частиц волокном 77 - важнейшая задача теории фильтрации. Коэффициент захвата 77 зависит от многих факторов, которые удобно представить в виде безразмерных параметров, характеризующих различные механизмы улавливания [38].

Задержание частиц при прохождении потока через волокнистые и пористые среды происходит по нескольким механизмам, схематически изображенным на рис.5. [39,40]:

А

Б

В

Г

Рис. 5. Различные механизмы улавливания частиц в фильтрах: А. Ситовый. Б. Зацепление. В. Диффузионный. Г. Инерционный

Ситовый - является самым простым механизмом улавливания аэрозоля, рис. 5А. Если диаметр аэрозольной частицы больше отверстий в пористом материале или больше расстояния между двумя соседними волокнами, то такая частица не пройдет через фильтр, [41].

Инерционное улавливание аэрозоля фильтрами происходит, если масса частиц или их скорость движения настолько велики, что они стремятся по инерции продолжить движение без огибания припятствия и сталкиваются с волокном, как иллюстрирует рис. 5Г [39,42-44].

Инерционное улавливание частиц фильтрами зависит от числа Стокса и подчиняется тем же законам, что и улавливание частиц инерционными средствами сбора. По этому механизму фильтром улавливаются частицы с диаметром более 300 нм, рис.6.

Эффект касания (зацепление) работает, когда расстояние от частицы до обтекаемого препятствия меньше её радиуса, [45-47], как показано на рис.5Б, рис.6. Зацепление характеризуется безразмерным параметром зацепления:

- где диаметр волокна.

Эффективность фильтрации 1]л по этому механизму в простейшем случае сферической частицы, улавливаемой цилиндрическим волокном, описывается уравнением [48,49]:

Диффузионное задержание происходит, когда молекулы газа соударяются с частицей, и она отклоняется от линии тока газа и диффундирует к волокну, как показано на рис. 5В, [50-55]. Безразмерным параметром, от которого зависит диффузионное задержание является критерий Пекле:

Я □□□ йГ/йГ/

(4),

щ = [1+ Я - 1/(1+Я)]*100%

(5)

Ре = ь^ШУр,

(6)

где - коэффициент диффузии частиц. Он находится по формуле:

„ СскТа

П = —(7)

где к - постоянная Больцмана; Тё - температура газа.

Теоретический расчет эффективности улавливания частиц по диффузионному механизму проводили многие исследователи, однако, ни один из таких расчетов в полной мере не согласовывался с экспериментальными данными [39]. В работах отечественных ученых [56,57] была предложена следующая формула для расчета эффективности фильтрования по диффузионному механизму:

где Ле - число Рейнольдса,

в которой показано, что эффективность фильтрования в данном случае зависит от числа Рейнольдса и коэффициента диффузии. В целом, диффузионное осаждение определяет задержание частиц менее 0.3 мкм, [38], при условии, что другие механизмы (например, ситовый) не работают, рис.6.

Уже при скорости в 10 см/с фильтром со средним расстоянием между волокнами 3 мкм (как в фильтрах БаМопш) благодаря диффузии эффективно будут задерживаться только частицы менее 100 нм. При высоких скоростях потока - до 10 м/с - в таких фильтрах диффузионный механизм будет играть незначительную роль в захвате частиц.

Несмотря на обилие теоретических исследований фильтрации волокнистыми фильтрами, расчет эффективности фильтров в модельных системах не в полной мере согласуется с экспериментальными данными, [39,40] и позволяет лишь полуколичественно оценить эффективность фильтров. Расчет осложнен хаотичным расположением волокон в фильтрующем материале, а также неоднородностью их толщины, из-за чего сложно оценить взаимное влияние волокон.

I Инерционный

Диффузионный) механизм

Диффузионный | механизм «'

I механизм |

^ механизм | 1 зацепления |

I механизм I зацепления

0.01

0.1

1.0

Диаметр частиц, мкм

Рис. 6. Типичная зависимость эффективности улавливания частиц от диаметра аэрозольных частиц.

