Современные направления создания новых защитных материалов и тканей для средств индивидуальной и коллективной защиты от токсичных химикатов и клеток патогенов
https://doi.org/10.35825/2587-5728-2019-3-3-217-254
EDN: deojvf
Аннотация
Цель данной работы – выявление технологий получения материалов и тканей со специальными свойствами, обеспечивающих защиту от токсичных химикатов и болезнетворных микроорганизмов, обладающих свойствами «самоочищения» (самодегазации) и предназначенных для разработки средств индивидуальной и коллективной защиты. Рассмотрены результаты использования новых защитных материалов и тканей при создании современных фильтрующе-сорбирующих средств защиты и экипировки «солдата будущего». Показано, что вне зависимости от способа получения защитных материалов на основе активного угля или сорбентов, свойствами «самоочищения» они не обладают. Их общим существенным недостатком является возможность десорбции токсичных веществ. Кроме этого, также существует ограниченность защитных свойств сорбционной емкостью активного угля (углеродных волокон) и, как следствие, ограниченность по длительности периода времени, в течение которого гарантируется отсутствие паров токсичного химиката за слоем защитного материала. Этот период времени, как правило, не превышает 24 ч. При создании фильтрующих тканей в ближайшей перспективе технология электропрядения, как сама по себе, так и в комбинации с нанотехнологиями, позволит создать широкий спектр материалов с различными свойствами, в том числе противоаэрозольными, дегазирующими, индицирующими, антимикробными и т. д. Из металлоорганических каркасных структур (МОК) при создании средств для дегазации и индикации ОВ, средств индивидуальной защиты и очистки воды, заслуживают внимания МОК на основе циркония, NU-1000, UiO-66. Проведенный анализ данных, полученных в сфере создания фильтрующе-сорбирующих «самоочищающихся» (самодегазирующихся) материалов для средств индивидуальной защиты, показал, что такие свойства материалы могут приобретать за счет их функционализации при использовании наноразмерных металлосодержащих частиц, проявляющих антибактериальные свойства, а также ферментов, катализирующих гидролиз ряда высокотоксичных соединений и продуктов их деструкции.
Ключевые слова
Об авторах
В. В. ЗавьяловРоссия
Завьялов Василий Владимирович. Научный руководитель диссертации на соискание ученой степени канд. хим. наук С.В. Кужелко. Канд. хим. наук, проф. акад. АВН
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
С. В. Кужелко
Россия
Кужелко Сергей Владимирович. Старший офицер отдела
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
Н. В. Завьялова
Россия
Завьялова Наталья Васильевна. Главный научный сотрудник, д-р биол. наук, проф. акад. АВН
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
В. А. Ковтун
Россия
Ковтун Виктор Александрович. Начальник центра, канд. хим. наук, доцент
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
В. И. Холстов
Россия
Холстов Виктор Иванович. Член дисс. совета на базе 27 НЦ МО РФ, д-р хим. наук, проф., почетный химик РФ, академик РАЕН и АВН, член-кор. РАРиАН
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
Ю. Ф. Таранченко
Россия
Таранченко Юрий Федорович. Научный сотрудник отдела, канд. хим. наук, снс.
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
Л. М. Сластилова
Россия
Сластилова Любовь Михайловна. Младший научный сотрудник отдела
105005, г. Москва, Бригадирский пер., д. 13
Е. Н. Ефременко
Россия
Ефременко Елена Николаевна. Зав. лабораторией, д-р биол. наук, проф.
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3
А. П. Синькелев
Россия
Синькелев Александр Петрович. Заместитель директора обособленного структурного подразделения, канд. техн. наук, доцент
392680, г. Тамбов, Моршанское шоссе, д. 19
Список литературы
1. Ellison D. Hank. Handbook of Chemical and Biological Warfare Agents (Second ed.), CRC Press, 2008.
2. Khalil E. A technical overview on protective clothing against chemical hazards // AASCIT J. Chem. 2015. V. 2. P. 67–76. https://doi.org/10.6084/M9.FIGSHARE.1435935
3. Duncan S. Functional materials for CB protection against the asymmetric threat. Head/Soldier and Systems Protection Group Chemical and Biological Defence Section DRDC Suffield Defence R&D Canada. 2006. https:// ndiastorage.blob.core.usgovcloudapi.net/ndia/2006/cbip/ duncan.pdf (дата обрашения: 19.12.2018).
