CC BY
109
УДК 668.411:674.032.14
Б.Г. Сухов, Б.А. Трофимов
наноструктурированные многофункциональные биополимеры и нанобиокомпозиты на их основе для диагностики и терапии
Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН (Иркутск)
Обсуждается новый оригинальный подход к самоорганизации гибридных нанобиоструктур, обладающих комплексом, уникальных физико-химических и биологических свойств, крайне востребованных для неинвазивной диагностики и лечения в биомедицине.
Ключевые слова: гибридные нанобиокомпозиты, диагностика, терапия
the nanostructured MuLTipuRposE BiopoLYMERs and NANoBioCoMposiTEs on THEiR basis for DiAGNosTiCs and therapy
B.G. Sukhov, B.A. Trofimov
Institute of chemistry of A.E. Favorskii SB RAS, Irkutsk
A novel original approach to self-organization of hybrid nanobiostructures possessing unique complex of physicochemical and biological properties (extremely demanded, for noninvasive diagnosis and. therapy) is discussed. Key words: hybrid nanobiocomposites, diagnosis, therapy
В Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского СО РАН реализован и в течение последнего десятилетия успешно развивается оригинальный подход к самоорганизации гибридных неоргано-ор-ганических наноструктур, обладающих комплексом уникальных физико-химических и биологических свойств [1—29]. Этот подход к направленному синтезу нанокомпозитов многоцелевого биомедицинского назначения (для диагностики и терапии) основан на специфической адсорбции оригинальных природных и синтетических полимеров на поверхности растущих из раствора наноядер различных неорганических и органических материалов. Полученные таким образом агрегативно высокоустойчивые нанобиокомпозиты представляют собой инкапсюлированные в трехмерный полимерный экран наноразмерные ядра металлов, других химических элементов и их соединений, а также нанокристаллы органических фармаконов, и проявляют уникальный синергизм свойств оригинальных полимеров (водорастворимость, биосовместимость, оптическая активность, мембранотропность по отношению к живой клетке, иммуномодулирующие, гепатопротекторные и пролонгированные биологически активные свойства и др.) со специфическими физико-химическими, биологическими и фармакологическими свойствами наноразмерных ядер. Перечисленные свойства получаемых нанокомпозитов можно закономерно комбинировать в широких пределах, получая материалы с необычным комплексом заданных физико-химических и разнообразных биологических свойств, необходимых для нового качественного уровня неинвазивной диагностики и лечения в биомедицине.
Работа выполнена при финансовой поддержке Президентской Программой РФ для поддержки ведущих научных школ (грант НШ-1550.2012.3), Сибирским отделением РАН (партнерский ин-
тергационный проект СО РАН, УрО РАН и ДВО РАН № 1, междисциплинарные интеграционные проекты СО РАН №№ 85, 134, интеграционный проект СО РАН и Монгольской академии наук № 14), Президиумом РАН (проект Программы «Фундаментальные науки — медицине» № 5.42), РФФИ (грант 12-03-90433-Укр_а).
литература
1. Арабиногалактан — перспективная нано-структурированная трансмембранная матрица для иммобилизации лекарственных средств / Б.Г. Сухов [и др.] // Химический Журнал Казахстана. —
2007. - Вып. 7. - С. 125.
2. Влияние наночастиц серебра на термические характеристики нанокомпозитов галактозосодержащих полисахаридов / Г.П. Александрова [и др.] // Доклады Академии Наук. — 2011. — Т. 439, № 2. — С. 198.
3. Кинетика формирования наночастиц золота в полисахаридной матрице галактоманнана / М.В. Лесничая [и др.] // Доклады Академии Наук. — 2011. — Т. 440, № 5. — С. 639.
4. Магнитная активность наноструктури-рованных биополимерных наномагнетиков / Г.П. Александрова [и др.] // Известия РАН. Серия химическая. — 2010. — № 12. — С. 2261.
5. Механизм бактерицидного действия Ад(0)-нанобиокомпозита: эволюция исходного композита и живой микробной клетки в новый нанокомпозит / И.А. Шурыгина [и др.] // Известия ВУЗов. Физика. — 2011. — Т. 54, № 2/2. — С. 285.
6. Нанодисперсное состояние металлов и их миграция в углеродистых природных средах / В.К. Немеров [и др.] // Доклады Академии Наук. — 2009. — Т. 425, № 2. — С. 233.
