JRSNZ: ученые открыли новый вид ископаемых дельфинов — Aureia rerehua. Ученые провели строгие квантовые расчеты и уже делятся с мировым научным сообществом первыми результатами исследования, сообщает корреспондент со ссылкой на Смотрите свежие новости на сегодня в Любимом городе | Красноярские ученые научились определять токсичность наночастиц. Учёные из Красноярска завершили исследование избирательного способа борьбы с раковыми клетками.
Биолюминесцентные тесты откроют дорогу наноматериалам в медицину
Конечно, из природных алмазов тоже можно получить частицы таких размеров, но по своим свойствам они будут принципиально отличаться от тех, с которыми работаем мы. Немного предыстории. Ещё в начале 1960-х годов на Урале учёные разработали способ получения наноалмазов. Сначала теоретически обосновали возможность его создания, потом проверили на практике. Тогда способ синтеза наноалмазных частиц методом взрыва разрабатывался как один из вариантов утилизации взрывчатых веществ, которых в то время накопилось очень много. Поскольку тематика носила закрытый характер, широкой научной общественности результаты этих исследований не были доступны. Когда вместе с коллегами он опубликовал работы, которые стали классическими сегодня на них ссылается весь мир , до него стали доходить слухи, что подобное уже было сделано ранее. Анатолий Михайлович начал искать спецлитературу, получил к ней доступ и понял, что открыл уже известный способ. Его заслуги нельзя умалять — он шёл своим путём, не зная результатов предыдущих исследователей. Поэтому приоритет разработки метода синтеза наноалмазов взрывом принадлежит отечественным учёным как минимум дважды.
Как же происходит синтез наноалмазов методом взрыва? Взрывчатое вещество помещается в закрытую металлическую камеру и подрывается при недостатке кислорода. Под действием ударной волны всё разлетается до молекулярного состояния. Следом за этой волной идут высокие температура и давление. И в этих условиях из атомов углерода начинает формироваться кристаллическая решётка наноалмазов, которая соответствует кристаллической решётке природного алмаза. Процесс получения наноалмазов взрывом быстрый и грязный. Атомы углерода алмазного ядра, встраиваясь в решётку, успевают использовать друга на друга все свои валентности. А поверхностные углероды не успевают замкнуться, и эти вакантности тут же заполняются самыми разными компонентами использованного взрывчатого вещества — элементами несгоревшей органики, металлами, химическими группами и так далее. Таким образом, уникальность получаемых данным способом частиц состоит в том, что они, имея классическое алмазное ядро, содержат на поверхности ярко выраженную полиморфную химически активную «шубу».
После взрыва получается шихта, попросту говоря, сажа, в которой есть некая толика наноалмазов. Чтобы извлечь их, удалив примеси металлов и сажу, шихту промывают сильными кислотами. При этом происходит массообмен — что-то с поверхности наноалмазов удаляется, что-то добавляется за счёт тех химических примесей, которые вносятся с кислотами. С точки зрения биолога, наноалмазы интересный и перспективный для изучения материал. Наличие на поверхности этих наночастиц химически активной полиморфной «шубы» и возможности её модификации открывают широчайшие перспективы для применения наноалмазов в большом спектре биомедицинских приложений. Так мы доказали, что наноалмазы можно использовать как полифункциональный адсорбент для экспресс-выделения и очистки белков из самых разных белковых смесей. При этом не нужны ни дорогое хроматографическое оборудование, ни дорогие импортные сорбенты. Для эффективного получения целевого белка с помощью наноалмазов необходимы только пробирки, пипетки и центрифуга. В целом технологии очисти белков, основанные на применении наноалмазов, отличает быстрота, простота и эффективность.
А также в клинической медицине — ведь чистота лекарственного препарата имеет принципиальное значение: когда препарат содержит примеси, могут возникать побочные эффекты. Приведу пример из нашей практики. Несколько лет назад мы сотрудничали с коллегами из Института биоорганической химии ИБХ РАН, Москва , в котором было организовано опытное биотехнологическое производство рекомбинантного инсулина. Это крайне востребованный гормон пептидной природы, применяемый для лечения сахарного диабета. Коллеги предоставили нам два финальных препарата инсулина, в которых мы нашли загрязняющую примесь. С помощью наноалмазов удалили эту примесь и получили оба препарата в чистом виде. К сожалению, дальнейшего развития это направление совместных исследований не получило. Хотя нам было бы интересно получить с помощью наноалмазов высокоочищенный инсулин сразу из экстрактов биомассы бактерий-продуцентов. Если бы это удалось, мы бы смогли повысить эффективность процесса выделения этого ценного целевого продукта, сократить время и затраты на его производство.
Также на основе наноалмазов мы научились конструировать системы биохимической диагностики.