4. Future Soldier 2030 Initiative; US Army Natick Soldier Research, Development and Engineering Centre. 2009.
5. Sloter L. Overview of nanotechnology & nanomanufacturing within the Department of defense // American Vacuum Society International Symposium and Exhibition Baltimore, Maryland. USA. 2014. https://avs.org/AVS/files/d3/d388692a-70b1-472d-bec6-44df3b06126e.pdf (дата обращения: 14.05.2018).
6. Tomar S. Nanotechnology: the emerging field for future military applications. IDSA Monograph Series No. 48. 2015.
7. Snakes and ladders – Brazil’s COBRA future soldier programme. 2014. http://www.defence-andsecurity.com/features/featuresnakes-and-laddersbrazils-cobra-4483929/.
8. Патент РФ № 2281798 (2006).
9. Патент РФ № 281800 (2006).
10. Патент США № 6403653 (2002).
11. Патент США № 6410603 (2003).
12. Царев Л. Разработки новых средств индивидуальной защиты в интересах Сухопутных войск США // Зарубежное военное обозрение. 2013. № 8. С. 51–54.
13. Борисов А. Развитие средств индивидуальной защиты кожи фильтрующего типа в ведущих зарубежных странах // Зарубежное военное обозрение. 2016. № 9. С. 52–55.
14. Калиничев Б. Совершенствование экипировки военнослужащих в ведущих странах мира // Зарубежное военное обозрение. 2007. № 5. С. 30–36.
15. Tripathi K., Singh V.V., Sathe M. et al. Activated carbon fabric: an adsorbent material for chemical protective clothing Nagesh// Defence Sci. J. 2018. V. 68. № 1. P. 83–90. https://doi.org/10.14429/dsj.68.11734
16. Medical aspects of Chemical Warfare / Eds. Tuorinsky S.D., Lenhart M.K. Walter Reed Army Medical Center. Washington. 2008.
17. Tyvek® and Tychem®. Protective Clothing. Technical Handbook. 2005.
18. Патент США № 8266726B2 (2007).
19. Catalog. O’CPU® Chemical Protective Undergarment. https://www.ouvry.com/en/produit/ocpu-chemical-protective-undergarment/ (дата обращения: 21.06.2019).
20. Army, marine corps, navy, air force; multiservice tactics, techniques, and procedures for nuclear, biological, and chemical (NBC) protection. FM 3-11.4 (FM 3-4). 2003.
21. Future Chemical/Biological Ensemble Ground Soldier System (FCBE-GSS) Technology Demonstration. Natick Soldier Research. Development & Engineering Centre. 2011. https://ru.scribd.com/document/168831050/Future-Chemical-BiologicalEnsemble-Ground-Soldier-System-DTIC (дата обращения: 21.06.2019).
22. Arnol A. Undurchdringlich & unsichtbar «Schultz vor chemie und biologie visueller Schutz». Blücher Gruppe. Germany. 2010.
23. Сайфутдинова И.Ф. Разработка текстильного материала с мембранным слоем для изготовления защитной одежды. Дис. … канд. техн. наук. Казань, 2014.
24. Martini S. Clothing and protection in the Norwegian soldier modernisation program Normans. FFI. Principal Scientist. 2004.
25. Boopathi M., Singh B., Vijayaraghavan R. A review on NBC body protective clothing // Open Textile J. 2008. № 1. P. 1–8.
26. Boyé P. NBC Protective Suit Tompadef Model. Air-Permeable NBC Protective Suit/Overall. Shalon Chemical Ind. Ltd http://www.shalon.co.il/WEB/8888/NSF/Web/1114/shalon%20prospect%20suit-2.pdf (дата обращения: 21.06.2019).
27. Li H., Yang W. Electrospinning technology in non-woven fabric manufacturing // Non-woven Fabrics / Ed. Han-Yong Jeon. IntechOpen, 2016. https://doi.org/10.5772/62200.
28. Huang Z.-M., Zhang Y.-Z., Kotaki M., Ramakrishna S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites // Composites Sci. Technology. 2003. V. 63. № 15. P. 2223–2253.
29. Mirjalili M., Zohoori S. Review for application of electrospinning and electrospun nanofibers technology in textile industry // J. Nanostructure in Chemistry. 2016. V. 6. № 3. P. 207–213.
30. Graham K., Gogins M. Incorporation of electrospun nanofibers into functional structures // INJ Summer. 2004. P. 21–27.
31. Walker J., Schreuder-Gibson H., Yeomans W. et al. Development of self-detoxifying materials for chemical protective clothing // Proc. Joint Service Scientific Conf on Chemical and Biological Defense Research. Nov 19–21, 2002.
32. Thilagavathi G., Raja A.S.M., Kannaian T. Nanotechnology and protective clothing for defence personnel // Defence Sci. J. 2008. V. 58. № 4. P. 451–459.
33. Štengl V., Št’astný M., Janoš P. et al. From the decomposition of chemical warfare agents to the decontamination of cytostatics // Industrial Engineering Chemistry Research. 2018. V. 57. № 6. P. 2114–2122.
34. Senić Ž, Bauk S., Vitorović-Todorović M. et al. Application of TiO2 nanoparticles for obtaining selfdecontaminating smart textiles // Sci. Techn. Rev. 2011. V. 61. № 3-4. P. 63–72.
35. Ravishankar Rai V., Jamuna Bai A. Nanoparticles and their potential application as antimicrobials // Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances / Ed. Méndez-Vilas A. FORMATEX. 2011. P. 197–209.
36. Gokarneshan N., Gopalakrishnan P.P., Jeyanthi B. Influence of nanofinishes on the antimicrobial properties of fabrics // ISRN Nanomaterials. 2012. Article ID193836. 8 p.
37. Rivero P.J., Urrutia A., Javier Goicoechea J., Aragua F.J. Nanomaterial’s for functional textiles and fibbers // Nanoscale Res. Lett. 2015. V. 10. № 1. P. 501. https://doi.org/10.1186/s11671-015-1195-6
38. Марченко Л.А., Полуляхова Н.Н., Боковикова Т.Н., Новоселецкая О.В. Синтез неорганических сорбентов на основе гидроксидов и металлов их систем // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2005. № 1S (129). С. 54–62.
39. Аракелян И.А. Химзащитный материал на основе неуглеродных сорбентов для фильтрующей защитной одежды. Дис. … канд. техн. наук. 2009. Казань.
40. Сомин В.А., Комарова Л.Ф. Использование природных материалов на основе бентонитовых глин и древесных опилок для очистки воды от соединений металла // Ползуновский вестник. 2009. № 3. C. 356–360.
41. Ефременко Е.Н., Завьялова Н.В., Гудков Д.А. и др. Экологически безопасная биодеградация реакционных масс, образующихся при уничтожении фосфорорганических отравляющих веществ // Журнал российского химического общества им. Д.И. Менделеева. 2010. Т. LIV, № 4. С. 19–24.
42. Фархутдинов Р.Х., Жиляев Г.Г. О некоторых принципах создания СИЗК. Защитные фильтрующие материалы // Рабочая одежда. 2006. № 4. C. 35.
43. Патент РФ № 2388511 (2008).
44. Патент РФ № 2445605 (2010).
45. Патент Великобритания № 1476762 (2003).
46. Патент РФ № 2390592 (2008).
47. Патент РФ № 2330134 (2008).
48. Патент РФ № 2399700 (2010).
49. Патент РФ № 2469867 (2012).
50. Патент РФ № 2388608 (2010).
51. Патент РФ № 2469867 (2012).
52. Патент РФ № 2200603 (2003).
53. Фархутдинов Р.Х. Инновационные решения в области разработки СИЗ человека от последствий чрезвычайных ситуаций. 2012. http://ntcpoisk.ru/innovacionnye-resheniya-v-oblasti-r (дата обращения: 15.12.2018).
