Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Схема уничтожения протистов T. gondii
Рис. 2. Процент погибших в результате обработки лазером клеток: без предварительной обработки системой золото-антитела (пунктир) и с предварительной обработкой (сплошная линия)

Золотые пульки

Ключевые слова:  золото, периодика, тахизоит

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

03 декабря 2007

Наночастицы золота различной формы давно привлекают внимание ученых как потенциальные помощники в фототермальной (фотодинамической) терапии. В частности, с этой целью уже использовались агрегаты золотых наносфер. Возможность получать золотые нанопрутья, селективно поглощающие в ближней ИК области, где человеческое тело относительно прозрачно, делает и их перспективными кандидатами для фототермальной терапии. Благодаря продольному плазмонному резонансу, золотые нанопрутья обладают максимально возможной на сегодняшний день светопоглощающей способностью, что уже позволило использовать их для уничтожения клеток раковых опухолей. Dakrong Pissuwan с коллегами исследовали возможность использования золотых нанопрутьев для уничтожения фототермальным методом внутриклеточных паразитов. Эти идеи были протестированы in vitro на организмах Toxoplasma gondii и соответствующие тесты увенчались успехом.

Toxoplasma gondii(T. gondii) – это внутриклеточные паразиты, чрезвычайно распространенные у людей и животных. Степень инфицирования человека этими микроорганизмами составляет 10-90% в разных странах. Кроме того, T. gondii способны вызвать опасное заболевание – токсоплазмоз. Для этих одноклеточных характерна фазность развития: в организме промежуточных хозяев – фаза облигатно внутриклеточного развития (фаза тахизоитов), заканчивающаяся образованием псевдоцист, и внеклеточная фаза брадизоитов, завершающаяся образованием тканевых цист в головном мозге; в организме хозяев – внутриклеточная, внутриэпителиальная фаза, завершающаяся образованием гаметоцитов и гамет; вне организма – фаза споруляции. В результате взаимоотношений паразит – хозяин тахизоиты вызывают смерть клетки хозяина, после чего освободившиеся тахизоиты переносятся током крови, заражая соседние клетки и вновь начиная цикл смертоносного взаимодействия.

Для селективного уничтожения паразитов использовалась система анти-T. gondii – золото. Антитело позволяет системе селективно пришиваться к паразиту-мишени, после чего последующая фототермия приводит к его гибели. Для проведения эксперимента были выращены нанопруки металлического золота, на которые затем нанесли анти-T. gondii. Тахизоиты были приготовлены в результате роста T. gondii в клетках почек африканских обезьян. В результате двустадийной обработки клеток протистов системой золото-антитела (30 мин, 37 °C) с последующей обработкой лазерным излучением число погибших клеток варьировалось в пределах 18.8±7.6% (0.7 W/m2) до 82.9±4.2% (51 W/m2) в зависимости от плотности излучения. Для сравнения, под действием лазерного излучения был исследован контрольный образец, не содержащий систему золото-антитела, и было показано, что в этом случае вне зависимости от интенсивности излучения погибает 14.7±3.7% клеток.

Таким образом, предложенный подход действительно является перспективным методом борьбы с внеклеточными тахизоитами.

Уточникова Валентина

Статья A Golden Bullet? Selective Targeting of Toxoplasma gondii Tachyzoites Using Antibody-Functionalized Gold Nanorods опубликована в Nano Letters.


