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

 

Северное сияние
Северное сияние

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Гибкие графеновые микротранзисторы для картирования активности мозга. Первые эксперименты in vivo. На пути к ковалентным кристаллам CL-20. Фуллерены: носители и сенсоры лекарств. “Спиновая динамика упорядоченных и квантовых магнетиков” Семинар–чтения, посвященный памяти Л.А. Прозоровой. Московскому технологическому университету МИРЭА - 70-лет!

В МГУ пройдет летняя школа учителей химии
Приглашаем Вас принять участие в Летней школе учителей химии «Обучение химии в условиях реализации ФГОС».

7-ая конференция Nano and Giga Challenges 2017
С 18 по 22 сентября 2017 года в Национальном Исследовательском Томском Государственном Университете (ТГУ) будет проходить международная конференция NGC/CTRP 2007 - объединенный форум, который включает в себя 7-ую конференцию из серии "Nano and Giga Challenges" (школа и симпозиум по проблемам наноэлектроники, форотоники и альтернативной энергетике - NGC2017), 7-ую конференцию из серии "Актуальные Проблемы Радиофизики" (Current Trends in Radiophysics - CTRP2017)

Научно-исследовательская работа студентов в 7 семестре. Тезисы докладов на студенческой научной конференции.
Сафронова Т.В.
Научные конференции студентов на факультете наук о материалах Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (ФНМ МГУ) – являются многолетней традицией. Зимняя конференция в 7 семестре - как контрольная точка для студентов, неотрывно от учебного процесса выполняющих квалификационную работу бакалавра.

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
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.