Магнитная жидкость на основе воды.
Ученые из Научно-технологического университета «Сириус» совместно с коллегами из Македонии разработали уникальный магнитный материал на водной основе, который может быть использован в онкологии и диагностике. В отличие от аналогов, новый состав не содержит токсичных примесей или полимеров, что делает его полностью биосовместимым, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
В основе разработки лежат стабильные наночастицы из оксидов кобальта и железа. Под действием магнитного поля этот раствор способен быстро нагреваться, а также ускорять химические реакции подобно природному ферменту-пероксидазе. Такие свойства открывают путь к избирательному нагреву раковых клеток при лечении онкологических заболеваний, а также созданию высокочувствительных лабораторных тестов без использования дорогих биологических реагентов.
Главная проблема классических магнитных жидкостей заключается в том, что наночастицы металлов склонны слипаться друг с другом, теряя свои полезные свойства. Чтобы этого избежать, обычно применяют специальные химические покрытия, которые часто оказываются токсичными для живых клеток. Ученым удалось решить эту задачу: они синтезировали частицы из чистых оксидов кобальта и железа без добавления посторонних стабилизаторов.
Ученые из России и Македонии создали магнитную жидкость на основе воды и стабильных наночастиц из оксидов кобальта и железа.Ключевым фактором стабильности стало правильное соотношение элементов. Исследователи выяснили, что наиболее устойчивые растворы получаются, когда кобальта в частицах в 2,3-9 раз меньше, чем железа. При сильном снижении доли кобальта наночастицы начинали слипаться. Это происходит потому, что именно кобальт взаимодействует с водой, формируя на поверхности частиц защитную оболочку, которая заставляет их отталкиваться друг от друга.
«Несмотря на то что схожих магнитных материалов существует великое множество, наш отличается простотой химического состава, благодаря которому с ним легко работать, особенно тогда, когда какие-либо примеси могут мешать», — рассказал руководитель проекта Андрей Дроздов, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус».
Эксперименты показали, что лучше всего нагревается под воздействием магнитного поля состав, где кобальта в 6,5-9 раз меньше, чем железа. Благодаря своей стабильности он станет перспективным инструментом для противоопухолевой терапии. Кроме того, наночастицы с высоким содержанием кобальта проявили свойства природного фермента пероксидазы. Это позволит использовать их в создании биосенсоров и тест-систем для диагностики рака и инфекций. Поскольку материал не содержит лишних добавок, он идеально подходит для нанесения тонких магнитных пленок и покрытий.
Руководитель проекта подчеркнул, что разработанный гидрогель будет интересен химикам-инженерам и специалистам в области нанотехнологий. Его можно применять для создания печатных биосенсоров, систем диагностики, терапии, а также магнитных катализаторов. Команда планирует продолжить изучение материала для создания систем доставки лекарств и приборов следующего поколения.
Ранее ученые представили новый тип экологичного «умного» геля. Он восстанавливается после порезов благодаря воде и управляется уровнем pH. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
