Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Вверху: схема синтеза нанояиц. Внизу: ПЭМ-изображения наночастиц, полученных на соответствующих верхней схеме стадиях.

Рисунок 2. ПЭМ-изображения различных бактерий, взаимодействующих с наночастицами Van-Fe3O4@Au. Вверху: бактерии, неустойчивые к ванкомицину. Внизу: штаммы, устойчивые к широкому спектру антибиотиков либо к ванкомицину. Видно, что наночастицы связываются со всеми из них.

Рисунок 3. Слипание бактерий, связанных с нанояйцами.

Бактериям угрожают нанояйца

Ключевые слова:  бактерии, золотые наночастицы, магнитные наночастицы, фототермическая терапия

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

01 декабря 2008

Быстрое приобретение микробами устойчивости даже к самым замысловатым антибиотикам представляет немалую проблему. Нанометр уже писал о различных подходах к ее решению (например, тут и тут). Исследователи из Тайваня предлагают для борьбы с патогенами использовать фототермическую терапию, эффективность которой повышена за счет магнитных свойств наночастиц.

Схема синтеза этих частиц представлена на рисунке 1. Магнитные наночастицы оксида железа были покрыты SiO2 и обработаны ультразвуком, чтобы предотвратить слипание. Образовавшиеся при этом наночастицы по форме напоминали яйцо. Затем на поверхности этих частиц был выращен слой золота: сначала добавили «золотые зародыши», которые прилипли к поверхности частиц, а потом поместили частицы в раствор, содержащий HAuCl4. Цвет раствора при этом сменился с бледно-розового на темно-зеленый, а частицы сохранили форму яйца, в связи с чем авторы работы называют их «нанояйцами».

Максимум поглощения нанояиц наблюдается при длине волны 840 нм. Удельный магнитный момент оказался довольно-таки мал (0,04 эме/г при 10000 Э), но исследователи рассчитывали, что у облепленных наночастицами бактерий магнитный момент будет намного больше. И действительно, впоследствии было показано, что бактерии слипаются во внешнем магнитном поле за достаточно быстрое время.

Чтобы нанояйца связывались с поверхностью бактерий более эффективно, к ним был пришит ванкомицин. Это вещество – антибиотик, ингибитор синтеза клеточной стенки бактерий, но в данном случае главную роль играла его способность связывать определенные пептидные мотивы на бактериальной поверхности. Было показано, что модифицированные ванкомицином наночастицы отлично связываются как с ванкомицин-неустойчивыми, так и с ванкомицин-резистентными штаммами самых различных бактерий (рисунок 2).

Под воздействием внешнего магнитного поля бактерии слипались (рисунок 3). Затем их облучали лазером (808 нм) в течение 3 минут, и в результате разогрева более 99,5% бактерий погибло в течение 15 минут. При тех же условиях выжило более 80% клеток млекопитающих (показано на примере клеток карциномы человека).

Исследователи показали, что их метод пригоден для уничтожения бактерий в сыворотке и в разбавленных растворах. В дальнейшем авторы планируют проведение экспериментов in vivo. Работа «Multifunctional Fe3O4@Au Nanoeggs as Photothermal Agents for Selective Killing of Nosocomial and Antibiotic-Resistant Bacteria» опубликована в Small.


Источник: Willey InterScience



Комментарии
Тарасов Алексей Борисович, 01 декабря 2008 15:56 
Браво!
Владимир Владимирович, 01 декабря 2008 16:00 
Прекрасный заголовок!!
И очень хорошая статья - изумительный научный план и исполнение!
Более вторичный вопрос: сколько частиц нужно, чтобы связать одну бактерию, и как легко отработанные частицы будут выводиться организмом?
Трусов Л. А., 01 декабря 2008 16:51 
это мы узнаем в следующей серии
Судя по рисунку 3 одна частица липнет сразу на несколько бактерий. Иначе чего бы им коагулировать без магнита? (3 и 4 эппендорф)
А так - вроде иммунопреципитации чегой-то.

----
как легко отработанные частицы будут выводиться организмом?
----

А скорее всего организм их съест. Железо из такой формы неплохо утилизируется в гемоглобин.
Трусов Л. А., 02 декабря 2008 00:01 
а золото в ювелирные изделия
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 04:22 
Да, да, эти ювелирные изделия как раз и будут украшать экзоскелет утилизированного клетками кремнезема

И более научный комментарий: правда Fe3O4 будет усваиваться? (Не напомните, какая для этого нужна кислотность? ) (Вдобавок, ферментные системы, чтобы усваивать через Fe2+ обычно находятся в специализированных клетках)
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 04:28 
Судя по рисунку 3 одна частица липнет сразу на несколько бактерий. Иначе чего бы им коагулировать без магнита?

