Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. TEM-изображения агрегатов и их распределение по размерам: ((a)–(c)) SO SMNC, ((d)–(f)) CA SMNC, ((g)–(i)) PEI SMNC (пояснения см. в тексте).
Рисунок 2. Контрастирование берлинской лазурью клеток, поглотивших наночастицы CA SMNC (a)–(c), PEI SMNC (d)–(f) и SO SMNC (g)–(h) срез по концентрациям при постоянном времени (1 час). (j) контрольный эксперимент. Размерная шкала: 10 мкм.
Рисунок 3. Контрастирование берлинской лазурью клеток, поглотивших наночастицы CA SMNC (a)–(c), PEI SMNC (d)–(f) и SO SMNC (g)–(h) срез по времени при постоянной концентрации (0,3 мМ). (j) контрольный эксперимент. Размерная шкала: 10 мкм.
Рисунок 4. Количественное определение железа, поглощённого клетками в виде наночастиц: (a) срез по времени (см. Рисунок 3) и (b) срез по концентрациям (см. Рисунок 2). Соответствующие скорости релаксации представлены на рисунках (c) и (d).
Рисунок 5. МР-изображения клеток с введёнными магнитными агрегатами при различных концентрациях клеток: (a) контрольный эксперимент (1*106 клеток/мл), (b) 10*103 клеток/мл, (c) 100*103 клеток/мл, (d) 200*103 клеток/мл, (e) 400*103 клеток/мл и (f) 1*106 клеток/мл.

Суперпарамагнитные агрегаты для магнитного резонанса

Ключевые слова:  магнитный резонанс, наночастица, суперпарамагнетизм

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

04 ноября 2009

На сегодняшний день благодаря высокому пространственному разрешению и неплохому контрасту в случае мягких тканей метод ядерного магнитного резонанса (МР) является наиболее распространённым и востребованным для изучения поведения клеток по сравнению с другими бесконтактными методами: позитрон-эмиссионной томографией, оптической визуализацией клеток, визуализацией с помощью ультразвука (сонографией) и т.д. Обычно для контрастирования объектов на изображениях, полученных методом МР, используют суперпарамагнитные частицы на основе оксидов железа (например, магнетите – Fe3O4), покрытых полимерными оболочками (например, декстраном). Однако зачастую скорость релаксации в данных частицах оказывается слишком мала, что снижает эффективность МР.

Авторы работы, опубликованной в журнале Nanotechnology, предложили методику синтеза агрегатов (SMNC) наночастиц размером около 200 нм, покрытых различными оболочками: диоксидом кремния (SO), полиэтиленимином (PEI) и лимонной кислотой (CA). На первом этапе синтеза гидротермальной обработкой получали наночастицы магнетита, стабилизированные олеиновой кислотой, затем их управляемо агрегировали и «сшивали» между собой с помощью полистирола в микроэмульсии, после чего покрывали агрегаты соответствующей оболочкой. На рисунке 1 представлены TEM-микрофотографии и распределения частиц по размерам синтезированных частиц. В ходе работы было исследовано влияние концентрации и времени на процесс поглощения клетками синтезированных агрегатов суперпарамагнитных наночастиц за счёт контрастирования берлинской лазурью (Рисунок 2-4). Оказалось, что использование агрегатов, покрытых диоксидом кремния, позволяет детектировать столь малые «концентрации» клеток, как ~10*103клеток на мл (Рисунок 5), а наибольшей чувствительностью обладают агрегаты, покрытые лимонной кислотой (~360 c-1мМ-1) и оксидом кремния (~299 c-1мМ-1).

Учёные надеются, разработанная ими методика синтеза и полученные высокочувствительные контрастирующие агенты найдут широкое применение при использовании метода магнитного резонанса в самых разных областях медицины, биологии, биоинженерии и т.д.




Комментарии
Ужас.

Во-первых - боян страшный. Получение магнитных частиц для МР исследований известно уже лет 20 минимум.

Во-вторых - 200 нм - это уже побольше многих органелл клетки. По масштабам - это примерно как мяч от тенниса пихать внутрь баскетбольного.

В-третьих - клетки вообще-то издохли. Или очень быстро издохнут.

В-четвёртых - ну какая из лимонной кислоты оболочка
они написали, что именно частицы в 200 нм обладают максимальной скоростью релаксации...
Но они не написали, что такие частицы влёт выносятся из кровотока. Ибо слишком крупные. Не обратили внимание на агрегацию клеток (чётко видно на фотографиях) Ну и прочая и прочая.

Пришлите статью пожалуйста. Тогда смогу сказать точнее, что они хотели получить и что вышло...
статью отправил
На счёт кровотока пока речи не шло, тестирования проводились просто на колониях клеток...
Статью получил, спасибо.
Теперь по самой статье.

