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

Почва, торф и ил поднимут наномедицину на новый уровень, считают российские ученые

Ключевые слова:  гуминовые кислоты, наночастицы, оксид железа

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

21 декабря 2008

В настоящее время магнитные наночастицы уже находят самое широкое применение, причем судьба дальнейших перспективных разработок лежит в плоскости наномедицины, в частности, гипертермии, адресной доставки лекарств, разделения физиологически–активных веществ, введения магнитных меток при диагностике онкологических заболеваний. К сожалению, при этом все еще остается «за бортом» важнейшая проблема – выбор защитной оболочки, позволяющей наночастицам «путешествовать» в организме, не нанося ему вреда.

Совсем недавно группой ученых из МГУ и наукограда Пущино предложен новый подход к получению таких биосовместимых магнитных наночастиц. Для стабилизации магнитных наночастиц они использовали … гуминовые кислоты. Это дешевые и совершенно доступные вещества природного происхождения, они есть везде вокруг нас и могут быть выделены из почв, торфа, ила, угля, так как получаются из различных органических «останков» при их переработке бактериями, в процессе окислении и т.д.

Сами наночастицы были синтезированы из водных растворов солей железа специальным образом - при высокотемпературном пиролизе ультразвукового «тумана» - аэрозоля. После добавления продуктов разложения к раствору гуминовых кислот были получены совершенно безвредные магнитные жидкости, стабильные в течение по крайней мере нескольких недель.

Исследования показали, что в растворе присутствуют магнитные наночастицы гамма – оксида железа (III) диаметром ~ 10 нм. Одним из возможных объяснений того, что компоненты торфа и ила стабилизируют наночастицы, является специфический характер гуминовых кислот. Так, растворяясь в воде, гуминовые кислоты становятся полианионами, которые могут «закрепляться» на доступных центрах поверхности наночастиц с помощью своих многочисленных функциональных групп, «обволакивая» ее целиком и тем самым «поглощая» наночастицы своей разветвленной высокомолекулярной структурой. Гуминовые кислоты являются поверхностно - активными и обладают большим количеством гидрофильных групп, поэтому существенно повышают гидрофильность полученных сложных образований и их стабильность в физиологических жидкостях.

Для измерения токсичности наночастиц их добавляли к специальным клеточным культурам (фибробластам), при этом оказалось, что клетки не только не умирали, но и начинали более интенсивно размножаться, причем этот же эффект был обнаружен при эксперименах с мышиными зародышами (эмбриональное развитие).

Полученные результаты свидетельствуют, что использование гуминовых кислот, выделенных из дешевого природного сырья, может привести к разработке новых классов наноматериалов для биомедицинских целей.

Работа будет опубликована в Mendeleev Communication и J. Mater. Chem. Химическая часть работы выполнялась совместно на факультете наук о материалах МГУ и в лаборатории физической органической химии кафедры органической химии химического факультета МГУ (проф. И.В. Перминова и сотр.), а биологическая часть – в тесном содружестве с лабораторией роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г. Пущино, к.ф-м.н. Г.А. Давыдова и коллеги).


Источник: Нанометр



Комментарии
Не удержался и поработал журналистом. В автореферате, конечно, не все так красиво и просто
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 00:18 

Главное, что красиво , а сложно и не нужно, чтобы работало во всех смыслах!