54. Шай Е.П., Комиссаров А.Н., Шай Ю.А. К вопросу изготовления перспективных химзащитных материалов методом печати: влияние компонентов печатной пасты на предельный объем адсорбционного пространства активного угля // Российский химический журнал. 2010. Т. 14. № 4. С. 116–119.
55. Lee Y.-R., Kim J., Ahn W.-S. Synthesis of metalorganic frameworks: a mini review // Korean J. Chem. Eng. 2013. V. 30. № 9. P. 1667–1680.
56. Soldier systems technology roadmap / Сapstone report and action plan/Supporting the future soldier supporting Canadian industry. Government of Canada. https://www.defenceandsecurity.ca/UserFiles/Uploads/publications/reports/files/document-10.pdf (дата обращения: 25.12.2018).
57. Bobbitt N.S., Mendonca M.L., Howarth A.J. et al. Metal–organic frameworks for the removal of toxic industrial chemicals and chemical warfare agents // Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. P. 3357–3385.
58. Gutov O.V., Bury W., Gomez-Gualdron D.A. et al. A highly stable zirconium-based metal-organic framework material with high surface area and gas storage capacities // Chemistry A European J. 2014. V. 20. P. 12389–12393.
59. Furukawa H., Cordova K.E., O’Keeffe M., Yaghi O.M. The chemistry and applications of metalorganic frameworks // Science. 2013. V. 341. № 6149. P. 1230444. https://doi.org/10.1126/science.1230444
60. Project final report № 228604 Nanoporous metalorganic frameworks for production (nano MOF). FP7-NMP- 2008-LARGE-2 Project's coordinator: Dr. Wulf Grählert, Fraunhofer IWS. (01/06/2009 – 30/05/2013). https://cordis.europa.eu/docs/results/228604/final1-nanomof-final-reportfinal.pdf (дата обращения: 25.12.2018).
61. Патент США № 8647419B2 (2014).
62. Howarth A.J., Liu Y., Li P. et al. Chemical, thermal and mechanical stabilities of metal–organic frameworks // Nat. Rev. Mater. 2016. V. 1. P. 15018.
63. De Coste J.B., Peterson G.W. Metal-organic frameworks for air purification of toxic chemicals // Chem. Rev. 2014. V. 114. № 11. P. 5695–5727.
64. Planas N., Mondloch J.E., Tussupbayev S. et al. Defining the proton topology of the Zr6-based metal– organic framework NU-1000 // J. Phys. Lett. 2014. V. 5. P. 3716–3723.
65. López-Maya E., Montoro C., Rodríguez-Albelo L.M. et al. Textile/metal-organic-framework composites as self-detoxifying filters for chemical-warfare agents // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2015. V. 54. № 23. P. 6790–6794.
66. Moon S.-Y., Liu Y., Hupp J.T., Farha O.K. Instantaneous hydrolysis of nerve-agent simulants with a six-connected zirconium-based metal–organic framework // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2015. V. 54. № 23. P. 6795–6799.
67. Vemuri R.S., Armatis P.D., Bontha J.R. et al. An overview of detection and neutralization of chemical warfare agents using metal organic frameworks // J. Bioterror Biodef. 2015. V. 6. № 3. https://doi.org/10.4172/2157-2526.1000137
68. Mondloch J.E., Katz M.J., Isley III W.C. et al. Destruction of chemical warfare agents using metal–organic frameworks // Nature Materials. 2015. V. 14. P. 12–516.
69. Liang H., Yao A., Jiao X. et al. Fast and sustained degradation of chemical warfare agent simulants using flexible self-supported metal-organic framework filters // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. № 24. P. 20396–20403.