1.3. Электроформование

В 16 веке английский ученый Уильям Гильберт наблюдал электростатическое явление, которое заключалось в следующем: капля воды при поднесении к ней заряженного кусочка янтаря изменяла форму на коническую, при этом с конца конуса в сторону янтаря срывались мелкие капли, [58]. Таким образом, Гильберт первым описал процесс электрораспыления. В 1887 Ч.В. Бойз вместо электрораспыления впервые наблюдал процесс электропрядения: образование тончайших нитей из растворов сургуча, пчелиного воска и коллодия [59]. Эти наблюдения стали основой новой технологии получения наноразмерных волокон из растворов полимеров под действием электрического поля.

Технология была запатентована в начале 20-го века [60-63], однако только во второй половине века началось промышленное применение электроформования.

В 1938 году сотрудники лаборатории аэрозолей Московского Научно-исследовательского физико-химического института (НИФХИ) им. Л.Я. Карпова Н.Д. Розенблюм и И.В. Петрянов-Соколов в результате эксперимента по электрораспылению раствора нитроцеллюлозы в ацетоне вместо аэрозольных частиц получили волокна полимера диаметром в несколько микрон и волокнистый материал на их основе. Полученный материал обладал уникальными фильтрующими свойствами. Именно в качестве фильтров его стали использовать в Советском Союзе [64]. Процесс получения тонких волокон был назван электроформованием, под таким термином он и вошел в русскоязычную научную литературу.

Электротканные фильтры Петрянова (ФП) нашли широкое применение в атомной промышленности. Совместно с группой С.М. Городинского (Институт биофизики) группа Петрянова на основе ФП разработала респираторы «Лепесток», и промышленные воздушные фильтры, что позволило резко сократить заболеваемость рабочих завода «Маяк», вызванную вдыханием радиоактивных аэрозолей, [65,66].

Начиная с 1990 гг. метод электроформования стал популярным, и количество публикаций по данной теме растет с каждым годом в геометрической прогрессии, [67].

1.3.1. Основные стадии электроформования

Основные стадии процесса электроформования отражены в схеме, рис.7. При приложении потенциала к инжектору (2), из него под действием электрического поля вытягивается струя раствора полимера (3). Эта первичная материнская заряженная струя под действием сил электростатического взаимного отталкивания находящихся на ней зарядов вытягивается и распадается на множество меньших дочерних струй (4), которые также вытягиваются, утончаются и отверждаются в волокна при

испарении растворителя или при охлаждении расплавленного полимера.

20

Заряженные волокна нейтрализуются на противоположно заряженном электроде-коллекторе (5), образуя волокнистый нетканный слой (6), [68-69].

Процесс нейтрализации волокон на подложке представляет собой медленное стекание зарядов по волокнам, проскок зарядов на нижележащие волокна вплоть до волокон, непосредственно контактирующих с металлической подложкой, где свободные заряды (например, протоны при формовании положительно заряженных волокон) восстанавливаются противоположными зарядами (например, электронами подложки), превращаясь в атомы водорода [70].

1.3.2. Электроформование с нейтрализацией в газовой фазе

В лаборатории наноструктур и нанотехнологий Института теоретической и экспериментальной биофизики процесс электроформования используется в комбинации с нейтрализацией нановолокон в газовой фазе

Рис.7. Принципиальная схема электроформования.

противоионами растворителя, получаемыми методом электродинамического распыления, как иллюстрирует рис.8.

Рис.8. Схема электроформования с нейтрализацией в газовой фазе.

Такая модификация процесса позволяет получать тонкие и равномерные наноматы, которые можно легко перенести на держатели, [30,32].

Существенным преимуществом данного варианта электроформования является отсутствие прогаров - дефектов в волокнистом материале, произведенных проскакиванием искры, вызванной накоплением заряда на волокнах вследствие неполной их нейтрализации на осадительном электроде, рис.9. [40]

й ш 110 гааяПсШар ШЗб^ПЖ^-ч:!:!:!*:

Рис.9. Дефект в волокнистом материале, вызванный разрядом.

1.3.3. Диаметр волокон, получаемых при электроформовании

Как уже было отмечено, основной характеристикой изготавливаемых электроформованием фильтров является диаметр волокон. Уменьшение диаметра волокон позволяет снизить сопротивление воздушному потоку [40] и уменьшает массу фильтров, однако, снижает прочность как отдельных волокон, так и волокнистого материала в целом.