Конечно, сложно исключить сценарий прилипания частиц к сразу несколько бактериям... но зачем тогда магнитные частицы?
Авторская интерпретация, что когда несколько слабомагнитных частиц прилипают к одной клетке, получается более сильный магнит удовлетворительно взаимодействующий с внешним магнитным полем на предмет удаления из раствора (Лев Артемович уточнит, если я в чем не прав )

иммунопреципитации чегой-то
Это однозначно хитромудро!
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 05:46 
Лев Артемович,
А следующая серия уже готовится к выпуску?
-----
правда Fe3O4 будет усваиваться? (Не напомните, какая для этого нужна кислотность?) (Вдобавок, ферментные системы, чтобы усваивать через Fe2+ обычно находятся в специализированных клетках)
----

Правда, правда. Механизм там не такой простой, и не имеет ничего общего с пищеварением. Кислотность - ну рН что-то типа 7 - 8.

-----
Авторская интерпретация, что когда несколько слабомагнитных частиц прилипают к одной клетке, получается более сильный магнит удовлетворительно взаимодействующий с внешним магнитным полем на предмет удаления из раствора
-----

Всё верно. Делал я такие магниты, когда совсем уж туго было с магнитами для мешалок. Магнитные свойства аккумулируются и итог неплохо липнет к магниту.

-----
Конечно, сложно исключить сценарий прилипания частиц к сразу несколько бактериям... но зачем тогда магнитные частицы?
----

А фиг знает. Красиво, наверное.
Владимир Владимирович, картинки по ссылке очень красивые! Но все-таки "экзоскелет".
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 14:55 
Александр Ринатович,
Просто умоляю Вас, дайте ссылку на растворение Fe3O4 клетками в нейтральных средах (и построение гемоглобина)!!
И мы сможем спасти мир от анемии!!!
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 15:01 
Светлана Владимировна, абсолютно согласен с Вами про "экзоскелет".
(Так вот и создаются разные чудо-термины, я ведь взглянул в Гугле, пару сотен ссылок нашел на "экзоскелетон" и успокоился...)

Исправил, чтобы не смущать красоту
-----
[I]Просто умоляю Вас, дайте ссылку на растворение Fe3O4 клетками в нейтральных средах (и построение гемоглобина)!!
И мы сможем спасти мир от анемии!!![/I]
-----

Секретное слово - ферроглюкин. Гуголь найдёт кучу препаратов
Далее жектофер и прочее.
Этот метод лечения железодефецитной анемии известен уже около 70 лет.

Так что мир уже спасён
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 15:31 
Препарат, я в состоянии найти, спасибо!
Он, действительно, полезен и хорош (но дороговат для бедных стран), и прямого отношения к теме не имеет!!!
Ведь просьба-то была дать ссылку на РЕАКЦИЮ и ее УСЛОВИЯ, где описывается как растворяются В КЛЕТКАХ практически бесплатные оксиды железа!!

Вот тогда, мир станет лучше!
Ну какая реакция, Владимир Владимирович.
Нету спецреакций поедания магнетита в клетках. Просто медленное растворение его и утилизация ионов железа. Инъекция ферроглюкина, например, рассасывается примерно полгода.

И очень плохо, если вдруг растворение ускоряется.
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 01:40 
Александр Ринатович,
А нет разницы между "комплексом низкомолекулярного декстрана с железом" и магнетитом??
Пожалуйста, приведите КОНКРЕТНУЮ информацию!
Принципиальной разницы нет.

КОНКРЕТНОЙ информацией у меня исписано пять лабораторных журналов. Не считая подборки статей, отчётов и патентов.
Дюже влом всё это оцифровывать, так что поверьте на слово.
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 14:11 
Если у Вас есть пять лабораторных журналов, подборки статей, отчётов и патентов , но нет убедительной информации на пару параграфов, тогда верю!

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

 

Неземная красота цветных метаморфоз ферромагнитных жидкостей
Неземная красота цветных метаморфоз ферромагнитных жидкостей

Обложка февральского выпуска Journal of Applied Physics
Редакция научного журнала Journal of Applied Physics выбрала в качестве иллюстрации обложки февральского выпуска изображение доменной структуры гексагонального (h-)ErMnO3, полученного группой пользователей NT-MDT с факультета материаловедения и инженерии Норвежского университета науки и технологии (NTNU)

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 1)
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/volume12/12-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Механизмы механо-бактерицидного действия наноструктурных поверхностей. Кубан и кубаноиды. Оптический гетеродин для измерения времени сверхкоротких импульсов. Трещать по швам правильно: однонаправленный разрыв метаматериала.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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!



 
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.