Таким образом был получен композит с уникальными свойствами: под воздействием даже слабого электрического поля он может светиться люминесцентным голубым светом. Эксперты говорят, что раньше подобные материалы светились только под действием сильного магнитного поля. Новое же соединение требует гораздо меньше энергии, и может быть полезно в самых разных сферах, в том числе, в медицинской диагностике, в изготовлении светильников и дисплеев.
Чтобы этого не произошло, сибирские специалисты разработали способ управления магнитным моментом через механические напряжения в самом нанодиске. В ходе исследований учёные заметили механические напряжения на боковой поверхности диска. Причины две: неравномерное тепловое расширение слоёв в процессе изготовления и избыточная поверхностная энергия на границе раздела слоёв. При этом эффективность наноскальпеля повышается при увеличении магнитного момента наночастиц. Но такое увеличение может вызвать слипание наночастиц в процессе приготовления суспензии. Учёным нужно было найти компромисс.
Основываясь на полученных данных, ученые создали диски для наноскальпеля, способного «выжигать» раковые клетки. Результаты обзорного исследования можно прочитать в журнале Nanomaterials. Магнитные наночастицы нагреваются до критических для опухоли температур или механически разрушают раковые клетки под воздействием магнитного поля. Такие диски состоят из двух металлических слоев инертных металлов между которыми магнитный материал, что придает им уникальные свойства, которые облегчают дистанционное управление частицами и делают диски идеальными инструментами для терапии раковых клеток. ДНК или РНК аптамеры, которые распознают опухолевые клетки и связываются с ними, обеспечивают адресную доставку наночастиц к месту опухоли и их избирательное действие.
Биолюминесцентные тесты откроют дорогу нанометериалам в медицину
Берем воду, проводим реакцию с катализатором-суспензией и, если там был фенол, получаем окрашенный продукт. Спектральным методом по количеству образовавшегося цветного продукта определяем концентрацию фенола в водном образце", - отметил заведующий лабораторией нанобиотехнологии и биолюминесценции Института биофизики Владимир Бондарь. Фенолы - ядовитые и высоко опасные для человека вещества, которые при попадании в организм, способны вызвать тяжелое отравление. Это может происходить при использовании воды из загрязненных фенолом водоемов.
Все права на материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с российским и международным законодательством об интеллектуальной собственности. Любое использование текстовых, фото-, аудио- и видеоматериалов возможно только с согласия правообладателя ВГТРК.
Политика конфиденциальности Информация о разработчике сайта.
Коллектив ученых из Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН СО РАН и Сибирского федерального университета разработал недорогой, простой в производстве и использовании композитный материал для обнаружения фенола в промышленных сточных водах. Он состоит из нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. Такие мембранные структуры обладают рядом преимуществ перед материалами из полимерных нановолокон — более высокая термическая и механическая стабильность, повышенная химическая и биологическая стойкость, простота очистки и более длительный срок службы.
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали новый способ выращивания нанокристаллов силицида железа, который позволяет получить структуры прямоугольной и треугольной формы с размерами от 30 до 1500 нанометров. Суть метода в нанесении золотого покрытия на кремниевые подложки. Осаждение на полученную поверхность железа и кремния в различных пропорциях позволяет получать кристаллы заданной формы. Предварительно осаждённый на поверхность кремния тонкий слой золота дает возможность регулировать форму и ориентацию растущих нанокристаллов. Атомы золота, захватывая окружающие их химические элементы, становятся центрами формирования кристаллов. При этом частицы драгоценного металла трансформируют взаимодействия молекул на гранях нанокристалла, тем самым изменяя принцип его роста. Количество присоединенных атомов от поверхности подложки к вершине уменьшается, а на боковых гранях наоборот увеличивается.
Ученые из Красноярска создали материал из наноалмазов и нанотрубок
Полученные результаты исследования опубликованы в журнале Physics of the Solid State. Источник: ТАСС.
Предварительные результаты показывают, что они эффективно работают и селективно разрушают раковые клетки, а соседние здоровые продолжают расти. Научная работа проводилась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Российского научного фонда. Мы завели уютный канал в Telegram , куда выкладываем ссылки на самые интересные новости. Хотите узнавать о них первыми — подпишитесь в один клик.
Таким образом, можно очень точно оценивать эффективность противоопухолевой терапии. Этот метод уже опробован на лабораторных животных. Также перспективно применение биолюминесцентных белков для мониторинга состояния окружающей среды. Использование биолюминесцентного белка в диагностике позволяет с точностью до нескольких клеток проследить процесс увеличения или уменьшения опухоли Источник: niipfm. С помощью биолюминесценции можно наглядно иллюстрировать биологические процессы — их, в буквальном смысле, видно. Это свойство белков используется в образовательных целях в университетах и школах, в том числе и в Красноярске. В перспективе светящиеся белки могут стать основой для создания биосенсора — носимого устройства размером с авторучку или спичечный коробок.