В работах отечественных [71] и зарубежных [72] авторов показано, что добавление малолетучих растворителей уменьшает диаметр формуемых волокон. Янгу с сотрудниками удалось уменьшить диаметр волокон в 20 раз путем добавления диметилформамида (ДМФ) в раствор ПВП в спирте [73], в то время как добавка диметилформамида и иных малолетучих растворителей в растворы других полимеров, таких как полидифениленфталид или полиамид-6, изменяла диаметр волокна только в 1.5-2 раза [71,74], что говорит о том, что не только скорость испарения растворителя определяет диаметр волокон в таких системах. Контроль толщины волокон полимера посредством подбора смеси растворителей, из которых происходит электроформование осуществляется, в значительной мере, чисто эмперически, поскольку влияние смесей растворителей на электроформование изучено плохо [75].

В результате исследования литературы в разработке водорастворимых нанофильтров для анализа биологических наноаэрозолей были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности электроформования водорастворимых нанофильтров из растворов поливинилпирролидона в смесях различных растворителей с целью контроля толщины волокон.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Михеев, Андрей Юрьевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Eames I., Tang J. W., Li Y. and Wilson P. Airborne transmission of disease in hospitals. // J. R. Soc. Interface - 2009. - V.6 - S697-S702.

2. Eickhoff T.C. Airborne nosocomial infection: a contemporary perspective. // Infect Control Hosp Epidemiol. - 1994. - V.15, №10 - P. 663-672.

3. Uppal N., Batt J., Seemangal J., Mclntyre S.A., Aliyev N., Muller M.P. Nosocomial tuberculosis exposures at a tertiary care hospital: A root cause analysis. // Am J Infect Control. - 2014. - V.42, №5 - P.511-515.

4. Wiener S.L. Strategies for the prevention of a successful biological warfare aerosol attack. Mil Med. 1996. - V.161, №5. - P.251-256.

5. Levin D.B.,. de Amorim G. V. Potential for Aerosol Dissemination of Biological Weapons: Lessons from Biological Control of Insects. // Biosecur Bioterror. - 2003. - V. 1, №. 1 - P. 37-42.

6. M. Stryjakowska-Sekulska et all. Microbiological Quality of Indoor Air in University Rooms. // Polish J. of Environ. Stud. - 2007. - V.16, №.4 - P.623-632.

7. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: том 1: учебник / Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко, - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010 - 448 с.

8. Bergman W., Shinn J., Lochner R., Sawyer S., Milanovich F., Mariella R. Jr. High air flow, low pressure drop, bio-aerosol collector using a multi-slit virtual impactor. // J. Aerosol Science - 2005. - V.36, №5-6 - P. 619-638.

9. H. В. Прозоркина, П. А. Рубашкина. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии: учебное пособие для средних специальных медицинских учебных заведений. — Ростов н/Д, 2002. - 416 с.

10. Tsai S. М., Yang С. S., Moffett P., and Puccetti A., Comparative studies of collection efficiency of airborne fungal matter using andersen single-stage sampler and Air-O-Cell cassettes, in Bioaerosols, Fungi and Mycotoxins: Health

Effects, Assessment, Prevention and Control, E. Johanning, ed., Eastern New York Occupational & Environmental Health Center, Albany, NY, 1999. - P. 457-464.

11. Burg H.A. and Solomon W.R. Sampling and analysis of biological aerosols // Atmospheric Environment. - 1987. - V.21, №2, - P.451-456.

12. May K. R. and Harper G. J. The Efficiency of Various Liquid Impinger Samplers in Bacterial Aerosols. // Br J Ind Med. - 1957. - V.14, №4 - P. 287-297.

13. Hering, S. V. Impactors, cyclones, and other inertial and gravitational collectors. In Air Sampling Instruments for Evaluation of Atmospheric Contaminants, 1995. - P.279-321.

14. Левин, Л.М. Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей. -М., 1961.-С.267.

15. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию. Пер. с англ. - М., 1987. -

280 с.

16. Матвеев А.Т., Афанасов И.М. Получение нановолокон методом электроформования. Учебное пособие для студентов по специальности "Композиционные наноматериалы". - М., 2010. - 83 с.

17. http://www.capitolscientific.com/Whatman-10497600-Sterile-Microbiological-Monitor-with-White-Cellulose-Nitrate-Membrane-Black-Gri

18. Thorne P.S., Kiekhaefer M.S., Whitten P., Donham K. J. Comparison of bioaerosol sampling methods in barns housing swine. // Appl Environ Microbiol. -1992. V.58, №8 - P. 2543-2551.

