|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Получение адсорбционных комплексов гиалуроновая кислота-наноалмаз с применением меченных тритием соединенийНИР
Preparation of hyaluronic acid-nanodiamond adsorption complexes using tritium labeled compounds
- Руководитель НИР: Чернышева М.Г.
- Ответственный исполнитель: Синолиц А.В.
- Подразделение: Кафедра радиохимии
- Срок исполнения: 1 октября 2019 г. - 30 сентября 2021 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 19-33-90151
- Номер ЦИТИС: АААА-А19-119082390066-9
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Живые системы, медицинские технологии, медицинская химия и новые лекарственные средства
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Биомедицинские и ветеринарные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.23 Радиохимия
-
Ключевые слова:
наноалмазы, меченые соединения, гиалуроновая кислота, метод термической активации трития, тритий, метод радиоактивных индикаторов
tritium thermal activation method, tritium, nanodiamonds, hyaluronic acid, labeled compounds, radiotracer method -
Описание:
Наноалмазы детонационного синтеза благодаря биосовместимости и развитой поверхности могут быть использованы в биохимических исследованиях. Существенным ограничением использования наноалмазов в биологических системах, в том числе и для доставки лекарственных средств, является низкая устойчивость к агрегации водных суспензий особенно в присутствии электролитов. Для повышения устойчивости наноалмазов в водной суспензии используют нековалентную модификацию поверхностно-активными веществами. В рамках данной работы предполагается использовать в качестве стабилизатора суспензии наноалмазов гиалуроновую кислоту, которая входит в состав многих животных тканей и широко применяется для их лечения. Сложность количественного определения гиалуроновой кислоты в составе адсорбционного комплекса с наноамлазом возможно преодолеть с использованием меченной тритием гиалуроновой кислоты, полученной с помощью метода термической активации трития. Полученные результаты позволят судить о количестве гиалуроновой кислоты непосредственно на поверхности наноалмаза и возможности стабилизации суспензий.
-
Abstract:
Biocompatibility and developed surface provide detonation nanodiamonds application in the biochemical researches. Low resistance to the aggregation of aqueous suspensions, especially in the presence of electrolytes is a significant limitation of the use of nanodiamonds in biological systems, including for drug delivery. To increase the stability of nanodiamonds in the aqueous suspensions the surface modification with surfactants is used. This project is focused on the stabilization of nanodimond in the aqueous suspensions using hyaluronic acid, which is part of many tissues and is widely used for their treatment. The complexity of the quantitative determination of hyaluronic acid in the composition of the adsorption complex with nanodiamonds can be overcome using tritium-labeled hyaluronic acid obtained by means of tritium thermal activation method. The results obtained will allow to reveal the amount of hyaluronic acid directly on the surface of nanodiamond and the possibility of stabilizing its aqueous suspensions.
-
Планируемые результаты:
В результате выполнения проекта будут: 1. Отработаны условия введения трития в гиалуроновую кислоту с помощью метода термической активации трития. 2. Получены и охарактеризованы адсорбционные комплексы наноалмаз – гиалуроновая кислота. 3. Выявлено влияние функционального состава поверхности наноалмаза на образование комплексов с гиалуроновой кислотой. 4. Определена прочность связывания гиалуроновой кислоты с наноалмазами с различным химическим составом поверхности в условиях, имитирующих биологические жидкости. 5. Определена агрегационная устойчивость комплексов наноалмазов с гиалуроновой кислотой в воде и буферных растворах. 6. Результаты будут сопоставлены с данными, полученными ранее в рамках диссертационной работы аспиранта для адсорбционных комплексов наноалмаз – хитозан, что позволит сделать заключение о механизмах образования адсорбционных комплексов нанаоалмазов с полисахаридами.
-
Научный задел:
Научный руководитель (Чернышева М.Г.) имеет опыт работы в области радиохимии, физико-химической биологии и активно использует метод термической активации трития и меченные тритием соединения. Разработаны оригинальные методики введения тритиевой метки в полимеры и низкомолекулярные вещества [Патент на изобретение № RU 2499785. Приоритет изобретения 01.07.2011. Опубликовано 27.11.2013], в различные углеродные наноматериалы [Патент на изобретение RU 2538862 Приоритет изобретения 18.03.2013. Опубликовано 27.09.2014], [Badun et al. Radiochimica Acta. 2016], гуминовые и гуминоподобные вещества. В лаборатории радионуклидов и меченых соединений кафедры радиохимии есть весь комплекс приборов для проведения экспериментов с газообразным тритием (специальная вакуумная установка и вакуумный пост, жидкостные сцинтилляционные спектрометры, проточный детектор радиоактивности, сканер радиоактивности, хроматографы). Для проведения различных физико-химических анализов будут привлекаться приборы из Центра коллективного пользования МГУ.