Источник: Nano Letters



Комментарии
"дотодинамической" (photodynamic) - видимо, очепятка?
А вообще, золотой век золотых наночастиц ещё впереди
Гольдт Илья Валерьевич, 03 декабря 2007 15:51 
похоже на то, исправил
спасибо
Shvarev Alexey Y, 03 декабря 2007 21:38 
Фотодинамическая терапия токсоплазмоза выглядит следующим образом. Сначал пациента вымачивают в кислотной ванне до полной деминерализации костей. Затем пациента пропускают через прокатный стан, сплющивая между стальными валками до толщины при которой тело становится прозрачным для ИК-излучения. После облучения ИК-лазером пациента надувают сжатым воздухом до прежнего размера.
Трусов Л. А., 03 декабря 2007 23:07 
стальными валками
Насчёт проницаемости для ближнего ИК.
А вы уверены, что всё так плохо?
Коэффициенты экстинкции в студию! (хотя бы примерные... . )
Красный свет - порядка 650 - 750 нм проникает в тело на глубину 2-3 см.
Насчёт источника излучения - предлагаю газодинамические ИК лазеры на углекислоте
Shvarev Alexey Y А ежели зазор будет <100 мкм, то можно просто раздавить цисты с брадизоитами нафиг. Выставить правильный зазор - вот нанотехнология! Главное, чтоб не меньше 7 мкм (чтоб эритроциты не раскатать).
Я думаю, аффторы знали этот способ, трахизоиты-то тоже 3-7 мкм, их так не истребить - для них пришлось применять фотодинамику.
Хорошо что эти трахизоиты свободно в крови циркулируют - вставил в систему кровообращения трубочку прозрачную и свети себе (очень долго светить тока надо, пока весь паразит не пройдет через эту стадию)
"Фотодинамическая терапия токсоплазмоза выглядит следующим образом. Сначал пациента вымачивают в..."
Какой Вы противный!!!
Ну люди же старались!!!
Все вы вредные =)
Валя, не капризничай, пожалуйста. В Интернете люди ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ все вредные, и с этим ничего не сделаешь. Между прочим, и ты, и я, и Алексей Шварев и Александр Борисович, например,используют свои ИСТИННЫЕ ФИО, что говорит о нашей повсеместной честности. Кстати, статья тобой только ПЕРЕВЕДЕНА, а не написана, поэтому не надо столь ревниво защищать авторов... Они тоже по-своему вредные ... и могут ошибаться. А все имеют право их критиковать вплоть до писем в оригинально-английскую редакцию ... или в спортлото
вот пусть они и пишут фспортлото,
а мне ставят дисятки =)
Десятка!
Пардон, "дисятка", дисятка, дисятка!
Гольдт Илья Валерьевич, 04 декабря 2007 16:33 
Валентина, пишите больше, со временем станет лучше!
Валентина Владимировна
Ну, десятку-то я поставил сразу.
А без юмора скучно - респект Шварёву, я ему немного подыграл . Хотя в любой шутке - есть... Токсоплазмоз - такая гадкая бяка, что для успеха лечения надо бы облучать ВСЕ ткани организма - вот он и применил АРИЗ для локальной системы
А насчёт прозрачной трубочки - совсем без юмора. Это из серии "extracorporeal blood treatment systems", обработка крови (в т.ч. ИК) вне организма, для данной методы очень даже годится.
Shvarev Alexey Y, 04 декабря 2007 19:53 
Пардон! Никого не хотел обидеть, тем более шутка относилась к статье, а именно к утверждению о прозрачности организма в ИК-диапазоне. Просто все пишут, что ИК-излучение проникает... Ну хорошо, сам светил лазерной указкой, мочку уха можно "просветить" насковозь. А кофьцьенты экстикции где (стучит ботинком по столу)? (Это аффтарам) И ведь надо учесть, что свет не должен поглотится весь, хоть 10% надо оставить. Давайте вспомним, что ИК-излучение вредно. Те самые 90 процентов. Про это мало кто помнит. Почему-то все боятся микроволнового излучения, и мало кто боится смотреть в муфельную печь. Хотя разрушительный механизм обоих видов излучения тот же самый - увеличение температуры тканей. Можно конечно трубочку в кровоток засунуть и из нее светить. Может и не так много времени понадобится.
Мне вот какой вопрос интересен. Есть масса работ на тему "коллоидные частицы"+"антитела"+" мышка"+"излучение"="п оложительный результат". Биологи! Ау! А можно засунуть человеку в кровь антитела в заметной концентрации, чтобы иммунная система этого не заметила? Я ответа не знаю, мне действительно интересно. Просто вроде опухоли так изничтожают уже лет кавырнадцать на мышах, а лечения так и нет на людях. Время от времени замечаешь какого-нибудь бедолагу, которого химиотерапией лечат. И лечат веь таки. И волосы потом обратно отрастают. В чем проблема с нанотерапией? Казалось чего проще- воткнул "коллоидные частицы"+"антитела", поджарил лазером или там магнетроном. Чего проще?
Ткани тела действиельно не очень прозрачные, даже в ИК. Как и кровь, артериальная в диапазоне 650-700 имеет к.погл.~2. Но этого достаточно при ФДТ - иначе метод бы не работал; разрушающим фактором является не собственно ИК (не очень интенсивный, кстати), а вторичные физ-хим процессы с его участием (напр., при использовании порфиринов - синглетный кислород).
Насчёт "нанотерапии" (использования в ФДТ): сколько времени проходит обычно от разработки до внедрения лекарства? Больше кавырнадцати лет.
Антитела и иммунитет - замечание совершенно верное. Существует задача получить эффект (вернее, избирательно накопить эти самые частицы в нужной области) за счёт свойств самих частиц; задача вполне выполнимая. Всё еще в процессе.
Да это вы и сами знаете
----- А можно засунуть человеку в кровь антитела в заметной концентрации, чтобы иммунная система этого не заметила? -----

