Asteraceae тұқымдасы өсімдіктерінің нано-құрылымданған полисахаридті биополимерлерінің құрылымдық және сорбциялық сипаттамалары
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc24(2)233-245Кілт сөздер:
полисахаридті биополимерлер, сорбция, Pb2+ қорғасын иондары, Dahlia tubers, Helianthus tuberosusАңдатпа
Жұмыста Asteraceae тұқымдасына жататын өсімдіктерден (Dahlia tubers және Helianthus tuberosus) бөлініп алынған нано-құрылымданған полисахаридті биополимерлердің Pb2+ иондарына қатысты құрылымдық және сорбциялық сипаттамалары зерттелді. Биополимерлер қышқылдық экстракция әдісімен (pH 1,5-2,5, температура 80-90 °С) алынып, кейін этанолмен тұндырылды. Полисахаридті фракциялардың шығымы 10-14% құрады.
Бет морфологиясы сканирлеуші электрондық микроскопия әдісімен зерттеліп, бөлшектердің айқын агломерациясымен және күйаралық кеуектілігімен сипатталатын иерархиялық ұйымдасқан нано- және микроқұрылымды матрицаның түзілетіні анықталды. Пластиналы құрылымдардың және кеуекті жүйенің болуы металл иондарының белсенді функционалдық орталықтарға диффузиясын жеңілдетеді.
Биополимерлік матрицаның Pb2+ иондарымен әрекеттесу механизмі ИҚ-спектроскопия әдісімен зерттелді. Карбоксильді және гидроксилді топтарға сәйкес жолақтардың ығысуы мен қарқындылығының өзгеруі полисахаридті қаңқаның бұзылуынсыз координациялық-хелаттық кешен түзілу механизмі жүзеге асатынын дәлелдейді.
Сорбциялық зерттеулер Pb2+ иондарының модельдік ерітінділерінде жүргізілді (аналитикалық тазалықтағы қорғасын (II) ацетатының стандартты ерітіндісінен дайындалған). Биополимермен әрекеттескеннен кейінгі Pb2+ иондарының қалдық концентрациясы 283,3 нм аналитикалық толқын ұзындығында PinAAcle 900T (PerkinElmer, АҚШ) атомдық-абсорбциялық спектрометрінде калибрлеу графигі бойынша анықталды. Қосымша бақылау өлшеулері ацетатты буферлік ортада (pH 5,5) 0,01 М трилон Б ерітіндісін қолдану арқылы титриметриялық әдіспен жүргізілді.
Алғашқы 10 мин ішінде Pb2+ иондарының 76-77%-ға дейін жойылатыны, ал сорбциялық тепе-теңдік 60 мин орнайтыны анықталды. Максималды тазарту дәрежесі 87% құрады. Эксперименттік деректер Фрейндлих моделімен жақсы сипатталады, бұл беттің гетерогенді сипатын және адсорбцияның көпқабатты механизмін көрсетеді.
Алынған нәтижелер Asteraceae тұқымдасы өсімдіктерінен алынған нано-құрылымданған полисахаридті биополимерлердің сулы ортадан ауыр металл иондарын жоюға арналған экологиялық қауіпсіз сорбциялық материалдар ретінде болашағы зор екенін дәлелдейді.
