Ингибирующий эффект это

Ингибиторы коррозии

Ингибирующий эффект это

Согласно стандарту ISO 8044-1986 ингибиторами коррозии (ИК) называют химические соединения, которые, присутствуя в коррозионной системе в достаточной концентрации, уменьшают скорость коррозии без значительного изменения концентрации любого коррозионного реагента. Ингибиторами коррозии могут быть и композиции химических соединений. ингибиторов в коррозионной среде должно быть небольшим.

Эффективность ингибиторов коррозии металлов оценивается степенью защиты Z (в %) и коэффициентом торможения Υ (ингибиторный эффект) и определяется по формулам:

где К1 и K2 [г/(м2•ч)] — скорость растворения металла в среде без ингибитора и с ингибитором соответственно; i1 и i2 [А/см2] — плотность тока коррозии металла в среде без ингибитора и с ингибитором коррозии соответственно. При полной защите коэффициент Z равен 100 %.
Коэффициент торможения показывает во сколько раз уменьшается скорость коррозии в результате действия ингибитора:

Z и Υ связаны между собой:

Ингибиторы коррозии металлов подразделяются: • по механизму своего действия — на катодные, анодные и смешанные; • по химической природе — на неорганические, органические и летучие;

• по сфере своего влияния — в кислой, щелочной и нейтральной среде.

Действие ингибиторов коррозии обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции ингибитора или образования с катионами металла труднорастворимых соединений.

Защитные слои, создаваемые ингибиторами коррозии, всегда тоньше наносимых покрытий.

Ингибиторы коррозии металла могут действовать двумя путями: уменьшать площадь активной поверхности или изменять энергию активации коррозионного процесса.

Катодные и анодные ингибиторы замедляют соответствующие электродные реакции, смешанные ингибиторы изменяют скорость обеих реакций. Адсорбция и формирование на металле защитных слоев обусловлены зарядом частиц ингибитора и способностью образовывать с поверхностью химические связи.

Катодные ингибиторы коррозии замедляют катодные реакции или активное растворение металла. Для предотвращения локальной коррозии более эффективны анионные ингибиторы. Часто для лучшей защиты металлов от коррозии используют композиции ингибиторов с различными добавками.

При этом может наблюдаться: • аддитивное действие, когда ингибирующий эффект отдельных составляющих смеси суммируется; • антагонизм, когда присутствие одного из компонентов ослабляет ингибирующее действие другого компонента;

• синергизм, когда компоненты композиции усиливают ингибирующее действие друг друга.

Неорганические ингибиторы коррозии металлов. Способностью замедлять коррозию металла в агрессивных средах обладают многие неорганические вещества. Ингибирующее действие этих соединений обуславливается присутствием в них катионов (Са2+, Zn2+, Ni2+ , As3+, Bi3+, Sb3+) или анионов (CrO2-4, Cr202-7, NO-2, SiO2-3, PO3-4).

Экранирующие катодные ингибиторы коррозии — это соединения, которые образуют на микрокатодах нерастворимые соединения, отлагающиеся в виде изолирующего защитного слоя. Для железа в водной среде такими соединениями могут быть ZnSO4, ZnCl2, а чаще Са(НС03)2.

Бикарбонат кальция Са(НС03)2 — самый дешевый катодный экранирующий ингибитор, применяемый для стали в системах водоснабжения.

Бикарбонат кальция в подщелоченной среде образует нерастворимые соединения СаСОз, осаждающиеся на поверхности, изолируя ее от электролита.

Анодные неорганические ингибиторы коррозии образуют на поверхности металла тонкие (~ 0,01 мкм) пленки, которые тормозят переход металла в раствор. К группе анодных замедлителей коррозии относятся химические соединения — пленкообразователи и окислители, часто называемые пассиваторами.

Катодно-анодные неорганические ингибиторы, например KJ, КВr в растворах кислот, тормозят в равной степени анодный и катодный процессы за счет образования на поверхности металла хемосорбционного слоя.

Пленкообразующие ингибиторы защищают металл, создавая на его поверхности фазовые или адсорбционные пленки. В их число входят NaOH, Na2C03 и фосфаты.

Наибольшее распространение получили фосфаты, которые широко используют для защиты железа и стали в системе хозяйственных и коммунальных стоков.

В присутствии фосфатов на поверхности железа образуется защитная пленка. Она состоит из гидроксида железа, уплотненного фосфатом железа. Для большего защитного эффекта фосфаты часто используются в смеси с полифосфатами. Пассиваторы тормозят анодную реакцию растворения металла благодаря образованию на его поверхности оксидов. Эта реакция может протекать только на металлах, склонных к пассивации.

Пассиваторы являются хорошими, но опасными ингибиторами коррозии металлов. При неверно выбранной концентрации, в присутствие ионов Сl- или при несоответствующей кислотности среды, они могут ускорить коррозию металла, и в частности вызвать очень опасные точечные коррозионные процессы.

Хроматы и бихроматы натрия и калия используются как ингибиторы коррозии железа, оцинкованной стали, меди, латуни и алюминия в промышленных водных системах.

Нитриты применяются в качестве ингибиторов коррозии многих металлов (кроме цинка и меди) при рН более 5. Они дешевы и эффективны в случае присутствия ржавчины.

Защитное действие нитритов состоит в образовании поверхностной оксидной пленки. Оксидная пленка состоит из 25 % Cr203 и 75 % Fe203 .

Силикаты относятся к ингибиторам коррозии смешанного действия, уменьшая скорости как катодной, так и анодной реакций. Действие силикатов состоит в нейтрализации растворенного в воде углекислого газа и в образовании защитной пленки на поверхности металла.

