bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2023-21-1-26-34bsuir-3561Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSЭлектромагнитная активизация салициловой кислоты в комплексе с оксидированной цинк-графеновой структуройElectromagnetic Activation of Salicylic Acid in a Complex with Oxidized Zinc-graphene StructureКалискаровВ. Ю.KaliskarovV. Y.

студент кафедры микро- и наноэлектроники 

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6 

Diploma Student at the Department of Micro- and Nanoelectronics 

220013, Minsk, P. Brovkа St., 6 

ЗелковскийЕ. А.ZialkouskiY. A.

студент кафедры микро- и наноэлектроники 

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6 

Student at the Department of Micro- and Nanoelectronics 

220013, Minsk, P. Brovkа St., 6 

РадюкД. В.RadziukD. V.

Радюк Дарья Владимировна, к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник НИЛ «Интегрированные микро- и наносистемы» 

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6 

+375 17 293-88-03

Radziuk Darya Vladimirovna, Cand. of Sci., Leading Scientist in the Research Laboratory “Integrated Micro- and Nano systems” 

220013, Minsk, P. Brovkа St., 6 

radziuk@bsuir.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2023010320232112634Copyright © Калискаров В.Ю., Зелковский Е.А., Радюк Д.В., 20232023Калискаров В.Ю., Зелковский Е.А., Радюк Д.В.Kaliskarov V.Y., Zialkouski Y.A., Radziuk D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3561

Представлен метод электромагнитной активизации молекул салициловой кислоты per se (СК) посредством ультразвукового (20 кГц) комплексообразования с оксидированной цинк-графеновой структурой. Результатом разработки явились сформированные наночастицы «ZnO – частично восстановленный кислородсодержащий графен (кГ) – СК» со средним размером (5,53 ± 0,11) нм и гексагональной сингонией типа вюрцита оксида цинка с комплексами молекул салициловой кислоты. Комплексообразование салициловой кислоты с матрицей «ZnO – кГ» приводит к усилению электромагнитного поля салициловой кислоты в 102 раза с локальным увеличением при контакте с ZnO в 103 раза и, как следствие, к избирательной электромагнитной активизации молекул лекарственного вещества. Разработанный метод формирования наночастиц с составом «ZnO – кГ – СК» можно применить ко многим другим лекарственным соединениям и устройствам на их основе, что представляет большой интерес для медицинской электроники и наномедицины. 

This work aims at the development of a method of electromagnetic activation of salicylic acid molecules per se (SA) through the ultrasonic (20 kHz) complexation with oxidized zinc-graphene structure. The result of this work implies synthesized nanopartiсles “ZnO – partially restored graphene oxide (rGO) – SA” with the average size of (5.53 ± 0.11) nm and hexagonal wurtzite zinc oxide structure with complexed SA molecules. Complexation of SA with “ZnO – rGO” matrix causes magnification of electromagnetic field of SA by 102 times with the local enhancement at the contact with ZnO by 103 times, and therefore allowing selective electromagnetic activation of drug molecules. The developed method of “ZnO – rGO – SA” nanoparticles formation can be applied to many different drugs and drug-based devices, thereby introducing a great interest in medicinal electronics and nanomedicine.  

