USD/RUB 72.86
EUR/RUB 86.28
EUR/USD 1.1843
08.07.2020, среда, 09:55
 

Кремниевые наночастицы: российские физики разработали новую технологию изготовления маркеров для медицинской диагностики

Кремниевые наночастицы: российские физики разработали новую технологию изготовления маркеров для медицинской диагностики
Сотрудники Московского университета (МГУ имени М.В. Ломоносова)и Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород) разработали новую технологию изготовления биомаркеров для медицинской диагностики. Об этом сообщается в журнале «Квантовая электроника».
В науке кремний известен не только как основа микросхем и солнечных элементов. Исследователи проявляют интерес к этому дешёвому технологичному материалу и в биомедицинских целях. Сверхмалые частицы кремния (наноструктурированный кремний) применяются для диагностики тканей и клеток, а также в терапии.
«Мы разработали технологию производства наноструктурированного кремния для медицинской диагностики. Частицы кремния являются маркерами, которые позволят увидеть скрытые в непрозрачной среде организма структурные неоднородности, например опухоли», — заявил в беседе с RT основной автор работы, доцент кафедры общей физики и молекулярной электроники физического факультета МГУ Станислав Заботнов.
По его словам, проникающие в организм наночастицы могут накапливаться в злокачественных новообразованиях в организме, и это возможно обнаружить с помощью специальных оптических средств мониторинга.
Научной проблемой было отсутствие эффективной технологии производства нетоксичного наноструктурированного (размером менее 100 нм) кремния, подходящего для относительно безопасного введения в организм и последующего выведения. Размол кремниевых структур в большинстве случаев не позволял получить кластеры нужного размера, а с помощью коллоидного химического синтеза наночастицы получались с большим количеством токсичных примесей.
Задачу производства безопасных частиц нужного размера удалось решить методом импульсной лазерной абляции кремния в жидкостях и газах — «обстрела» частиц кремния импульсами лазера. Учёные смогли создать маркеры заданной величины, в том числе в единицы и десятки нанометров, однако значительной проблемой было недостаточное, относительно малое количество наночастиц на выходе.
Однако это ограничение преодолели, применив способ производства исходных плёнок пористого кремния вместо обычно используемых кристаллических пластин кремния. С помощью простого и дешёвого метода электрохимического травления удалось получить материал, который повысил массовый выход кремниевых наночастиц в разы, отметили исследователи. Далее они приступили к первым испытаниям.
«Изготовленные с помощью нашей технологии кремниевые наночастицы мы осадили на поверхность агарового геля, имитирующего биологическую ткань. Благодаря присущему частицам сильному рассеянию света мы получили высококонтрастные изображения неоднородностей. Это важный шаг в решении задач биомедицинской диагностики — визуализации биологических и биоподобных тканей», — отметил Заботнов.
  • Слева прозрачный агаровый гель без биомаркеров, справа – с внедрёнными кремниевыми наночастицами
  • © МГУ им. М.В. Ломоносова / Институт прикладной физики РАН
Как подчеркнул учёный, для наблюдения за внедрёнными частицами применялся один из самых безвредных для человека методов визуализации биологических объектов — метод трёхмерной оптической когерентной томографии. Сам кремний также, по его словам, относительно безопасен. В отличие от часто используемых в качестве маркеров радиоактивных частиц он не оказывает вредного воздействия на окружающие ткани и хорошо выводится из организма.
Дальнейшие исследования новой технологии были приостановлены из-за коронавирусной пандемии, но продолжатся в экспериментах на животных в 2021 году, сообщил Станислав Заботнов.
Вас также может заинтересовать