Физики получили безопасное вещество для МРТ, лечения рака и очистки воды от химии
Ученые Уральского федерального университета придумали, как получить безопасный материал – наночастицы маггемита – на основе оксида железа. Нетоксичность и меньший относительно сосуда человека размер наночастиц позволит использовать его в биомедицине, а способность ускорять реакцию и уменьшать дозу облучения – при очистке воды в качестве фотокатализатора.
Маггемит – абсолютно нетоксичное вещество, в отличие от гадолиния, который традиционно применяется в качестве контрастного вещества, таким образом, использование наночастиц маггемита позволит проводить МРТ более качественно, эффективно и безопасно. Еще одна область возможного применения полученных наночастиц маггемита – фото- и радиационно-индуцированный катализ, то есть ускорение химических реакций под воздействием ультрафиолета или рентгена. Исследования авторов статьи показали: если в качестве катализатора использовать наночастицы маггемита, скорость реакций увеличивается более чем вдвое, а при поддержании прежней скорости соответственно уменьшается доза облучения и, как следствие, стоимость реакции, причем последнее свойство можно использовать, в частности, при очистке воды от химических примесей.
Руководитель исследовательского коллектива, профессор кафедры экспериментальной физики УрФУ, ведущий научный сотрудник Института электрофизики УрО РАН Сергей Соковнин отметил, что маггемит – магнитный материал, наночастицы которого хорошо различимы в магнитном поле. При этом они настолько малы, что неспособны забить кровеносные сосуды человека. При этом, будучи модификацией оксида железа, он хорошо взаимодействует с гемоглобином – железосодержащим белком крови. Все это позволяет использовать вещество для биомедицины.
Конкретно маггемит по праву считается одним из самых интересных оксидов железа. Он перспективен, в частности, для использования в биомедицине, в том числе в лечении онкологических заболеваний, так как, с одной стороны, нетоксичен для здоровых клеток, с другой – негативно воздействует на раковые. В то же время синтез в водных растворах наночастиц оксида железа, магнитной модификацией которого является маггемит, по-прежнему остается сложной задачей.
Синтез маггемита ученые осуществляли радиационно-химическим методом – путем облучения водного раствора кристаллов железного купороса ускоренными электронами. Этот метод позволяет получать нанопорошки с высокой концентрацией структурных дефектов, от которых часто зависят многие интересные и полезные свойства. В результате облучения получили нанопорошок, содержащий как аморфную фазу маггемита, так и его сверхтонкие кристаллы размером около 2-3 нанометров.
В исследованиях приняли участие сотрудники подразделений Уральского федерального университета, Уральского отделения РАН, Санкт-Петербургского государственного университета и Омского государственного технического университета.
Источник: nauka.tass.ru