Пленка не имеет постоянного состава. По структуре она напоминает гель кремневой кислоты, в которой адсорбируются соединения железа и соли жесткости. Ее толщина обычно равна около 0,002 мм.

Полифосфаты — растворимые в воде соединения метафосфатов общей формулы (МеР03)n. Защитное действие полифосфатов состоит в образовании непроницаемой защитной пленки на поверхности металла. В водных растворах происходит медленный гидролиз полифосфатов, в результате образуются ортофосфаты. В присутствии Са2+ и Fe3+ на поверхности образуется непроницаемая защитная пленка.

Наибольшее распространение в промышленности получил гексаметафосфат натрия. Фосфаты и полифосфаты находят применение в качестве замедлителей коррозии стали в воде и холодильных рассолах. Большой эффект достигается при совместном использовании фосфатов и хроматов.

Органические ингибиторы коррозии. Многие органические соединения способны замедлить коррозию металла. Органические соединения — это ингибиторы смешанного действия, т.е. они воздействуют на скорость как катодной, так и анодной реакций.

Органические ингибиторы коррозии металлов адсорбируются только на поверхности металла. Продукты коррозии их не адсорбируют.

Поэтому эти ингибиторы применяют при кислотном травлении металлов для очистки последних от ржавчины, окалины, накипи.

Органическими ингибиторами чаще всего бывают алифатические и ароматические соединения, имеющие в своем составе атомы азота, серы и кислорода. Амины применяют как ингибиторы коррозии железа в кислотах и водных средах.

Тиолы (меркаптаны), а также органические сульфиды и дисульфиды проявляют более сильное ингибирующее действие по сравнению с аминами. Основные представители этого класса — тиомочевина, бензотриазол, алифатические меркаптаны, дибензилсульфоксид.

Органические кислоты и их соли применяют как ингибиторы коррозии железа в кислотах, маслах и электролитах, а также как ингибиторы процесса наводороживания.

Наличие в органических кислотах амино- и гидроксильных групп улучшает из защитные свойства.

В спиртовых растворах, особенно многоосновных (этиленгликоль, пропиленгликоль), применяемых в системах охлаждения эффективным ингибитором коррозии является КПГ-ПК.

Необычайно широко применение ингибиторов в промышленности. В щелочных средах ингибиторы используются при обработке амфотерных металлов, защите выпарного оборудования, в моющих составах, для уменьшения саморазряда щелочных источников тока.

В последние годы появились новые смесевые ингибиторы коррозии для защиты стальной арматуры в железобетоне. Эти соединения — лигносульфонаты, таннины, аминоспирты — способны образовывать с катионами железа труднорастворимые комплексы.

Среди них особое внимание заслуживают таннины, благодаря их положительному влиянию на бетон и способности взаимодействовать с прокорродировавшей сталью. Новый класс ингибиторов — это мигрирующие ингибиторы коррозии металла.

Они обладают способностью диффундировать через слой бетона и адсорбироваться на поверхности стальной арматуры, замедляя ее коррозию.

Из ингибиторов для нейтральных сред следует выделить группу ингибиторов коррозии для систем охлаждения и водоснабжения. Видное место здесь занимают полифосфаты, поликарбоксильные аминокислоты, так называемые комплексоны — ЭДТА, НТА и др.; и их фосфорсодержащие аналоги—ОЭДФ, НТФ, ФБТК. Комплексоны защищают металлы только в жестких водах, где они образуют соединения с катионами Са2+ и Mg2+.

В водооборотных системах хорошие результаты получены с ингибиторами СП-В. Они надежно защищают системы, состоящие из различных конструкционных материалов (Fe, Сu, Аl, и их сплавы).

Летучие ингибиторы являются современным средством защиты от атмосферной коррозии металлических полуфабрикатов и готовых изделий на время их хранения и транспортировки. Принцип действия летучих ингибиторов коррозии  заключается в образовании паров, которые диффундируют через слой воздуха к поверхности металла, и защищают ее.

Летучие ингибиторы коррозии раньше использовались преимущественно для защиты от коррозии военной техники и энергетического оборудования. В последние годы к известным летучим ингибиторам НДА, КЦА, Г-2, ИФХАН-100, ВНХЛ-49 добавился ряд новых —  СП-В, КПГ-ПК.

Установлена способность лучших летучих ингибиторов защищать металл от коррозии длительное время (более 3-х месяцев) даже после удаления их из упаковочного пространства — эффект последействия.

За более подробной информацией по ингибиторам коррозии обращайтесь по тел. (495) 966-08-09, ООО “Спектропласт”, www.splast.ru

Источник: //ingibitory.ru/production/ingibitory-korrozii/

Ингибитор коррозии

Ингибирующий эффект это

  • Ингибиторы для металла
  • Состав
  • Свойства
  • Защита
  • Применение

В переводе с латинского ингибиторы переводятся как задерживать. Он и нашли широкое применение в современной промышленности.

Ингибиторы коррозии металла

Ингибитор не является каким-то конкретным веществом. Так называют целуют группу веществ, которые направлены на остановку или задержку протеканий каких-либо физических или физико-химических процессов. В большинстве своем он направлен на задержку ферментативных процессов.

Ингибиторы в основном действуют в тех случаях, где имеется цепная реакция или процессы с активными центрами и частицами. Ингибитор действует на активные вещества. Он либо их блокирует, либо задерживает. В некоторых случаях он вступает в реакцию с активными частицами и из-за этого образуются свободные радикалы.

