Ученые химического факультета МГУ и их коллеги из НИТУ МИСИС создали одностадийную методику получения магнитных наночастиц оксида железа. Эти наночастицы разработаны для диагностики и лечения онкологических заболеваний.
Магия наноразмера
Уменьшение частиц вещества до наномасштаба приводит к резкому росту доли поверхностных атомов, наделенных высокой энергией. Эта значительная энергия поверхности радикально меняет химико-физические характеристики материала. Потенциал наночастиц неизменно привлекает внимание исследователей.
Магнитные наночастицы в онкологии: Диагностика и Терапия
Магнитные наночастицы открывают яркие перспективы в медицине. Наночастицы заданного размера способны избирательно собираться в сосудистой сети опухолевых тканей. Из-за больших межклеточных промежутков в раковых клетках, они не накапливаются в здоровых тканях. Обнаружение их с помощью магнитно-резонансной томографии позволяет выявлять развитие злокачественных новообразований.
Еще одно важнейшее направление — терапия на основе магнитных нанокластеров. В переменном магнитном поле наночастицы парамагнетика начинают колебания, отдавая энергию окружающим тканям. Эффект трения вызывает локальный нагрев до 40-42 градусов Цельсия, губительный именно для раковых клеток. Здоровые клетки остаются защищенными от перегрева. Такой инновационный подход называется магнитогипертермией.
Решение проблемы агрегации
Синтез наночастиц, особенно магнитных, часто осложняется их стремлением к объединению (агрегации). Высокая энергия поверхности заставляет частицы слипаться. Для стабилизации в процессе синтеза добавляют органические кислоты. Их диссоциация в растворе приводит к формированию отрицательно заряженного слоя на поверхности наночастицы. Одинаковые заряды предотвращают слипание кластеров.
Инновационный синтез от ученых МГУ и НИТУ МИСИС
Команда химиков МГУ и специалистов лаборатории "Биомедицинские материалы" НИТУ МИСИС во главе с профессором, доктором химических наук Александром Мажугой разработала одностадийный метод синтеза оксида железа(III). Ученые тщательно исследовали магнитные параметры полученных структур и их реакцию на серосодержащие карбоновые кислоты.
Метод и роль серосодержащих кислот
Ключевой процесс — контролируемое термическое разложение комплексов железа(III) с кислотами. Изменяя концентрации исходных растворов и температуру реакции, авторы синтезируют нанокластеры заданных размеров. Инновация заключается во введении серосодержащих кислот, глубоко влияющих на свойства поверхности и даже на форму частиц. Профессор Елена Белоглазкина, соавтор исследования, поясняет превосходство сульфокислот: они образуют с атомами железа прочнейшие ковалентные связи через серу.
Магнитные свойства: успех исследования
Сотрудники НИТУ МИСИС провели детальный анализ магнитных характеристик нанокластеров оксида железа. Результаты обнадеживают: синтезированные частицы продемонстрировали отличные показатели магнитного насыщения. Высокое магнитное насыщение означает необходимость меньшего внешнего поля для эффективного намагничивания частиц.
Источник: scientificrussia.ru