Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
252
T2: P–37 
ATR-FTIR studies on interactions of N-methylacetamide with selected 
osmolytes 
 
Emilia Kaczkowska
1
, Piotr Bruździak
1
, and Janusz Stangret
1
 
 
1 
Department of Physical Chemistry, Gdańsk University of Technology, Narutowicza 11-12, 80-233 
Gdańsk, Poland, e-mail: [e-mail] 
 
 
It is well-known that the three-dimensional protein structure determines its proper biological 
function.  Native proteins structures are characterized by certain thermal stability which  can  be 
modify  by  osmolytes,  small  organic  compounds,  naturally  occurring  in  cellular  environment. 
Their presence allows plants and animals to settle areas with unfavorable salinity, temperature, 
pressure,  etc.  According  to  their  effect  on  protein,  osmolytes  can  be  divided  into  two  distinct 
groups: stabilizers and destabilizers. The differences in the mechanism of proteins stabilization 
by  these  groups  are  not  well  understood.  It  was  determined  that  both  stabilizing  and 
destabilizing  osmolytes  can  interact  directly  with  the  amino  acid  side  chains  [1].  It  was  also 
experimentally determined that hydrogen bonds were also formed between the protein backbone 
and  urea,  a  representative  of  destabilizing  osmolytes.  If  there  are  any  differences  in  the 
interaction  of  the  stabilizing  and  destabilizing  osmolytes  with  the  protein,  they  may  be 
pronounced in the interactions between the small organic molecules and the polypeptide chain. 
The purpose of our  project is to determine, by means of the ATR-FTIR spectroscopy and with 
selected model molecules, whether such differences exist and what is the nature of interactions 
in such systems.  
 
N-methylacetamide  (NMA)  molecule  has  been  selected  as  a  minimal  model  of  protein 
backbone,  due  to  its  chemical  structure  and  similar  hydration  pattern  [2].  Interactions  with 
various  osmolytes,  glycine    as  stabilizer  and  urea  as  destabilizer,  are  derived  with  the  well 
established  difference  spectra  method  [3],  which  can  give  information  on  the  number  of 
interacting  molecules  in  such  systems  and  spectral  features  of  such  affected  molecules,  which 
can be interpreted in the context of interaction type and strength.  
 
Keywords:  FTIR; osmolytes; N-methylacetamide 
 
References  
[1]  A. Panuszko, P. Bruździak, E. Kaczkowska. J. Stangret, J.Phys.Chem.B. 120 (2016) 11159. 
[2]  A. Panuszko, B. Adamczak, J. Czub, E. Gojło, J. Stangret, Amino Acids 48 (2015) 1737. 
[3]  P. Bruździak, PW. Rakowska, J. Strangret, Appl. Spectrosc. 66 (2012) 1302. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
253
T2: P–38 
Comparative analysis of carbon fibrous membrane 
modified by ceramic nanofillers 
 
Ewa Stodolak-Zych
1
, Wojciech Lisiecki
1
, Magdalena Kocot
2
, and Piotr Jeleń
3
 
 
1 
Department of  Biomaterials, Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University 
of Science and Technology, A. Mickiewicz 30 Ave. 30-059 Krakow, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering, 
AGH University of Science and Technology, A. Mickiewicz 30 Ave. 30-059 Krakow, Poland
  
3 
Department of Silicate Chemistry and Macromolecular Compounds, Faculty of Materials Science 
and Ceramics, AGH-University of Science and Technology, A. Mickiewicz 30 Ave. 30-059 Krakow, 
Poland 
 
 
Carbon nanofibers obtained by the electrospinning process with polymer precursor are well 
known  and  applicable  in  many  medical  and  technical  areas  [1,  2].  Some  authors  compare 
potential  of  carbon  nanofibers  (CNF)  with  carbon  nanotubes  (CNT)  because  of  their  similar 
shape coefficient (length to diameter ratio of carbon fillers which in these materials is >> 100). 
While modification of carbon nanotubes is a difficult and ineffective process, the modification 
of carbon nanofibers is more effective: it can be implemented on two possible ways [1]. In the 
first  method:  the  fiber  volume  can  be  modified  by  nanoadditives  in  preparation  of  an 
electrospinning solution. In the second way the fiber is chemically treated which functionalize 
the fibers surface in reactive chemical groups capable  of further reaction  on their surface. The 
second  method  of  the  CNFs  functionalization  is  similar  to  the  one  used  in  case  of  carbon 
nanotubes [2]. 
 
In  this  work,  polymer  precursors  were  modified  with  three  types  of  commercial 
nanoparticles:  hydroxyapatite  (HAp,  <200nm,  Sigma  Aldrich),  tricalcium  phosphate  (TCP, 
<200nm,  Sigma-Aldrich)  and  nanometric  silica  (SiO
2
,  10–20  nm,  Sigma  Aldrich).  Nanofillers 
lead to polymer solution in 5% w/w. allowed to stable spinning solutions and to obtain a fibrous 
polymer-ceramic membrane. The thermal conversion process (oxidation and carbonization) was 
carried  out,  resulting  in  the  formation  of  nanocomposite  carbon  membranes.  Each  membrane 
thermal  treatment  step  was  monitored  by  FTIR  spectroscopy  using  the  ZnSe/Ge  crystal  ATR 
technique. For all types of polymeric fiber membranes, the characteristic bands of the pure PAN 
have been observed. Same changes in band intensity are observed after the leading of nanofillers 
into the polymer matrix (HAp, TCP: 1080 cm
–1
, 1450 cm
–1
 and SiO
2
: 810 cm
–1
). The oxidation 
process  (240°C/30  min)  leads  to  the  crosslinking,  cyclization  and  dehydrogenation  of  the 
polymer chain while retaining the nanofiller bands. Two stage of carbonization process carried 
out in a protective atmosphere (960°C/5 min and 1000°C/5 min) causes a change in the relations 
of the bands G, D, and G' visible in Raman spectra (FT Raman). The kind of nanofiller affects 
the  intensity  of  the  above  bands  and  indicates  a  higher-order  in  the  structure  of  the  carbon 
nanofiber  in  the  following  sequence:  CNF/HAp>CNF/TCP~CNF/SiO
2
.  All  of  fibrous  carbon 
membranes are bioactive: They induce apatite nuclei in the SBF that is visible in the scanning 
microscope (SEM/EDS) as well as FTIR-ATR spectra. 
 
 
Keywords: carbon nanofibers, membrane fibres, nanocomposite, ceramic nanofillers, bioactivity 
 
Acknowledgment 
This  work  has  been  supported  by  the  National  Science  Center,  Poland,  under  grant  no.  UMO-
2014/13/B/ST8/01195 
 
References  
[1] A. Fernández, P. Peretyagin,  W. Solís, R. Torrecillas, A. Borrell, J. Nanomater. 12 (2015) 1. 
 

---