Такой сенсор, к примеру, сможет определять степень утомленности организма по уровню токсинов в слюне. Наноалмазы для медицины и экологии Еще одно направление работы Института биофизики СО РАН — более двух десятков лет здесь изучают свойства и прорабатывают вопросы практического использования особых наноалмазов. Искусственно созданные наночастицы получают методом взрывного синтеза — отсюда и их название. Внешний вид порошков вверху и гидрозолей внизу модифицированных наноалмазов. У ученых из ИБФ СО РАН есть наноалмазы, которым они придали уникальные свойства, что открывает возможности применения таких частиц в биологических и медицинских целях. Для биологов, поясняет доктор биологических наук Владимир Бондарь, интерес, главным образом, представляют, адсорбирующие свойства этого материала — способность частиц связывать на своей поверхности самые разные вещества. Каковы перспективы практического применения?
Материал представляет собой слойную конструкцию из прочно связанных между собой вертикальных нанотрубок, на поверхности которых распределен слой наноалмазов. Ученые говорят, что получившийся композит уникален по своим свойствам. Об этом сообщает журнале Scientific Reports издательства Nature. Для того, чтобы заставить наноалмазы испускать свет, необходимо мощное магнитное поле, которое проблематично создать в обычных условиях. Углеродные нанотрубоки обладают свойством многократного усиления магнитного поля на микроуровне — и это свойство используется в полученном композите. Новый материал способен светиться в слабом электрическом поле голубым светом, что предполагает его использование в качестве источника освещения.
В Красноярске ученые предлагают проверять воду на яд наноалмазами
Но сибирским ученым удалось выяснить, что наноалмаз засветится, если он будет находиться на кончике углеродной трубки, которая в несколько раз усиливает мощность даже небольшого электрического поля». Ученые провели строгие квантовые расчеты и уже делятся с мировым научным сообществом первыми результатами исследования, сообщает корреспондент со ссылкой на Красноярские ученные придумали устройство для создания искусственной вечной мерзлоты, сообщает информационное агентство «Арктик-Инфо». Российские ученые создали реактор, перерабатывающий отходы в экологичное топливо 16+.
Красноярские ученые создали нанодиски для выжигания злокачественных клеток
| Красноярские ученые использовали наноалмазы | 21 янв 2022. Пожаловаться. Первые наноалмазы получили красноярские ученые Института биофизики. |
| В Красноярске ученые предлагают проверять воду на яд наноалмазами - Лента новостей Красноярска | Наноалмазы чуть дороже, там другая технология, их изготавливают взрывным, детонационным способом в камере. |
| Наноалмазы «в шубе» | Ученые из Красноярского государственного медицинского университета разработали метод победить онкологию при помощи слабого магнитного поля и наночастиц. |
| В СО РАН хотят получить наноалмазы | Ученые из Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук представили инновационный метод лечения рака, используя наночастицы золота. |
Красноярские ученые создали нанодиски для выжигания злокачественных клеток
Красноярские ученые разработали способ разрушения раковых клеток с помощью наночастиц золота, сообщили в понедельник в пресс-службе Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской а. Красноярские учёные в сотрудничестве с коллегами из Индии, Туниса и Саудовской Аравии достигли прогресса в области медицинских исследований. Красноярские ученые создали технологию переработки рыбных костей, внутренностей и чешуи, способную стать одним из звеньев замкнутой системы жизнеобеспечения человека во время пребывания в космосе. JRSNZ: ученые открыли новый вид ископаемых дельфинов — Aureia rerehua. Учёные Красноярского научного центра СО РАН разработали новое перспективное применение биолюминесцен.
Сибирские ученые «скрестили» наноалмазы с нанотрубками
Однако для этого необходимо разработать и подобрать эффективные, но при этом нетоксичные методы превращения древесины в полезные компоненты. Для этого они разработали единый технологический цикл, объединяющий разные безвредные способы переработки. Обычно для приготовления целлюлоз используются токсичные серо- и хлорсодержащие компоненты, наносящие вред окружающей среде. Специалисты предложили впервые объединить экологически безопасные процессы гетерогенного каталитического гидролиза и перекисной делигнификации, в которых используются нетоксичные реагенты — перекись водорода, вода и органические кислоты. В результате ученые получили из опилок березы микрокристаллическую, микрофибриллированную и нанокристаллическую целлюлозы, а также ксилозу и адсорбенты с поглощающей активностью в два раза выше, чем у коммерческих аналогов. Для того, чтобы реакция прошла успешно и наиболее эффективно, исследователи определили оптимальные условия ее проведения: температуру, время, необходимые реагенты и их концентрацию.