19. Agranovski I.E., Agranovski V., Grinshpun S.A., Reponen T. & Willeke K. Collection of Airborne Microorganisms into Liquid by Bubbling through Porous Medium. // Aerosol Science and Technology - 2002. - V.36, №4 -P. 502509.

20. Agranovski I.E. and Safatov A.S. and Borodulin A. I. And Pyankov O.V. and Petrishchenko V. A. and Sergeev A.N. and Agranovski V. and Grinshpun S.A. New personal sampler for viable airborne viruses: feasibility study. // Journal of Aerosol Science - 2005. - V.36, №5-6 - P. 609-617.

21. Hospodsky D., Yamamoto N., Peccia J. Accuracy, Precision, and Method Detection Limits of Quantitative PCR for Airborne Bacteria and Fungi. // Appl Environ Microbiol. - 2010. - V.76, №21 - P. 7004-7012.

22. Sternberg GM. A Text-Book of Bacteriology, NY: William Wood and Co, 1896.

23. Richards M. A water-soluble filter for trapping airborne microorganisms. // Nature - 1955. - V.176 - P. 559-560.

24. Burton N. C., Adhikari A., Grinshpun S.A., Hornung R. and Reponen T. The effect of filter material on bioaerosol collection of Bacillus subtilis spores used as a Bacillus anthracis simulant. // J. Environ. Monit., 2005. - V.7 - P. 475-480.

25. Burton N. C., Grinshpun S.A., and Reponen T. Physical Collection Efficiency of Filter Materials for Bacteria and Viruses. // Ann. Occup. Hyg. -2007.-V.51, №.2-P.l43-151.

26. Yan Wu, Fangxia Shen, Maosheng Yao. Use of gelatin filter and BioSampler in detecting airborne H5N1 nucleotides, bacteria and allergens. // Journal of Aerosol Science 2010. - V.41 - P. 869-879.

27. Xianfeng Wang, Bin Ding, Jianyong Yu, Jianmao Yang. Large-scale fabrication of two-dimensional spider-web-like gelatin nano-nets via electro-netting. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces - 2011. - V.86 - P. 345-352.

28. Koller W.; Rotter M. Further studies of the suitability of filters for collecting airborne microbes. // Zbl. Bakt. 1. Orig. B. - 1974. -V.159 - P. 546559.

29. Jaschhof H. Sampling Virus Aerosols Using the Gelatin Membrane Filter. Sartorius, 1992.

30. Morozov V.N. Cost-efficient technological solutions for warning-type bioaerosol detection. In: Biodetection Technologies. 2008. 5th Edition Proceedings. Chapter 9.The Knowledge Press Inc. P. 183-208.

31. Vetcher A.A., Gearheart R., Morozov V.N. Polyacrylamide-based material for electrospun humidity-resistant, water-soluble nanofilters. // Polym

Adv. Tech. -2008.-V. 19-P. 1276-1285.

78

32. Morozov V.N., Vsevolodov N.N. Electrospray-neutralization method for manufacturing free and supported nanomats. // Adv. Materials. - 2007. - V. 19 - P. 4381-4386.

33. Hutten, I.M. Handbook of Nonwoven filter media. - Elsevier, 2007. -

P.481.

34. Spurny, K.R. Advances in Aerosol Gas Filtration. - CRC Press, 1998. -

P.560.

35. Davies, C.N. Air Filtration. - N.Y.: Academic Press, 1973. - P. 171.

36. Brown, R.C. Aerosol Filtration. - Oxford: Pergamon Press, 1993 - P.

269.

37. V.A. Kirsh. Inertial Deposition of "Heavy" Aerosol Particles in Fibrous Filters. // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. - 2005. - V. 39, №.1 -P. 47-52.

38. Кирш А.А., Будыка A.K., Кирш В.А. Фильтрация аэрозолей волокнистыми материалами ФП. // Рос. Хим. Журн. - 2008. - T.LII, № 5. - С. 97-102.

39. Страус, В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. - М., 1981. -

616 с.

40. Басманов П.И., Кириченко В.Н., Филатов Ю.Н., Юров Ю.Л.. Высокоэффективная очистка газов от аэрозолей фильтрами Петрянова. - М., 2003.-271 стр.

