ИСТИНА

Водорастворимые производные фуллеренов (ВПФ) имеют широкий спектр биологической активности и являются перспективными с точки зрения создания на их основе лекарственных препаратов. Актуальной задачей биологии и фундаментальной медицины является разработка методов детектирования таких наночастиц в тканях организма. Известно, что фуллерены обладают невыраженным спектром поглощения в ультрафиолетовой области и не проявляют флуоресцентных свойств, что затрудняет их детектирование наиболее традиционными спектральными методами. В то же время в силу высокой симметрии углеродного сфероида и эквивалентности 60-ти атомов углерода, фуллерены обладают уникальным спектром рамановского рассеяния, состоящим в основном из одной интенсивной линии при 1462 см-1, что позволяет с высокой точностью детектировать их как в порошке, так и в растворах при концентрациях до 10-4 М. Однако такая чувствительность недостаточна для исследования распределения фуллеренов в тканях в опытах на животных. Ситуация радикально изменяется при использовании явления гигантского (поверхностно-усиленного) комбинационного рассеяния (ГКР) (в английской транскрипции - surface enhanced Raman scattering (SERS)). Этот метод основан на эффекте значительного, на несколько порядков, усиления рамановского рассеяния молекулами за счет взаимодействия их электромагнитных диполей с плазмонными колебаниями, возникающими на шероховатой поверхности металлических (серебряных или золотых) наночастиц. Такой подход позволяет детектировать молекулы вещества, не обладающего флуоресцентными свойствами, на поверхности специально подготовленных подложек при концентрациях 10-7 – 10-12 М, что сопоставимо по чувствительности с методом флуоресценции. В настоящей работе метод ГКР впервые применен для детектирования водорастворимых производных фуллеренов и их ковалентных комплексов с красителями в биологических объектах. Проведен цикл исследований спектров ГКР ряда водорастворимых катионных и анионных производных фуллеренов, а также ковалентных коньюгатов фуллерен-флуоресцеин в водных растворах, в структуре альбумина, в модельных биологических мембранах - фосфатидилхолиновых липосомах, и в гомогенатах тканей. Исследованы и проанализированы зависимости амплитуды и формы спектров от концентрации ВПФ, молекул белков и соотношения [ВПФ]/[липид], а также от способов нанесения препаратов на подложку. Показано, что фуллерены и их комплексы с красителями могут регистрироваться при концентрациях в диапазоне 10-6 – 10-8 М, что позволяет применять данный метод для исследования фармакокинетики производных фуллеренов. Исследования поддержаны Программой Президиума РАН №1 «Наноструктуры: физика, химия, биология, основы технологий» и грантом РФФИ № 14-04-31587 мол_а.