Красноярские ученые объяснили успешное применение магнитных наночастиц из оксида железа в лечении злокачественной опухоли карциномы Эрлиха.
Российские ученые научились делать наноалмазы в лабораторных условиях
Результаты исследования опубликованы в журнале Wood Science and Technology. Древесина содержит большое количество ценных химических веществ, например, целлюлозу, лигнин, ксилоолигосахариды. Поэтому древесные отходы, такие как опилки, могут перерабатываться и использоваться в медицине, косметологии, пищевой промышленности и других областях. Однако для этого необходимо разработать и подобрать эффективные, но при этом нетоксичные методы превращения древесины в полезные компоненты. Для этого они разработали единый технологический цикл, объединяющий разные безвредные способы переработки. Обычно для приготовления целлюлоз используются токсичные серо- и хлорсодержащие компоненты, наносящие вред окружающей среде.
Уменьшение количества заместителей снижает токсичность и увеличивает антиоксидантную активность фуллеренола. К примеру, они рассмотрели модифицированную молекулу фуллеренола с внедрённым внутрь атомом гадолиния и большим количеством кислородосодержащих заместителей. Препараты гадолиния перспективны для диагностики онкологических заболеваний благодаря особым парамагнитным свойствам этого металла.
Однако токсичность таких лекарств является проблемой для их использования. По оценке ученых, чтобы снизить токсичность фуллеренола, содержащего гадолиний, во время синтеза следует уменьшить количество кислородных заместителей. Выяснилось, что фуллеренолы с меньшим количеством кислородосодержащих заместителей не так токсичны, как фуллеренолы с большим количеством кислородосодержащих заместителей. Чтобы снизить токсичность мы рекомендуем уменьшить количество кислородсодержащих групп, присоединенных к углеродному каркасу. Наша работа показывает, что биолюминесцентные тесты можно использовать для сравнения и выбора углеродных наночастиц с определенными токсическими и антиоксидантными характеристиками», -- рассказала Екатерина Ковель, одна из участниц исследования, аспирант Красноярского научного центра СО РАН. Таким образом, биолюминесцентные методы, используемые красноярскими биофизиками, позволяют изучать токсичные и антиоксидантные эффекты нанормазмерных материалов.
Биополимеры могут также использоваться для производства пластиковых бутылок, банок, пакетов, плёнки. Утилизация изделий из биоразрушаемого материала в естественных условиях не нанесет вред окружающей среде. Стволовые клетки для восстановления спинного мозга Группа ученых под руководством доктора медицинских наук, профессора Красноярского медицинского университета Игоря Большакова работает сразу над несколькими разработками в сфере биотехнологий. Один из завершенных проектов — раневое покрытие «Коллахит». Сразу после его появления материал окрестили «искусственной кожей». В состав «Коллахита» входит коллаген — его получают из кожи крупного рогатого скота — и хитозан, один из самых распространенных биополимеров в мире. Его, в частности, синтезируют членистоногие и пчелы. Сейчас группа ученых под руководством профессора Большакова сосредоточена на исследовании в области биоинженерии — восстановление поврежденного спинного мозга с помощью биополимерных матриц. В чем суть разработки? Ученые создали технологию тканевой инженерии спинного мозга, в которой искусственно полученные матрицы соединяются с готовыми каналами для роста нервных клеток и самими клетками, получившими программу формирования нервной ткани. Как именно это работает, можно увидеть: Каковы перспективы практического применения? Пока технология прошла испытания только на крысах — исследования подтвердили, что вживление биополимерной матрицы в спинной мозг животного действительно позволяет вернуть конечностям чувствительность и способность к движению. Для начала клинических исследований нейрональный продукт должен пройти экспериментальную и доклиническую экспертизу на предмет эффективности и безопасности использования индуцированных стволовых клеток человека. Только в этом случае проект получит средства для дальнейшей работы — для этого требуется около 800 млн.