41. First M.W. НЕРА filters. // J. American Biological Safety Association 1998. - V.3, №1 - P.33-42.

42. Ramskill E.A. and Anderson W.L. The inertial mechanism in the mechanical filtration of aerosols. // J Coll Sci - 1951. - V.6 - P. 415-428.

43. Pich J. Theory of aerosol filtration. Aerosol Science, Academic Press, London, 1966. - P. 223-285.

44. Wong, J.D. and Johnstone, H.F.: Engineering Experimental Station. University if. Illinois, Technical Report № 11, 1953

45. Brown R. С., & Wake D. Air filtration by interception ~ theory and experiment. // Journal of Aerosol Science 1991. - V.22, №2 - P. 181-186.

46. Натансон Г.Л. // Коллоидный журнал - 1962. - V.24, с. 52.

47. Ranz W.E., Engineering Experimental Station. University if. Illinois, Technical Report №8, 1953.

48. Ranz W.E. Wong J.B. Impaction of Dust and Smoke Particles on Surface and Body Collectors. // Ind. Engng Chem. - 1952. - V.44, №6. - P. 13711381.

49. Barhate R.S., Chong Kian Loong, Ramakrishna S. Preparation and characterization of nanofibrous filtering media // Journal of Membrane Science -2006. - V.283 - P. 209-218.

50. Billings C.E., Effects of Particle Accumulation in Aerosol Filtration. W.M. Keck Laboratory of Environmental Health, California Institute of Technology, Pasadena, 1966.

51. Langmuir I. Theory of Filtration of Smokes, Report on Smokes and Filters. // O.S.R.D. - 1942. - Report №865. Sect.IV.

52. Натансон Г.Л. - Доклады Академии Наук СССР (Секция физической химии), - 1957. - Т.112 - С. 100 - 103.

53. Bosanquet, С. Н., Carey, W. F. and Halton, Е. М. Dust Deposition from Chimney Stacks. // Proc. Inst. Mech. Eng. - 1950. - V.162 - P.355-367.

54. Johnstone H.F., Roberts M.H. Deposition of aerosol particles from moving gas streams. // Ind. Engng Chem. - 1949. - V.41 - P. 2417-2423.

55. Chen C.Y. Filtration of Aerosols by Fibrous Media. // Chem. Rev. -1955. - V.55.-P. 595-623.

56. Fuchs N.A. & I.B. Stechkina, 1963. A note on the theory of fibrous aerosol filters. // Ann. Occup. Hyg. - 1963. - V.6 - P. 27-30.

57. Стечкина И.Б., Фукс H.A. Исследование в области волокнистых аэрозольных фильтров. Расчёт диффузионного осаждения аэрозолей в волокнистых фильтрах // Коллоид, журн. - 1967. - Т. 29, № 2. - С. 260-265.

58. Gilbert W. De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (On the Magnet and Magnetic Bodies, and on That Great Magnet the Earth), London, Peter Short. 1628.

59. Boys С. V. On the Production, Properties, and some suggested Uses of the Finest Threads. // Proceedings of the Physical Society - 1887. - V.9.

60. Cooley, J. F. et al. "Apparatus for electrically dispersing fluids" U.S. Patent 692,631 Issue date: February 4, 1902.

61. Morton, W.J. et al. "Method of dispersing fluids" U.S. Patent 0,705,691 Issue date: July 29, 1902.

62. Formhals, Anton et al. "Process and apparatus for preparing artificial threads" U.S. Patent 1,975,504 Issue date: October 2, 1934.

63. Norton, C.L. "Method and apparatus for producing fibrous or filamentary material" U.S. Patent 2,048,651 Issue date: July 21, 1936.

64. Filatov Y., Budyka A., Kirichenko V. .Electrospinning of micro- and nanofibers: fundamentals and applications in separation and filtration processes. -NY: Begell House Inc., 2007.

65. И.В.Петрянов, В.С.Кощеев, П.И.Басманов, Н.Б.Борисов, Д.С.Гольдштейн, С.Н.Шатский. "Лепесток" (Легкие респираторы). М., 1984.

66. Садовский А.С., Товмаш А.В. Плутониевый пневмосклероз глазами химика (история и причины профзаболевания), часть 1. // Электронный научный журнал «Исследовано в России». - 2007. - С. 1735-1743.

67. Li D.; Xia, Y. Electrospinning of Nanofibers: Reinventing the Wheel?. // Advanced Materials - 2004. - V.l6, №14 - P. 1151.

