Ученые нашли новый подход к оценке параметров диффузионного движения наночастиц в цитоплазме живых клеток. Понимание особенностей этого процесса поможет в диагностике и лечении различных заболеваний. Исследование опубликовано в журнале Journal of Physical Chemistry Letters.
Высокая концентрация в живых клетках различных макромолекул (белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот) осложняет понимание химических и биологических процессов, происходящих в организме. Скопление макромолекул провоцирует уменьшение свободного объема клеточного раствора. Из-за этого наночастицы теряют способность к нормальному распределению в клеточной среде и ведут себя иначе, чем в пробирке. Все это отражается на результатах лабораторных исследований, которые могут сильно отличаться от происходящего в живых клетках.
Существующие популярные методы имеют ряд существенных недостатков. Именно поэтому в новом исследовании команда ученых предложила использовать мессбауэровскую спектроскопию. Это метод ядерного гамма-резонанса, популярный в физическом материаловедении, геологии и химии. Его характерная черта — избирательная чувствительность к изотопу железо-57, позволяющая точно определить коэффициент диффузии железосодержащих наночастиц различного размера практически в любой среде. Эта особенность позволяет проводить достоверный анализ поведения железосодержащих наночастиц, которые широко применяются в медицине (например, в МРТ). Для использования в качестве опытных образцов ученые синтезировали наночастицы на основе феррита кобальта с размером, сопоставимым с размером белков крови. При синтезе наночастиц использовался изотоп железо-57.
«Одно из важнейших условий для эффективной работы наночасти — обеспечить возможность их доставки через гистогематические барьеры к очагу заболевания. Хорошо исследованным механизмом является пассивная доставка, которая обеспечивается за счет проникновения наночастиц через поры диаметром 50–200 нм. Очевидно, что наночастицы большего размера не могут эффективно проходить через поры меньшего размера и не будут, вероятнее всего, рассматриваться в качестве потенциальных лекарственных препаратов. В нашей работе мы смогли показать, что традиционные методы, такие как метод динамического рассеяния света, могут "завышать" значения размера наночастиц, что приводит к неверной трактовке получаемых данных и возможной ложной отбраковке перспективных наночастиц», — заключает автор исследования Алексей Никитин из НИТУ «МИСиС».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