70. Liu Y., Howarth A.J., Hupp J.T., Farha O.K. Selective photooxidation of a mustard-gas simulant catalysed by a porphyritic metal–organic framework // Angew. Chem. Int. Ed., 2015. V. 54. № 31. P. 9001–9005. https://doi.org/10.1002/anie.201503741
71. Øien-Ødegaard S. Preparation, structure and reactivity of functionalized zirconium metal-organic frameworks. Dissert. Ph.D., Oslo. Norway. 2016. https://doi.org/10.1055/s-0034-1381039
72. Gil-San-Millan R., López-Maya E., Hall M. et al. Chemical warfare agents detoxification properties of zirconium metal−organic frameworks by synergistic incorporation of nucleophilic and basic sites // CS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. № 28. P. 23967–23973.
73. Патент США 9623404B2 (2017).
74. Stassen I., Bueken B., Reinsch H. et al. Towards metal–organic framework based field effect chemical sensors: UiO-66-NH2 for nerve agent detection // Chem. Sci. 2016. V. 7. № 9. P. 5827–5832. https://doi.org/10.1039/C6SC00987E.
75. Silva P., Vilela S.M.F., Tome J.P.C., Paz F.A. A multifunctional metal–organic frameworks: from academia to industrial applications // Chem. Soc. Rev. 2015. V. 44. P. 6774–6803.
76. Dias E.M., Petit C. Towards the use of metalorganic frameworks for water reuse. A review of the recent advances in the field of organic pollutants removal and degradation and the next steps in the field // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. № 45. P. 22484–22506.
77. Tomar S. Nanotechnology the emerging field for future military applications. IDSA 2015, Monograph Series № 48.
78. Czerwinska M. Military nanomaterial’s applications // Chemic. 2014. V. 68. P. 536–543.
79. Ahmeda T., Imdad S., Yaldram K. et al. Emerging nanotechnology-based methods for water purification: a review // Desalination Water Treatment. 2013. https://doi.org/10.1080/19443994.2013.801789
80. Alongi J., Tata J., Carosio F. et al. A comparative analysis of nanoparticle adsorption as fire-protection approach for fabrics // Polymers. 2015. V. 7. № 1. P. 47–68.
81. Bhuiyan M.A.R., Wang L., Shaid A. et al. Advances and applications of chemical protective clothing system // J. Industrial Textiles. 2019. V. 49. № 1. P. 97–138. https://doi.org/10.1177/1528083718779426
82. Ramaratnam K., Iyer S.K., Kinnan M.K. et al. Ultrahydrophobic textiles using nanoparticles: lotus approach // J. Engineered Fibers Fabrics. 2008. V. 3. № 4. https://doi.org/10.1177/155892500800300402
83. Qi K., Wang X., Xin J.H. Photocatalytic selfcleaning textiles based on nanocrystalline titanium dioxide // Textile Research J. 2011. V. 81. № 1. P. 101–110.
84. Ugur S., Merih Sarıısık M., Aktas H. The fabrication of nanocomposite thin films with TiO2 nanoparticles by the layer-by-layer deposition method for multifunctional cotton fabrics // Nanotechnology. 2010. V. 21. № 32. P. 325603. https://doi.org/10.1088/0957-4484/21/32/325603
85. Chen L. New generation of electrospun textiles for chemical and biological protection and air filtration. Massachusetts Institute of Technology. Massachusetts, 2009.
86. Navale G.R., Late D.J., Shinde S.S. Antimicrobial activity of ZnO nanoparticles against pathogenic bacteria and fungi // JSM Nanotechnol Nanomed. 2015. V. 3. P. 1033.
87. Pei Z., Ma X., Ding P. et al. Study of a QCM dimethyl methylphosphonate sensor based on a ZnOmodified nanowire-structured manganese dioxide film // Sensors (Basel). 2010. V. 10. № 9. P. 8275–8290.
88. Jones N., Ray B., Ranjit K.T., Manna A.C. Antibacteral activity of ZnO nanoparticle suspensions on a broad spectrum of microorganisms // FEMS Microbial. Lett. 2008. V. 279. № 1. P. 71–76. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.01012.x
89. Smiechowicz E., Niecraszewicz B., Kulpinski P., Dzitko K. Antibacterial composite cellulose fibers modified with silver nanoparticles and nanosilica // Cellulose. 2018. V. 25. P. 3499–3517. https://doi.org/10.1007/s10570-018-1796-1
90. Gold K., Slay B., Knachstedt M., Gaharwar A.K. Antimicrobial activity of metal and metal-oxide based nanoparticles // Adv. Therap. 2018. V. 1. № 3. P. 1100033. https://doi.org/10.1002/adtp.201700033
91. Xie Y, He Y., Irwin P.L., Jin T., Shi X. Antibacterial activity and mechanism of action of zinc oxide nanoparticles against Campylobacter jejuni // Appl. Environ. Microbiol. 2011. V. 77. № 7. P. 2325–2331. https://doi.org/10.1128/AEM.02149-10
92. Патент США 7534453B1 (2009).