металлолекарственные наночастицыоксид цинкакислородсодержащий графенультразвукнестероидные противовоспалительные препаратыметаллокомплексmetallodrug nanoparticleszinc oxidereduced graphene oxideultrasoundnonsteroidal antiinflammatory drugsmetallocomplexReferencesRena G., Sakamoto K. (2014) Salicylic Acid: Old and New Implications for the Treatment of Type 2 diabetes? Diabetol. Int. 5 (4), 212–218. DOI: 10.1007/s13340-014-0177-8.Rena G., Sakamoto K. (2014) Salicylic Acid: Old and New Implications for the Treatment of Type 2 diabetes? Diabetol. Int. 5 (4), 212–218. DOI: 10.1007/s13340-014-0177-8.Bashir A. I. J., Kankipati C. S., Jones S., Newman R. M., Safrany S. T., Perry C. J., Nicholl I. D. (2019) A Novel Mechanism for the Anticancer Activity of Aspirin and Salicylates. Int. J. Oncol. 54 (4), 1256–1270. DOI: 10.3892/ijo.2019.4701.Bashir A. I. J., Kankipati C. S., Jones S., Newman R. M., Safrany S. T., Perry C. J., Nicholl I. D. (2019) A Novel Mechanism for the Anticancer Activity of Aspirin and Salicylates. Int. J. Oncol. 54 (4), 1256–1270. DOI: 10.3892/ijo.2019.4701.JanoŠ P., Spinello A., Magistrato A. (2021) All-atom Simulations to Studying Metallodrugs. Target Interactions. Curr. Opin. Chem. Biol. (61), 1–8. DOI: 10.1016/j.cbpa.2020.07.005.JanoŠ P., Spinello A., Magistrato A. (2021) All-atom Simulations to Studying Metallodrugs. Target Interactions. Curr. Opin. Chem. Biol. (61), 1–8. DOI: 10.1016/j.cbpa.2020.07.005.Stathopoulou M.-E. K., Banti C. N., Kourkoumelis N., Hatzidimitriou A. G., Kalampounias A. G., Hadjikakou S. K. (2018) Silver Complex of Salicylic Acid and its Hydrogel-cream in Wound Healing Chemotherapy. J Inorg. Biochem. (181), 41–55. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2018.01.004.Stathopoulou M.-E. K., Banti C. N., Kourkoumelis N., Hatzidimitriou A. G., Kalampounias A. G., Hadjikakou S. K. (2018) Silver Complex of Salicylic Acid and its Hydrogel-cream in Wound Healing Chemotherapy. J Inorg. Biochem. (181), 41–55. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2018.01.004.Banti C. N., Papatriantafyllopoulou C., Tasiopoulos A. J., Hadjikakou S. K. (2018) New Metalo-therapeutics of NSAIDs Against Human Breast Cancer Cells. Eur. J Med. Chem. (143), 1687–1701. DOI: 10.1016/j.ejmech.2017.10.067.Banti C. N., Papatriantafyllopoulou C., Tasiopoulos A. J., Hadjikakou S. K. (2018) New Metalo-therapeutics of NSAIDs Against Human Breast Cancer Cells. Eur. J Med. Chem. (143), 1687–1701. DOI: 10.1016/j.ejmech.2017.10.067.Wu X.-W., Zheng Y., Wang F.-X., Cao J.-J., Zhang H., Zhang D.-Y., Tan C.-P., Ji L.-N., Mao Z.-W. (2019) Anticancer IrIII-aspirin Conjugates for Enhanced Metabolic Immunomodulation and Mitochondrial Lifetime Imaging. Chem. Eur. J. 25 (28), 7012–7022. DOI: 10.1002/chem.201900851.Wu X.-W., Zheng Y., Wang F.-X., Cao J.-J., Zhang H., Zhang D.-Y., Tan C.-P., Ji L.-N., Mao Z.