Лишь не очень понятно по контексту:
"Гуминовые кислоты являются поверхностно - активными и обладают большим количеством гидрофильных групп, поэтому существенно повышают гидрофильность полученных сложных образований и их стабильность в физиологических жидкостях."
потому что не пояснено, что оригинально (весьма гидрофильные сами по себе) частицы оксида железа были синтезированы с гидрофобными (ЦТАВ, олеиновая кислота) лигандами.
ДК МГУ, производящего до 10 кг гуминовых кислот в год - это Дворец Культуры производит столько гуминовых кислот?
А вообще, здорово! Анастасия Евгеньевна, с успешной защитой!
Производит гумус дерево В широком плане ДК тоже его производит ... но другого сорта А частички и без ЦТАБа делались, это как раз были не самые удачные пока способы...
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 15:21 
Ой, я тоже сначала подумал про благородную ель, но тогда должно быть "производящей"
И хорошо, что с ЦТАБом не самое удачное
Но если не использовались гидрофобные (амфифильные, точнее) лиганды, как органические гуминовые кислоты могут сделать относительно гидрофильный оксид железа более гидрофильным (?) Более коллоидно-стабильным посредством придания устойчивого отрицательного заряда - понятно. (Пришел к выводу, что "гидрофильность" явлется недостаточным термином для полета журналистской мысли , ну и что я - очень занудный )
Я так и подумал
А не пробовала ли уважаемая Анастасия Евгеньевна для стабилизации другие природные соединения? Типа более толерантных флаваноидов. Например, таннины, кверцетин, катехин интересны. Прямо просятся антоцианы. Они (плюс ко всему) ярко окрашены и являются мощными антиоксидантами в клетке. При этом все полифенолы будут избирательно хемосорбироваться на поверхности оксида железа.
Уважаемая Анастасия Евгеньевна с удовольствием еще много чего попробует... Спасибо...
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 15:45 
Если уважаемая Анастасия Евгеньевна много чего попробует, то почему не смешанные шпинельные оксиды типа CoFe2O4. Они более химически устойчивы и их можно получить магнитными при комнатной температуре. (А то давно хотел спорить, чем обусловлен выбор именно гамма – оксида железа (III), получение коллоидно-стабильных магнитных форм которого требует очень хорошей работы! )
Да просто не нравился нам слегка ядовитый и слегка дорогой и слегка усложняющий систему кобальт, а гамма - модификация вполне себе магнитная при комнатной температуре... И не думаю, что CoFe2O4 более химически стабилен, чем Fe2O3 (с Fe3O4 не сравниваю).
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 15:54 
Про все согласен (Да, сравнение было с Fe3O4 и Co в витамине В12 хотя...)
А можно ссылку на получение при комнатной температуре магнитного гамма – оксида железа (III) из солей!! (Хочу научиться делать простые и недорогие магнитные частицы )
Просто мое очень ограниченное понимание из того, что я видел в литературе, что шпинели - жутко стабильны и образуются даже при простом осаждении, доминируя над другими немагнитными фазами. А до магнитного оксида железа (III) - столько всяких других фаз, которые нужно старательно преодолевать А простая высокотермическая обработка - трагедия для коллоидной стабильности
Я буду очень рад узнать, если есть простой путь к магнитным частицам
Посмотрите автореферат, там написано (но не при комнатной температуре, хотя гибель коллоидной стабильности можно преодолеть).
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 16:22 
Я автореферат очень внимательно прочитал, именно тогда у меня и возник этот вопрос. Там был описан синтез с олеиновой кислотой, но тем относительно гидрофобным частицам так как раз и понадобилась увлекательная стабилизация в водных растворах с гуминовыми кислотами
То есть хорошо но не так просто...

P.S. Уезжаю сейчас на несколько дней
уДАЧНОЙ ПОЕЗДКИ
Формула гуминовых кислот, конечно, очень приблизительная.
Особенно странно там наличие нитроароматики Да и глюкоза изменена страшным образом. Ну, в общем это не важно.

Ель, наверное, всё-таки производит лигнин...

Поздравляю с защитой!!
Ель много что производит полезного А гипотетическая формула - классическая среди других приблизительных и откровенно умозрительных "формул" гуминовых кислот...
Ель лигнин не производит, она из него состоит, по крайней мере, своими клеточными стенками. Вот когда она умрет, сгниет, её поедят бактерии и грибы, то потом остатки этого лигнина войдут в состав гуминовых веществ, в виде которых и будут дальше существовать в почве.