93. Щербаков А.Б., Жолобак Н.М., Иванов В.К. и др. Наноматериалы на основе диоксида церия; свойства и перспективы использования в биологии и медицине // Биотехнология. 2011. Т. 4. № 1. С. 9–28.
94. Ravikumar S., Gokulakrishnan R. The inhibitory effect of metal oxide nanoparticles against poultry pathogens // Int. J. Pharm. Sci. Drug Res. 2012. V. 4. P. 157–159.
95. Gordon W.O. Metal oxide nanoparticles: optical properties and interaction with chemical warfare agent simulants. Dis. Ph.D. Blacksburg, Virginia, USA. 2006.
96. Khanna V.K. Nanoparticle-based sensors // Defence Sci. J. 2008. V. 58. № 5. P. 608–616.
97. Tengl V., Bakardjieva S., Murafa N., Opluśtil F. Zirconium doped titania: destruction of warfare agents and photocatalytic degradation of Orange 2 dye // Open Process Chem. J. 2008. V. 1. P. 1–7.
98. Doskocz N., Załęska-Radziwiłł M. Effects of zirconium oxide nanoparticles on bacterial growth // PhD Interdisciplinary J. 2015. P. 161–166.
99. Kim S., Ying W.B., Jung H. et al. Zirconium hydroxide-coated nanofiber mats for nerve agent decontamination // Chem. Asian J. 2017. V. 12. № 6. P. 698–705. https://doi.org/10.1002/asia.201601729.
100. Almjasheva O.V., Garabadzhiu A.V., Kozina Yu.V. et al. Biological effect of zirconium dioxide based nanoparticles // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2017. V. 8. № 3. P. 391–396. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2017-8-3-391-396
101. Bakardjieva S., Šubrt J., Štengl V. et al. Magnesium oxide nanoparticles as destructive sorbent for toxic agents // Microscopy Microanalysis. 2004. V. 10. P. 476–477.
102. Sundrarajan M., Suresh J., Gandhi R.R. A comparative study on antibacterial properties of MgO nanoparticles prepared under different calcination temperature // Digest J. Nanomaterials Biostructures. 2012. V. 7. № 3. P. 983–989.
103. Tang Z.-X., Lv B.-F. MgO nanoparticles as antibacterial agent: preparation and activity // Brazilian J. Chem. Engineering. 2014. V. 31. № 3. P. 591–601.
104. Behera S.S., Patra J.K., Pramanik K. et al. Characterization and evaluation of antibacterial activities of chemically synthesized iron oxide nanoparticles // World J. Nano Sci. Engineering. 2012. V. 2. P. 196–200.
105. Зейналов О.А., Комбарова С.П., Багров Д.В. и др. О влиянии наночастиц оксидов металлов на физиологию живых организмов // Обзоры по клинической фамакологии и лекарственной терапии. 2016. Т. 14. № 3. С. 24–33.
106. Yang Y.C., Baker J.A., Ward J.R. Decontamination of chemical warfare agents // J. Chem. Rev. 1992. V. 92. P. 1729–1743.
107. Ramaseshan R., Sundarrajan S., Liu Y. et al. Functionalized polymer nanofibre membranes for protection from chemical warfare stimulants // J. Nanotechnology. 2006. V. 17. P. 2947–2953.
108. Lee Y., Chadha S., Riecker A. et al. Dynamic nanocomposite self-deactivating fabrics for the individual and collective protection. DTIС OAI Technical Report № ADA481575. Waltham, MA: FosterMiller Inc., 2006. P. 9.