Важно: Ингибитор следует вводить в систему реагирования двух веществ в небольшом количестве. Оно не должно превышать объем элементов, между которыми должна быть реакция.

Состав ингибиторов коррозии

Ингибиторы представлены следующими веществами:

  • Гидрохинон. Данный ингибитор относится к разряду ингибитора окисления.
  • Соединения технеция. Данный ингибитор служит для задержки образования коррозии на стальных материалах.
  • Трихлорид азота. Он применяется в реакции хлора с водородом.

Внимание: При реакции хлора с водородом следует вводить данный ингибитор в минимальном количестве. Одной тысячной доли от общего объема реагентов будет достаточно для прекращения процесса взаимодействия.

Ингибиторы могут действовать двумя разными принципами на взаимодействие двух веществ:

  • Обратимый. При этом молекулы ингибиторов не изменяю молекулы реагирующих другу с другом веществ.
  • Необратимый. В результате данного действия ингибитора оказывается влияние на молекулярный состав одного из реагирующих веществ.

Таблица 1. Физико-химических свойств ингибиторов коррозии

№ п/пМарка ингибитораОбщая характеристикаПлотность при 20 °С, г/см3, %Вязкость при 50 °С, сСтТемпература, °Сосновного азота, в пределахсмол, не болеемехани-ческих примесейзасты-ваниявспышкисамовоспла-менения
1И-1-А* (ТУ 38-103246-87)Вязкая темно-коричневая жидкость с характерным запахом пиридинов, почти не растворяется в воде, хорошо растворяется в органических растворителях, а также в соляной, серной и других сильных кислотах1,0…1,17,0…9, 550,2
2И-1-В* (ТУ 38-103-238-74)Темно-коричневая жидкость с характерным слабым запахом, легко растворимая в кислотах и в воде1,25…1,353,0
3“Север-1” (И-2-А)* (ТУ 38-103-201-76)Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, хорошо растворяется в бензоле, спирте, ацетоне, соляной и серной кислотах0,93…1,054,90…6,653,50,27…12-65+23+385
4И-З-А* (ТУ 38-403-29-73)Темно-коричневая жидкость с характерным запахом, хорошо растворимая в полярных органических растворителях и минеральных кислотах0,99…1,078,3…11,03,50,215-33…-45+76+413
5И-4-А* (ТУ 38-403-44-73)Темно-коричневая жидкость с характерным запахом, хорошо растворимая в бензоле, спирте, ацетоне, соляной, серной кислотах и ряде других продуктов0,94…1,004,9…6,653,50,23…7-50…-75+15+413
6И-4-Д (ТУ 38-403-46-73)Темно-коричневая вязкая жидкость с характерным запахом, эмульгируется в водных растворах, растворяется в толуоле, хлороформе, четыреххлористом углероде и некоторых других средах0,85…0,9565…95-12…-15+81+239
7“Тайга-1” (И-5-ДНК) (ТУ 38-403-47-73)Легкоподвижная темно-коричневая жидкость с характерным запахом, эмульгируется в водных растворах, растворяется в углеводородах0,92…0,96-50+20+340
8И-2-ЕЛегкоподвижная темно-коричневая жидкость со слабым характерным запахом, растворимая в воде, спирте, кислотах1,0…1,18…10-50
9“Тайга-2” (И-5-ДТМ) ТУ 38-403-78-78)Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, растворимая в спирте, бензоле, дихлорэтане и других органических растворителях0,87…0,893,9… 4,0-45
10И-21-Д (ТУ 38-403-101-78)Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, растворимая в спирте, бензоле, дихлорэтане и других органических растворителях0,8…0,95,0-16
11И-30-Д (ТУ 38-403-79-76)Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, эмульгируется в воде, растворяется в спирте, бензоле, дихлорэтане0,85… 0,875,0-40
12И-К-10 (ТУ 38-403-68-75)Легкоподвижная коричневая жидкость, растворяется в воде, спирте, кислотах1,06…1,18…11-50
13И-К-40 (ТУ 38-403-75-75)Легкоподвижная коричневая жидкость, растворяется в воде, спирте, кислотах0,95…1,15

Источник: //lkmprom.ru/clauses/issledovaniya/ingibitor-vliyanie-ingibitora-na-korroziyu-/

Ингибитор коррозии. Ингибиторная защита трубопроводов

Ингибирующий эффект это

Ингибиторная защита  – наиболее эффективная и технологически несложная технология защита трубопроводов.

Ингибиторная защита – наиболее эффективная и технологически несложная технология обеспечения целостности трубопроводов, которая дополняет мероприятия по реконструкции и замене трубопроводов.

Ингибиторы легко применять при существующей технологии закачки воды. В настоящее время большая часть нефтегазовых месторождений находится в поздней стадии разработки, когда снижается добыча и резко возрастает обводненность нефти.  Такие месторождения характеризуются значительными осложнениями в процессах добычи, сбора и подготовки нефти, связанными с образованием стойких нефтяных эмульсий, неорганических солей, наличием механических примесей, коррозионным разрушением оборудования и нефтепроводов. Увеличение коррозионной активности добываемой совместно с нефтью воды на данном этапе является серьезной проблемой. 

Тут и нужна технология ингибиторной защиты.

