Реферат 2
Введение 4
1 Обзор литературы 6
1.1 Возможности биомедицинского применения наночастиц 6
1.2 Получение и структура наночастиц ферригидрита бактериального
происхождения 8
1.3 Структура и свойства наночастиц ферригидрита с
арабиногалактаном, полученных химическим способом 11
1.4 Методы обнаружения наночастиц ферригидрита 13
1.5 Возможности биомедицинского применения ферригидрита 15
2 Материалы и методы 20
2.1 Оценка возможности детекции наночастиц ферригидрита в
биологических образцах методом ЯМР-спектрометрии 21
2.2 Оценка распределения наночастиц ферригидрита в организме
лабораторных животных после внутривенного введения методом ЯМР- спектрометрии 22
2.3 Оценка распределения наночастиц ферригидрита в организме лабораторных животных после внутривенного введения методом ЯМР-
томографии 22
2.4 Гистологическая оценка распределения наночастиц в организме
лабораторных животных 22
2.5 Статистическая обработка результатов 23
3 Результаты 24
3.1 Оценка возможности детекции наночастиц ферригидрита в
биологических образцах методом ЯМР-спектрометрии 24
Заключение 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27
... нет 3 раздела, из текста бакалаврской работы изъяты результаты интеллектуальной деятельности, которые имеют потенциальную коммерческую научную ценность в силу неизвестности их третьим лицам.
В настоящее время одним из самых быстро развивающихся направлений исследований во всем мире является нанотехнология. Малые размеры частиц обуславливают появление новых, ранее неизвестных свойств наноматериалов. Например, для таких материалов могут быть характерны новые оптические, электрические, температурные свойства и т.д. По мнению многих авторов, использование нанотехнологий в медицине может коренным образом поменять существующие подходы к диагностике и лечению различных заболеваний .
Так, существуют данные об исследованиях возможного применения наночастиц для лечения интоксикаций, онкологических заболеваний, заболеваний системы крови и др. При этом предполагается, что в отличие от классических лекарственных препаратов, наночастицы могут быть менее токсичными и в ряде случаев более эффективными.
В частности, предполагается, что наночастицы, обладающие магнитными свойствами, могут применяться в качестве средства для адресной или управляемой, с помощью внешнего магнитного поля, доставки лекарственных субстанций к очагу патологии с контролируемым высвобождением действующего вещества. Это обеспечит минимизацию побочных эффектов и повышение концентрации действующего вещества непосредственно в очаге патологии . Они также могут использоваться и в качестве самостоятельных терапевтических агентов. Например, магнитные наночастицы на основе ферригидрита в сочетании с внешним переменным магнитным полем могут использоваться для локального нагрева определенных тканей, что может быть использовано для борьбы с новообразованиями.
В настоящее время известны различные способы получения магнитных наночастиц, что определяет их физико-химические особенности и характер взаимодействия с организмом. В частности, существует способ получения биогенных магнитных наночастиц в результате культивирования определенных бактерий. Также существуют различные варианты их химического синтеза.
Исследование возможностей биомедицинского применения нанообъектов предполагает обязательную оценку их токсикологических (фармакологических) свойств, в частности, их токсикокинетические (фармакокинетические) характеристики. Это в свою очередь требует наличия надежных методов их обнаружения в организме. Учитывая наличие магнитных свойств, представляется возможным применение методов ядерно- магнитного резонанса (ЯМР-спектрометрии) для их количественного определения в различных органах и тканях организма, а также ЯМР- томографии. Также весьма интересно определить характер влияния нанообъектов на состояние тканей тех органов, в которых они будут обнаружены, что возможно осуществить с использованием гистологических методик.
Целью работы стала детекция наночастиц ферригидрита в биологических образцах методом ядерно-магнитного резонанса и оценка их распределения в тканях организма.
Задачи:
1. Оценить возможности количественного определения наночастиц ферригидрита в образцах биологических тканей методом ЯМР- спектрометрии.
2. Исследовать содержание наночастиц ферригидрита в различных органах лабораторных животных после внутривенного введения методом ЯМР-спектрометрии.
3. Подтвердить особенности распределения наночастиц ферригидрита в различных органах лабораторных животных после внутривенного введения гистологическими методами.
Известно, что наночастицы различной природы могут иметь большое значение в развитии промышленных технологий и в области биотехнологий. В медико-биологической сфере с использованием наночастиц связывают надежды на создание прорывных технологий диагностики и лечения ряда социально-значимых заболеваний. В настоящее время наночастицы находятся на стадии изучения и исследования, но позже с накоплением знаний частицы будут входить в нашу жизнь.
Для ответа на вопрос о возможности и целесообразности использования наночастиц ферригидрита в области биомедицины необходимо понимание возможностей их выведения из организма после использования, а также характера распределения наночастиц в организме при различных способах введения.
Таким образом, целью настоящей работы стала детекция наночастиц ферригидрита в биологических образцах методом ядерно-магнитного резонанса и оценка их влияния на состояние тканей организма.
В результате работы было установлено, что зависимость сигнала ЯМР- спектрометра носит линейный характер от концентрации, что подтверждает возможность использования метода ЯМР-спектрометрии для определения содержания магнитных наночастиц в образцах биологических тканей.
В течение суток после внутривенного введения количество частиц в печени, почках и селезенке достигает максимального уровня. При этом 24
наибольшее количество наночастиц аккумулируется в печени. К 14-м сут в печени и селезенке количество наночастиц снижается. В почках наблюдается повышенный относительно контроля уровень частиц в течение всего исследованного периода. В легких содержание наночастиц достигает наибольшего уровня через 7 сут после внутривенного введения. Через 90 минут после внутривенного введения наибольшее количество наночастиц обнаруживается также в печени.
Данные томографии позволяют сделать вывод, что наночастицы ферригидрита распределяются в печеночных балках. Однако полученные данные не дают ответа на вопрос, включаются ли наночастицы в печеночные клетки или находятся во внеклеточном пространстве. В остальных исследованных нами органах с помощью томографии наночастицы не были визуализированы, что, по-видимому, связано с недостаточным разрешением использованного прибора.
Гистологические исследования позволили выявлять наличие наночастиц ферригидрита в различных тканях животных и обнаружить вызываемые ими патологические изменения.
Таким образом, ЯМР-спектрометрия является методом, позволяющим детектировать наночастицы ферригидрита в биологических тканях животных после внутривенного введения и количественно определять их включение в ткани, оценивать их распределение в организме и токсикокинетические характеристики. Сочетание методов ЯМР-спектрометрии и гистологических методов позволяет оценить влияние наночастиц на органы животных.
