Аннотация:Магнитные наночастицы (МНЧ) применяются для решения многих задач биологии и медицины. В частности, их используют в качестве контрастных агентов для МРТ, маркеров для клеток при трансплантации и др. Особое влияние на биологические свойства наночастиц оказывает их форма. Вследствие этого анизотропные наночастицы обладают рядом особенностей, важных с точки зрения адресной доставки лекарств и генных технологий.
В современных коммерческих препаратах для сохранения МНЧ в неагрегированном состоянии и получения водных суспензий на их основе, в основном, используются декстраны, полиэтиленгликоль и его производные. При этом наночастицы покрываются полимерными макромолекулами по-отдельности, что приводит к введению в организм высоких доз стабилизирующих полимеров, способных вызывать сильные аллергические реакции. В связи с этим в настоящей работе в качестве перспективных стабилизирующих агентов были предложены природные полиэлектролиты – гуминовые вещества (ГВ), которые позволяют захватывать сразу несколько наночастиц на одну макромолекулу и проявляют стабильные буферные свойства в водных растворах.
Цель настоящей работы состояла в исследовании эффектов стерической и ионной стабилизации наночастиц гидратированных оксидов железа, получаемых в мягких условиях, с использованием природных электролитов.
В качестве объектов исследования нами были выбраны пластинчатые наночастицы фероксигита (δ′-FeOOH), наностержни лепидокрокита (γ-FeOOH) и получаемые мягкой термической обработкой лепидокрокита наностержни маггемита (γ-Fe2O3).
В работе была исследована стабилизация в растворах ГВ суспензий наночастиц оксигидроксидов железа, синтезированных из одного и того же прекурсора – «зелёной ржавчины». При этом было показано, что эффект стабилизации значительно уменьшается со временем, а выбранная методика синтеза не позволяет контролировать размер получаемых наночастиц. В связи с этим, была разработана методика синтеза МНЧ непосредственно в растворах ГВ.
По данным ПЭМ, в отсутствии ГВ формируются пластинчатые частицы δ' FeOOH с поперечным размером 250-300 нм и толщиной до 30 нм, тогда как in situ стабилизированные наночастицы имеют до 10 раз меньшие размеры (поперечный размер 20-30 нм, толщина 2-3 нм). При этом, наночастицы неорганической фазы оказываются инкапсулированными в глобулы гуминовых макромолекул, самопроизвольно образуя органо-неорганический композит. Данные Мёссбауэровской спектроскопии и магнитных измерений показали, что наночастицы фероксигита, стабилизированные ГВ, находятся в суперпарамагнитном состоянии, тогда как нестабилизированные агрегированные частицы проявляют ферримагнитные свойства, что также подтверждает размерный эффект in situ стабилизации. По данным МТТ-теста была показана высокая биосовместимость полученных МНЧ.
Таким образом, в результате работы была разработана методика одностадийного направленного синтеза биосовместимых МНЧ в растворах природных полиэлектролитов (ГВ) и стабилизации их суспензий на основе физиологического раствора. Результаты работы открывают возможности разработки новых биосовместимых магнитных препаратов на основе МНЧ оксидов железа, стабилизированных природными полиэлектролитами.