Полученный материал обладает рядом уникальных свойств, говорится в статье ученых, опубликованных в журнал Scientific Reports. Можно сказать, что мы получили прообраз крошечного светильника — нанотрубка на кончике которой светится наноалмаз. Такие конструкции могут найти применение в самых разных сферах жизни — от новых типов дисплеев до медицинской диагностики», — поясняет один из авторов статьи, сотрудник Института неорганической химии СО РАН Новосибирск Юлия Федосеева.
Ученые из Сибири создали светящийся материал на основе наноалмазов
Ученые говорят, что получившийся композит уникален по своим свойствам. Об этом сообщает журнале Scientific Reports издательства Nature. Для того, чтобы заставить наноалмазы испускать свет, необходимо мощное магнитное поле, которое проблематично создать в обычных условиях. Углеродные нанотрубоки обладают свойством многократного усиления магнитного поля на микроуровне — и это свойство используется в полученном композите. Новый материал способен светиться в слабом электрическом поле голубым светом, что предполагает его использование в качестве источника освещения. Например, светодиоды не умеют излучать голубой цвет, и нужного оттенка приходится добиваться с помощью покрытия люминофором трех светодиодов RGB.
Уменьшение количества заместителей снижает токсичность и увеличивает антиоксидантную активность фуллеренола. К примеру, они рассмотрели модифицированную молекулу фуллеренола с внедренным внутрь атомом гадолиния и большим количеством кислородосодержащих заместителей. Препараты гадолиния перспективны для диагностики онкологических заболеваний благодаря особым парамагнитным свойствам этого металла. Однако токсичность таких лекарств является проблемой для их использования.
По оценке ученых, чтобы снизить токсичность фуллеренола, содержащего гадолиний, во время синтеза следует уменьшить количество кислородных заместителей. Выяснилось, что фуллеренолы с меньшим количеством кислородосодержащих заместителей не так токсичны, как фуллеренолы с большим количеством кислородосодержащих заместителей. Чтобы снизить токсичность мы рекомендуем уменьшить количество кислородсодержащих групп, присоединенных к углеродному каркасу. Наша работа показывает, что биолюминесцентные тесты можно использовать для сравнения и выбора углеродных наночастиц с определенными токсическими и антиоксидантными характеристиками», — рассказала Екатерина Ковель, одна из участниц исследования, аспирант Красноярского научного центра СО РАН. Таким образом, биолюминесцентные методы, используемые красноярскими биофизиками, позволяют изучать токсичные и антиоксидантные эффекты нанормазмерных материалов. Биолюминесцентные тесты просты в использовании, характеризуются высокой скоростью анализа, дают возможность одновременно исследовать большое число проб-образцов.
Про них уже давно известно седицине, но до настоящего момента с применением наноскальпелей возникали проблемы. Наноскальпели — это никелевые магнитные нанодиски толщиной 0,05 миллиметра, покрытые с обеих сторон слоями золота толщиной 0,005 миллиметра. Наноскальпели под воздействием магнитного поля могут избирательно повреждать раковые клетки в организме человека. Метод лечения — неинвазивный, то есть безоперационный. Пациенту нужно просто ввести суспензию. После этого наноскальпели прикреплются к опухоли и разрушают её в переменном магнитном поле.
И суть метода не в том, чтобы взять вот магнитные диски, приложить — и человек вылечился. Наш метод лишь помогает традиционным — например, хирургическому удалению опухолей. И уже после этого наши нанодиски начинают искать оставшиеся разрозненные онкоклетки, уничтожать и выводить их. Как выглядят это лечебные наночастицы? Сколько это?