Реализация программ ингибирования требует в несколько раз меньше средств, чем замена трубопроводов. 
Ингибиторы для защиты от коррозии используются в нефтегазовой отрасли промышленности с 1940х гг.  Ингибиторы коррозии – это молекулы органического вещества, которые прикрепляются к поверхности стальной трубы. Ингибиторы коррозии предназначены для снижения агрессивности газовых и электролитических сред, а также предотвращения активного контакта металлической поверхности с окружающей средой.  Это достигается путем введения ингибитора в коррозионную среду, в результате чего резко уменьшается сольватационная активность ее ионов, атомов и молекул. Кроме того, падает и их способность к ассимиляции электронов, покидающих поверхность металла в ходе его поляризации.  На металле образуется моно- или полиатомная адсорбционная пленка, которая существенно ограничивает площадь контакта поверхности с коррозионной средой и служит весьма надежным барьером, препятствующим протеканию процессов саморастворения. При этом важно, чтобы ингибитор обладал хорошей растворимостью в коррозионной среде и высокой адсорбционной способностью как на ювенильной поверхности металла, так и на образующихся на нем пленках различной природы. Добавление ингибитора на входе в трубопровод позволяет защитить его по всей длине на расстоянии до нескольких 100 км.

По механизму действия ингибиторы делятся на адсорбционные и пассивационные.

Ингибиторы-пассиваторы вызывают формирование на поверхности металла защитной пленки и способствуют переходу металла в пассивное состояние. 

Наиболее широко пассиваторы применяются для борьбы с коррозией в нейтральных или близких к ним средах, где коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. Механизм действия таких ингибиторов различен и в значительной степени определяется их химическим составом и строением.

Различают несколько видов пассивирующих ингибиторов, например, неорганические вещества с окислительными свойствами (нитриты, молибдаты, хроматы).  Последние способны создавать защитные оксидные пленки на поверхности корродирующего металла.  В этом случае, как правило, наблюдается смещение потенциала в сторону положительных значений до величины, отвечающей выделению кислорода из молекул воды или ионов гидроксила. При этом на металле хемосорбируются образующиеся атомы кислорода, которые блокируют наиболее активные центры поверхности металла и создают добавочный скачок потенциала, замедляющий растворение металла. Возникающий хемосорбционный слой близок по составу к поверхностному оксиду. Большую группу составляют пассиваторы, образующие с ионами корродирующего металла труднорастворимые соединения. Формирующийся в этом случае осадок соли, если он достаточно плотный и хорошо сцеплен с поверхностью металла, защищает ее от контакта с агрессивной средой. К таким ингибиторам относятся полифосфаты, силикаты, карбонаты щелочных металлов. Отдельную группу составляют органические соединения, которые не являются окислителями, но способствует адсорбции растворенного кислорода, что приводит к пассивации. К числу их для нейтральных сред относятся бензонат натрия, натриевая соль коричной кислоты. В деаэрированной воде ингибирующее действие бензоата на коррозию железа не наблюдается.

Частицы адсорбционных ингибиторов (в зависимости от строения ингибитора и состава среды они могут быть в виде катионов, анионов и нейтральных молекул), электростатически или химически взаимодействуя с поверхностью металла (физическая адсорбция или хемосорбция соответственно) закрепляются на ней, что приводит к торможению коррозионного процесса.

Следовательно, эффективность ингибирующего действия большинства органических соединений определяется их адсорбционной способностью при контакте с поверхностью металла.

Как правило, эта способность достаточно велика из-за наличия в молекулах атомов или функциональных групп, обеспечивающих активное адсорбционное взаимодействие ингибитора с металлом.

Такими активными группами могут быть азот-, серо-, кислород- и фосфорсодержащие группы, которые адсорбируются на металле благодаря донорно-акцепторным и водородным связям.
Наиболее широко распространенными являются ингибиторы на основе азотсодержащих соединений.

Защитный эффект проявляют алифатические амины и их соли, аминоспирты, аминокислоты, азометины, анилины, гидразиды, имиды, акрилонитрилы, имины, азотсодержащие пятичленные (бензимидозолы, имидазолины, бензотриазолы и т.д.) и шестичленные (пиридины, хинолины, пиперидины и т.д.) гетероциклы.

Большой интерес представляют соединения, содержащие в молекуле атомы серы. 
К ним относятся тиолы, полисульфиды, тиосемикарбазиды, сульфиды, сульфоксиды, сульфонаты, тиобензамиды, тиокарбаматы, тиомочевины, тиосульфокислоты, тиофены, серосодержащие триазолы и тетразолы, тиоционаты, меркаптаны, серосодержащие альдегиды, кетосульфиды, тиоэфиры, дитиацикланы и т.д.

Из фосфорсодержащих соединений в качестве ингибиторов коррозии используются тиофосфаты, пирофосфаты, фосфорамиды, фосфоновые кислоты, фосфонаты, диалкил- и диарилфосфаты. Кислород обладает наименьшими защитными свойствами в ряду гетероатомов: кислород, азот, сера, селен, но на основе кислородсодержащих соединений возможно создание высокоэффективных ингибиторных композиций.

Нашли применение пираны, пирины, диоксаны, фенолы, циклические и линейные эфиры, эфиры аллиловых спиртов, бензальдегиды и бензойные кислоты, димочевины, спирты, фураны, диоксоланы, ацетали, диоксоцикланы и др.

В последние годы при разработке ингибиторов коррозии наметилась тенденция к применению сырья, содержащего переходные металлы, комплексы на их основе и комплексообразующие соединения, которые взаимодействуют с переходными металлами, присутствующими в электролите или на защищаемой поверхности.

Доказано, что на основе таких соединений и комплексов , используя в качестве сырья отходы катализаторных производств и отработанные катализаторы, можно создать высокоэффективные экологически чистые ингибиторы коррозии углеродистых сталей в водных средах. 

