Новости

Космическая реакция помогла найти новый способ синтеза наночастиц гематита для биомедицины

01 июня 2020 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: МФТИ, наносенсоры, наночастицы, гематит, биомедицина

Российские нанобиотехнологи синтезировали наногематит новым способом. В поисках новых эффективных способов синтеза наночастиц ученые исследовали реакцию, происходящую на Марсе после столкновения астероидов, и во время одного из опытов обнаружили образование частиц оксида железа (III).

В будущем этот способ может быть использован при создании наносенсоров, препаратов для направленной терапии бактериальных инфекций и рака, а также при визуализации процессов, происходящих в организмах людей и животных. Работа опубликована в журнале Molecules. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

«Считалось, что реакция оксигидроксида железа (ферригидрита) с крепкими растворами серной кислоты приводит к его растворению с образованием сульфата железа, тогда как взаимодействие сильно разбавленных кислот с ферригидритом в течение месяцев или даже лет приводит к образованию микрочастиц различных оксидов железа, таких как гематит, — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Колычев, старший научный сотрудник лаборатории нанобиотехнологий МФТИ. — Гематит обладает низкой токсичностью, и поэтому он перспективен для использования в различных отраслях биомедицины. Мы искали новые методы синтеза наночастиц и решили провести реакцию ферригидрита с серной кислотой при низкой температуре (-60°С), свойственной поверхности Марса».

Ученые исследовали процессы, которые могли происходить с ферригидритом на Марсе. Для этого в лабораторных условиях при типичной для красной планеты температуре в раствор серной кислоты добавили ферригидрит. Исследователи обнаружили, что вместо растворения с образованием прозрачного раствора сульфата железа образовывался кирпично-красный осадок наночастиц гематита. Стремясь усовершенствовать этот способ синтеза, биотехнологи выяснили, что лучший результат достигается в среде с максимально обезвоживающими способностями — смеси серной кислоты и пятиокиси фосфора.

Ученым удалось продемонстрировать потенциал полученных наночастиц для биомедицинского применения. Исследования показали, что после покрытия частиц полиакриловой кислотой они могут быть использованы для избирательного связывания с патологическими клетками, например с опухолевыми. Также эти частицы, дополнительно меченные флуоресцентным красителем, были успешно использованы как контрастный препарат для оптической томографии органов животных. Дальнейшие исследования ученых будут направлены на усовершенствование и расширение возможностей применения оксида металла в этой сфере.

По мнению авторов статьи, реакция взаимодействия ферригидрита с концентрированными кислотами требует дальнейшего глубокого изучения и в перспективе может помочь в различных отраслях биомедицины, а также может быть использована при поиске новых путей эволюции минералов на других планетах, где концентрированные кислоты могут взаимодействовать с гидратированными оксидами железа, например на Марсе или Венере.

Реакция раствора ферригидрита с раствором серной кислоты. Источник: Евгений Колычев

Реакция раствора ферригидрита с раствором серной кислоты. Источник: Евгений Колычев

Добавить комментарий

  • 29
  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2