Әдебиеттер тізімі
(1) World Health Organization. Lead poisoning and health. WHO Fact Sheet (2023). Available online: URL
(2) P.B. Tchounwou, C.G. Yedjou, A.K. Patlolla, D.J. Sutton. Heavy Metal Toxicity and the Environment. Molecular, Clinical and Environmental Toxicology (2012) 133-164. Crossref
(3) R. Wang, R. Liang, T.-T. Dai, J. Chen, X. Shuai, C. Liu. Pectin-based adsorbents for heavy metal ions: A Review. Trends in Food Science & Technology 91 (2019) 319-329. Crossref
(4) A.R. Kerimkulova, Ye.Zh. Yermoldanov, N.M. Asanbek, M.K. Atamanov, A.N. Zhumagaliyeva, et al. Synthesis of Porous Carbon Sorbent Materials Based on Bio-Raw Materials and Study of their Physicochemical Properties. Combustion and Plasma Chemistry 24 (2026) 35-46. Crossref
(5) A.Yu. Krylova, V.M. Zaichenko. Hydrothermal Carbonization of Biomass: A Review. Solid Fuel Chemistry 52(2) (2018) 91-103. Crossref
(6) S. Ahmad, A. Sabir, S. Khan, S. Han, M. Park, et al. Pectin hydrogels: gel-forming behaviors, mechanisms, and applications. Gels 9 (2023) 732. Crossref
(7) L. Cao, W. Lu, A. Mata, R. Nishinari, L. Fang. Egg-box model-based gelation of alginate and pectin: A Review. Carbohydrate Polymers 242 (2020) 116389. Crossref
(8) J. Li, K. Luo, X. Gao, X. Liu, Y. Li, et al. The role of surface functional groups of pectin in heavy metal adsorption. Carbohydrate Polymers 276 (2022) 118789. Crossref
(9) J. Martínez-Sabando, F. Coin, J.Melillo, S. Goyanes, S. Cerveny. A Review of Pectin-Based Material for Applications in Water Treatment. Materials 16 (2023) 2207. Crossref
(10) M. Celus, C. Kyomugasho, A.Van Loey, T. Grauwet, M.Hendrickx. Influence of pectin structural properties on interactions with divalent cations. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 17 (2018) 1576-1594. Crossref
(11) I. Sharma, S. Sharma, V. Sharma, A. Singh, A. Sharma, et al. PGPR-Enabled bioremediation of pesticide and heavy metal-contaminated soil: A review of recent advances and emerging challenges. Chemosphere 362 (2024) 142678. Crossref
(12) Y.-Y. Jiang, J. Yu, Y.-B. Li, L. Wang, L. Hu, et al. Extraction and antioxidant activities of polysaccharides from roots of Arctium lappa L. International Journal of Biological Macromolecules 123 (2019) 531-538. Crossref
(13) E. Generalov, L. Yakovenko, A. Sinitsyn, L. Generalova, O. Sinitsyna, et al. Anti-Inflammatory Effects of Helianthus tuberosus L. Polysaccharide and Its Limited Gene Expression Profile. International Journal of Molecular Sciences 26 (2025) 7885. Crossref
(14) S.L. Adzhiakhmetova, L.P. Mykots, N.M. Chervonnaya, I.I. Kharchenko, N.A. Tukhovskaya, et al. The study of rheological and sorption properties of pectin-containing solutions from the leaves of Sorbaria sorbifolia. Pharmacy & Pharmacology 5 (2017) 442-456. (In Russ.). Crossref
(15) GOST 29186-91. Pectin. Specifications. Publishing House of Standards, Moscow (1992). Available online: URL
(16) E.O. Kulichenko, L.P. Mykots, N.A. Tukhovskaya, L.V. Ligay, O.A. Andreeva, et al. Study of adsorption and kinetic characteristics of natural sorbents with respect to lead (II) ions. Khim. Rastit. Syr’ya 3 (2019) 335-344. (In Russ.). Crossref
(17) M.A. Bzhikhatlova, L.P. Mykots, N.A. Tukhovskaya, O.A. Andreeva. Study of the sorption ability of natural sorbents isolated from Campsis radicans. Chemistry of Plant Raw Materials 1 (2021) 71-78. (In Russ.). Crossref
(18) E. Crini, E. Lichtfouse, G. Wilson, N. Morin-Crini. Conventional and non-conventional adsorbents for wastewater treatment. Environmental Chemistry Letters 17 (2019) 195-213. Crossref
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 А. Камысбаева, М. Матаев, Г. Азимбаева, А. Мельдешов, У. Бейсенбиева, А. Молдабаев
Бұл жұмыс Creative Commons атрибуты бойынша лицензияланған. 4.0 Халықаралық лицензия.
Дәйексөзді қалай келтіруге болады
