МОСКВА, 26 мая — ПРАЙМ.Международная группа исследователей НИТУ «МИСиС» и Университета Клемсона (Clemson University, Клемсон, США) предложила новый способ получения наночастиц золота, основанный на синтезе под воздействием ультрафиолета, сообщила пресс-служба МИСиС.
«Способ исключает использование агрессивных химических агентов, полученные наночастицы безопасны для организма и могут применяться для диагностики и терапии онкологических заболеваний… Золотые наночастицы используются в процессе катализа, в электронике, солнечных элементах, но наибольший интерес они представляют с точки зрения биомедицины. Их важное преимущество – сочетание свойств, необходимых для так называемого биоимиджинга, то есть детальной диагностики опухоли и последующей терапии», — говорится в сообщении.
В качестве агентов для биоимиджинга, пояснили в институте, золотые наночастицы обычно используют в компьютерной томографии. Терапию опухоли с применением наночастиц золота можно проводить за счет так называемой фототермической терапии, когда частицы сначала накапливаются в опухоли, а потом разогреваются под действием внешнего поля и уничтожают раковые клетки.
Лазерная абляция в жидкости. Наночастицы золота
Между тем, существующие методы получения золотых наночастиц обычно требуют использования достаточно агрессивных химических агентов, что затрудняет их дальнейшее использование в биомедицине, либо требуют нескольких стадий синтеза, что удорожает производство.
В настоящее время группа ученых продолжает серию лабораторных опытов в рамках доклинического этапа исследований.
Источник: 1prime.ru
Как получить наночастицы золото
Декабрь, 2020 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №12 (45) 2020
12.2020
НАНОЧАСТИЦЫ ЗОЛОТА — ИЗВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПАВ
Хохлова Екатерина Александровна
Самарского государственного социально — педагогического университета (СГСПУ), г. Самара
Аннотация.Наночастицы золота благодаря уникальным оптическим свойствам получили широкое распространение в медицине для доставки генов Перспективы использования наночастиц золота для диагностики различных заболеваний связаны с возможностью функционализации их поверхности молекулами, специфичными к определенным веществам или рецепторам [3-4]. Для придания наночастицам стабильности, биосовместимости и специфичности чаще всего проводят модификацию поверхности наночастиц поверхностно-активными веществами и тиолсодержащими молекулами – ПЭГ [4], белками, пептидами и полипептидами, РНК и ДНК.
Важным направлением исследований наночастиц металлов является поиск способов получения монодисперсных по размеру и форме частиц с целью сужения пика плазмонного резонанса и повышения эффективности использования оптических свойств наночастиц для визуализации клеток, оптической диагностики и определения сдвига плазмонного резонанса в аналитических целях.
Что такое Наночастицы. Химия – просто.
Однако существующие на настоящий момент способы синтеза наночастиц , как уже упоминалось, приводят к получению частиц с широким распределением по размерам и форме. В связи с этим используют различные методы их очистки и фракционирования. Одним из наиболее перспективных методов выделения узкой фракции является гель-электрофорез и изоэлекрофоретическое фокусирование. Однако для этих целей также необходимо проведение модификации поверхности наночастиц , причем частицы, стабилизированные ЦТАБ, имеют слишком низкий ζ — потенциал и непригодны для проведения электрофоретического разделения. Поскольку на подвижность наночастиц влияет не только размер, но и поверхностная плотность заряда, очень важно, чтобы модификация протекала однородно и максимально эффективно.
Ключевые слова:наночастицы золота, перспективная методика ,П АВ , суспензии.
Одной из перспективных методик, предлагаемый современными учеными, с использованием подхода, при котором создаются анизотропных условий роста наночастиц , является метод восстановления на мягких матрицах, представляющих собой мицеллярный раствор ПАВ. Чаще всего в качестве ПАВ, применяемого в методах мягких матриц, используется ЦТАБ. В качестве зародышей используют ультрадисперсные золи золота (средний размер около 3 нм), полученные восстановлением ЗХВК боргидридом натрия в присутствии цитрата натрия либо ЦТАБ.
Следующий этап заключается в объединении ростового раствора (ЗХВК, аскорбиновая кислота, ЦТАБ) и суспензии зародышей. После внесения зародышей раствор постепенно приобретает синюю, фиолетовую или краснобурую окраску в зависимости от осевого отношения образующихся наночастиц . Для увеличения осевого соотношения в однокомпонентной системе ПАВ было предложено вводить в ростовой раствор варьируемое количество ионов серебра [2].
Au3+ восстановитель → Au0 → nAu0 ( нанозолото )
Для проведения синтеза наночастиц золота в водных растворах ПАВ была опробована популярная методика, приведенная в работе [1] с внесением незначительных изменений, которые касались условий проведения реакций. Отличительной особенностью этого метода от других популярных методик является получение зародышей золота без использования цитрат-анионов в 0,095 М растворе ЦТАБ. Опираясь на исследования, проведенные по литературным данным, было решено не использовать методики с получением зародышей по цитратному методу в виду того, что получаемый раствор имеет непродолжительное время хранения и достаточно быстро агломерирует. Для проведения процесса синтеза наночастиц золота по методу Мёрфи [1] были использованы следующие реактивы:
· золотохлороводородная кислота (ЗХВК);
· цетилтриметиламмония бромид (ЦТАБ);
· аскорбиновая кислота (АА).