- Добавил в систему: Чернышева Мария Григорьевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 октября 2019 г.-30 сентября 2020 г. | Получение адсорбционных комплексов гиалуроновая кислота-наноалмаз с применением меченных тритием соединений |
| Результаты этапа: Разработан способ получения меченной тритием гиалуроновой кислоты. С помощью метода термической активации трития радиоактивная метка введена в препараты гиалуроновой кислоты со средней молекулярной массой 100, 200, 350 и 1200 кДа. Очистку и анализ меченой гиалуроновой кислоты проводили с помощью диализа и гельпроникающей хроматографии. Показано, что удельная радиоактивность меченной тритием гиалуроновой кислоты зависит от условий проведения реакции, в частности от температуры вольфрамового атомизатора и мишени, и от предварительной подготовки препарата гиалуроновой кислоты (предварительный диализ и лиофильная сушка). Получены препараты гиалуроновой кислоты с удельной радиоактивностью 26-52 ГБк/г без существенного изменения молекулярно-массового распределения. Меченную тритием гиалуроновую кислоту использовали для проведения адсорбционных экспериментов на наноалмазах детонационного синтеза. Показана возможность получения адсорбционных комплексов наноалмаз-гиалуроновая кислота с наноалмазами, обладающими в водной суспензии как положительным, так и отрицательным электрокинетическим потенциалом. Выявлены зависимости адсорбции гиалуроновой кислоты от ее средней молекулярной массы. | ||
| 2 | 1 октября 2020 г.-30 сентября 2021 г. | Получение адсорбционных комплексов гиалуроновая кислота-наноалмаз с применением меченных тритием соединений |
| Результаты этапа: Получены и охарактеризованы комплексы наноалмаз-мирамистин-гиалуроновая кислота. Эксперименты проводили с наноалмазами ДНА(PlasmaChem) и ДНА-SDND. Использовали препарат гиалуроновой кислоты со средней молекулярной массой 200 кДа. Отметим, что концентрация мирамистина в композите была такова, что оба образца обладали одинаковым положительным электрокинетическим потенциалом в водной суспензии. Модифицирование мирамистином наноалмазов, несущих положительный заряд, не привело к изменениям в адсорбции гиалуроновой кислоты. Ранее такая же ситуация наблюдалась при адсорбции хитозана (Sinolits et al., 2020). Таким образом, стабилизация положительного наноалмаза мирамистином в водной суспензии не приводит к увеличению количества центров связывания ГК - полианион на поверхности наноалмаза, что подтверждает предложенный механизм образования адсорбционного комплекса между катионными ПАВ и наноалмазами, обладающими положительным электрокинетическим потенциалом. Модификация мирамистином ДНА-SDND - наноалмаза, обладающего в водной суспензии отрицательным электрокинетическим потенциалом, привела к тому, что адсорбция ГК на композите стала в 18 раз выше, чем на исходном наноалмазе. Для выявления влияния количества мирамистина в комплексе на покрытие поверхности наноалмаза ГК использовали адсорбционные комплексы мирамистин-ДНА-SDND, в которых концентрация мирамистина на поверхности варьировалась от 0,2 до 175 мкмоль/г, а ζ-потенциал - от -40 до +30 мВ. Эксперимент проводили при постоянной концентрации [3H]гиалуроновой кислоты (0,16 г/л). Низкие величины адсорбции ГК при отрицательных значениях ζ-потенциала обусловлены электростатическим отталкиванием между полиэлектролитом и поверхностью ДНА. Образование данных комплексов может протекать с участием связанных молекул воды. Оказалось, что поверхностная концентрация гиалуроновой кислоты выше на наноалмазах, электрокинетический потенциал которых близок к нейтральному. Объяснить полученную зависимость можно на основании того, что гиалуроновая кислота - слабый полиэлектролит (полианион) - в отсутствии солей (работа проводилась в водных растворах), на нейтральной и отрицательно заряженной поверхности будет принимать более вытянутые конформации за счет отталкивания от поверхности и от звеньев цепи; в то же время на положительно заряженной поверхности будет адсорбироваться в плоской конформации, за счет электростатического притяжения (Carnal and Stoll, 2011). Таким образом, в работе найдены условия получения адсорбционных комплексов наноалмаз-мирамистин-гиалуроновая кислота с наибольшим содержанием полимера. Устойчивость ГК в составе комплексов с наноалмазами и их композитами с мирамистином исследовали в солевом фосфатном буфере (PBS) и в растворе сывороточного альбумина в PBS с концентрацией белка 40 г/л. Было обнаружено, что десорбция в сывороточном альбумине выше, чем в PBS. Предварительная адсорбция мирамистина увеличивает десорбцию гиалуроновой кислоты из комплекса с отрицательным наноалмазом и практически не влияет на десорбцию из комплекса с наноалмазом, обладающим положительным электрокинетическим потенциалом. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".