Нанокристаллы от украинских ученых помогают изучать клетки

Мировая наука постепенно осваивает новый рубеж – микрообъекты, например, клетки живых организмов. Изучать их сложно, ведь их трудно увидеть даже в микроскоп. Ученые Украины работают над решением этой проблемы и привлекают для этого нанодисперсные материалы, которые имеют уникальные свойства.

Одними из самых интересных среди них являются люминесцентные нанокристаллы и наноструктурированные композиционные материалы. Созданием и исследованием этих материалов занимаются ученые лаборатории физики люминесцентных и сцинтилляционных материалов Института сцинтилляционных материалов (ИСМА) НАН Украины, расположенного в Харькове.

Сегодня широко используются объемные наноматериалы, и переход к нанодисперсных материалов открывает новые возможности для их применения. Неорганические нанокристаллы, например, зарекомендовали себя в качестве эффективных материалов для люминесцентной, дисплейной и лазерной техники. Кроме того, на их основе создают разнообразные сенсоры.

Но одним из наиболее перспективных направлений использования этих нанокристаллов является применение в медицине. Их можно использовать как потенциальные люминесцентные метки и зонды. Ученые недавно также обнаружили, что некоторые наночастицы способны влиять на метаболизм в живой клетке. Например, введение в клетку наночастиц диоксида церия снижает в ней концентрацию активных форм кислорода. Последние в виде гидроксил-радикалов, супероксид-аниона и перекиси водорода являются одними из самых распространенных продуктов клеточного метаболизма и ключевым посредником при передаче сигналов внутри клетки. Однако сверхурочное рост концентрации активной формы кислорода может разрушать клетку, окисляя ее элементы.

Читайте также: Украинский научно-технический комплекс дает танкам и ракетам ночное видение

Для защиты от этого в клетке существуют механизмы слежения за концентрацией активной формы кислорода. При этом подавляющее большинство химических антиоксидантов, которые существуют в виде органических молекул, в процессе выполнения своей функции разрушаются, ведь не способны к регенерации. А вот нанокристаллы диоксида церия CeO2 могут восстанавливать свои свойства. Это существенно отличает эти нанокристаллы CeO2 от химических антиоксидантов. Другие наночастицы используются исключительно как пассивные наноконтейнеры для доставки лекарственных средств внутрь живых клеток. А нанокристаллы CeO2 с постоянной регенерацией сами способны влиять на окислительные процессы на клеточном уровне.

Украинские ученые провели ряд экспериментов и доказали, что антиоксидантные свойства нанокристаллов CeO2 можно контролировать с помощью методов оптической спектроскопии. Ученые института установили, что нанокристаллы CeO2 не имеют собственной люминесценции, однако при взаимодействии с активными формами кислорода приобретают люминесценции ионов Ce3+, интенсивность которой меняется в зависимости от количества активной формы кислорода. Это открывает широкие возможности исследования нейтрализации активного кислорода как в модельных системах, так и при введении таких наночастиц до живых клеток.

Кроме этого, исследователи ИСМА уже несколько лет занимаются разработкой люминесцентных композитных материалов на основе нанопористих ксерогелей SiO2. Их синтезируют с помощью золь-гель метода, поэтому их называют также золь-гель матрицы. Эти матрицы являются простыми в изготовлении, химически стабильными, не требуют дополнительной механической обработки, имеют широкий диапазон прозрачности. К тому же размер и форму конечного изделия можно достаточно легко изменять. Высокая пористость золь-гель матриц позволяет вводить в них различные добавки – люминофоры, красители, неорганические квантовые точки и органические сцинтилляторы. Благодаря этому ученым лаборатории удалось создать новые композитные люминесцентные и сцинтилляционные материалы с заданными характеристиками, предназначенных для различных технических применений.

Метки:

...
  1. Последние новости
  2. Популярные новости

Популярные новости сегодня

загрузка...
Шенгенская виза: категории и оформление рейтинги Украины
Реклама

Это интересно...

Соглашение об ассоциации

Мероприятия в ЕС

О нас

Метки