C применением иммунодепрессантов возможно. Во всяком случае пересадка органов проводится и иммунная система их отторгает (по крайней мере отторжение происходит нечасто)

----- Ну хорошо, сам светил лазерной указкой, мочку уха можно "просветить" насковозь. -----

Есть более эффектный опыт. Просветить указкой щёку. В темноте. Выглядит незабываемо

----- Ткани тела действиельно не очень прозрачные, даже в ИК. Как и кровь, артериальная в диапазоне 650-700 имеет к.погл.~2. -----

О! Спасибо за ссылки. Но вообще - к.погл. = 2 - это немного. Заметное поглощение (то есть окраска) наблюдаются при К порядка сотен.
Ну ладно, мир =)
Вот сейчас намалюю вам всем еще статью, ухххх повеселимся =)
Shvarev Alexey Y, 05 декабря 2007 20:52 
Погодите, погодите, К в обратных сантиметрах-это коэффициент поглощения в законе Бера? Из которого убили концентрацию. Дак это ж дофига! К=2 это значит, что на глубину 1 см проникает всего 1% излучения. И это в мягких тканях, а кости?
Я и говорю, что не очень прозрачные.
Кстати, из этого Бера толщина слоя, через который пройдёт 1% излучения L=-ln(0,01)/k=2,3 см при k=2.
На 1 см проникает 13,6%
Shvarev Alexey Y, 05 декабря 2007 21:46 
Мы, аналитики, пользуемся десятичным логарифмом (так удобнее), а константу, возникающую при смене оснований загоняем в коэффициент поглощения. Какой логарифм таки там, уважаемый Александр Борисович, скажите пожалуйста? Десятичный или натуральный?
Shvarev Alexey Y, 05 декабря 2007 21:55 
Optical Tomography is a new technique being developed for visualising the oxygenation state of tissue, in particular the brain. It is based on the discovery that human tissue has a relative transparency to infra red light in the region 700-1000nm over the highly attenuated visible spectrum. Relative is used carefully : it is found that light is attentuated by about one Optical Density (OD) for each centimetre of tissue.

+ http://en.wi...cal_density
Физхимикам натуральный привычней. И русскоязычный вариант википедии так говорит.
Но вы меня прям засомневали
Пришлось лезть в дебри нета.
Цитата: "Наибольшей проникающей способностью через кожу обладают волны длиной 650–1200 нм, так называемый диапазон «оптической прозрачности ткани». Глубже всего, до 70 мм, проникают ИК-лучи длиной волны 0,8–1,0 мкм (ближний диапазон ИК); 450–590 нм 0,5-2,5 мм, 630 нм - 25 мм, причем 40% их рассеивается и отражается. Ткани поглощают ЛИ избирательно: кровеносные сосуды – 193, 248, 308 нм (УФ-диапазон) и 10,6; 2,94 мкм (ИК-диапазон), вследствие чего глубина проникновения составляет 1-20 мкм. В мягкие ткани излучение 630 нм проникает на 15 мм, 800-1000 нм (0,8-1 мкм) – на 40 мм, а костную ткань - на 25 мм. В диапазоне 600 –1400 нм кожа поглощает 25-40% излучения, мышцы и кости – 30-80%, паренхиматозные органы (печень, селезенка, сердце, поджелудочная железа) до 100%."
Ещё: "у УФ лазера глубина проникновения доли миллиметра, у красного лазера до 2 мм (при компрессии кожи излучателем - глубина возрастает до 20 мм), а у инфракрасного (ИК) лазера до 60-80 мм, а при комбинации с магнитной насадкой (ПМП - постоянное магнитное поле) до 80-100 мм (А.И. Ларюшин и В.Е. Илларионов, 1997)."
Т.е. подтверждаются значения, полученные нами при использовании натурального логарифма.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Агломерат частиц порошка Al(OH)3
Агломерат частиц порошка Al(OH)3

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Заочный тур по комплексу предметов наноолимпиады открыт
Опубликованы задания заочного тура для школьников 7 - 11 классов по комплексу предметов "химия, физика, математика, биология" XIV Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!".

Успехи химии - самый цитируемый российский научный журнал
Успехи химии - самый цитируемый российский научный журнал по данным Journal Citation Reports за 2018 г., импакт - фактор 4.612, пятилетний 4.263, квартиль Q1.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.