Сибирские ученые «скрестили» наноалмазы с нанотрубками
В лечении переломов ученые используют доработанные специалистами наночастицы и слабые магнитные поля, приводит ТАСС слова руководителя «Биомета», доктора биологических наук Анны Кичкайло. Специалисты Красноярского научного центра СО РАН разработали на основе нановолокон и наноалмазов материал, способный легко обнаруживать загрязняющие вещества в сточных водах промышленных предприятий. Российские ученые создали реактор, перерабатывающий отходы в экологичное топливо 16+. Красноярские ученые разработали новый композитный материал. Он недорог, прост в производстве и может обнаружить токсичные вещества, в частности фенол, в производственных сточных водах. Новый композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов для обнаружения токсичных веществ (например, фенола) в производственных сточных водах разработал коллектив ученых из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН».
Красноярские учёные разработали уникальный способ анализа воды
Данное свойство предоставляет инженерам возможность создавать на основе таких материалов новые типы дисплеев. Научные сотрудники институтов неорганической химии им. Николаева и биофизики СО РАН смогли прочно увязать вертикально упорядоченные нанотрубки с нанесенными на их поверхность наноалмазами.
После взрыва получается шихта, попросту говоря, сажа, в которой есть некая толика наноалмазов. Чтобы извлечь их, удалив примеси металлов и сажу, шихту промывают сильными кислотами.
При этом происходит массообмен — что-то с поверхности наноалмазов удаляется, что-то добавляется за счёт тех химических примесей, которые вносятся с кислотами. С точки зрения биолога, наноалмазы интересный и перспективный для изучения материал. Наличие на поверхности этих наночастиц химически активной полиморфной «шубы» и возможности её модификации открывают широчайшие перспективы для применения наноалмазов в большом спектре биомедицинских приложений. Так мы доказали, что наноалмазы можно использовать как полифункциональный адсорбент для экспресс-выделения и очистки белков из самых разных белковых смесей.
При этом не нужны ни дорогое хроматографическое оборудование, ни дорогие импортные сорбенты. Для эффективного получения целевого белка с помощью наноалмазов необходимы только пробирки, пипетки и центрифуга. В целом технологии очисти белков, основанные на применении наноалмазов, отличает быстрота, простота и эффективность. А также в клинической медицине — ведь чистота лекарственного препарата имеет принципиальное значение: когда препарат содержит примеси, могут возникать побочные эффекты.
Приведу пример из нашей практики. Несколько лет назад мы сотрудничали с коллегами из Института биоорганической химии ИБХ РАН, Москва , в котором было организовано опытное биотехнологическое производство рекомбинантного инсулина. Это крайне востребованный гормон пептидной природы, применяемый для лечения сахарного диабета. Коллеги предоставили нам два финальных препарата инсулина, в которых мы нашли загрязняющую примесь.
С помощью наноалмазов удалили эту примесь и получили оба препарата в чистом виде. К сожалению, дальнейшего развития это направление совместных исследований не получило. Хотя нам было бы интересно получить с помощью наноалмазов высокоочищенный инсулин сразу из экстрактов биомассы бактерий-продуцентов. Если бы это удалось, мы бы смогли повысить эффективность процесса выделения этого ценного целевого продукта, сократить время и затраты на его производство.
Также на основе наноалмазов мы научились конструировать системы биохимической диагностики. Создали три системы, с помощью которых можно определять физиологически важные вещества, например, в крови человека — мочевину, глюкозу и холестерин. В перспективе эти тест-системы могли бы найти применение в медицинской диагностике, мы экспериментально продемонстрировали такую возможность. Отмечу, что мне как учёному прежде всего нужно доказать самому себе состоятельность идеи, проверив её экспериментально, и на основании полученных данных определить границы возможного практического применения.
Но с позиции определённого опыта считаю, что в этой жизни, используя военную терминологию, у каждого из нас есть свой окоп. Если человек профессионально занимается своим делом в своём окопе, боевые действия успешны. Если начинает метаться между окопами, дело потерпит фиаско. Я определил для себя, чем должен заниматься.
