FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September – October
176 cities
12-14 октября 2018
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
октябрь-декабрь 2017
МВДЦ «Сибирь», Кванториум,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"

Ученые сделали наночастицы, которыми можно «подсветить» раковую опухоль

Группе российских и французских исследователей при участии ученых из МГУ имени М.В.Ломоносова впервые удалось синтезировать наночастицы из сверхчистого кремния, обладающие свойством эффективной фотолюминесценции, т.е. вторичного свечения после фотовозбуждения. Эти частицы способны беспрепятственно проникать в клетки, что позволяет использовать их в качестве светящихся маркеров при ранней диагностике рака, а также при терапии этого заболевания. Статья ученых была опубликована в журнале Scientific Reports.

 

Исследования по поиску методов синтеза подобных наночастиц активно ведутся во многих лабораториях мира, однако, по словам одного из соавторов исследования, профессора физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Виктора Тимошенко, их качество было неудовлетворительным — главным образом, потому, что синтезировали их методами проведения химических реакций в растворах кислот. «Частицы получались не достаточно чистыми, — говорит он, — на них оседали остатки химических реакций, что делало их токсичными. Вдобавок эти наночастицы имели форму, далекую от сферической, и это отнюдь не способствовало проявлению фотолюминесценции. И эти два недостатка сильно ограничивали их применение».

Чтобы избавиться от этих недостатков, ученые решили использовать другой метод, ранее приводивший не к самым положительным результатам — так называемую лазерную абляцию, то есть выбивание лазерным лучом из мишени атомов с тем, чтобы потом эти вырванные атомы соединялись между собой в нанокристалл. Проблема здесь заключалась в том, что вырванные атомы в этом случае чаще всего объединялись не в частицы, а в некие неупорядоченные слои, а если даже и получались наночастицы, то они не светились. Происходило это потому, что либо наночастицы были слишком большими, либо они чересчур быстро остывали и не успевали сформировать качественные нанокристаллы. Иными словами, необходимо было их разогреть, чтобы стимулировать кристаллизацию, причем на очень короткое время.

«Для этого мы решили использовать короткие импульсы лазерного излучения высокой интенсивности, — говорит профессор Тимошенко. — Они не только выбивали атомы из кремниевой мишени, но вдобавок ионизировали их. Вылетевшие из них электроны приводили к ионизации атомов гелия, в атмосфере которого все это происходило. На очень короткое время, исчисляемое наносекундами, возникало что-то вроде микроволновки, формировались условия лазерной плазмы, которые позволяли атомам спекаться в сферические наночастицы-кристаллы. Эти шарики падали на поверхность, где собирались в виде рыхлого слоя, который впоследствии можно легко диспергировать в воде».

Эти наночастицы имели шарообразную форму и были как раз того размера — 2-4 нанометра в диаметре, — который, как физикам хорошо было известно, обеспечивает кремнию эффективную фотолюминесценцию, при которой на один падающий фотон приходится один вылетевший. В отличие от наночастиц, полученных химическим травлением, они были лишены токсичных добавок. И что самое главное, как показали проведенные биологические эксперименты, они могли легко приникать в клетки. Причем, в раковые клетки такие наношарики проникают с куда большей готовностью, чем в здоровые. Это объясняется тем, что раковая клетка всегда готова к делению, всегда поглощает все, что находится рядом с ней, чтобы рождать дочерние клетки. По словам Виктора Тимошенко, в зависимости от типа клетки, раковые клетки обычно поглощают наночастицы на 20-30% процентов эффективнее, чем здоровые, и уже на этом может быть основана диагностика рака на ранней стадии его развития.

«Главным достижением нашей работы, — говорит Виктор Тимошенко, — было то, что мы получили такие наночастицы и установили, что они легко проникают в раковые клетки. Проблемы диагностики — отдельная задача, которая решается биологами параллельно, в том числе и с нашим участием. Можно, например, заменить анализ биопсии, довольно длительный и не слишком надежный, тестом "да-нет", при котором раковая клетка в изъятом из тела образце ткани распознается по тому, вошла в нее наночастица или не вошла. Возможны также неинвазивные методы диагностики. Фотолюминесцентный свет, излучаемый наночастицами, в этом случае использовать сложно, но их можно активировать другими способами, например, ультразвуком или радиочастотными электромагнитными волнами».

Наночастицы, полученные учеными, хороши тем, что они совершенно нетоксичны и легко выводятся из организма. Но этим их преимущество не ограничивается. Они также хороши тем, что к их поверхности можно прикреплять различные характерные вещества или группы биомолекул (например, антитела), позволяющие нацеливать их на проникновение именно в раковые клетки и тем самым увеличивать эффективность диагностики. По словам Виктора Тимошенко, в будущем к полученным наночастицам можно будет также прикреплять вещества-лекарства, что позволит не только распознать раковую опухоль, но и вести локальную химио- или радиотерапию на клеточном уровне.

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Вампиры против инсульта

Фильмы о вампирах не показывают неудобства связанные с исключительно кровяной диетой: нескончаемое мочеиспускание, раздутый желудок и т.д. Только три вида млекопитающих, все три – летучие мыши, способны жить как истинные вампиры.

Охотники за геномами

Этот проект можно поставить в один ряд с Большим адронным коллайдером или даже с полетом в космос. Биологи со всего мира, объединившись, планируют расшифровать десять тысяч геномов позвоночных животных.

MP3-предтеча

Представьте себе плеер, на котором записан всего один час музыки, которая периодически прерывается тридцатисекундными рекламными вставками. К тому же на этом плеере нет ни одной любимой вами композиции. И все это можно приобрести всего за 299 долларов.

И снова Эйнштейн, или Почему выдающийся физик не был отшельником

Говорят, что история не терпит сослагательного наклонения — что было, то было, — и все же трудно удержаться от соблазна порассуждать о том, что могло быть и иначе.

Открытия биологов МГУ и их коллег помогут улучшить лечение аутоиммунных заболеваний