К наиболее изученным относятся соединения и комплексы на основе органополимолибдатов, ароматических и алифатических аминов, гидразидов некоторых органических кислот, триазолов, включающих Zn,Ni, Al,Co и их соли. 
Хемосорбция комплексов на поверхности стали происходит в результате взаимодействия комплексного аниона, который образуется при диссоциации комплекса в водных средах, с электронами незавершенных d-орбиталей железа. К сожалению, используемые реагенты не всегда обеспечивают достаточно высокий защитный эффект.  Даже в условиях одного НГДУ или месторождения на разных участках этот показатель может существенно различаться.  Это может быть связано с растворимостью (диспергируемостью) ингибитора в пластовых флюидах, низкой степенью его совместимости с пластовыми водами, неправильным подбором реагента для конкретных условий.  Обычно на практике эту проблему решают, увеличивая дозировку реагента, что тоже не всегда дает нужный эффект.  Следовательно, необходимо создание новых ингибиторных композиций, которые могли бы обеспечивать высокий защитный эффект в широком диапазоне условий применения либо улучшение качества уже существующих составов.

Таким образом, для решения сложных задач, связанных с коррозионным разрушением оборудования и трубопроводов, необходимо создание новых ингибиторных композиций или применение физических методов воздействия на коррозионные среды, или же совместное использование химических и физических методов.

Источник: //neftegaz.ru/tech-library/neftekhimiya/141609-ingibitornaya-zashchita-truboprovodov/

Ингибирующий эффект поверхностно-прореагировавшего стеклянно-иономерного (s-prg) элюата на адгезию и колонизацию streptococcus mutans | научные доклады – Научные доклады – 2020

Ингибирующий эффект это

Поверхностно-предварительно обработанный стеклоиономерный (S-PRG) наполнитель представляет собой биоактивный наполнитель, изготовленный по технологии PRG, который применяется для различных стоматологических материалов. Наполнитель S-PRG может высвобождать несколько ионов из стеклоиономерной фазы, образованной в наполнителе.

В настоящем исследовании были детально изучены ингибирующие эффекты, вызванные элюатом S-PRG (приготовленным с наполнителем S-PRG), против Streptococcus mutans , основного возбудителя кариеса зубов. Элюат S-PRG эффективно ингибировал рост S. mutans, особенно в бактериях до фазы логарифмического роста.

Микроматричный анализ проводили для выявления изменений в экспрессии гена S. mutans в присутствии элюата S-PRG. S-PRG элюирует заметно подавленные опероны, связанные с метаболизмом сахара S. mutans , такие как оперон pdh, кодирующий комплекс пируватдегидрогеназы, и оперон glg, кодирующий предполагаемую гликогенсинтазу.

Элюат S-PRG ингибировал некоторые свойства S. mutans in vitro в отношении развития кариеса, особенно перед активным ростом. Эти результаты предполагают, что элюат S-PRG может эффективно ингибировать бактериальный рост S. mutans после подавления оперонов, участвующих в метаболизме сахара, что приводит к ослаблению кариогенности S.

mutans , особенно перед активной фазой роста.

Streptococcus mutans участвует в качестве основного возбудителя кариеса у людей 1 . Хотя механизмы кариеса были хорошо изучены, а заболеваемость кариесом в большинстве развивающихся стран снижена, искоренение кариеса остается трудным 2 . Таким образом, в разных странах разрабатываются новые стоматологические препараты для профилактики кариеса 3, 4, 5 .

Поверхностные предварительно прореагировавшие стеклянно-иономерные (S-PRG) наполнители были синтезированы по технологии PRG, включающей реакцию между фторбороалюмосиликатным стеклом и раствором полиакриловой кислоты 6 .

Наполнитель S-PRG используется в различных стоматологических материалах, включая композитные смолы, связующие вещества, цементы и смоляные герметики 7, 8 .

Кроме того, сообщалось об исследованиях, посвященных полезности наполнителей S-PRG в средствах гигиены полости рта, таких как жидкости для полоскания рта, для подавления бактерий или неприятного запаха изо рта 9 Наполнители S-PRG могут выделять шесть ионов: фторид (F – ), натрий (Na + ), борат (BO 3 3– ), алюминий (Al 3+ ), силикат (SiO 3 2– ) и стронций (Sr 2+). ), которые обладают противомикробной активностью в отношении различных бактерий полости рта 10 . Хотя антимикробная активность S-PRG-наполнителей против S. mutans была описана 11, 12, 13, подробные механизмы ингибирования S-PRG-наполнителей остаются неизвестными.

Развитие кариеса зубов, вызванное S. mutans , индуцируется ростом, выживанием и адгезией бактерий, что приводит к образованию биопленок микробными сообществами 14 .

Метаболизм сахара является важным фактором для роста и выживания S. mutans 15, 16, который индуцируется по пути Embden-Meyerhof-Parnas 16 .

Метаболические пути сахара, включая путь Эмбдена-Мейерхофа-Парнаса, в основном наблюдаются у S. mutans во время роста, а не в стационарной фазе 17 .

В настоящем исследовании мы исследовали, может ли элюат S-PRG, полученный с наполнителем S-PRG, ингибировать бактериальный рост S. mutans .

Кроме того, молекулярно-биологический подход, сфокусированный на изменениях экспрессии гена S. mutans в присутствии элюата S-PRG, был выполнен с использованием анализа микроматрицы ДНК.

Кроме того, мы проанализировали ингибирующее действие элюата S-PRG на некоторые свойства S. mutans in vitro, связанные с развитием кариеса.

Элюат S-PRG добавляли в конечных концентрациях 0%, 6, 3%, 12, 5% и 25, 0% в бульон для инфузии сердца (BHI) (Difco Laboratories, Детройт, Мичиган, США). Бактериальные суспензии корректировали в бульоне BHI с элюатом S-PRG или без него в конечных концентрациях в диапазоне от 1, 0 × 10 3 до 1, 0 × 10 8 КОЕ / мл.

