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

IV Интернет - олимпиада по нанотехнологиям

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"

05: Нанобиотехнологии и медицина: 11. «Нанокапсулы для доставки лекарств» (повышенной сложности)

Рис.1 - наноразмерное устройство,
позволяющее высвобождать модельное
соединение в ответ на изменение pH
окружающего раствора
Рис.2 - Наноклапан ("закрыто" и "открыто")
Рис. 3 - строение линейного
аминосодержащего фрагмента, на который
насаживается подвижная часть клапана
Рис. 4 - при каких значениях pH клапан
будет открыт и закрыт, если в качестве
стержня использовать следующую структуру?

Многие современные противораковые препараты высокотоксичны, поэтому необходима адресная доставка этих препаратов непосредственно в клетки опухоли; это позволяет избежать повреждения здоровых тканей и проявления побочных эффектов. Недавно было разработано элегантное наноразмерное устройство, позволяющее высвобождать модельное соединение в ответ на изменение pH окружающего раствора (рис. 1). Лекарство загружается в мезопористые частицы оксида кремния (диаметр частицы около 130 нм). Поры на поверхности затем закрываются специальными наноклапанами, которые открываются и позволяют лекарству диффундировать наружу лишь при определенном значении pH. Сами частицы нецитотоксичны и легко поглощаются лизосомами клетки.

1. Мезопористые частицы оксида кремния получаются основно-катализируемым золь-гель превращением тетраэтоксисилана в присутствии цетилтриметиламмоний бромида. Запишите уравнения протекающих при этом реакций. Кратко опишите функцию цетилтриметиламмоний бромида. (2 балла)

2. Оцените размер пор, образующихся в наночастице диоксида кремния. (1 балл)

Наноклапан представляет собой сложную ротаксаноподобную систему. На поверхность частицы оксида кремния прививается специальный линейный аминосодержащий фрагмент, на который насаживается подвижная часть клапана – молекула циклического строения. При движении по линейному фрагменту эта молекула либо блокирует поры, располагаясь вблизи поверхности частицы, либо открывает их, перемещаясь на периферийную часть стержня (рис. 2).

Линейный фрагмент имеет строение, представленное на рис. 3.

3. Схематически изобразите кривую кислотно-основного титрования модифицированных частиц диоксида кремния. (2 балла)

4. Брутто-формула подвижной части клапана – C36H36N24O12. Изобразите структурную формулу этой молекулы, приняв во внимание, что это циклический олигомер, все атомы кислорода и азота в котором магнитно эквивалентны, а в спектре CNMR имеется три сигнала. Сколько сигналов, и с каким соотношением интенсивностей будет наблюдаться в HNMR спектре этого соединения? (3 балла)

Переключение наноклапана между открытым и закрытым положениями происходит за счет образования и разрушения водородных связей между линейным «стержнем» и подвижным фрагментом. Принимая во внимание, что при pH<4-5 клапан открыт, при 4-5

5. Изобразите схемы образования водородных связей в системе наноклапана при pH<4 и при 5 < pH < 10. (1 балл)

6. Укажите и аргументируйте, какая из приведенных выше границ (pH≈4-5 или pH≈10-11) будет изменяться при варьировании заместителя R в структуре стержня. (1 балл)

7. Предскажите, при каких значениях pH клапан будет открыт и закрыт, если в качестве стержня использовать структуру, приведенную на рис. 4. (1 балл)

Условия задачи можно скачать в виде файла.

 

Прикрепленные файлы:
nanobio11prime.pdf (168.42 Кб.)

 



Решение

Серебряная нанорадуга
Серебряная нанорадуга

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 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/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
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/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
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/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

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

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.