Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск
Том 13, № 7-8 (2018)
Скачать выпуск PDF

НАНОСТРУКТУРЫ, НАНОТРУБКИ

3-9 204
Аннотация

В данной работе освещена методика синтеза однослойных углеродных нанотрубок и формирования функционально активного комплекса с антиоксидантными свойствами на основе иммобилизации супероксиддисмутазы на их поверхности. Спектрофотометрический анализ продемонстрировал, что увеличение добавляемой концентрации данного комплекса ускоряло торможение образования адренохрома. Это свидетельствовало об успешной иммобилизации фермента и функциональной активности комплекса, который может применяться в наномедицине с целью доставки активной супероксиддисмутазы в ткани и клетки.

НАНОМАТЕРИАЛЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО И КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

10-17 65
Аннотация

Исследована структура нанокомпозитов на основе опаловых матриц (ОМ) с разным типом заполнения структурных пустот. Показано, что порядок заполнения тетраэдрических и октаэдрических пустот ОМ различными веществами влияет на картину дифракционных рефлексов в малоугловом диапазоне. По данным нейтронной дифракции, малоуглового рассеяния и просвечивающей электронной микроскопии предложены модели заполнения пустот. Определены структурные параметры упорядоченных нанокомпозитов на основе ОМ разного состава.

24-29 121
Аннотация

В работе установлена связь между параметрами структуры эпоксидных нанодисперсий и нанокомпозитов и комплексом физико-механических свойств эпоксинанокомпозитов при распределении наночастиц на нано- и микроуровне. Показано, что морфология эпоксинанокомпозитов и размер агломератов в эпоксидном олигомере как на нано- (до ~100 нм), так и микроуровне (до ~390 нм) практически не изменяются в процессе отверждения при переходе связующего из жидкого в твердое состояние (матрица). Впервые установлено, что оптимальные физико-механические свойства достигаются у нанодисперсий и нанокомпозитов только при формировании в структуре эпоксинанокомпозитов агломератов из наночастиц размером 150–200 нм.

18-23 81
Аннотация

Каталитическая активность сложных фосфатов структуры NASICON состава Li1±xZr2-xMx(P1-хMoхO4)3 с гетеровалентным замещением циркония на индий и ниобий или фосфора на молибден, а также HZr2(PO4)3 с размером частиц 50–300 нм исследована в превращениях первичного и вторичного пропанола. Показано, что гетеровалентное допирование оказывает определяющее влияние на активность и селективность полученных катализаторов за счет изменения как характера кислотности, так и окислительно-восстановительных свойств материалов. Отмечены существеные различия в активности реакций дегидрирования для первичного и вторичного спиртов, что связано со стерической затрудненностью этого процесса. Получена 100 % селективность по пропену при конверсии пропанола-1 и пропанола-2 на катализаторах LiZr2(PO4)3, Li0.5Zr1.5Nb0.5(PO4)3 и HZr2(PO4)3 . Допирование индием позволяет достичь селективности по пропаналю около 75 %.

30-35 73
Аннотация

В работе проведено исследование влияния наночастиц белой сажи марки БС-120 и монолитных ультрадисперсных частиц пылевидного кварца марки «А» одной химической природы (SiO2) и размера (диаметр ~150 нм) на структуру и ударную вязкость дисперсно-наполненных эпоксидных полимеров. Впервые показано, что агломераты из наночастиц белой сажи размером ~150 нм при оптимальной концентрации повышают ударную вязкость эпоксидных полимеров в ~2 раза, а монолитные ультра-дисперсные частицы пылевидного кварца с диаметром частиц ~150 нм всего на ~20 %. Таким образом, доказана высокая эффективность агломератов из наночастиц оптимального размера по сравнению с монолитными ультрадисперсными частицами для повышения ударной вязкости эпоксидных дисперсных систем.

НАНОБИОЛОГИЯ

36-43 79
Аннотация

Для получения противотуляремийных сывороток и вакцинации животных были использованы конъюгаты наночастиц золота с двумя изолированными антигенами туляремийного микроба — протективным антигенным комплексом и гликозилированным белковым комплексом. Конъюгат золотых наночастиц с гликозилированным белковым комплексом при подкожной иммунизации мышей был более эффективным по сравнению с неконъюгированным антигеном, что проявлялось увеличением протективности и титров антител. Использование при иммунизации кроликов конъюгатов обоих антигенов с наночастицами золота позволило получить сыворотки с высоким титром специфических антител (титр в реакции диффузионной преципитации 1/64–1/128, в реакции непрямой гемагглютинации — 1/5120–1/10240) за сравнительно короткий промежуток времени и при минимальном расходовании антигена (1,8–10 мг). Применение выделенных из сывороток иммуноглобулинов в иммуноферментном анализе позволяет выявлять клетки Francisella tularensis разных подвидов в количестве (5,2 ± 0,5) × 105 м.к./мл при 100 % специфичности для гетерологичных штаммов в концентрации 108 м.к./мл, что дает возможность их дальнейшего использования в производстве препаратов для диагностики туляремии.