После 18-часовой инкубации при 37 ° C рост бактерий измеряли при OD 550, а затем бактериальные суспензии высевали на чашки с агаром Mitis Salivarius (Difco Laboratories), содержащие бацитрацин (0, 2 ед. / Мл; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, США) и 15% (мас. / Об.) Сахарозы (агар MSB), которые анаэробно культивировали при 37 ° С в течение 48 часов.

Элюат S-PRG, добавленный к бактериальным суспензиям (от 1, 0 × 10 3 до 1, 0 × 10 5 КОЕ / мл в бульоне BHI), заметно ингибировал рост бактерий даже после инкубации при 37 ° C в течение 18 часов. Это ингибирование зависело от концентрации S-PRG как для плотности OD 550, так и для количества бактерий (Fig. 1A, B).

Хотя немного более низкие значения OD 550 наблюдались в бактериальных суспензиях с концентрациями в диапазоне от 1, 0 × 10 6 до 1, 0 × 10 8 КОЕ / мл, тестируемые штаммы при концентрациях> 1, 0 × 10 6 КОЕ / мл не показали значительного снижения числа клеток даже когда элюат S-PRG был добавлен в высоких концентрациях.

Таким образом, тестируемые штаммы, доведенные до конечной плотности 1, 0 × 10 7 КОЕ / мл, не ингибировались при росте даже в присутствии 25% элюата S-PRG после 18-часовой инкубации при 37 ° C и в основном использовались в последующих исследованиях. Затем мы отслеживали кинетику ингибирования роста 1, 0 × 10 7 КОЕ / мл S.

mutans в присутствии каждой концентрации элюата S-PRG до достижения стационарной фазы. Бактериальный рост S. mutans без элюата S-PRG достигал плато через 7 ч после инкубации, а время задержки увеличивалось дозозависимым образом с элюатом S-PRG (рис. 1C). Время задержки S.

mutans до достижения стационарной фазы в присутствии 25% элюата S-PRG было примерно в два раза больше, чем в отсутствие элюата S-PRG. Кроме того, отслеживали выживаемость 1, 0 × 10 7 КОЕ / мл S. mutans в присутствии каждой концентрации элюата S-PRG после стационарной фазы (рис. 1D). Восстановленные бактериальные числа не различались у S.

mutans в присутствии каждой концентрации элюата S-PRG после двух дней инкубации. Однако количество восстановленного S. mutans было уменьшено дозозависимым образом с элюатом S-PRG, и бактерии не были выделены в присутствии 25% элюата S-PRG через 10 дней после инкубации.

Ингибирование S. mutans MT8148, выращенного элюатом S-PRG. ( A, B ) Бактериальный рост путем добавления различной концентрации элюата с последующей 18-часовой инкубацией. Рост определяли по значениям OD 550 в бульоне BHI ( A ) и определяли количество бактерий на чашках MSB ( B ).

( C ) Бактериальный рост путем добавления 1 × 10 7 КОЕ / мл S. mutans в нескольких временных точках, что определяли по значениям OD 550 в бульоне BHI. ( D ) Бактериальная выживаемость путем добавления 1 × 10 7 КОЕ / мл S.

mutans в нескольких временных точках, что было определено путем добавления серийных разведений бактериальных суспензий в планшеты MSB.

Изображение в полном размере

Анализы ДНК-микрочипов

Элюат S-PRG может задерживать рост бактерий и ингибировать выживаемость бактерий в 1, 0 × 10 7 КОЕ / мл S. mutans ; таким образом, мы решили идентифицировать ключевые гены S. mutans, пораженные элюатом S-PRG. 1, 0 × 10 7 КОЕ / мл S.

mutans MT8148 и UA159 в бульоне BHI культивировали с каждой указанной концентрацией элюата S-PRG при 37 ° С в течение 18 часов. Затем образцы РНК были извлечены из каждого образца для анализа микрочипов. В анализе микрочипов мы оценили три условия при нескольких концентрациях элюата S-PRG: 0% против 6, 3%, 0% против 12, 5% и 0% против 25, 0%.

Из списка генов мы выбрали для сравнения гены с увеличенными или уменьшенными изменениями, превышающими 1, 0 отношения Log2. Во-первых, мы идентифицировали гены, четко регулируемые при всех трех условиях, которые были идентифицированы как у S. mutans MT8148, так и UA159, чтобы уменьшить смешанные эффекты ложных сигналов (Fig. 2A).

Анализ микроматрицы ДНК показал, что восемь генов были подавлены во всех сравнениях (таблицы 1, 2). Среди этих генов гены, кодирующие комплекс пируватдегидрогеназы (PDH), который играет важную роль в выживании S. mutans и тесно связан с метаболизмом сахара 15, 18, были заметно подавлены.

Комплекс PDH образует оперон, содержащий четыре гена, pdhD , pdhA , pdhB и pdhC 15, каждый из которых подавлялся элюатом S-PRG зависимым от концентрации образом как в MT8148, так и в UA159 (Fig. 2B).

Измененная экспрессия ключевых генов как в S. mutans MT8148, так и в UA159 в трех различных условиях с использованием анализа ДНК-микрочипов. ( A ) Обнаружение измененных генов в присутствии элюата S-PRG. ( B ) Изменения в экспрессии генов в опероне pdh MT8148 и UA159 в присутствии элюата S-PRG.

