Наука и технологии России

Вход Регистрация

Новосибирские учёные: организм млекопитающих беззащитен перед искусственными наночастицами

Группа специалистов из лаборатории радиоуглеродных методов анализа Новосибирского государственного университета и ряда институтов СО РАН провела исследование с помощью ускорительной масс-спектрометрии, результаты которого убедительно показали — искусственные наночастицы, которых в окружающей атмосфере становится всё больше, очень плохо выводятся из организмов млекопитающих. Вдыхаемые частицы накапливаются в лёгких, затем разносятся по всему организму, попадая в почки, печень, мозг, а спустя четверть жизни мышей (около полугода) они по-прежнему регистрируются в лёгких.

Сотрудники лаборатории радиоуглеродных методов анализа (ЛРМА) Новосибирского государственного университета и ряда институтов СО РАН провели исследование с помощью метода ускорительной масс-спектроскопии (УМС) на мышах и выяснили, что твёрдые аэрозольные частицы размером 200 нанометров в очень низкой концентрации (1000 штук на кубический сантиметр), проникая в организм через лёгкие, накапливаются в почках, печени и мозге и при этом не накапливаются в сердце. Частицы размером 80 нм с концентрацией 10000 штук в одном кубическом сантиметре вдыхаемого воздуха остаются в лёгких минимум полгода после воздействия.

Ранее специалисты с помощью ускорительной масс-спектрометрии, основанной на подсчёте в образцах количества изотопов углерода14C, сотрудники ЛРМА НГУ разработали метод обнаружения в организме бактерии Helicobacter pylori, а также датировали останки, найденные на месте пересыльной тюрьмы НКВД в Новосибирске.

Использованная низкая концентрация аэрозолей максимально приближена к естественным условиям городского воздуха — примерно такое количество дисперсных частиц содержится в окружающем людей воздухе (0,8–2 мкг на кубический метр или 10000–50000 штук на кубический сантиметр).

Первые результаты исследования опубликованы в статье Ultrasensitive detection of inhaled organic aerosol particles by accelerator mass spectrometry в сентябрьском номере журнала Chemosphere (IF=3,7). По данным портала ResearchGate, статья исследователей уже стала лидером по числу прочтений среди всех работ, опубликованных в области ускорительной физики.

В работе принимают участие специалисты из лаборатории радиоуглеродных методов анализа (ЛРМА) НГУ, Института катализа СО РАН, Новосибирского института органической химии, Института химической кинетики и горения СО РАН, Института ядерной физики СО РАН, Научного цента клинической и экспериментальной медицины и компании «Тион».

По словам автора статьи, старшего научного сотрудника лаборатории радиоуглеродных методов анализа НГУ и Института катализа СО РАН Екатерины Пархомчук, группа учёных не только получила новые данные о накоплении наночастиц органами, но и предложила простой способ отследить движение аэрозолей в организме в предельно низких концентрациях.

Использование метода УМС позволило на несколько порядков увеличить чувствительность регистрации вещества в организме и использовать естественный, то есть ингаляционный, способ введения модельных частиц:

Для того чтобы изучить, как распространяются частицы, например, сажи или лекарственного препарата, нужно ввести в частицу изотоп 14С и проблема с регистрацией решена. В организме содержание 14С ничтожно мало — около 10-12, а УМС может «увидеть» одну частицу редкого изотопа среди 1015 частиц основного изотопа углерода — 12C . При этом радиоактивность вводимых веществ даже не зафиксируется счетчиками распадов и не потребует специальных условий работы, — говорит Екатерина Пархомчук.

Эксперимент состоял из нескольких стадий с участием большого коллектива разных специалистов. Химики-синтетики получали стирол, меченный 14С, из него — полистирольные микро- и наносферы. Физики-аэрозольщики продумали, как распылить полученный раствор таким образом, чтобы в воздух улетали не агломераты, а отдельные частицы. Биологи работали с мышами, химики-каталитики готовили из биологических тканей графитовые мишени для специалистов, которые проводили изотопный анализ углерода.

Результаты показали, что после пяти дней воздействия аэрозольными частицами размером 200 нм по 30 минут в день в лёгких мышей накопилось несколько миллионов частиц или около 90 нанограмм на 1 г массы мыши. Частицы также были обнаружены в почках, мозге и печени, но не были зарегистрированы в сердце. Аналогичное воздействие частицами размером 80 нм показало, что наносферы такого размера задерживаются в лёгких мышей минимум на полгода.

Екатерина Пархомчук отмечает: ранее считалось, что частицы размером 200 нм не проникают дальше лёгких в организм и выводятся через верхние дыхательные пути, однако, исследование опровергло это утверждение. Более того, чужеродные частицы, например, содержащиеся в продуктах горения, накапливающиеся в организме, могут привести к негативным последствиям для внутренних органов, в том числе онкологическим заболеваниям.

Возможности УМС и разработки ЛРМА НГУ совместно с институтами СО РАН будут использоваться при создании методов направленной доставки лекарств, например, пролонгированной формы препаратов для лечения туберкулёза (совместно с Научным центром клинической и экспериментально медицины) и новых химических препаратов для бор-нейтронозахватной терапии рака.

Подробнее http://www.nsu.ru/organic_aerosol_particles

РЕЙТИНГ

5.00
голосов: 1

Обсуждение

Новости

В России создан препарат от непереносимости глютена

Ген депрессии открыт в российском институте

День в истории: 17 января

В 2017 году вузы получат около 3 млрд рублей на развитие исследовательских коллективов

Самый мощный ультрафиолетовый лазер создан в Китае

Третий понедельник января - самый депрессивный день в году

Кстати,
на
52%
сократились...
Лучник NGC 2017