Химики создали магнитную жидкость для диагностики и лечения опухолей
Химики создали устойчивую магнитную жидкость на основе наночастиц железа и кобальта. Под действием магнитного поля она нагревается, а также ускоряет химические реакции, что в перспективе может быть полезно для противоопухолевой терапии, биосенсоров и диагностических систем.
Источник: Медиадом «Сириус»
МОСКВА, 15 сентября /Новости науки/. Химики из России и Македонии создали устойчивую магнитную жидкость, способную нагреваться в магнитном поле и ускорять окислительные реакции. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Surfaces and Interfaces.
«Подобные высокостабильные растворы наночастиц можно использовать для замены дорогостоящих ферментов при создании биосенсоров или контрастных агентов для МРТ, а также в разработке приборов и систем, где нужны тонкие магнитные слои», — рассказал руководитель проекта Андрей Дроздов.
Результаты исследования показали, что созданная жидкость состоит из воды и наночастиц оксидов железа и кобальта. При этом ученым удалось обойтись без дополнительных стабилизирующих веществ, полимеров и кислот.
Обычно магнитные частицы из оксидов железа и кобальта склонны слипаться, из-за чего теряют свои свойства. Для предотвращения этого используют специальные химические покрытия, однако они могут быть токсичными для живых клеток или мешать дальнейшему изменению частиц и приданию им новых свойств.
Исследователи усовершенствовали способ получения наночастиц феррита кобальта, смешивая соли железа и кобальта с раствором аммиака и используя ультразвуковое воздействие для снижения количества посторонних примесей. Наиболее устойчивыми оказались растворы, в которых кобальта было в 2,3–9 раз меньше, чем железа. При сильном уменьшении содержания кобальта частицы начинали слипаться.
Нагрев опухолей и диагностика
Исследователи также проверили способность полученной жидкости нагреваться под действием магнитного поля. Сильнее всего температура повышалась у частиц, содержащих в 6,5–9 раз меньше кобальта, чем железа. Этот состав одновременно оказался достаточно устойчивым, поэтому авторы считают его наиболее перспективным для применения при борьбе с опухолями.
Магнитные жидкости рассматриваются как средство для воздействия на опухоль за счет нагрева наночастиц магнитным полем. В материале отмечается, что частицы можно направить к опухоли, после чего нагреть с помощью магнитного поля для уничтожения раковых клеток без вреда для здоровых тканей.
Кроме того, наночастицы с высоким содержанием кобальта способны ускорять окислительные реакции с участием перекиси, подобно природным ферментам-пероксидазам. По данным исследователей, это свойство может использоваться при создании биосенсоров и высокочувствительных тест-систем для диагностики онкологических и инфекционных заболеваний.
В дальнейшем авторы намерены изучить возможность использования нового материала для создания печатных биосенсоров, систем диагностики и терапии, а также магнитных катализаторов.
Исследование проведено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и федеральной территории «Сириус.
«Подобные высокостабильные растворы наночастиц можно использовать для замены дорогостоящих ферментов при создании биосенсоров или контрастных агентов для МРТ, а также в разработке приборов и систем, где нужны тонкие магнитные слои», — рассказал руководитель проекта Андрей Дроздов.
Результаты исследования показали, что созданная жидкость состоит из воды и наночастиц оксидов железа и кобальта. При этом ученым удалось обойтись без дополнительных стабилизирующих веществ, полимеров и кислот.
Обычно магнитные частицы из оксидов железа и кобальта склонны слипаться, из-за чего теряют свои свойства. Для предотвращения этого используют специальные химические покрытия, однако они могут быть токсичными для живых клеток или мешать дальнейшему изменению частиц и приданию им новых свойств.
Исследователи усовершенствовали способ получения наночастиц феррита кобальта, смешивая соли железа и кобальта с раствором аммиака и используя ультразвуковое воздействие для снижения количества посторонних примесей. Наиболее устойчивыми оказались растворы, в которых кобальта было в 2,3–9 раз меньше, чем железа. При сильном уменьшении содержания кобальта частицы начинали слипаться.
Нагрев опухолей и диагностика
Исследователи также проверили способность полученной жидкости нагреваться под действием магнитного поля. Сильнее всего температура повышалась у частиц, содержащих в 6,5–9 раз меньше кобальта, чем железа. Этот состав одновременно оказался достаточно устойчивым, поэтому авторы считают его наиболее перспективным для применения при борьбе с опухолями.
Магнитные жидкости рассматриваются как средство для воздействия на опухоль за счет нагрева наночастиц магнитным полем. В материале отмечается, что частицы можно направить к опухоли, после чего нагреть с помощью магнитного поля для уничтожения раковых клеток без вреда для здоровых тканей.
Кроме того, наночастицы с высоким содержанием кобальта способны ускорять окислительные реакции с участием перекиси, подобно природным ферментам-пероксидазам. По данным исследователей, это свойство может использоваться при создании биосенсоров и высокочувствительных тест-систем для диагностики онкологических и инфекционных заболеваний.
В дальнейшем авторы намерены изучить возможность использования нового материала для создания печатных биосенсоров, систем диагностики и терапии, а также магнитных катализаторов.
Исследование проведено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и федеральной территории «Сириус.