Изображение в полном размере

Таблица в натуральную величину

Таблица в натуральную величину

Мы также выполнили анализ ДНК-микрочипов в двух различных условиях, сосредоточив внимание на концентрациях элюата S-PRG 0% против 12, 5% и 0% против 25, 0% (рис. 3А), которые показали, что девять генов были подавлены как в MT8148, так и в UA159 (таблицы 3). 4).

Среди подавленных генов четыре гена, кодирующие предполагаемую гликогенсинтазу, названные glgA , glgB , glgC и glg D 19, были снижены с помощью элюата S-PRG в зависимости от концентрации (Fig. 3B). Эти гены участвуют в синтезе гликогена, и полученный гликоген используется для выживания S. mutans в условиях недостатка сахара 19, 20 .

Мы также проанализировали гены, заметно регулируемые в трех условиях при нескольких концентрациях элюата S-PRG: 6, 3%, 12, 5% и 25, 0%, которые были идентифицированы либо в MT8148, либо в UA159 (рис. 4А).

Среди 40 идентифицированных генов (8 и 32 гена, идентифицированных в MT8148 и UA159 соответственно) (Таблицы 5, 6), lac оперон ( lacA , lacB , lacC , lacD , lacE , lacF , lacG ), который участвует в галактозе и метаболизм лактозы у S. mutans 21 заметно снижается в UA159 зависимым от концентрации образом (Fig. 4B).

Хотя оперон comY ( comYA , comYB , comYC , comYD ), который связан с определением кворума и формированием биопленки 22, 23, был подавлен в UA159, сигналы и ингибирование оперона comY были менее заметными по сравнению с другими оперонами.

Измененная экспрессия ключевых генов как в S. mutans MT8148, так и в UA159 в двух разных условиях, обнаруженных с помощью анализа микроматрицы ДНК. ( A ) Обнаружение измененных генов в присутствии элюата S-PRG. ( B ) Изменения в экспрессии генов в опероне glg MT8148 и UA159 в присутствии элюата S-PRG.

Изображение в полном размере

Таблица в натуральную величину

Таблица в натуральную величину

Измененная экспрессия ключевых генов в S. mutans MT8148 или UA159 в трех различных условиях с использованием анализа ДНК-микрочипов. ( A ) Обнаружение измененных генов в присутствии элюата S-PRG. ( B ) Изменения в экспрессии генов в lac опероне MT8148 и UA159 в присутствии элюата S-PRG.

Изображение в полном размере

Таблица в натуральную величину

Таблица в натуральную величину

Никакие гены не были повышены как в MT8148, так и в UA159 при всех трех протестированных условиях элюата. Анализ микроматрицы ДНК с использованием двух различных концентраций элюата (дополнительная фиг.

1А) показал, что только два гена были активированы с более низкими кратными изменениями как в MT8148, так и в UA159 (дополнительные таблицы 1 и 2). Кроме того, мы идентифицировали шесть генов либо в MT8148, либо в UA159 в трех различных тестируемых условиях (дополнительная рис. 1B).

Тем не менее, эти изменения в экспрессии для всех генов были относительно небольшими (дополнительные таблицы 3 и 4).

Ингибирующие эффекты элюата S-PRG при сахарозозависимой адгезии in vitro

Бактериальные суспензии доводили в бульоне BHI, содержащем 1% сахарозы, до конечной концентрации 1, 0 × 10 7 КОЕ / мл S. mutans с или без элюата S-PRG. Затем бактериальные суспензии культивировали при 37 ° С в течение 18 часов под углом 30 °, и сахарозависимый анализ адгезии проводили, как описано ранее 24 .

Перед анализом мы подтвердили, что не было различий в общем количестве протестированных бактерий (адгезивных клеток и неадгезивных клеток) в культивируемых бактериях среди различных концентраций элюата S-PRG (рис. 5А, В). Элюат S-PRG значительно ингибировал зависимую от сахарозы адгезию S.

mutans зависимым от концентрации образом ( P

Источник: //ru.ovalengineering.com/inhibitory-effect-surface-pre-reacted-glass-ionomer-eluate-against-adhesion-726835

ингибиторы — Химическая энциклопедия

Ингибирующий эффект это

ИНГИБИТОРЫ (от лат. mhibeo — останавливаю, сдерживаю)

вещества, тормозящие хим. реакции. Ингибирование характерно для каталитич и цепных реакций, которые протекают с участием активных центров или активных частиц. Тормозящее действие обусловлено тем, что И. блокирует активные центры катализатора или реагирует с активными частицами с образованием малоактивных радикалов, не способных продолжать цепь. И.

вводится в систему в концентрации много меньшей, чем концентрации реагирующих веществ (10−2–10−5 моль%). Кинетика реакций с участием И. принципиально различна для каталитических и цепных реакций. В каталитич. реакции число активных центров фиксировано и И., блокируя часть из них, не расходуется в ходе процесса. Поэтому при введении И.

скорость реакции снижается, а затем процесс протекает длит. время с постоянной скоростью. В некоторых случаях эта скорость может медленно возрастать из-за расходования И. по к.-л. побочной реакции. В цепной реакции активные частицы непрерывно генерируются, что приводит к расходованию И.

и постепенному самоускорению реакции (в случае цепной неразветвленной реакции обычно восстанавливается исходная скорость).

Ингибирование цепных реакций. Длительность t тормозящего действия И. наз. периодом индукции; число цепей f, которые обрывает одна молекула И., последовательно вступая в реакции обрыва, наз.

стехиометрич. коэф. ингибирования. При исходной концентрации И. [И]0 и скорости инициирования цепей vi период индукции равен: t = f [И]0/vi. Например, хинон тормозит полимеризацию виниловых мономеров, вступая в след.