109. Ефременко Е.Н., Варфоломеев С.Д. Ферменты деструкции фосфорорганических нейротоксинов // Успехи биол. химии. 2004. Т. 44. С. 307–340.
110. Ефременко Е.Н., Сергеева B.C. Органофосфатгидролаза – фермент, катализирующий деградацию фосфорсодержащих отравляющих веществ и пестицидов // Известия АН. Серия химическая. 2001. Т. 10. C. 1743–1749.
111. Le Jeune K.E., Dravis B.C., Yang F. et al. Fighting nerve agent chemical weapons with enzyme technology // J. Ann. N.Y. Acad. Science. 1998. V. 864. Р. 153–170.
112. Lyagin I, Efremenko E. Theoretical evaluation of suspected enzymatic hydrolysis of novichok agents // Catalysis Commun. 2019. V. 120. P. 91–94. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2018.11.019
113. Lyagin I.V., Andrianova M.S., Efremenko E.N. Extensive hydrolysis of phosphonates as unexpected behaviour of the known His 6-organophosphorus hydrolase // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2016. V. 100. № 13 P. 5829–5838. https://doi.org/10.1007/s00253-016-7407-x
114. Le Jeune K.E., Wild J.R., Russel A.J. Nerve agents degraded by enzymatic foams // Nature. 1998. V. 395. № 6697. Р. 27–28.
115. Le Jeune K.E., Russell A.J. Biocatalytic nerve agent detoxification in fire fighting foams // J. Biotechnol. Bioeng. 1999. V. 62. № 6. P. 659–665.
116. Efremenko E.N., Lyagin I.V., Klyachko N.L. et al. A simple and highly effective catalytic nanozyme scavenger for organophosphorus neurotoxins // J. Control. Release. 2017. V. 247. P. 175–181.
117. Kolakowski J.E., De Frank J.J., Harvey S.P. et al. Enzymatic hydrolysis of the chemical warfare agent Vx and its neurotoxic analogues by organophosphorous hydrolase // J. Biocatal. Biotrans. 1997. V. 15. P. 297–312.
118. Патент США № 6642037 (2003).
119. Le Jeune K.E., Mesiano A.J., Bover S.B. et al. Dramatically stabilized phosphotriesterase- polimersfor nerve agent degradation // J. Biotechn. Bioengin. 1997. V. 54. P. 105–114.
120. Efremenko E., Lyagin I., Gudkov D. et al. Immobilized biocatalysts for detoxification of neurotoxic organophosphorous compounds // J. Biocatal. Biotransfor. 2007. V 25. № 2-4. P. 359–364.
121. Caldwell S.R., Raushel F.M. Detoxification of organophosphate pesticides using a nylon based immobilized phosphotriesterase from Pseudomonas diminuta // J. Appl. Biochem. Biotechnol. 1991. V. 31. P. 59–72.
122. Caldwell S.R., Raushel F.M. Detoxification of organophosphate pesticides using an immobilized phosphotriesterase from Pseudomonas diminuta // J. Biotechnol. Bioengin. 1991. V. 37. P. 103–109.
123. Gill I., Ballesteros A. Degradation of organophosphorous nerve agents by enzyme-polymer nanocomposites: efficient biocatalytic materials for personal protection and large-scale detoxification // J. Biotechn. Bioengin. 2000. V. 70. № 4. P. 400–410.
124. Патент WO 2004/112482 (2004).
125. Патент РФ № 2330717 (2008).
126. McDaniel C.S., McDaniel J., Wales M.E., Wild J.R. Enzyme-based additives for paints and coatings // Progress in Organic Coatings. 2006. V. 55. № 2. P. 182– 188. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2005.09.013
127. Efremenko E., Peregudov A., Kildeeva N., et al. New enzymatic immobilized biocatalysts for detoxification of organophosphorus compounds // Biocatal. Biotransform. 2005. V. 23. № 2. P. 103–108.
128. Вотчицева Ю.А., Ефременко Е.Н., Алиев Т.К., Варфоломеев С.Д. Свойства гексагистидинсодержащей органофосфатгидролазы // Биохимия. 2006. Т. 76. № 2. C. 216–222.