68. Huang Z.-M., Zhang Y.-Z., Kotaki M., Ramakrishna S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. // Composites Science and Technology - 2003. - V. 63,1. 15 - P. 2223-2253.

69. Teo W.E. and Ramakrishna S. A review on electrospinning design and nanofibre assemblies // Nanotechnology - 2006. - V.l7, №14 - P. 89-106.

70. Morozov V.N. Electrospray deposition of biomolecules. Chapter in: Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. // Springer Science+Business Media-2010. - V.l 19 - P.l 15-162.

71. Гуляев А.И., Филатов Ю.Н., Тенчурин T.X. Исследование электроформования ультратонких волокон из полидифениленфталида. // Вестник МИТХТ. - 2009. - Т. 4.,№ 5. - С.80-84.

72. Supaphol P., Mituppatham С., Nithitanakul М. Ultrafine Electrospun Polyamide-6 Fibers: Effects of Solvent System and Emitting Electrode Polarity on Morphology and Average Fiber Diameter. // Macromol. Mater. Eng. - 2005. - V. 290. - P. 933-942.

73. Q. Yang, Zhenyu Li, Youliang Hong, Yiyang Zhao, Shilun Qiu, Ce Wang, Yen Wei. Influence of solvents on the formation of ultrathin uniform poly(vinyl pyrrolidone) nanofibers with electrospinning. // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. - 2004. - V.42, №.20. - P. 3721-3726.

74. Ju Young Park, Sung Woo Han, and In Hwa Lee. Preparation of Electrospun Porous Ethyl Cellulose Fiber by THF/DMAc Binary Solvent System. // J. Ind. Eng. Chem. - 2007. - V.13, №. 6 - P. 1002-1008.

75. Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ - процесс). / под ред. профессора В.Н. Кириченко. - М., 2001. - 231 с.

76. Krishnan Chari. The structure of the PVP-SDS complex in water. // Journal of Colloid and Interface Science. - 1992. -V.151,1.1 - P. 294-296.

77. Payet S., Boulaud D., Madelaine G. and Renoux A. Penetration and Pressure Drop of a HEPA Filter During Loading with Submicron Liquid Particles. // J. Aerosol Sci. - 1992. - V.23, №7 - P.723-735.

78. Morozov V.N. Generation of biologically active nano-aerosol by an electrospray-neutralization method. // J. Aerosol Sci. - 2011. - V.42 - P. 341-354.

79. Esmaeili M., Madaeni S.S., Barzin J. Morphological dependency of polymer electrolytemembranes on transient salt type: effects of anion species // Polym. Int. - 2011. - V.60 - P. 362-370.

80. Szczerba M., Srodon J., Skiba M., Derkowski A. One-dimensional structure of exfoliated polymer-layered silicate nanocomposites: A polyvinylpyrrolidone (PVP) case study. // Appl.Clay.Sci. - 2010. - V.47 - P. 235241.

81. Yuhuan Xu, Yipin Tsai, D. W. Zheng, K. N. Tu, Chung Wo Ong et al. Measurement of mechanical properties for dense and porous polymer films having a low dielectric constant. // J. Appl. Phys. - 2000. - V.88, №10 - P. 5744-5750.

82. Xiang X. Chen Y., and Vlassak J. J. Plane-strain bulge test for thin films. // J Mater Res. - 2005. - V.20, №9 - P. 2360-2370.

83. Huang C. K., Lou W. M., Tsai C. J., Wu B. Tung-Chuan, and Hung-Yi Lin. Mechanical properties of polymer thin film measured by the bulge test. // Thin Solid Films. - 2007. - V.515, №18 - P. 7222-7226.

84. Kalkman A.J., Verbruggen A.H., Janssen G.C.A.M., and Groen F.H.. A novel bulge-testing setup for rectangular free-standing thin films. // Review of Scientific Instruments. - 1999. V.70, №10 - P. 4026^1031.

85. Wei Zhou, Jinling Yang, Guosheng Sun, Xingfang Liu, Fuhua Yang, and Jinmin Li. Fracture properties of silicon carbide thin films by bulge test of long rectangular membrane. // J Microelectromechanical Systems. - 2008. - V.l7, №2 -P. 453-461.