-W. (2019) Anticancer IrIII-aspirin Conjugates for Enhanced Metabolic Immunomodulation and Mitochondrial Lifetime Imaging. Chem. Eur. J. 25 (28), 7012–7022. DOI: 10.1002/chem.201900851.Deng J., Gou Y., Chen W., Fu X., Deng H. (2016) The Cu/Ligand Stoichiometry Effect on the Coordination Behavior of Aroyl Hydrazone with Copper(II): Structure, Anticancer Activity and Anticancer Mechanism. Bioorg. Med. Chem. 24 (10), 2190–2198. DOI: 10.1016/j.bmc.2016.03.033.Deng J., Gou Y., Chen W., Fu X., Deng H. (2016) The Cu/Ligand Stoichiometry Effect on the Coordination Behavior of Aroyl Hydrazone with Copper(II): Structure, Anticancer Activity and Anticancer Mechanism. Bioorg. Med. Chem. 24 (10), 2190–2198. DOI: 10.1016/j.bmc.2016.03.033.Zare M., Namratha K. (2018) Surfactant Assisted Solvothermal Synthesis of ZnO Nanoparticles and Study of their Antimicrobial and Antioxidant Properties. J Mater. Sci. Technol. 34 (6), 1035–1043. DOI: 10.1016/j.jmst.2017.09.014.Zare M., Namratha K. (2018) Surfactant Assisted Solvothermal Synthesis of ZnO Nanoparticles and Study of their Antimicrobial and Antioxidant Properties. J Mater. Sci. Technol. 34 (6), 1035–1043. DOI: 10.1016/j.jmst.2017.09.014.Widiyastuti W., Wang W.-N. (2007) A Pulse Combustion Spray Pyrolysis Process for the Preparation of Nano and Submicrometer Sized Oxide Particles. J. Am. Ceram. Soc. 90 (12), 3779–3785. DOI: /10.1111/j.15512916.2007.02045.x.Widiyastuti W., Wang W.-N. (2007) A Pulse Combustion Spray Pyrolysis Process for the Preparation of Nano and Submicrometer Sized Oxide Particles. J. Am. Ceram. Soc. 90 (12), 3779–3785. DOI: /10.1111/j.15512916.2007.02045.x.Saloga P. E. J., Thünemann A. F. (2019) Microwave Assisted Synthesis of Ultrasmall Zinc Oxide Nanoparticles. Langmuir. 35 (38), 12469–12482. DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b01921.Saloga P. E. J., Thünemann A. F. (2019) Microwave Assisted Synthesis of Ultrasmall Zinc Oxide Nanoparticles. Langmuir. 35 (38), 12469–12482. DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b01921.Hinman J. J., Suslick K. S. (2017) Nanostructured Materials Synthesis Using Ultrasound. Top Curr. Chem. (Z). 375 (1), 59–94. DOI: 10.1007/s41061-016-0100-9.Hinman J. J., Suslick K. S. (2017) Nanostructured Materials Synthesis Using Ultrasound. Top Curr. Chem. (Z). 375 (1), 59–94. DOI: 10.1007/s41061-016-0100-9.Laurenti M., Lamberti A. (2019) Graphene Oxide Finely Tunes the Bioactivity and Drug Delivery of Mesoporous ZnO Scaffolds. ACS Appl. Mater. Interfaces. 11 (1), 449–456. DOI: 10.1021/acsami.8b20728.Laurenti M., Lamberti A. (2019) Graphene Oxide Finely Tunes the Bioactivity and Drug Delivery of Mesoporous ZnO Scaffolds. ACS Appl. Mater. Interfaces. 11 (1), 449–456. DOI: 10.1021/acsami.8b20728.Alipour N., Namazi H. (2020) Chelating ZnO-Dopamine on the Surface of Graphene Oxide and its Application as pH-Responsive and Antibacterial Nanohybrid Delivery Agent for Doxorubicin. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. (108), 110459. DOI: 10.1016/j.msec.2019.110459.Alipour N., Namazi H. (2020) Chelating ZnO-Dopamine on the Surface of Graphene Oxide and its Application as pH-Responsive and Antibacterial Nanohybrid Delivery Agent for Doxorubicin. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. (108), 110459. DOI: 10.1016/j.msec.2019.110459.VolovŠek V., Colombo L., Furić K. (1983) Vibrational Spectrum and Normal Coordinate Calculations of the Salicylic Acid Molecule. J Raman Spectrosc. 14 (5), 347–352. DOI: /10.1002/jrs.1250140511.VolovŠek V., Colombo L., Furić K. (1983) Vibrational Spectrum and Normal Coordinate Calculations of the Salicylic Acid Molecule. J Raman Spectrosc. 14 (5), 347–352. DOI: /10.1002/jrs.1250140511.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.