129. Гудков Д.А., Вотчицева Ю.А., Ефременко Е.Н. Гидролиз параоксона, катализируемый органофосфатгидролазой, содержащей полигистидиновую последовательность на С-конце молекулы белка // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2006. Т. 47. № 1. C. 15–20.
130. Lyagin I.V., Efremenko E.N. Biomolecular engineering of biocatalysts hydrolyzing neurotoxic organophosphates // Biochimie. 2018. V. 144. P. 115–121. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2017.10.023
131. Ефременко Е.Н., Лягин И.В., Завьялов В.В. и др. Разрыв С-Р связи в фосфонатах под действием ферментных биокатализаторов // Теоретическая и прикладная экология. 2015. № 3. С. 47–54.
132. Ефременко Е.Н., Лягин И.В., Завьялов В.В. и др. Ферменты в технологии уничтожения фосфорорганических веществ // Российский химический журнал. 2007. LI, № 2. С. 24–29.
133. Efremenko E., Votchitseva Y., Plieva F. et al. Purification of His6-organophosphate hydrolase using monolithic supermacroporous polyacrylamide cryogels developed for immobilized metal affinity chromatography //Appl. Microb. Biotech. 2006. V. 70. № 5. P. 558–563.
134. Патент РФ № 2615176 (2017).
135. Ефременко Е.Н., Лягин И.В., Гудков Д.А. и др. Иммобилизованные биокатализаторы на основе органофосфатгидролазы в процессах разложения фосфорорганических отравляющих веществ // Теоретическая и прикладная экология. 2011. № 4. C. 26–31.
136. Филимонов И.В., Янковская А.А., Кужелко С.В. и др. Исследования в сфере перспективного использования химико-биологических и медицинских биокаталитических технологий в интересах Вооруженных Сил // Вестник войск РХБ защиты. 2018. Т. 2. № 2. С. 18–50.
137. Антипов В.Б., Завьялова Н.В., Ефременко Е.Н. и др. Перспективы использования нанотехнологий в интересах Вооруженных Сил // Докл. Академии военных наук. АВН Поволжское отделение, Военный институт внутренних войск МВД России. 2016. № 4 (68). С. 82–89.
138. Ефременко Е.Н., Лягин И.В., Сенько О.В. и др. Иммобилизованные гетерогенные биокатализаторы для разложения С-Р связи в продуктах уничтожения фосфорорганических отравляющих веществ // Вестник РУДН. Серия. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2011. № 1. С. 61–66.
139. Prokop Z., Koudelakova T., Bidmanova S., Damborský J. Enzymes for detection and decontamination of chemical warfare agents //RSC Catalysis Series, Chapter 18, 2018, P. 539–565. https://doi.org/10.1039/9781788010450-00539
140. Masson P., Rochu D. Catalytic bioscavengers against toxic esters, an alternative approach for prophylaxis and treatments of poisonings // Acta Naturae. 2009. № 1. P. 68–78.
Рецензия
Для цитирования:
Завьялов В.В., Кужелко С.В., Завьялова Н.В., Ковтун В.А., Холстов В.И., Таранченко Ю.Ф., Сластилова Л.М., Ефременко Е.Н., Синькелев А.П. Современные направления создания новых защитных материалов и тканей для средств индивидуальной и коллективной защиты от токсичных химикатов и клеток патогенов. Вестник войск РХБ защиты. 2019;3(3):217-254. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2019-3-3-217-254. EDN: deojvf
For citation:
Zavialov V.V., Kujelko S.V., Zavialova N.V., Kovtun V.A., Kholstov V.I., Taranchenko Yu.F., Slastilova L.M., Efremenko E.N., Sin’keliov A.P. Modern Directions of Creating New Protective Materials and Tissues for Means of Individual and Collective Protection against Toxic Chemicals and Pathogenic Microorganisms. Journal of NBC Protection Corps. 2019;3(3):217-254. (In Russ.) https://doi.org/10.35825/2587-5728-2019-3-3-217-254. EDN: deojvf