И к этому призываю молодых коллег. Мы занимаемся фундаментальными исследованиями, получаем новые знания, пытаемся объяснить механизм выявленного феномена, эффекта, явления. Потом подвергаем накопленные экспериментальные данные глубокому и всестороннему анализу, на основании которого делаем более взвешенный вывод о возможности или невозможности применения этого знания на практике. Это абсолютно правильный путь — все практические достижения человечества основаны на фундаментальных знаниях и их анализе.
К сожалению, сегодня у нас норовят «поставить телегу впереди лошади». И часто задают преждевременный вопрос: где вы собираетесь это использовать? Опережая события, хотят сразу видеть практическую реализацию. Но даже при наличии обоснованности практического применения реализовать научную разработку непросто.
Приведу пример из нашего опыта. Несколько лет мы пытались «пробить» практическое применение наноалмазов. В частности, их использование в качестве присадок к автомаслам и консистентным смазкам. Мы собрали кипу экспертных заключений с положительными отзывами из целого ряда крупных предприятий.
Материал представляет собой прочно связанную конструкцию из вертикально упорядоченных нанотрубок на поверхность которых нанесен слой наноалмазов. Полученный материал обладает рядом уникальных свойств, говорится в статье ученых, опубликованных в журнал Scientific Reports. Можно сказать, что мы получили прообраз крошечного светильника — нанотрубка на кончике которой светится наноалмаз.
Сегодня модель используется для этих целей во всем мире. Материалы по теме «Тепло, пожары и насекомые»: каким будет климат Сибири через 100 лет Что происходит с погодой? Исследования в области дендрохронологии продолжаются — ученые Сибирского федерального университета на основе модели Ваганова-Шашкина научились делать прогнозы о состоянии лесов в зависимости от изменения климата в долгосрочной перспективе. Стоит отметить, что проблема реакции деревьев на возможные климатические изменения — одна из главных в современной лесной экологии. Несмотря на значительное количество исследований, четкого ответа на то, как будет реагировать древесная растительность в естественных условиях на эти изменения среды при разном составе древостоев в разных физико-географических зонах, до сих пор не было. Сейчас ученые подтвердили гипотезу о том, что в холодных и засушливых условиях главную роль в формировании ксилемы ткани, составляющей основную полезную биомассу древесины играет влажность почвы. А вот начало и конец периода годичного роста определяется температурой окружающей среды. Планируется создание нейросети, которая поможет предсказать развитие лесов Северного полушария.
Сибирские ученые «скрестили» наноалмазы с нанотрубками
Красноярские биофизики предложили применять для этого биолюминесцентные тесты. Ученые проверили этот метод на фуллеренолах. Эти вещества применяются при создании антибактериальных, противогрибковых, противовирусных, противораковых средств. Использование таких биотестов делает оценку токсичности и антиоксидантной активности крайне простой и быстрой.
Причины две: неравномерное тепловое расширение слоёв в процессе изготовления и избыточная поверхностная энергия на границе раздела слоёв. При этом эффективность наноскальпеля повышается при увеличении магнитного момента наночастиц. Но такое увеличение может вызвать слипание наночастиц в процессе приготовления суспензии. Учёным нужно было найти компромисс.
Таким образом, учёные решили проблему наноскальпелей, и вскоре такой метод лечения можно будет применять на практике.
Ведь для того, чтобы засветились наноалмазы, необходимы очень большие электрические поля. Но сибирским ученым удалось выяснить, что наноалмаз засветится, если он будет находиться на кончике углеродной трубки, которая в несколько раз усиливает мощность даже небольшого электрического поля», - сообщил подробности уникальной разработки один из авторов исследования - младший научный сотрудник ИНХ СО РАН Юлия Федосеева. По словам Юлии Федосеевой, полученный сибирскими учеными уникальный материал, созданный по относительно дешевой технологии, найдет применение в медицине в качестве зонда для точной диагностики , электронике при создании дисплеев нового типа или миниатюрных светильников и в других отраслях промышленного производства.