Все реактивы, использованные в процессе синтеза, производства Sigma Aldrich высокой чистоты, поэтому предварительной очистки и перегонки перед синтезом не проводилось. Для приготовления водных растворов применялась дегазированная деионизированная на приборе «Водолей» бидистиллированная вода.
Выводы по результатам, практической работы:
Данная последовательность синтеза наночастиц золота проводилась в 11 образцах с различными вариациями концентраций веществ. Все образцы были проанализированы на малогабаритном оптоволоконном спектрометре Ocean Optics USB 4000 и на ПЭМ JEOL JEM-2100. Наиболее интересными с точки зрения образования нанострежней были образцы под номерами 1-6, имевшие пики в районе 700 нм. Образцы отличались окраской, выходом и длиной стрежней.
- Sau, T.K. Seeded high yield synthesis of short Au nanorods in aqueous solution / T.K. Sau, C.J. Murphy // Langmuir. — 2004. — V. 20. — P. 6414-6420.
- Nikoobakht, B. Preparation and growth mechanism of gold nanorods (NRs) using seed-mediated growth method / B. Nikoobakht, M.A. El-Sayed // Chem. Mater. — 2003. — V. 15. — P. 1957-1962.
- Leonov, A.P. Detoxification of gold nanorods by treatment with polystyrenesulfonate / A.P. Leonov, J. Zheng, J.D. Clogston, S.T. Stern, A.K. Patri, A. Wei // ACS Nano. — 2008. — V. 2. — P. 2481–2488.
- Liao, H. Gold nanorod bioconjugates / H. Liao, J.H. Hafner // Chem. Mater. — 2005. — V. 17. — P. 4636–4641.
Источник: www.naupri.ru
Как получить наночастицы золото
Команда исследователей из России и США предложила новый метод синтеза наночастиц золота, который основан на воздействии ультрафиолета. При этом не используются агрессивные химические реагенты, благодаря чему полученные наночастицы безопасны для организма и могут применяться для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Работа исследователей доступна на страницах журнала Biomaterials Science.
Онкологические заболевания на сегодня занимают лидирующие позиции по количеству смертей в мире. Поэтому по всему миру ученые разрабатывают все новые методы борьбы с этим типом заболеваний. Одно из популярных направлений противораковой терапии — использование наночастиц. Например, перспективны в этом отношении золотые наночастицы. Они применяются для катализа реакций, в электронике и солнечных элементах.
Кроме того, такие структуры можно использовать для визуализации в компьютерной томографии и терапии. Лечение рака с применением наночастиц золота можно проводить благодаря так называемой фототермической терапии, при которой частицы сначала накапливаются в опухоли, после чего разогреваются под действием внешнего поля и уничтожают раковые клетки. Однако для такого применения необходимо усовершенствовать существующие методы получения золотых наночастиц. Сегодня их синтез связан с использованием достаточно агрессивных химических агентов. Это затрудняет их дальнейшее биомедицинское применение либо требует введения дополнительных стадий синтеза, которые удорожают производство.
В своей работе исследователи НИТУ «МИСиС» и Университета Клемсона предложили новый «экологичный» способ получения наночастиц золота. В ходе него тетрахлороаурат водорода HAuCl4смешивается с сополимером полимолочной кислоты и полиэтиленгликоля в присутствии поливинилового спирта и специального фотоинициатора. При таком методе получения не используются химические соединения, токсичные для живого организма.
«Несмотря на большое количество реагентов, все они в высокой степени биосовместимы и активно используются в биомедицине, — рассказывает один из авторов работы, научный сотрудник лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Роман Акасов. — После получения смеси ее перемешивают с помощью ультразвука, создавая двойную эмульсию вода — масло — вода. А затем ее можно облучить ультрафиолетом, после чего в растворе формируются наночастицы золота. Образовавшиеся золотые гранулы оказываются окружены полимером, придающим им биосовместимость и устойчивость в водных растворах. Эмульсия при этом превращается из беловато-прозрачной в красную — это считается индикатором успешной фотополимеризации. Размер частиц в наших экспериментах составлял около 100 нанометров, что вполне согласуется с принятыми в биомедицине стандартами».
Также в работе ученым удалось показать, что золотые наночастицы скапливаются в цитоплазме клеток — как опухолевых глиомных, так и иммунных макрофагах. Это открывает возможности индивидуальной диагностики и терапии опухолевых заболеваний. В будущем авторы планируют модифицировать поверхность наночастиц специальными молекулами, которые будут способны находить опухоль в организме и адресно доставлять к ней лекарственные соединения.
Полученные эмульсии могут вводиться в клетку или даже организм еще до фотополимеризации и превращаться в золотые наночастицы непосредственно в целевой ткани. Свойства полученных наночастиц станут своего рода индикатором особенностей среды, в которой они находятся. Это может быть важным инструментом для изучения биологических процессов в клетке.
Источник: inscience.news