В Ижевск прибыли специалисты Воронежского государственного университета для проведения исследований наноструктур на уникальном современном оборудовании Центра коллективного пользования (ЦКП) Удмуртского федерального исследовательского центра (УдмФИЦ) Уральского отделения РАН.
На данном этапе проводятся исследования трех групп различных материалов. Первая – гибридные наноструктуры на основе клеточных культур, сформированные по природному подобию. Ученые изучают клеточные культуры, которые производят неорганические наночастицы заданных размеров, формы и состава. Размеры наночастиц системы «железо-кислород», производимые клеткой, не превышают 6 нанометров. При этом, за счет природного, органического происхождения каждая наночастица имеет белковое окружение, которое позволяет длительное время сохранять состав и структуру наночастиц, их физико-химическое состояние.
Такие исследования позволят значительно упростить получение наночастиц, которое в настоящее время является длительным и дорогостоящим процессом. В случае получения положительных результатов исследований такие клеточные культуры можно выращивать буквально в чашке Петри. Из исходного состояния клеточной культуры открывается возможность контролируемой адресной доставки наночастиц, фактически в белковых «био- наноконтейнерах», для использования в точных вопросах технологии — например, в наноэлектронике или спинтронике.
В частности, сегодня ученые исследовали искусственно выращенные клетки кишечной палочки, одним из компонентов которой является специфический белок, превращающий токсичные для клетки материалы в нетоксичные. Исследования позволят внутри любой молекулы вырастить неорганическую наночастицу размером 5-7 нанометров.
Вторая группа исследований – клеточные культуры, которые искусственно совмещены с неорганическими наночастицами – системы «кремний-кислород». Эти работы очень важны для развития медицины. В настоящее время для проведения разного рода терапевтических исследований (например, томографии) в качестве красителей используются определенные материалы, которые в большинстве случаев с большим трудом выводятся из организма. Наночастицы системы «кремний-кислород», попадая внутрь клетки, разлагаются вплоть до полного исчезновения. При этом они могут не только идентифицировать пораженные клетки, но и положительным образом влиять на внутриклеточную среду. В настоящее время на оборудовании ЦКП УдмФИЦ УрО РАН ученые исследуют, действительно ли эти материалы-маркеры полностью растворяются и выводятся из организма и не являются для него токсичными.
Третья группа исследований направлена на выяснение особенностей атомного и электронного строения, физико-химического состояния наночастиц – коллоидных квантовых точек размером до 5 нанометров. Нанокристаллы сульфида серебра проявляют целый набор перспективных квантово-оптических свойств, использование которых находится в сильной зависимости от их окружения. Управляя этим окружением, можно регулировать оптические свойства материала для разработок в области современной фотоники.
Доцент Кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, доктор физико-математических наук, профессор Сергей Турищев сообщил, что научные школы Удмуртии и Воронежской области связывает почти полувековое сотрудничество. Однако исследования подобного уровня проводятся впервые – не только в истории двух этих научных школ, но и во всероссийской практике. Начать их позволило создание в УдмФИЦ УрО РАН Центра коллективного пользования, оснащенного самым современным оборудованием.
«Уровень чувствительности приборной базы Центра коллективного пользования достаточен для проведения исследований, результаты которых мы публикуем в самых современных научных журналах, — рассказывает Сергей Турищев. — Здесь есть точные приборы, на которых с высоким разрешением можно изучать то, как в твердом теле, различных наночастицах атомы влияют друг на друга, изучать физические и физико-химические свойства и состояния разнообразных объектов. Таких приборов в буквальном смысле несколько на всей территории страны, а по ряду параметров – это просто уникальное оборудование. Нам неизвестны подобные исследования таких объектов в нашей стране, тем более в условиях, очень близких к условиям окружающей среды. Мы не знаем примеров, когда кто-то бы делал подобные исследования на тех клетках, которые мы изучаем. Это – первая проба на таких приборах, и на текущий момент я могу сказать, что она очень-очень удачная и первые эксперименты выглядят очень оптимистически».
Пресс-служба Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН
Фото: novostey.com
Нет комментариев