44-50 71
Аннотация

При однократной 4-часовой ингаляционной экспозиции оксидом никеля с размером частиц 17– 40 нм в фактической концентрации 1,34 ± 0,07 мг/дм3 в тканях легких мышей линии BALB/C массой 25–30 г опытной группы установлена очаговая периваскулярная и перибронхиальная лимфоидная инфильтрация с примесью макрофагов и эозинофилов. Данные изменения не обнаружены у мышей группы сравнения, подвергнутых аналогичному воздействию микродисперсного оксида никеля, и мышей контрольной группы. Исследование изменений альвеолярного рисунка, оцениваемых методом фрактального анализа изображений, показало, что более выраженные изменения фрактальной размерности возникают именно при воздействии наночастиц оксида никеля. Значение фрактальной размерности альвеолярного рисунка в легких мышей опытной группы на 7 % больше значения в контрольной группе и на 4 % больше значения в группе сравнения. Наибольшее значение фрактальной размерности установлено для участков, подверженных лимфоидной инфильтрации: на 11 % превышает данный показатель в контрольной группе и на 7 % — в группе сравнения. Наибольшее число альвеолярных элементов с коэффициентом сферичности 0,7–0,8 наблюдается в контрольной группе, для групп сравнения и опыта данный показатель снижается, возрастает число элементов с коэффициентом 0,4–0,5, появляются сильно деформированные элементы с коэффициентом 0,2. Наибольшее значение фактора дисперсности установлено в контрольной группе, наименьшее — в опытной группе. Выявленные изменения ткани легких свидетельствуют о большей токсичности наноразмерных частиц оксида никеля по сравнению с микродисперсным аналогом.

51-57 77
Аннотация

На примере клеток фибробластов эмбриона человека по результатам диагностики с использованием методов импедансного мониторинга, растровой электронной микроскопии, а также измерений видимых размеров клеток продемонстрирована сильная зависимость цитотоксичности гетерополикислот Кеггина [XM12O40]n-, Х = Si и Р, М = Мо и W, n = 3 или 4, от химического состава. Предложено объяснение выявленной зависимости, основанное на роли гидролитической стабильности многозарядных анионов в формировании цитотоксичности этих соединений. Полученные результаты позволяют предположить новый механизм формирования селективности цитотоксичности полиоксометаллатов в отношении исследованных клеток. Прогнозируется дифференцированная цитотоксическая активность полиоксометаллатов в отношении онкогенных клеток.

УСТРОЙСТВА И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ НАНОМАТЕРИАЛОВ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ

58-65 101
Аннотация

Построена математическая модель, описывающая оптические наносенсоры, принцип действия которых основан на увеличении гидродинамических диаметров функционализированных наночастиц (конъюгатов) под воздействием аналита. Рассматриваются процессы образования вокруг конъюгатов оболочек из молекул аналита и объединения конъюгатов в димеры за счет «мостиков», в роли которых выступают молекулы аналита. В качестве рецепторов, используемых для функционализации наночастиц, рассматриваются антитела, способные связываться с областями узнавания (эпитопами) на молекулах аналита. Входными параметрами модели являются размеры и концентрации конъюгатов, кинетические константы связывания и диссоциации рецепторов с эпитопами, число рецепторов, приходящихся на один конъюгат, концентрация аналита. Модель позволяет оценить диапазоны определяемых концентраций и пределы обнаружения при разработке наносенсоров на конкретные аналиты и оптимизировать параметры этих сенсоров, включая необходимое время инкубации для смеси конъюгатов с аналитом.

66-74 53
Аннотация

Предложена конструкция устройства визуализации и измерения плотности мощности по сечению пучка источников инфракрасного и миллиметрового излучений на основе пленочных металлодиэлектрических структур. Впервые проведены эксперименты по регистрации излучения магнетронов с рабочей длиной волны 2 и 3 мм. Определены эксплуатационные параметры устройства. Приведены фотографии экрана устройства, показывающие динамику изменения изотермических поверхностей сечения пучка излучения. Предложены области применения устройства.

САМООРГАНИЗУЮЩИЕСЯ СТРУКТУРЫ И НАНОСБОРКИ

75-79 77
Аннотация

Изучена возможность получения прямых эмульсий Пикеринга за счет самоорганизации на границе раздела масло/вода коммерческих наночастиц диоксида титана структурной модификации рутила и анатаза. Стабильность эмульсий к коалесценции капель оценивали микроскопически. Исследованы поверхностные свойства гидрофильных наночастиц анатаза с целью разработки способа частичной гифдрофобизации их поверхности молекулами н-октадецилфосфоновой кислоты. Выбраны условия модификации наночастиц диоксида титана для формирования устойчивой эмульсии Пикеринга.

МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ «НАНОМАТЕРИАЛЫ И ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ» (NLS-2018), КАЗАНЬ, 2018

80-87 91
Аннотация

Изучены комплексы сферических наночастиц золота с антителами, получаемые прямой адсорбцией и непрямым (наночастица — антивидовое антитело — специфическое антитело) взаимодействием. Рассмотрены процессы связывания данных комплексов в иммунохроматографическом анализе (ИХА) и конкурентного выявления низкомолекулярных аналитов. С использованием разработанной математической модели показаны преимущества непрямого мечения антител; охарактеризованы параметры, определяющие различия пределов детекции для двух видов систем. Полученные комплексы наночастиц золота с антителами использованы для разработки систем ИХА антибиотиков. Достигнутый предел детекции ИХА ампициллина составляет 100 нг/мл при прямом мечении и 16 нг/мл — при непрямом; ИХА тетрациклина — 4,2 и 1,3 нг/мл, соответственно.

88-91 77
Аннотация

В работе оценивалось влияние наноалмазов (НА) детонационного синтеза на жизнеспособность бактерии Rhodococcus sp. 2012B и ее способность к биодеструкции НА. Установлено, что НА не угнетают жизнеспособность клеток бактерии Rhodococcus sp. 2012B. Бактерия оставалась устойчивой к действию всех проверенных в эксперименте концентраций НА (0,25, 0,5, 5, 10 мг/мл). Обнаружено, что в отсутствие альтернативных источников углерода наличие даже небольших концентраций НА в среде позволяет Rhodococcus sp. 2012B поддержать численность популяции. Установлено, что в присутствии НА в высоких концентрациях наряду с другим легкодоступным источником углерода численность жизнеспособных клеток Rhodococcus sp. 2012B возрастает почти в два раза. Таким об-разом, бактерия Rhodococcus sp. 2012B может рассматриваться как потенциальный биодеструктор детонационных наноалмазов.

92-96 78
Аннотация

Цель исследования — изучение возможности удаления антимикробных пептидов ареницина-1 и тахиплезина-1 из водных растворов с помощью новых высокогидрофобных наноматериалов — углеродных нанотрубок (УНТ) «Таунит М». Были исследованы две разновидности УНТ, функционализированные и нефункционализированные — СOOH-группами, соответственно. Для количественного определения пептидов в растворах до и после сорбции на УНТ использовали метод ОФ ВЭЖХ. Установлено, что тахиплезин-1 и ареницин-1 практически не адсорбируются на нефункционализированные УНТ. Теоретический расчет удельной гидрофобности и алифатического индекса показал, что оба пептида обладают слабо выраженными гидрофобными свойствами, и этим можно объяснить их неспособность к адсорбции. Напротив, использование функционализированных УНТ позволяет удалять из раствора до 89 % ареницина-1 и 92 % тахиплезина-1. Сравнительная оценка адсорбции антимикробного пептида тахиплезина-1 на нефункционализированный активированный уголь и функционализированные УНТ показала, что количество адсорбированного пептида на активированный уголь примерно в три раза меньше, чем на то же количество УНТ. Предполагается, что высокая адсорбционная способность функционализированных УНТ в отношении изученных пептидов вызвана функционализацией поверхности сорбента — СООН-группами, способными образовывать ионные связи со свободными —NH2 -группами пептидов. Это обуславливает перспективность использования функционализированных УНТ в качестве сорбентов для удаления из водных растворов токсичных препаратов пептидного происхождения.

97-100 67
Аннотация

Для детектирования и количественного измерения концентрации углеродных нанотрубок (УНТ) в различных матрицах, включая биологическую, разработана методика образования в УНТ гамма-излучающей радиоактивной изотопной метки. Методика детектирования и количественного измерения концентрации УНТ апробирована в ходе 10-дневного эксперимента по проращиванию семян пшеницы на искусственном субстрате, увлажняемом водной взвесью радиоактивно меченых многостенных УНТ (МУНТ) «Таунит-М» (РФ). Измерения активности образцов органов развивающихся растений: корневая система, колеоптиль и основание корня, стебель с листьями, позволили количественно определить концентрацию МУНТ, перешедших из субстрата с известной концентрацией данного наноматериала в растение. Полученные результаты показывают перспективность применения данной методики для количественных измерений массы/концентрации УНТ в различных средах и биообъектах.



ISSN 1992-7223 (Print)