|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Радионуклидная диагностика гибридных наноматериалов на основе неорганического углерода и биологически-активных веществНИР
- Руководитель НИР: Бадун Г.А.
- Участники НИР: Жирнов А.Е., Ксенофонтов А.Л., Куликова Н.А., Мясников И.Ю., Разживина И.А., Соболева О.А., Чернышева М.Г.
- Подразделение: Кафедра радиохимии
- Срок исполнения: 1 января 2014 г. - 31 декабря 2016 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14-03-00280
- Номер ЦИТИС: 01201450392
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Живые системы, медицинские технологии, медицинская химия и новые лекарственные средства
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Ключевые слова:
меченные тритием соединения, биосовместимые материалы, тритиевый зонд, радионуклидная диагностика
-
Описание:
Наноразмерные материалы на основе углерода ввиду их уникальных физико -химических свойств перспективны для использования в самых различных отраслях: от разработки новых эффективных средств очистки растворов от радиоактивных загрязнений до создания способов доставки лекарственных средств. Широкое применение углеродных материалов требует также определения их влияния на живые организмы. Актуальной является задача создания и характеристики биосовместимых гибридных наноматериалов на основе неорганического углерода. В первую очередь это касается определения количеств биологически активного вещества, связанного с углеродной подложкой, а также определения количеств самого наноматериала, поглощенного живой системой. Таким образом, здесь речь идет о количествах вещества, которое практически невозможно детектировать с достаточной точностью известными физико -химическими методами. Проект направлен на адаптацию метода радиоактивных индикаторов для характеристики физико - химических свойств модифицированных углеродных наноматериалов и их обнаружения в живых системах. Научная новизна предлагаемого проекта заключается в том, что радиоактивная метка вводится как в органический модификатор, так и в сам неорганический углеродный носитель. Для достижения целей, заявленных в проекте, предполагается использовать комплексный методологический подход, включающий в себя: а) введение радиоактивной метки в углеродные наноматериалы, включая наноалмазы, углеродные нанотрубки, графены, а также в органические биологически-активные вещества; б) синтетические работы по созданию новых материалов и наноразмерных структур на основе неорганического углерода; в) экспериментальные исследования физико -химических свойств и биосовместимости полученных материалов и композитов.
-
Основные результаты:
Разработаны способы введения тритиевой метки в углеродные наноматериалы наноалмазы, углеродные нанотрубки, оксид графена. Предложено несколько вариантов ковалентной и нековалнтной модификации углеродных наноматериалов. С помощью метода радиоактивных индикаторов определены количественные характеристики адсорбции на углеродных наноматералах ряда модификаторов (мирамистин, производные пантотеновой кислоты, плюроник Р123, бычий сывороточный альбумин). Предложено использовать коэффициенты распределения между водой и органической жидкостью (октанол, пара-ксилол) углеродных наноматериалов как индикатор изменения физико-химических свойств этих материалов при их модификации. Использование меченных тритием наноматериалов позволили надежно определять их концентрацию в органической и водной фазах и в биологических объектах. С помощью меченных тритием наноматериалов получили количественные характеристики их взаимодействия с биологическими объектами, а именно: поглощение наноалмазов корневой системой проростков пшеницы и поступление наноалмазов в стебли и листья, а также влияние на этот процесс различных типов гуминовых веществ; связывание с клетками аденокарциномы молочной железы человека MCF-7 наноалмазов, мирамистина и комплекса мирамистина с наноалмазами; фармакокинетические параметры распределения для крови, основных органов и почечной экскреции одностенных углеродных нанотрубок, модифицированных с помощью реакции с диаминотриэтиленгликолем, при внутривенном введении на модели беспородных крыс.