Это очень хороший результат, - рассказала заведующая лабораторией Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН, профессор Сибирского федерального университета Татьяна Волова. По информации краевого официального портала, клинические испытания разработки пройдут в 2017 году на базе Сибирского клинического центра ФМБА России. Внедрение биополимерных повязок запланировано в лечебно-профилактических учреждениях после проведения всех необходимых исследований, а также получения государственной регистрации.
Нашли ошибку?
На сегодняшний лишь две команды ученых в мире смогли расшифровать геном хвойного дерева. Методика расшифровки генома, которую использовали сибирские ученые, позволяет быстро и точно исследовать невероятный объем данных — 12 млрд нуклеотидных оснований. Результаты исследования опубликовал авторитетный журнал BMC Bioinformatics. Полная расшифровка генома хвойного дерева — результат мирового уровня. Результаты расшифрованного генома могут использованы для создания базы генетических ресурсов лесов и в лесном хозяйстве — например, чтобы использовать для восстановления лесов деревья, оптимально подходящие для конкретных погодных условий и почвы.
Кроме того, данные расшифрованного генома красноярцы планируют использовать в качестве инструмента борьбы с нелегальным оборотом древесины. Молекулы могут быть использованы для диагностики и терапии ряда заболеваний среди них, например, онкология — рак легких, молочной железы, глиобластома головного мозга — они связываются с молекулами-мишенями и распознавать пораженные клетки на ранних стадиях развития болезней. Успешные эксперименты на лабораторных мышах уже проводились и были успешными.
По ее рассказу, в разработке методика, при которой к магнитным наночастицам присоединяются молекулы, работающие в организме человека как навигатор и заточенные на поиск определенных механорецепторов на клетках. Когда доработанные наночастицы достигают нужных клеток, включается слабое переменное магнитное поле, и рецепторы клетки начинают принимать сигнал о начале регенерации от наночастиц. Как пояснила ученый, пациенту просто надо будет делать укол с лекарством, в котором доработанные наночастицы.
Красноярские ученые научились изготавливать наноцеллюлозу
Красноярские ученые вместе со специалистами НПП "Радиосвязь" холдинга "Росэлектроника" (входит в Ростех) разработали метод быстрого сращивания костей с помощью доработанных наночастиц, а также слабых магнитных полей. Сотрудники Красноярского института биофизики продемонстрировали, как алмазы можно использовать для выявления фенолов в воде. Учёные СО РАН выявили способ определения загрязнения воды с помощью наноалмазов.
В Сибири разработали композит для обнаружения токсичных веществ в воде
Учредитель — Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания». Главный редактор Панина Елена Валерьевна.
Уже сегодня открыты такие формы существования углерода, как фуллерены, нанотрубки, нановолокна, наноалмазы, графен. Ученые предполагают, что среди прочего их можно применять для адресной доставки лекарств, помещая препараты внутрь наночастиц, или для создания высокочувствительных маркеров, способных обнаруживать серьезные болезни на ранней стадии.
Проекты с применением наноматериалов в медицине и фармакологии пока не выходят за стены лабораторий, так как не до конца поняты механизмы действия этих мельчайших структур. Одна из часто возникающих проблем — токсичность наночастиц; закономерности проявления которой не всегда понятны. Из-за такой неопределенности и недостаточной изученности, применение углеродных наночастиц затруднено. У исследователей пока нет полной уверенности в безопасности таких медицинских препаратов.
Красноярские биофизики предложили применять биолюминесцентные тесты для оценки токсичности и антиоксидантной активности углеродных наночастиц. Ученые проверили этот метод на фуллеренолах — водорастворимых производных фуллеренов. Они представляются перспективными для создания антибактериальных, противогрибковых, противовирусных, противораковых средств и компонентов композиционных биоматериалов. В своей работе исследователи не только определили, от каких структурных особенностей фуллеренолов зависят их свойства, но и разработали принципы подбора наноматериалов для синтеза медицинских препаратов.
Вначале вещество переводится в плазменное состояние. При охлаждении углерод растворяется в никелевых кластерах, которые слипаются коагулируют до образования частиц. По мере охлаждения частицы продолжают коагулировать, и на них конденсируется углерод из плазмы. Оказалось, что порошок, состоящий из таких частиц, в зависимости от параметров синтеза, обладает разными проводящими свойствами. Оболочка никелевой частицы устроена сложным образом: ближайший прилежащий к никелю слой — это карбид никеля соединение никеля и углерода , далее, расположен слой, соответствующий по структуре алмазу, а самый верхний и наиболее толстый — графит.
По данным министерства экологии и рационального природопользования Красноярского края, за последние два года содержание фенолов в водоемах края увеличилось. Создание способов быстрого выявления этих опасных соединений в водной среде является важной задачей.
Один из таких эффективных способов может быть разработан на основе наноалмазов.