86 Alaca B.E., Toga K.B., Akar O., and Akin T. Strain-controlled bulge test. // Journal of Materials Research. - 2008. - V.23, №12 - P. 3295-3302.

87. Vlassak J.J. and Nix. W.D. A new bulge test technique for the determination of Young's modulus and Poisson's ratio of thin films. // J. Mater. Res. - 1992. - V.7, № 12 - P. 3242-3249.

88. Poilane C., Delobelle P., Lexcellent C., Hayashi S., Tobushi H. Analysis of the mechanical behavior of shape memory polymer membranes by nanoindentation, bulging and point membrane deflection tests. // Thin Solid Films. - 2000. - V.379 - P. 156-165.

89. Yong Xiang, Ting Y. Tsui, Vlassak J. J., and McKerrow A.J.. Measuring

the Elastic Modulus and Ultimate Strength of Low-k Dielectric Materials by means

83

of the Bulge Test. // Interconnect Technology Conference. - 2004. - Proceedings of the IEEE 2004 International.

90. Gibson P., Schreuder-Gibson H., Rivin D. Transport properties of porous membranes based on electrospun nanofibers. // Colloid Surface A. - 2001. - V.187 -P. 469-481.

91. Schreuder-Gibson H., Gibson P., Senecal K., Sennett M., Walker J., Yeomans W., Ziegler D., Tsai P.P. Protective materials based on electrospun nanofibers. // J.Adv. Mater. - 2002. - V. 34 - P. 44-55.

92. Peters T, Putman FW, ed. The Plasma Proteins. Academic Press., 1975. -P. 133-181.

93. Chien A., Edgar D.B., Trela J.M.. Deoxyribonucleic Acid Polymerase from Extreme Thermophilic Thermus aquaticus. // Jourmal of Bacteriology - 1976. - P. 1550—1557.

94. Khan F.A. Biotechnology fundamentals. - Taylor and Francis, 2011.

95. Kelman Z., O'Donnell M. DNA polymerase III holoenzyme: structure and function of a chromosomal replicating machine. // Annu. Rev. Biochem. -1995.-V.64-P. 171-200.

96. Higuchi R., Fockler C., Dollinger G., and Watson R. Kinetic PCR analysis: real-time monitoring of DNA amplification reactions. // Biotechnology 1993.-V.il -P.1026-1030.

97. ПЦР в реальном времени / Д. В. Ребриков [и др.] ; / под ред. д.б.н. Д.В.Ребрикова.-3-е изд.-М., 2011.-223 с.

98. Tajadini М., Panjehpour М., Javanmard S.H. Comparison of SYBR Green and TaqMan methods in quantitative real-time polymerase chain reaction analysis of four adenosine receptor subtypes. // Adv Biomed Res. - 2014. -V.3,№85 - P. 1-6.

99. Ahmed Т., Zhang T.T., Wang Z.Y., He K.L., Bai S.X. Three Amino Acid Residues Bind Corn Odorants to McinOBPl in the Polyembryonic Endoparasitoid of Macrocentrus cingulum Brischke. // PLoS One. - 2014. - V.9, №4.-P. 1-12.

100. Cheng J., Bian M, Cong X., Sun A., Li M., Ma L., Chen Y., Liu J. Evaluation of a novel real-time fluorescent polymerase chain reaction assay for high-risk human papilloma virus DNA genotypes in cytological cervical screening. // Biomed Rep. - 2013. - V. 1, №2 - P. 280-284.

101. Vanysacker L., Denis C., Roels J., Verhaeghe K., Vankelecom I.F. Development and evaluation of a TaqMan duplex real-time PCR quantification method for reliable enumeration of Candidatus Microthrix. // J Microbiol Methods. -2014.-V.97.-P. 6-14.

102. Baker J.L., Ward B.M. Development and comparison of a quantitative TaqMan-MGB real-time PCR assay to three other methods of quantifying vaccinia virions. // J Virol Methods. 2014. - V.196. - P. 126-132.

103. http://www.bio-rad.com

104. http://blast.ncbi.nlm.nih.gov

105. Kim K.W., Lee K. H., KM M. S., Ho Y. S. and Kim H. Y. The effect of molecular weight and the linear velocity of drum surface on the properties of electrospun poly(ethylene terephthalate) nonwovens. // Fiber Polym. - 2004. -V.5, №2 - P. 122-127.