реакции:

В этом случае f= 2 и t = 2[И]0/vi. В некоторых системах происходит регенерация И. в реакциях обрыва цепи, в результате чего одна молекула И. и образующийся из нее радикал многократно участвуют в реакциях обрыва. Например, при введении ионов меди в окисляющийся изопропиловый спирт цепи обрываются в результате протекания след. чередующихся реакций:

В таких системах наблюдаются периоды индукции, намного превышающие 2[И]0/vi. Для каждой реакции существует специфич. набор И.

: реакцию водорода с хлором тормозят NCl3 и O2, реагирующие с атомами хлора; полимеризацию виниловых мономеров — хиноны, нитросоединения, I2, стабильные радикалы (дифенилпикрилгидразил, нитроксильные радикалы), акцептирующие алкильные макрорадикалы; окисление орг соед.

(углеводородов, каучуков и полиолефинов) фенолы, ароматич. амины, аминофенолы, реагирующие с пероксильными радикалами RO2; крекинг углеводородов олефины и оксиды азота, реагирующие с алкильными радикалами. Для тушения горения орг соед. используют галогенуглеводороды CF3Br, CF2ClBr, C2F4Br2.

Их ингибирующее действие вызвано тем, что разветвляющими агентами при горении являются атомы Н, с которыми И. вступают в реакцию: RBr + Образующийся HBr вызывает дополнит. обрыв цепей по реакциям:

(М — любая третья частица). Для тушения горения применяют также огнегасящие порошки (напр.. NaHCO3, фосфорно-аммониевые соли), которые обладают комбинир. действием: снижают концентрацию радикалов из-за интенсивного обрыва цепей на поверхности и вызывают повыш. теплоотвод (см. горение). Различают слабые и сильные И. данной реакции. Сильным считается такой И.

, который, если его ввести в достаточно большой концентрации, сокращает длину цепи до единицы или уменьшает скорость реакции в v0/vi раз, где v0 — исходная скорость реакции. Слабый И., даже введенный в сравнительно высокой концентрации, снижает скорость реакции от vi до некоторого значения v > vi. Вызвано это тем, что из молекул слабого И.

образуются радикалы, способные продолжать цепь, в силу чего отношение v0/v уменьшается с увеличением [И]0, не достигнув значения v0/vi. И., оказывающий сильное тормозящее действие в небольшой концентрации, наз. эффективным. Эффективность И. характеризуют значением производной —dv/d[И].

Например, окисление углеводорода RH в присутствии инициатора, создающего скорость инициирования vi, определяется скоростью продолжения цепи с участием пероксильного радикала:

так что начальная скорость цепного окисления v = kp. [RH] []. В присут. И., напр., фенола, цепи обрываются по реакции типа продукты. В квазистационарных условиях скорости инициирования и обрыва равны: vi = fkt[И][RO2], поэтому [] = vi/fkt [И] и v = kp[RH]vi/fkt [И]. Эффективность ингибирования характеризуется величиной отношения fkt/kp.

Для ингибирования цепных разветвленных реакций характерны критич. явления, сущность которых состоит в резком снижении скорости реакции при очень незначит. увеличении концентрации И. Примером может служить ингибир. автоокисление углеводородов RH, в котором осн. источником радикалов является продукт окисления ROOH.

При достаточно высокой температуре или в присутствии катализатора, интенсивно превращающего ROOH в радикалы, окисление RH может протекать в квазистационарном режиме, когда скорость образования ROOH практически равна скорости его расходования. Т.к. скорость образования ROOH зависит и от концентрации И., и от концентрации ROOH, существует некоторая критич. концентрация И.

, при которой система переходит от нестационарного к квазистационарному режиму при очень незначительном (на 0,1–1%) изменении концентрации И. Это выражается в резком изменении скорости реакции или периода индукции И. Два И., введенных в реагирующую систему, могут взаимно усилить ингибирующее действие друг друга (т. наз. синергизм И.) или ослабить его (антагонизм И.

); нередко наблюдается и аддитивное действие двух И. Если t1 и t2 — длительности тормозящего действия первого и второго И., введенных порознь, а t12 — длительность их совместного действия, то в случае синергизма t12 > (t1 + t2), в случае антагонизма t12 < (t1 + t2). На диаграмме t — концентрация И. в случае синергизма наблюдается максимум. Синергизм И. может быть обусловлен либо разл.

механизмами тормозящего действия И. (напр., при ингибир. окислении RH один И. обрывает цепи, а другой разрушает ROOH), либо хим. взаимодействием между двумя И. или продуктами их превращения.

Ингибирование гетерогенно-каталитических реакций осуществляется веществами, которые наз. ядами каталитическими. Торможение реакции обусловлено снижением активности катализатора вследствие адсорбции И. на его поверхности.

Ингибирование ферментативных реакций м. б. обратимым и необратимым. В обоих случаях И. способен к образованию комплекса с ферментом, но не м. б. подвергнут каталитич. превращению и препятствует образованию комплекса фермент — субстрат.

Например, бутанол ингибирует гидролиз сложных эфиров, катализированный карбоксипептидазой. Различают след. случаи обратимого ингибирования. Прямое конкурентное ингибирование, при котором молекулы И. I и субстрата S конкурируют за присоединение к активному центру фермента Е.

Процесс описывается соотношениями (Р — продукт превращения):

При таком механизме торможения, если [Е]

Источник: //gufo.me/dict/chemistry_encyclopedia/%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B8%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B

ТерриторияЗдоровья
Добавить комментарий