Российские учёные обнаружили новый перспективный источник магнитных биосовместимых наночастиц, которым могут найти применение в медицине, наноэлектронике и других областях. Такие включения удалось найти в раковинах простейших организмов, обитающих в морской воде, — фораминифер. Специалисты предполагают, что наночастицы естественного происхождения будут обладать лучшей биосовместимостью, чем их синтезированные аналоги.
Учёные ЛЭТИ и СПбГУ обнаружили новый перспективный источник магнитных биосовместимых наночастиц, которым могут найти применение в медицине для адресной доставки лекарств. Такие частицы содержатся в раковинах морских одноклеточных — фораминифер. Об этом RT сообщили в пресс-службе ЛЭТИ. Результаты исследования опубликованы в материалах конференции Biogenic — Abiogenic Interactions in Natural and Anthropogenic Systems 2022.
Фораминиферы — это преимущественно морские одноклеточные организмы размером 0,1—1 мм. Часть видов населяет придонные слои, а некоторые обитают в толще морской воды. Все они имеют наружный скелет — известковую раковину, которая также может содержать наноразмерные включения металлов и их оксидов, в частности железа.
В новой работе специалисты исследовали образцы раковин фораминифер, которые были получены во время экспедиций научно-исследовательского судна «Профессор Логачёв» НПП «Полярная морская геологоразведочная экспедиция» в район Срединно-Атлантического хребта (Атлантический океан). Помимо информации о морском дне, было собрано большое количество образцов местной биоты, среди которых были местные фораминиферы.
Методом магнитной сепарации учёные отобрали раковины одноклеточных, которые содержали ферримагнитные включения, в том числе магнетит. Свойства железосодержащих образцов учёные изучили при помощи оптической и электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, а также вибрационной магнитометрии.
«Результаты исследования данных образцов показали, что они включают в том числе наночастицы, которые обладают так называемыми суперпарамагнитными свойствами, в связи с чем в будущем могут найти применение при решении задач персонализированной медицины, наноэлектроники и других», — пояснил RT докторант, доцент кафедры микро- и наноэлектроники (МНЭ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Камиль Гареев.
Напомним, суперпарамагнетизм — форма магнетизма ферромагнитных и ферримагнитных частиц. Именно суперпарамагнитные наночастицы применяются в медицине для диагностики и адресного лечения заболеваний. Как предполагают авторы исследования, магнитные наночастицы природного происхождения могут превосходить синтезированные искусственно аналоги по ряду параметров, в первую очередь по биосовместимости.
«Биогенные минералы железа, обладающие ферримагнитными свойствами, встречаются во многих живых организмах: магнитотактических бактериях (способных ориентироваться по магнитному полю. — RT), некоторых видах протистов (водорослей и простейших) и эукариотов (насекомых, моллюсков, рыб, птиц и млекопитающих). Они участвуют в процессах магнитотаксиса, в качестве средства для запасания железа, для укрепления тканей», — пояснила RT доцент кафедры физики Земли СПбГУ Елена Сергиенко.
По её словам, если механизм образования магнетита в магнитотактических бактериях хорошо изучен и известен, то как именно такие включения формируются у фораминифер, науке пока неясно. Однако это не помешает найти практическое применение биогенным наночастицам.