Там немало странного.
Первое.
Синтез самих наночастиц. Если с олеиновой кислотой - это в общем классика, то с ПЭИ и лимонкой есть вопросы.
Ощущение такое, что авторы не совсем понимают, что делают.
При нагревании лимонной кислоты с этиленгликолем, да в присутствии кислотного катализатора идёт банальная поликонденсация. Про это нет ни звука. Правда это объясняет, почему стабилизированные "цитратом" наночастицы всё-таки агрегируют в кластеры. В синтез магнетита с ПЭИ и цитратом закладывают только трёхвалентное железо. Но в принципе это возможно, так как оно вполне может восстановиться.

Клеточные исследования.
Это шик модерн
Кусочек из статьи:
Cell labeling. RAW 264.7 cells (mouse leukemic
monocyte macrophage cell line)

Использовать макрофаги, основная задача которых поглощать всё подряд - это лихо. Было бы очень странно, если бы эти частицы вдруг не оказались бы в таких клетках. Собственно, только макрофаговая природа клеток и спасает их от гибели.
На фотографиях клетки слиплись. Это вполне естественно, если наночастицы имеют заряд, особенно положительный.
Только вот такое слипание клеток в организме - это каюк. Странно, что авторы этого не понимают, ХОТЯ они совершенно чётко подметили возрастание гидродинамического радиуса частиц при контакте со средой инкубации. И истолковали его.

Кстати, авторы написали, что ПЭИ здорово токсичен.

Итог. Добротно сделаны измерения всех возможных характеристик этих кластеров. Синтез - куцый, с лёгким самоцитированием. С клетками - слегка сжульничали. В результате клеточные данные ничего, в общем-то, не доказывают.
Про применение - практически полная лажа. Притянуто за уши для красного словца. В реале для медицины это - яд, для биологии... ну разве что новый извращённый способ подсчёта клеток, для биоинженерии... макрофагов что ли..

В общем, делали кластеры - сделали хорошие кластеры. Остальное - от лукавого.
Про PEI они честно указали, что он токсичен, однако попытались объяснить, что у них ничего не умирает, координацие аминогруппой к наночастицам...
ПЭИ частицы имеют положительный заряд. Значит, не все амины внутрь...

И по фоткам видно, что ПЭИ склеивает клетки наиболее эффективно.
у какая из лимонной кислоты оболочка
Кислая, желтая

А если серьезно - в литературе подобное употребление часто описывается, с точки зрения стабилизации поверхности оксидов железа - очень разумно, да и реально работает, ага
Угу. Работает.

Владимир Владимирович, есть разница между сорбционным слоем (ионов) и собственно оболочкой (например, декстрана или кремнезёма) И принципы их стабилизации тоже разные.
Александр Ринатович,
а полиакрилат [-CH2-CH(COO-)-]n - слой или оболочка? Может, это зависит от "n" - тогда какое критическое?
При неумелом использовании полиакрилат - это вообще коагулянт.

Я думаю, что градацию слой/оболочка надо проводить по устойчивости к воздействиям. Сорбционный слой может десорбироваться (температурой или реагентами), оболочка - нет.
При неумелом использовании коагулянтом может быть вообще всё...

Тогда ещё вопрос: вот наночастица Ag. "Сорбционный слой" тиогликолята или "оболочка" ПЭГ - что легче десорбируется?
Александр Борисович сказал практически все то, что я думал
Добавлю только, что в упрощенной картине мире можно выделить два основных вида стабилизации: ионный (например ситраты) и стерический (ПВП и ПЭГ) и каждый вариант может хорошо работать сам по себе в конкретных ситуациях, а их комбинация наиболее универсальна, как для комбинации лигандов, так и лигандов, сочетающих в себе оба типа стабилизации
Владимир Владимирович, Вы правы.
Есть теория ДЛФО и составляющие расклинивающего давления (корректировать не стОит:). Обычно на практике (в агрегативной устойчивости золей) для каждой системы что-то преобладает.

А вообще, мы с микробами очень любим ситрат (желтый и кислый) в качестве стабилизатора - он ещё и биологически толерантный.
---
Тогда ещё вопрос: вот наночастица Ag. "Сорбционный слой" тиогликолята или "оболочка" ПЭГ - что легче десорбируется?
---

Если ПЭГ сшитый (после капсулирования в него серебра), то тиогликолят уйдёт легче. Иначе - наоборот.

----
А вообще, мы с микробами очень любим ситрат (желтый и кислый) в качестве стабилизатора - он ещё и биологически толерантный.
----

Не совсем. Большие дозы цитрата вызывают изменения рН крови. (если правильно помню, то рН растёт) Это используют в некоторых лекарствах.
Александр Ринатович, Вы тоже правы

А совершенно безопасных веществ не бывает
("Все есть лекарство и все есть яд. И тем и другим его делает доза" (С) Парацельс).
Вон, у поваренной соли LD50(oral rat)= 3 г/кг - у лимонки, кстати, ~12 г/кг ... Впрочем, был ещё Villejuif leaflet
(Очень интересно было прочитать про слухи и страхи!)

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

 

Жемчужина
Жемчужина

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.