По поводу многострадальной формулы ГВ, созданной Кляйнхемпелем ещё в 70-м году(!), много уже было сказано дурного. Было предложено много других формул и написано обзоров, но она всё равно живет и побеждает. Потому что очень впечатляющая и уже стала раскрученным брендом.
Татьяна Александровна, а кто же производит лигнин для ели, если не она сама?
Да, приходится признать - производит. Для своих нужд, но не выделяет. Вопрос терминологии.
Почему-то мне кажется, что Евгений Алексеевич не предлагал вырубку зелёных насаждений для получения лигнина - даже с научной целью. Тем более, возле ДК.
А имел ввиду хвою - ту, которую в количестве 8-10% от общей кроны сбрасывает ёлочка ежегодно. А дальше, вокруг ДК в земле (с помощью боциков, мурапеций и прочих чапчериц) образуется то, что неудачно изобразил Kleinhempel
Я не "зеленый" и ель, особенно в Новый год, предлагаю сохранить..
Владимир Владимирович, 27 декабря 2008 15:35 
с помощью боциков, мурапеций и прочих чапчериц
Ой, а это такие кто?
Как кто? Боцики, мурапеции и прочие хрюкатающие зелюки (или мумзики в мове).
Владимир Владимирович, 28 декабря 2008 16:49 
Тогда почти ясно :
"Российская наномедицина мумзично хрюкатает с помощью боциков, мурапеций и прочих чапчериц лучавым торжескоком по-над корнягой голубой ели у урробравного Дома Культуры"
Мой Блестянчик, шала!... Урла-лап! Курла-ла!
Извините, господа - поздно заметил вашу дискуссию. Иначе всё можно было решить парой фотографий. Вот - пример гумусообразующего вида, представителя отряда чапчериц. Бегемошки. На клумбе возле ДК.
И ещё: остальные работы у Доджсона сугубо научные (математика и логика), королева Виктория тоже была разочарована.
Владимир Владимирович, 31 декабря 2008 17:53 
Великолепно!
Изумительные гумусообразующие!!
Поскольку тут много вокруг разговоров про оружие, не могут ли они служить примером самого гуманного зеленого экологически-биологического средства поражения предполагаемого противника (военная хирургия наногумуса).
Например, "боюсь, что у нас не получается найти с вами дипломатический язык и мы, невероятно сожалея, вынуждены будем засыпать вас "гумусом", выслав боевых чапчериц от наших Домов Культуры" (стратегических объектов двойного назначения). Соответственно, исторически и современно предлагаю назвать атакующий подвид чапчериц - ффурцы.
Русин Иван Юрьевич, 20 февраля 2012 19:03 
Роль гуминовых кислот в человеческой деятельности возрастает не по дням, а по часам. Надеюсь, авторы материала не сильно растроятся, если узнают, что мы используем рисунок гипотетической формулы гуминовых кислот на своем сайте http://gumat.in.ua

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

 

Фторалканы на слюде
Фторалканы на слюде

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Не только производные: как рассчитать кривизну пластины. Фуллерен и антибиотик. О непостоянстве ширины запрещенной зоны в ван-дерваальсовом магнитном топологическом изоляторе. Девятая Всероссийская конференция с международным участием “Топливные элементы и энергоустановки на их основе”

Поступай без экзаменов в совместную магистратуру "ИИ в биотех системах" ИТМО, Татнефть и АГНИ
Университет ИТМО, компания Татнефть и Альметьевский государственный нефтяной институт запускают совместную программу магистратуры "Искусственный интеллект в биотехнологических системах". Программа направлена на биологов, биотехнологов и химиков, готовых оттачивать навыки программирования и применять data-driven подход для решения фронтирных научных задач и создания реальных продуктов для вывода на рынок.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Оптическая квантовая память на фотонном эхе. Ударим фуллереном по графену! Полу-ван-дер-ваальсовский композит. Монослои нитрида бора вместо антибиотиков.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

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.



 
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.