КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-73-00332
НазваниеПолучение и свойства меченных 59Fe наночастиц магнетита
Руководитель Синолиц Артём Вадимович, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук , г Москва
Конкурс №110 - Конкурс 2025 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка молодых ученых»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-204 - Радиохимия
Ключевые слова Радиоактивные индикаторы, реакторные изотопы, нанотехнологии, гидрофильно-липофильный баланс, коэффициент распределения, наночастицы магнетита, 59Fe
Код ГРНТИ31.15.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Целью настоящего проекта является синтез меченных 59Fe наночастиц магнетита и разработка метода изучения их распределения в несмешивающихся жидкостях.
Наночастицы магнетита рассматриваются в качестве платформы для доставки лекарственных веществ, ввиду относительно небольшой токсичности, а также для магнитной сепарации циркулирующих опухолевых клеток, в значительной степени влияющих на метастазирование злокачественных онкологических заболеваний. Обычно распределение магнитных наночастиц в организме определяется с помощью магнитометрических и магнито-резонансных методов, однако при наличии в организме металлсодержащих имплантов их применение затруднено, а определение путей миграции продуктов разложения наночастиц - практически невозможно. С помощью меченных 59Fe наночастиц магнетита возможно определение распределения как частиц, так и продуктов их деградации радиометрическими методами, для которых в большинстве физико-химических и биохимических систем отсутствуют мешающие воздействия, а чувствительность выше, чем у магнитометрических методов.
Известно множество различных способов получения наночастиц магнетита, наиболее распространённым и позволяющим регулировать большое число параметров: гидродинамический режим, порядок добавления реагентов, объём и свойства среды и пр., является метод Массарта, основой которого является соосаждение Fe(II) и Fe(III) в щелочной среде. В наших ранее проведённых работах мы оптимизировали классический метод, что позволило получать сферические фазово чистые суперпарамагнитные наночастицы магнетита размерами 12 нм, с узким распределением частиц по размерам, не требующих очистки от крупных частиц, а также произвели функционализацию их поверхности амино-, карбоксильными и хлоростаннатными группами. Стоит отметить, что во многих научных работах авторами наночастицами магнетита называются наночастицы иных фаз оксидов железа; недостаточное понимание фазового состава получаемого материала негативно влияет на воспроизводимость синтеза. Отработанный нами метод предполагается применить для синтеза меченных 59Fe наночастиц магнетита из 59Fe-содержащих прекурсоров, полученных облучением тепловыми нейтронами соединений железа с природным изотопным составом.
При разработке лекарственных препаратов их способность проникать через клеточные мембраны и гематоэнцефалический барьер, а также гидрофильно-липофильный баланс, могут оцениваться посредством определения их распределения в модельной системе вода-октанол. Свойства наночастиц магнетита могут существенно изменяться при функционализации их поверхности и взаимодействии с биомакромолекулами и лекарственными веществами, поэтому разработка метода изучения распределения наночастиц магнетита в системах несмешивающихся жидкостей позволит оценивать их поведение в организме in vitro до исследований на живых организмах.
До настоящего момента меченные 59Fe наночастицы магнетита не применялись в России, в мире работы с ними также весьма редки. Применение меченных 59Fe наночастиц магнетита позволит определять их распределение в несмешивающихся жидкостях радиометрическим методом. Для изучения поведения наночастиц магнетита предлагаемый метод ранее не применялся. С помощью предлагаемого метода возможно изучение влияния pH, ионной силы, состава водной среды, наличия поверхностно-активных веществ, функционального состава поверхности наночастиц магнетита на их распределение в системах несмешивающихся жидкостей, что также ранее не изучалось.
Ожидаемые результаты
В ходе реализации проекта будут впервые в России получены меченные 59Fe наночастицы магнетита. Для этого будут получены 59Fe-содержащие прекурсоры посредством облучения тепловыми нейтронами различных мишеней с природным изотопным составом: сульфат железа (II), металлическое железо, наночастицы магнетита. Активация нейтронами наночастиц магнетита с целью получения 59Fe-меченных наночастиц будет предпринята впервые. Наночастицы магнетита будут функционализированы амино- и карбоксильными группами методом Штобера, с целью получения частиц с различным зарядом поверхности. Будет разработана методика определения количества 59Fe-меченных наночастиц магнетита с помощью гамма-спектроскопии.
Будет разработана методика изучения распределения наночастиц магнетита в несмешивающихся жидкостях, в частности, в системе вода-октанол, с помощью гамма-спектроскопии, что позволит моделировать их взаимодействие с клеточными стенками и гематоэнцефалическим барьером. Работоспособность методики предлагается продемонстрировать в эксперименте по изучению влияния поверхностно-активных веществ на распределение 59Fe-меченных наночастиц магнетита с различным зарядом поверхности в системе вода-октанол, что ранее не исследовалось.