106. Tong Wang, Satish Kumar. Electrospinning of Polyacrylonitrile Nanofibers. // J Appl. Polymer Sci. - 2006. - V.102,1.2 - P. 1023-1029.

107. Boys B.L., Kuprowski M.C., Noel J.J., Konermann L. Protein oxidative modifications during electrospray ionization: solution phase electrochemistry or corona discharge-induced radical attack? // Anal Chem. - 2009. - V.81, №10 -P.4027-4034.

108. Banerjee S., Prakash H., Mazumdar S. J. Evidence of molecular fragmentation inside the charged droplets produced by electrospray process. // Am. Soc. Mass Spectrom. - 2011. - V.22, № 10 - P. 1707-1717.

109. Agranovski I., Safatov A., Sergeev A.A., Pyankov O., Petrishchenko V., Mikheev M. and Sergeev A.N. Rapid detection of airborne viruses by bioaerosol sampler combined with PCR device. // Atmos. Envir. - 2006. - V.40. -P. 3924 - 3929.

110. Ziebuhr W., Hennig S., Eckart M., Kranzler H., Batzilla C., Kozitskaya S. Nosocomial infections by Staphylococcus epidermidis: how a commensal bacterium turns into a pathogen. // Int J Antimicrob Agents. - 2006. - S14-S20.

111. Raad I., Alrahwan A., and Rolston K. Staphylococcus epidermidis: Emerging Resistance and Need for Alternative Agents. // Clin Infect Dis. - 1998. -V.26, №5. - P.1182-1187.

112. Valaperta R., Tejada M.R., Frigerio M., Moroni A., Ciulla E., Cioffi S., Capelli P., Costa E. Staphylococcus aureus nosocomial infections: the role of a rapid and low-cost characterization for the establishment of a surveillance system. //NewMicrobiol. -2010. -V.33, №3 - P. 223-232.

113. Tadashi Baba, Taeok Bae, Olaf Schneewind, Fumihiko Takeuchi, and Keiichi Hiramatsu. Genome Sequence of Staphylococcus aureus Strain Newman and Comparative Analysis of Staphylococcal Genomes: Polymorphism and Evolution of Two Major Pathogenicity Islands. // J Bacteriol. - 2008. V.190, №1-P. 300-310.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Morozov, V.N., Mikheev, A.Y. Water-Soluble Polyvinylpyrrolidone Nanofilters Manufactured by Electrospray-Neutralization Technique. // J. Membr. Sci. - 2012. - V.403^104, P.110-120.

2. Mikheev, A.Y., Kanev, I.L., Morozova T.Ya. Morozov, V.N. Water-Soluble Filters from Ultra-Thin Polyvinylpirrolidone Nanofibers. // J. Membr. Sci. -2013.-V.448, P.151- 159.

3. Kanev I.L., Mikheev A.Y., Shlyapnikov Y.M., Shlyapnikova E.A., Morozova T.Ya., Morozov V.N. Are Reactive Oxygen Species Generated in Electrospray at Low Currents? // Anal. Chem. - 2014. - V.86, №3 - P. 1511-1517.

4. Morozov V.N., Kanev I.L., Mikheev A.Y., Shlyapnikova E.A., Shlyapnikov Y.M., Nikitin M.P., Nikitin P.I., Nwabueze A.O., Van Hoek M.L. Generation and Delivery of Nanoaerosols from Biological and Biologically Active Substances // J. Aerosol Sci. - 2014. - V.69 - P. 48-61

5. Morozov V.N., Mikheev A.Y., Kanev I.L., Vladimirsky M.A. Generation and Collection of Biological Nanoaerosols. // Proc. Internat. Conference. Nanomaterials: Applications and Properties, 2013.

6. Vladimirsky M.A., Mikheev A.Y., Shipina L., Morozov V.N. Application of water-soluble nanofilters for collection of airborne Mycobacterium tuberculosis in hospital ward. // 44th Union World Conference on Lung Health, Paris, 2013.

7. Михеев А.Ю., Морозов B.H. Аналитические нанофильтры из водорастворимых полимеров. // VII Московский международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития». Москва, 2013, стр. 123-

8. Михеев А.Ю., Морозов В.Н. Водорастворимые нанофильтры из поливинилпирролидона, получаемые электроформованием с последующей нейтрализацией в газовой фазе. // 16-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. Пугвд ~ -238.

124.