http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=76217c70-c44d-4782-bea2-392359b893b2&print=1
© 2024 Российская академия наук
Наночастицы
пористого кремния в настоящее время являются одним из наиболее перспективных
наноматериалов для целей медицины. «Действительно, ранее в наших работах уже
были доказаны свойства низкой токсичности кремниевых наночастиц, возможность их
использования как контейнеров для доставки лекарств, а также как
сенсибилизаторов (усилителей) акустических (ультразвуковых) и электромагнитных
волн терапевтических частот и мощностей. Уникальным свойством наночастиц
пористого кремния, в отличие от других твердотельных наноматериалов, является
их способность растворяться в живых клетках и тканях (биодеградация)» - сообщил
соавтор статьи, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории цитотехнологии и
Лаборатории тканевой инженерии Института Теоретической и Экспериментальной
Биофизики РАН Андрей Александрович Кудрявцев.
Опубликованная
недавно работа в журнале Faraday Discussions, посвящена исследованию возможности управления
скоростью биодеградации наночастиц пористого кремния в живых клетках.
Исследование является результатом сотрудничества ученых из ИТЭБ РАН с группой
МГУ им. М.В. Ломоносова и коллегами из Англии.
Андрей
Александрович дополнил: «по сути, пористые наночастицы состоят из кремниевых
нанокристаллов малых размеров (квантовых точек) и пор, и легко могут быть
получены путем измельчения пленок пористого кремния. После измельчения,
наночастицы подвергались различной обработке: сушились на воздухе (AD-Si QDs) или в сверхкритических условиях в жидком CO2 (SCD-Si QDs),
и затем отжигались при 600 С. Такая обработка поверхности наночастиц приводила
к росту слоя оксида кремния (SiO2) на их
поверхности. При этом размер квантовых точек кремния в образцах различался: 5
нм для наночастиц после сушки на воздухе, и 2 нм после сверхкритической сушки».
Сочетанием
методов люминесцентной конфокальной микроскопии и микро-спектроскопии
комбинационного рассеяния света была исследована скорость растворения
наночастиц непосредственно в живых клетках. Показана стабильность наночастиц AD-Si QDs и быстрая полная биодеградация наночастиц SCD-Si QDs (рисунок). Учитывая, что химический состав
поверхности одинаков для двух типов наноматериалов, авторы связали более
быстрое растворение SCD-Si QDs с сочетанием
двух морфологических факторов: больший объем и диаметр пор, которые
способствуют более быстрому проникновению жидкости (лучшее «смачивание»);
большая внутренняя поверхность и меньшие нанокристаллы, которые способствуют
более быстрому растворению квантовых точек.
Полученные
результаты работы могут найти применение для создания на основе пористых
наночастиц кремния наноконтейнеров с контролируемым временем выгрузки лекарств.
Работа поддержана грантом РНФ № 19-72-10131.
Источник: Gongalsky M., Tsurikova U.A., Storey C.J., Evstratova Y.V., Kudryavtsev A.А., Canham L.T., Osminkina L.A.
The effects of drying technique and surface pre-treatment on the cytotoxicity
and dissolution rate of luminescent porous silicon quantum dots in model fluids
and living cells. Faraday Discussions. (2019). (IF 3.427) DOI:
10.1039/C9FD00107G Q1. First published on 1st November 2019.
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/FD/C9FD00107G#!divAbstract
Рисунок. Микрофотография клеток 3T3NIH с введенными
наночастицами кремния (красные споты) после 9 и 24 часов их
взаимодействия, полученная с использованием конфокального люминесцентного
микроскопа.
Материал
подготовила: Алсу Дюкина.
Пресс-служба
ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru