Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

МАГНИТНАЯ НАНОСТРУКТУРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ НА ОСНОВЕ FENI-НАНОТРУБОК

Полный текст:

Аннотация

С целью создания инструмента для адресной доставки лекарств и генов использовались FeNiнанотрубки с длиной 12 мкм, диаметром 400 нм и толщиной стенки ~120 нм, полученные методом шаблонного синтеза в порах полиэтилентерефталатных ионно-трековых мембран. Продемонстрирована возможность покрытия их поверхности биосовместимым полимером (полиметилметакрилатом) и функционализации белком на примере конканавалина А в качестве магнитного носителя для адресной доставки. Для реализации системы адресной доставки лекарственных средств типа «магнитная наноструктура + полимерное покрытие + фармацевтический агент» на основе FeNiнанотрубок разработана схема поэтапной функционализации наноструктур, включающая три основные стадии: (1) пассивация поверхности с образованием ОН-групп на поверхности нанотрубок, через которые производится (2) присоединение молекул полиметилметакрилата через карбоксильные группы и (3) иммобилизация молекул конканавалина А на поверхности полимерной пленки через амидные группы.

Об авторах

А. Л. Козловский
Eвразийский национальный университет Астанинский филиал Института ядерной физики
Казахстан
010008, Астана, пр. Абылай хана, 2/1


И. В. Корольков
Eвразийский национальный университет Астанинский филиал Института ядерной физики
Казахстан
010008, Астана, пр. Абылай хана, 2/1


М. А. Ибрагимова
Астанинский филиал Института ядерной физики
Россия
010008, Астана, пр. Абылай хана, 2/1


М. В. Здоровец
Eвразийский национальный университет; Астанинский филиал Института ядерной физики; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Казахстан

010008, Астана, пр. Абылай хана, 2/1;

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19;

115409, Москва, Каширское шоссе, 31



М. Д. Кутузов
НПЦ НАН Беларуси по материаловедению
Беларусь
220072, Минск, ул. П. Бровки, 19


Л. Н. Николаевич
ГНУ Институт физиологии НАН Беларуси
Беларусь
220072, Минск, ул. Академическая, 28


Е. Е. Шумская
НПЦ НАН Беларуси по материаловедению
Беларусь
220072, Минск, ул. П. Бровки, 19


Е. Ю. Канюков
НПЦ НАН Беларуси по материаловедению
Беларусь
220072, Минск, ул. П. Бровки, 19


Список литературы

1. Misson M., Zhang H., Jin B. Nanobiocatalyst advancements and bioprocessing applications // J. R. Soc. Interface. 2014. V. 12. № 102. P. 1–20.

2. Liao S.H., Chen K.L., Wang C.M., Chieh J.J., Horng H.E., Wang L.M., Wu C.H., Yang H.C. Using bio-functionalized magnetic nanoparticles and dynamic nuclear magnetic resonance to characterize the time-dependent spin-spin relaxation time for sensitive bio-detection // Sensors (Basel). 2014. V. 14. № 11. P. 21409–21417.

3. Mitchell D.T., Lee S.B., Trofin L., Li N., Nevanen T.K., Söderlund H., Martin C.R. Smart nanotubes for bioseparations and biocatalysis. // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. № 40. P. 11864– 11865.

4. El-hammadi M.M. Iron oxide-based multifunctional nanoparticulate systems for biomedical applications: a patent review (2008 — Present) // Expert Opin. Ther. Patent. 2015. V. 25. № 6. P. 691–709.

5. Yen S.K., Padmanabhan P., Selvan S.T. Multifunctional iron oxide nanoparticles for diagnostics, therapy and macromolecule delivery // Theranostics 2013. V. 3. № 12. P. 986–1003.

6. Safi M., Yan M., Guedeau-Boudeville M.-A., Conjeaud H., Garnier-Thibaud V., Boggetto N., Baeza-Squiban A., Niedergang F., Averbeck D., Berret J.-F. Interactions between magnetic nanowires and living cells: uptake, toxicity, and degradation // ACS Nano 2011. V. 5. № 7. P. 5354–5364.

7. Hillebrenner H., Buyukserin F., Stewart J.D., Martin C.R. Template synthesized nanotubes for biomedical delivery applications // Nanomedicine (Lond). 2006. V. 1. № 1. P. 39–50.

8. Liu Z., Chang P.C., Chang C.C., Galaktionov E., Bergmann G., Lu J.G. Shape anisotropy and magnetization modulation in hexagonal cobalt nanowires // Adv. Funct. Mater. 2008. V. 18. № 10. P. 1573–1578.

9. Akbarzadeh A., Samiei M., Davaran S., Magnetic nanoparticles: preparation, physical properties, and applications in biomedicine // Nano Rev. 2012. V. 7. P. 144.

10. Tripathy J., Khanal S., Vargas J.M., Spinu L., Wiley J.B. Electrochemically synthesized polyethylene glycol coated ferromagnetic nanowire arrays // Mater. Res. Bull. 2015. V. 68. P. 60–65.

11. Bender P., Günther A., Tschöpe A., Birringer R. Synthesis and characterization of uniaxial ferrogels with Ni nanorods as magnetic phase // J. Magnetism Magnetic Materials. 2011. V. 323. № 15. P. 2055–2063.

12. Kozlovskiy A.L., Korolkov I.V, Kalkabay G., Ibragimova M.A., Ibrayeva A.D., Zdorovets M.V., Mikulich V.S., Yakimchuk D.V., Shumskaya A.E., Kaniukov E.Y. Comprehensive study of Ni nanotubes for bioapplications: From synthesis to payloads attaching // J. Nanomater. 2017. V. 2017. P. 1–10.

13. Cardoso V.F., Francesko A., Ribeiro C., Bañobre-lópez M., Martins P., Lanceros-mendez S. Advances in magnetic nanoparticles for biomedical applications // Adv. Healthcare Mater. 2017. Article № 1700845. 35 p. DOI: 10.1002/adhm.201700845

14. Singh S.K., Kulkarni P.P., Dash D. Biomedical applications of nanomaterials: An overview // Bio-Nanotechnology. Oxford, UK: Blackwell Publishing Ltd, 2013; pp 1–32.

15. Yang Y., Asiri A.M., Tang Z., Du D., Lin Y. Graphene based materials for biomedical applications // Mater. Today 2013. V. 16. № 10. P. 365–373.

16. Lu A., Salabas E.L., Schüth F. Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application // Angewandte. 2007. V. 46. № 8. P. 1222–1244.

17. Sosnovik D.E., Nahrendorf M., Weissleder R. Molecular magnetic resonance imaging in cardiovascular medicine // Circulation. 2007. V. 115. № 15. P. 2076–2086.

18. Muldoon L.L., Sàndor M., Pinkston K.E., Neuwelt E.A. Imaging, distribution, and toxicity of superparamagnetic iron oxide magnetic resonance nanoparticles in the rat brain and intracerebral tumor // Neurosurgery 2005. V. 57. № 4. P. 785–796.

19. Ishimori T., Saga T., Mamede M., Kobayashi H., Higashi T., Nakamoto Y., Sato N., Konishi J. Increased (18)F-FDG uptake in a model of inflammation: concanavalin A-mediated lymphocyte activation // J. Nucl. Med. 2002. V. 43. № 5. P. 658–663.

20. Xu X., Yuan Y., Hu G., Wang X., Qi P., Wang Z., Wang Q., Wang X., Fu Y., Li Y., Yang H. Exploiting pH-regulated dimertetramer transformation of concanavalin A to develop colorimetric biosensing of bacteria // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. Article № 1452 (8 pp.).

21. Liu Q., Liu Y., Chen S., Wang F., Peng W. A low-cost and portable dual-channel fiber optic surface plasmon resonance system // Sensors (Switzerland). 2017. V. 17. № 12. Article № 2797 (8 pp.).

22. Gupta A., Gupta R., Gupta G.S. Targeting cells for drug and gene delivery: Emerging applications of mannan and mannose binding lectins // J. Sci. Ind. Res. 2009. V. 68. P. 465–483.

23. Kozlovskiy A.L., Shlimas D.I., Shumskaya A.E., Kaniukov E.Y. Influence of electrodeposition parameters on structural and morphological features of Ni nanotubes // Phys. Met. Metallogr. 2017. V. 118. № 2. P. 174–179.

24. Kaniukov E., Shumskaya A., Yakimchuk D., Kozlovskiy A., Korolkov I., Ibragimova M., Zdorovets M., Kadyrzhanov K., Rusakov V., Fadeev M., Lobko E., Saunina К., Nikolaevich L. FeNi nanotubes: perspective tool for targeted delivery. // Appl. Nanosci. 2018. DOI: 10.1007/s13204-018-0762-4

25. Shumskaya A., Kaniukov E., Kutuzau M., Bundyukova V., Kozlovskiy A., Borgekov D., Kenzhina I. Influence of media with different acidity on structure of FeNi nanotubes // EPJ Web of Conferences. 2018. V. 177. DOI: 10.1051/epjconf/201817701003

26. Kasprzak K. S., Sunderman F.W., Salnikow K. Nickel carcinogenesis // Mutation Research. 2003. V. 533. P. 67–97.

27. Duan G., Zhang Ch., Li A., Yang X., Lu L., Wang X. Preparation and characterization of mesoporous zirconia made by using a poly (methyl methacrylate) template // Nanoscale Res Lett. 2008. V. 3. P. 118–122.

28. De Meutter J., Vandenameele J., Matagne A., Goormaghtigh E. Infrared imaging of high density protein arrays // Analyst. 2017. V. 142. № 8. P. 1371–1380.


Просмотров: 73


ISSN 1992-7223 (Print)