- Добавил в систему: Бадун Геннадий Александрович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Радионуклидная диагностика гибридных наноматериалов на основе неорганического углерода и биологически-активных веществ |
| Результаты этапа: Метод термической активации трития адаптирован для введения тритиевой метки в углеродные наноматериалы: наноалмазы детонационного синтеза, одностенные углеродные нанотрубки, оксид графена. Разработано два подхода, отличающихся способом подготовки углеродных материалов к обработке атомами трития. В первом способе используют порошок углеродного материала, который равномерно распределяют по стенам реакционного сосуда. Преимущество способа в более эффективном использовании трития, но удельная радиоактивность препаратов не достигала предельно высоких значений. Во втором способе препарат предварительно диспергируется в воде с помощью ультразвуковой обработки, а потом растворитель удаляют лиофилизацией. При этом достигаются удельные радиоактивности наноалмазов и углеродных нанотрубок, близкие к предельно высоким, исходя из содержания в них водорода, связанного непосредственно с углеродом (С-Н): 2-4 ТБк/г для наноалмазов, 0,8-1 ТБк/г для углеродных нанотрубок. Были получены меченные тритием речные фульвокислоты, гуминовые кислоты угля с удельной радиоактивностью 0,6 - 0,8 ТБк/г, пантотеновая и гомопантотеновая кислоты 0,28 ТБк/ммоль, лизоцим 1,4 ТБк/ммоль и мирамистин 0,11 ТБк/ммоль. Полученные вещества использованы для исследования их адсорбции на наноалмазах, активированном угле и графитовой фольге. Определена способность углеродных материалов удерживать адсорбированные соединения в различных условиях десорбции (вода, буфер, присутствие десорбирующего агента). Разработаны методики и проведены эксперименты по изучению поглощения наноалмазов высшими растениями на примере проростков пшеницы. Показано, что наноалмазы способны адсорбироваться на поверхности корня и проникать в стебли растения. Количество наноалмазов в корнях в 10^3 раз превышало его содержание в побегах. Было обнаружено, что количество наноалмазов в листе возрастает от его нижней части к апексу, где концентрировалось до 40% наноалмаза. | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Радионуклидная диагностика гибридных наноматериалов на основе неорганического углерода и биологически-активных веществ |
| Результаты этапа: Изучена нековалентная модификация наноалмазов производными пантотеновой кислоты, плюроником Р123 и гуминовыми веществами. Изучена нековалентная модификация углеродных нанотрубок плюроником Р123 и бычьим сывороточным альбумином. Определено влияние модификаторов на средний размер частиц в водной суспензии и на их электрокинетический потенциал. Разработана методика введения тритиевой метки в укороченные углеродные нанотрубки, модифицированные с помощью химической реакции с диаминотриэтиленгликолем. Меченные тритием модифицированные углеродные нанотрубки были использованы для определения основных фармакокинетических параметров при внутривенном введении на модели беспородных крыс. Меченные тритием наноалмазы как в естественном состоянии, так и модифицированные гуминовыми веществами использованы для определения количественных параметров их поглощения высшими растениями на примере проростков пшеницы. Определено влияние гуминовых веществ, выделенных из разных источников, на способность наноалмазов проникать в растения. Определена цитотоксичность наноалмазов, миримистина и комплекса мирамистина с наноалмазами по отношению к клеткам MCF-7. Показано, что наноалмазы практически нетоксичны для клеток, а комплекс мирамистина с наноалмазами обладает гораздо более низкой токсичностью, чем мирамистин. | ||
| 3 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Радионуклидная диагностика гибридных наноматериалов на основе неорганического углерода и биологически-активных веществ |
| Результаты этапа: Разработаны способы введения тритиевой метки в углеродные наноматериалы наноалмазы, углеродные нанотрубки, оксид графена. Предложено несколько вариантов ковалентной и нековалнтной модификации углеродных наноматериалов. С помощью метода радиоактивных индикаторов определены количественные характеристики адсорбции на углеродных наноматералах ряда модификаторов (мирамистин, производные пантотеновой кислоты, плюроник Р123, бычий сывороточный альбумин). Предложено использовать коэффициенты распределения между водой и органической жидкостью (октанол, пара-ксилол) углеродных наноматериалов как индикатор изменения физико-химических свойств этих материалов при их модификации. Использование меченных тритием наноматериалов позволили надежно определять их концентрацию в органической и водной фазах и в биологических объектах. С помощью меченных тритием наноматериалов получили количественные характеристики их взаимодействия с биологическими объектами, а именно: поглощение наноалмазов корневой системой проростков пшеницы и поступление наноалмазов в стебли и листья, а также влияние на этот процесс различных типов гуминовых веществ; связывание с клетками аденокарциномы молочной железы человека MCF-7 наноалмазов, мирамистина и комплекса мирамистина с наноалмазами; фармакокинетические параметры распределения для крови, основных органов и почечной экскреции одностенных углеродных нанотрубок, модифицированных с помощью реакции с диаминотриэтиленгликолем, при внутривенном введении на модели беспородных крыс. | ||
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".