Синтез наночастиц гематита в различных областях биомедицины

Введение
Актуальность темы работы обусловлена следующим. В настоящее время наноагенты являются перспективными кандидатами для биомедицинских применений и в ряде случаев уже используются или проходят клинические испытания. Несмотря на то, что наночастицы различной природы обладают уникальными, актуальными для биомедицинских применений свойствами, их применение в качестве наноматериалов имеет ряд ограничений, преодоление которых требует поиска оптимальных наноагентов, а значит и новых подходов к их синтезу и модификациям. Наночастицы оксидов железа, к которым относится и гематит, представляют интерес по целому ряду причин. Во-первых, они обладают уникальными физико-химическими свойствами: различными видами магнетизма, контролируемой формой и размером наночастиц. Во-вторых, они биосовместимы и имеют хорошо известные пути метаболизма в организме. В-третьих, поверхность таких наночастиц сравнительно легко модифицировать. Описанные выше свойства позволяют использовать наночастицы оксидов железа для решения биомедицинских задач.Одним из наиболее перспективных классов современных материалов являются ультрадисперсные (нано-) системы и созданные на их основе новые функциональные материалы с заданными свойствами.Магнитные частицы разного размера (нано и микро) и различного состава, приводящие к различной намагниченности (ферромагнитные и суперпарамагнитные), нашли широкий спектр применений в биомедицине. В частности, они используются для магнитно-резонансной томографии, магнитопорошкового контроля и диагностических приложений. В естественном состоянии железо (Fe) соединяется с молекулой кислорода (O) и образует оксид железа. Существует три наиболее распространенные формы МНЧ; гематит (α-Fe2O3), магнетит (Fe3O4) и маггемит (γ-Fe2O3), найденный в земной коре.Цель работы: анализ синтеза наночастиц гематита в различных областях биомедицины.Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:– рассмотреть понятие наночастиц;– охарактеризовать применение наночастиц в биомедицине;– рассмотреть синтез и характеризацию наночастиц гематита из свежесинтезированного коллоидного ферригидрита;– изучить модификацию наночастиц гематита;– проанализировать взаимодействие модифицированных наночастиц гематита с клетками;– охарактеризовать биовизуализацию с помощью наночастиц гематита;– рассмотреть новые способы синтеза наночастиц гематита.

Список использованной литературы

Алхилали, Х. А. А. Магнитные наночастицы оксида железа: синтез, модификация поверхности и функционализация люминесцентными материалами / Х. А. А. Алхилали // Строительные материалы и изделия. – 2023. – Т. 6, № 2. – С. 58-80.Гибридные наноформы биоактивных и лекарственных веществ: Под ред. М.Я. Мельникова, Л.И. Трахтенберга. – Москва: ТЕХНОСФЕРА, 2020. – 408 с.Гребнева, Е. А. Моделирование магнитного отклика наночастиц гематита / Е. А. Гребнева, И. С. Поперечный // Математическое моделирование в естественных науках. – 2015. – Т. 1. – С. 107-109.Долотова, С.М.; Лунин, А.В.; Ярёменко, А.В.; Никитин, М.П. Создание мультимодальных наночастиц путём тепловой денатурации белков // 62 Всероссийская научная конференция МФТИ, 2019, Долгопрудный, Россия.Камзин, А. С. Магнитные наноструктуры типа Ядро/ Оболочка и нанокомпозиты Графен-Феррит для биомедицинских применений: структура и свойства / А. С. Камзин // Новое в Магнетизме и Магнитных Материалах : Сборник докладов XXIV международной научной конференции, Москва, 01–08 июля 2021 года. Том 3. – Москва: МИРЭА - Российский технологический университет, 2021. – С. 98-99.Коренков, Е.С.; Пушкарев, А.В.; Мочалова, Е.Н.; Лунин, А.В. Быстрая термическая формация как универсальный подход для синтеза мультимодальных белковых наночастиц для биомедицинских применений // 64 Всероссийская научная конференция МФТИ, 2021, Долгопрудный, Россия.Лунин, А.В.; Никитин, М.П. Белковые наночастицы как многофункциональный агент для биомедицинских применений // Научный семинар Курчатовского геномного центра, 2021, Москва, Россия.Свойства и генерация коллоидных наночастиц оксида железа / А. Е. Воробьев, Л. Чжан, Ц. Хань, Г. К. Кожогулова // Новые вызовы – новые исследования : Сборник статей IV Международной научно-практической конференции, Петрозаводск, 08 марта 2023 года. – г. Петрозаводск: Международный центр научного партнерства «Новая Наука» (ИП Ивановская И.И.), 2023. – С. 82-86.Фадеев, М.С. Мессбауэровские исследования железосодержащих нанотрубок и наночастиц / Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. – Москва, 2023. – 199 с. Lunin, A.V., Kolychev, E.L., Mochalova, E.N., Cherkasov, V.R. and Nikitin, M.P. Synthesis of highlyspecific stable nanocrystalline goethite-like hydrous ferric oxide nanoparticles for biomedical applications by simple precipitation method // Journal of Colloid and Interface Science. – 2019. – Т. 541. – С. 143-149.Lunin, A.V., Korenkov, E.S., Mochalova, E.N. and Nikitin, M.P. Green Synthesis of Size-Controlled in Vivo Biocompatible Immunoglobulin-Based Nanoparticles by a Swift Thermal Formation // ACS Sustainable Chemistry & Engineering. – 2021. – Т. 9. – № 39. – С. 3128-13134.Lunin, A.V., Lizunova, A.A., Mochalova, E.N., Yakovtseva, M.N., Cherkasov,, V.R. Nikitin, M.P. and Kolychev, E.L. Hematite nanoparticles from unexpected reaction of ferrihydrite with concentrated acids for biomedical applications // Molecules. – 2020. – Т. 25. – № 8. – С. 1984.Lunin, A.V., Sokolov, I.L., Zelepukin, I.V., Zubarev, I.V., Yakovtseva, M.N., Mochalova, E.N., Rozenberg, J.M., Nikitin, M.P. and Kolychev, E.L. Spindle-like MRI-active europium-doped iron oxide nanoparticles with shape-induced cytotoxicity from simple and facile ferrihydrite crystallization procedure // RSC Advances. – 2020. – Т. 10. – № 12. – С. 7301-7312.Mikhailova, Mariia A.; Chernyshov, Ivan Yu. ; Illarionov, Georgii A.; Kolchanov, Denis S.; Kuchur, Oleg A. ; Vinogradov, Alexandr V.; Morozova, Sofia M.; Morozov, Maxim I. Revisiting syntheses of Fe3O4 nanoparticles in water and lower alcohols and their resistive switching properties. // Journal of Materials Chemistry C. 2021.Orlov, A.V., Znoyko, S.L., Pushkarev, A.V., Mochalova, E.N., Guteneva, N.V., Lunin, A.V., Nikitin, M.P. and Nikitin, P.I. Data on characterization and validation of assays for ultrasensitive quantitative detection of small molecules: Determination of free thyroxine with magnetic and interferometric methods // Data in brief. 2018. – Т. 21, С. 1603-1611.Znoyko, S.L., Orlov, A.V., Pushkarev,, A.V., Mochalova, E.N., Guteneva, N.V., Lunin, A.V., Nikitin, M.P. and Nikitin, P.I. Ultrasensitive quantitative detection of small molecules with rapid lateral-flow assay based on high-affinity bifunctional ligand and magnetic nanolabels // Analytica Chimica Acta. – 2018. – Т. 1034, С.161-167.