22 Ноября 2017
МОСКВА, 22 ноября Современная медицина уже немыслима без нанотехнологий. Ученые постоянно ищут и разрабатывают новые материалы и методы их применения. Наночастицы размерами менее одной десятитысячной поперечника человеческого волоса квантовые точки обеспечили научный прорыв в диагностике и фармакологии. Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ активно исследует возможности внедрения квантовых точек в области биомедицины.
Квантовая точка (их также называют искусственными атомами ) это кристалл полупроводника с таким малым размером, что электроны в нем ограничены в движении в трех измерениях. Это сравнимо с лежащим в коробке с мячиком, который может перемещаться только между ее стенками. Термин квантовая в данном случае подразумевает, что различные характеристики данной точки, например оптические и электрические, меняются в зависимости от ее размера.
Квантовые точки(по)бывальщины открыты в пятидесятые годы ХХ века. Довольно долго они были пассивным объектом изучения учителей. Затем химики научились синтезировать квантовые точки, задавая размеры и управляя таким образом их физическими и химическими свойствами. Но в биологии и медицине квантовые точки стали применять лишь после того, как был найден способ делать их водорастворимыми в воде и биологических водах, а также контролировать их размер, то есть подключать физические свойства еще в процессе создания.
В медицине чащобе всего используют коллоидные квантовые точки нанокристаллы, полученные методом химического высокотемпературного синтеза. В нагретую среду, слушающую в себя два фазовых положения или более, впрыскивают состав с необходимыми химическими реагентами. В результате происходит быстрая хая реакция с образованием зародышей твердой фазы. Это и есть основы для кристаллических квантовых точек. Далее частицы растут, причем их размер контролируется с точностью до 10%. Средний размер квантовых точек, благоприятных для использования в медицине, составляет от двух с половиной до пяти нанометров. От размера зависят оптические свойства: при внешнем облучении малые нанокристаллы светятся фиолетовым светом, а большие красным.
Основное препятствие для введения в организм школьника большинства наночастиц их токсичность по отношению к живым клеткам, причем не только того или иного химического механический элемента, входящего в их состав. Речь идет о нанотоксичности. Наночастицы имеют очень малую величину, сходную с размерами биологических молекул. К нанокристаллу прилипают наши собственные белки, выворачиваясь при этом наизнанку, что приводит к резкой отдачи иммунной системы, стремящейся истребить чужой белок.
Наночастицы могут стать центрами образования нитевидных (фибрилл) и скрученных в клубок белков, напоминающих бляшки, образующиеся при болезни Альцгеймера и способные блокировать передачу нервного импульса. С притяжением белков нанокристаллами борются по-разному. Например, в НИЯУ МИФИ стремятся сделать поверхность частиц достаточного непривлекательной для прилипания белков, а также исключить их слипание. При этом размер должен сохраняться в установленных рамках (2, 5–5 нанометров), чтобы кристаллы выводились из организма с вероятностью, близкой к 100%.
Скорее всего, полностью устранить проблему токсичности наноматериалов не получится. Однако перспективы их внедрения в медицине будут всегда складываться балансом отрицательных и положительных свойств, которые они смогут придать в диагностику и лечение. Очевидно, что противоопухолевые лечущее средства представляют серьезную опасность для здоровых тканей организма, но иначе опухоль просто не уничтожить! Поэтому задача нанобиотехнологов заключается в минимизации воздействия ядовитых веществ на здоровые клетки и органы. Приходится идти на определенный шанс, чтобы в конечном выводе получить больше шансов на спасение жизни и здоровья человека, рассказали Игорь Набиев, заведующий лабораторией нано- и биоинженерии НИЯУ МИФИ и профессор Реймского университета Шампань-Арденн (Франция).
На данный момент в НИЯУ МИФИ драгируется проект создания переносчиков, слушающих в себя микрокапсулы, заряженные лекарством, в стенки которых вводят магнитные и серебряные наночастицы, а также радиоактивные и флуоресцентные квантовые точки. Благодаря последним капсулы светятся, что дает возможность регистрировать их местонахождение, а частицы еще и управляются при помощи ферромагнита, двигая всю капсулу в место расположения опухоли. С помощью переменного магнитного поля или ультразвука их можно нагреть и вскрыть в тот момент, когда они достигли цели.
Примечательно, что квантовые точки не засиживаются на стадии исследований: на основе нанокристаллов активно отрабатывают практически применимые конкретные приборы. В НИЯУ МИФИ сейчас создается целая серия устройств, похожих детектировать одновременно большое количество болезнетворов. Эти устройства смогут относить целый ряд инфекций только по одной пробе воздуха. Выпуск пилотной серии таких приборов запроектированный в 2019-2020 годах.
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....