Фенол — один из наиболее распространенных загрязнителей природных вод. Он используется в производстве пластмасс, фармацевтических препаратов, пестицидов и гербицидов.
Существующие высокочувствительные методы определения фенола занимают много времени, требуют многоэтапных и трудоемких процедур пробоподготовки и использования дорогостоящего специализированного оборудования. В то же время для эффективного мониторинга промышленных сточных вод необходимы быстрые и недорогие методы определения опасных веществ. Он имеет сетчатую структуру, в которой кластеры наноалмазов распределены по поверхности нановолокон. Такие мембранные структуры обладают рядом преимуществ перед материалами из полимерных нановолокон. Например, они имеют более высокую термическую и механическую стабильность, повышенную химическую и биологическую стойкость, простоту очистки и более длительный срок службы.
Сибирские ученые «скрестили» наноалмазы с нанотрубками
| Красноярские ученые разработали технологию управляемого синтеза магнитных нанопорошков | Красноярские ученые разработали новый композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. |
| Сибирские ученые создали материал из наноалмазов | АиФ Красноярск | Как сообщалось, ранее красноярские ученые совместно с канадскими коллегами разработали способ адресного разрушения раковых клеток с помощью модифицированных аптамерами наночастиц золота и теплового воздействия, вызванного лазерным излучением. |
| Сибирские ученые создали материал из наноалмазов | Красноярские ученые разработали технологию управляемого синтеза магнитных нанопорошков. |
Наноалмазы «в шубе»
| Красноярские ученые разработали метод лечения переломов наночастицами | Но сибирским ученым удалось выяснить, что наноалмаз засветится, если он будет находиться на кончике углеродной трубки, которая в несколько раз усиливает мощность даже небольшого электрического поля». |
| Ученые использовали наноалмазы для обнаружения загрязнений в воде | Ученые Красноярского научного центра СО РАН и СФУ синтезировали новый многофункциональный композитный двумерный материал на основе природного минерала точилинита. |
| Красноярские ученые предложили использовать наноскальпели в борьбе с раком | Используя биолюминесцентные тесты, ученые выяснили, что токсичность и антиоксидантная активность фуллеренолов зависит от количества присутствующих в них кислородсодержащих заместителей. |
| Ученые использовали наноалмазы для обнаружения загрязнений в воде | Новый композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов для обнаружения токсичных веществ (например, фенола) в производственных сточных водах разработал коллектив ученых из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН». |
Красноярские ученые разработали метод лечения переломов наночастицами
“Таймырский Телеграф” – Ученые Института физики им. Л.В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН научились синтезировать магнитные наночастицы с ядром из никеля и непроводящей ток углеродной оболочкой. Учёные СО РАН выявили способ определения загрязнения воды с помощью наноалмазов. Для определения загрязнения используют так называемые детонационные наноалмазы, получаемые при взрыве содержащих углерод взрывчатых веществ (например, смесь тротила и гексогена), в замкнутой камере при недостатке кислорода. «Красноярские ученые разработали новый биоразлагаемый пластик на основе полистирола и органического соединения – альфа-ангеликалактона, он полностью разлагается в лесной почве за семь месяцев. Следовательно, наноалмазы можно использовать для нейтрализации, например, микотоксинов — метаболитов низших грибов, в частности плесневых.
Красноярские ученые разработали умный наноскальпель для терапии жидких опухолей
Красноярские ученые разработали способ разрушения раковых клеток с помощью наночастиц золота, сообщили в понедельник в пресс-службе Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской а. Следовательно, наноалмазы можно использовать для нейтрализации, например, микотоксинов — метаболитов низших грибов, в частности плесневых. Главная Наука ИНХ в зеркале прессы Ученые из Новосибирска и Красноярска создали новый материал из нанотрубок и наноалмазов. Смотрите свежие новости на сегодня в Любимом городе | Красноярские ученые научились определять токсичность наночастиц. Это делает возможным использование наноалмазов для оперативного обнаружения фенола в воде.