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

 

Самоорганизация монодисперсных коллоидных частиц
Самоорганизация монодисперсных коллоидных частиц

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.