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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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