Ученые синтезировали углеродные точки, селективно связывающие ионы кальция
Ученые ИФХЭ РАН, ИФАВ РАН, СПбГУ и Института керамики Харбинского политехнического института (Китай) модифицировали поверхность углеродных точек так, чтобы те получили способность связываться с костной тканью. Ученые разработали one-pot метод модификации углеродных точек органическими лигандами, способными селективно связывать ионы кальция. Выход целевого продукта составил более 85 процентов.
Результаты опубликованы в ACS Applied Materials & Interfaces. Углеродные точки, помимо ценных для биологии и медицины качеств, таких как водорастворимость / легкая диспергируемость и высокая дисперсионная устойчивость в воде и низкая токсичность / высокая биосовместимость, также обладают флюоресценцией, что делает их очень перспективным материалом для применения в качестве биосенсоров. Использованию их в таком качестве препятствуют низкие селективные свойства углеродных точек, поскольку на их поверхности находятся очень простые функциональные группы, реагирующие с самыми разными веществами.
Модифицирование поверхности углеродных точек хелатирующими агентами – органическими лигандами с селективными свойствами – является новым подходом в разработке сенсоров наноскопического масштаба для различных целей. Российские и китайские ученые разработали метод модификации углеродных точек органическими лигандами, способными селективно связывать ионы кальция, основанный на использовании реакции свободно-радикальной полимеризации в комбинации с гидротермальной карбонизацией. Были синтезированы углеродные точки, модифицированные рядом аминокарбоновых и бисфосфоновых лигандов.
«Модифицирование требует тщательного подбора условий синтеза — времени реакции, температуры, реагентов. Нужно добиться того, чтобы все реакции прошли, чтобы был высокий выход целевого продукта, чтобы функциональные группы не разрушились, чтобы побочных продуктов было как можно меньше. Если думать о масштабировании процесса, то, чем точнее подобраны условия синтеза, чем меньше у него стадий, тем больше выход и тем дешевле обходится продукт. В нашем методе весь синтез происходит в одной реакционной посуде, поэтому он очень технологичен, — объяснил главный научный сотрудник лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН, доктор химических наук Владимир Баулин.
Для изучения способности полученных материалов связываться с костной тканью была разработана новая методика, основанная на тушении флуоресценции углеродных точек в модельных растворах, имитирующих микроокружение костной травмы. Было изучено взаимодействие модифицированных точек с костными тканями с нормальной и с низкой плотностью, имитирующими патологии (остеопороз, метастазы). Обнаружено, что наилучшими остеотропными свойствами обладают углеродные точки, модифицированные этиленгликоль-бис(2-аминоэтиловым эфиром)-N,N,N’,N’-тетрауксусной кислоты (ЭГТА). В перспективе они могут быть использованы в качестве остеотропных препаратов.
«Основная специализация нашей группы в лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН под руководством академика Аслана Цивадзе — синтез органических лигандов с селективными свойствами к различным катионам и анионам. В процессе совместной работы с Харбинским политехническим университетом мы применили наши знания в области органического синтеза и комплексообразования к углеродным точкам. В результате их ценные свойства дополнились селективностью, и был получен материал, который селективно связывается с кальцием. Он может быть использован для диагностики и лечения костных заболеваний, таких как остеопороз или костные метастазы,» — продолжил профессор Баулин.
Работа выполнена в рамках приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований международными научными коллективами» и поддержана Министерством науки и высшего образования России.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно