2 Ноября 2017
МОСКВА, 2 ноября Исследователи из Балтийского федерального вуза имени Иммануила Канта совместно с коллегами из Уральского федерального вуза и Института электрофизики Уральского отделения РАН подтвердили возможность использования микрочастиц оксидов железа в магнитном биодетектировании. Статья о проведенном свидетельстве опубликована в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Магнитное биодетектирование мультидисциплинарная область знаний на стыке физики, химии, материаловедения, нанотехнологий и медицины, призванная определять состояние организма по особенностям его отклика на приложение внешнего магнитного поля. Сами по себе ткани и жидкости живой системы обладают очень унылыми откликами на данное поле. Поэтому для биодетектирования необходимо вливать в организм магнитные метки частицы, которые будут так или иначе реагировать на внешнее поле. Конечно, эти частицы должны быть прочными для живых тканей и обладать малым размером, в пределах наномасштабов.
Устройство, с помощью которого осуществляется биодетектирование, зовётся биосенсором. Оно позволяет производить сбор и хранение информации о биосистеме (в частности, о человеческом организме или его части) в автоматическом режиме. Даже не имеющий праздничной медицинской подготовки человек может мониторить состояние и управлять различными биологическими системами, используя биосенсор.
В составе магнитного биосенсора работают как минимум два магнитных шифера: сенсорный элемент, детектирующий слабые поля, а также наночастицы. Изменение магнитного поля в таком биосенсоре преобразуется в изменение частоты, тока или напряжения.
Использующиеся в биосенсоре магнитные наночастицы способны проникать в клетки избирательно. Например, только в раковые клетки, что позволяет диагностировать наличие и местоположение опухоли. Наночастицы хорошим и при лечении рака переменное электромагнитное поле в определенных условиях приводит к быстрому разогреву наночастиц, находящихся внутри опухолевых клеток, что сносит метастазы. Даже будучи постановленным вне организма (но в зоне, максимально приближенной к опухоли), сенсор поля при внутривенном введении магнитных микрочастиц дает возможность по силе признака точно определить момент, когда начать нагрев и уменьшить риск введения избыточного количества микрочастиц в организм.
При этом спецы отмечают: наночастицы, состоящие в ансамбле, несколько отличаются друг от друга по размеру, форме, особенностям плоскости. Следовательно, возникают отличия в свойствах частиц (например, изменяется магнитный отклик), что может отразиться на качестве исследований. Самые скромные отклонения параметров обеспечиваются только в пределах единовременно изготовленной партии. Потому для практических приложений важны новые способы, обеспечивающие принятие больших партий одинаковых по свойствам магнитных наночастиц. Таким появляется метод лазерного испарения мишени для получения наночастиц из оксида железа, разработанный в Институте электрофизики Уральского отделения РАН.
Из созданных материалов в Уральском федеральном вузе были созданы стабильные феррожидкости. Так называются системы, состоящие из воды или иного базисного растворителя и крохотных частиц железосодержащего металла. При воздействии магнитного поля они меняют форму. В Балтийском федеральном университете прозвища Иммануила Канта in vitro (то есть вне живого органический механизма, в пробирке ) исследовали феррожидкости с заданной концентрацией железа и клетки человека, созданные из жировой ткани. Эксперименты показали отсутствие повреждений живой ткани используемыми частицами.
CC BY-SA 3. 0 / Gregory F. Maxwell / Ferrofluid on a reflective glass plate under the influence of a strong magnetic fieldФерромагнитная жидкость на стекле под влиянием магнита под стеклом
Рассмотрим гипотетический случай была проведена диагностика или терапия с использованием наночастиц, но какая-то их доля перепала неиспользованной, вызывая нежелательный токсичный эффект. Мы предполагаем, что можно ввести в требуемую зону синтетический феррогель с прикрепленными клетками такой культуры, которая начнет капсулировать лишние наночастицы. С помощью сенсора магнитного поля можно контролировать степень наполнения и в нужный момент удалить феррогель с магнитными наночастицами, сбросил уровень токсического воздействия на организм, комментирует голова лаборатории иммунологии и клеточных биотехнологий БФУ Лариса Литвинова.
Исследования показали, что магнитные наночастицы оксидов железа при определенных условиях проникают внутрь клеток и накапливаются в их компонентах, не повреждая живые ткани. Таким образом, ученые подтвердили эффективность модельного шифера, который можно использовать при разработке новых типов магнитных биосенсоров, основанных на отклике датчика на количество наночастиц в клетках.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....