7. Нанокомпозиты Pd(0)-арабиногалактан как катализаторы димеризации ацетиленовых соедине-
ний / Б.А. Трофимов [и др.] // Доклады Академии Наук. - 2007. - Т. 417, № 1. - С. 62.
8. Нанокомпозиты благородных металлов на основе арабиногалактана: получение и строение / Б.Г. Сухов [и др.] // Журнал Структурной Химии. - 2007. - № 5. - С. 979.
9. Нанокомпозиты с магнитными, оптическими, каталитическими и биологически активными свойствами на основе арабиногалактана / Б.А. Трофимов [и др.] // Доклады Академии Наук. -2003. - Т. 393, № 5. - С. 634.
10. Нанокомпозиты серебра и поли-1-винил-1,2,4-триазола / Мячина Г.Ф. [и др.] // Доклады Академии Наук. - 2008. - Т. 420, № 3. - С. 344.
11. Нанокомпозиты серебра и сополимера 1-винил-1,2,4,-триазола с натриевой солью мета-криловой кислоты / Г.Ф. Мячина [и др.] // Доклады Академии Наук. - 2009. - Т. 427, № 6. - С. 790.
12. Наноструктурированные серебросодержащие соединения на основе сульфатированного арабиногалактана, обладающие антимикробной и антитромботической активностью и способ их получения / Т.В. Ганенко [и др.] // Положительное решение о выдаче патента РФ. - 2012.
13. Наночастицы золота, стабилизированные водорастворимым биосовместимым поли-1-винил-1,2,4,-триазолом / Г.Ф. Мячина [и др.] // Доклады Академии Наук. - 2010. - Т. 431, № 1. - С. 50.
14. Окислительно-восстановительные реакции арабиногалактана с ионами серебра и формирование нанокомпозитов / Л.А. Грищенко [и др.] // Журнал Общей Химии. - 2006. - Т. 76, № 7. - С. 11-59.
15. Олон функциональт байгалийн полимерт суурилан м нг агуулан эрлийзжсэн нанокомпозит нийлэгж лэх / Г. Долмаа [и др.] // Шинжлэх ухааны академийн мэдээ. - 2010. - № 3. - С. 15.
16. Особенности фазообразования и размерные эффекты наночастиц в нанокомпозитах палладия / Л.П. Феоктистова [и др.] // Нанотехника. - 2009. - № 4. - С. 31.
17. Особенности формирования нанобиокомпозитов серебра и золота с антимикробной активностью / Г.П. Александрова [и др.] // Нанотехника. - 2010. - № 3 (23). - С. 34.
18. Особенности формирования наночастиц серебра в полимерной матрице / Г.Ф. Прозорова [и др.] // Доклады Академии Наук. - 2011. - Т. 437, № 1. - С. 50.
19. Серебросодержащие нанокомпозиты на основе галактоманнана и каррагинана: синтез, строение, антимикробные свойства / М.В. Лесни-чая [и др.] // Известия РАН. Серия химическая. -2010. - № 12. - C. 22-66.
20. Синтез и свойства нанокомпозитов серебра и золота в матрице поли-1-винил-1,2,4-триазола / Г.Ф. Мячина [и др.] // Журнал Структурной Химии. - 2010. - Т. 51. - С. 109.
21. Синтез наноразмерных частиц с магнитными свойствами для биомедицинских целей. / Г.П. Александрова [и др.] //Физическая мезоме-ханика. - 2004. - Т. 7. - С. 139.
22. Способ получения наноразмерных металлических и металлооксидных частиц / Г.П. Александрова [и др.] // Патент РФ № 2260500. - 2005.
23. Способ получения сульфатированных производных арабиногалактана, обладающих антико-агулянтной и гиполипидемической активностью / Я.А. Костыро [и др.] // Патент РФ № 2319707. -
2008.
24. Средство, обладающее антимикробной активностью / Г.П. Александрова [и др.] // Патент РФ № 2278969. - 2006.
25. Структура и магнитные свойства нового инкапсулированного наномагнетика / Г.П. Александрова [и др.] // Нанотехника. - 2008. - № 3. -
С. 11.
26. Трофимов Б.А., Сухов Б.Г. Нанокомпозиты медицинского назначения на основе природных полимеров // В кн.: «Наука и нанотехнологии». Материалы научной сессии Президиума СО РАН. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. - С. 155.
27. A Theoretical and Experimental Study of NMR Contrasting Properties of Nanocomposites Based on Ferric Oxides Stabilized by Arabinogalactan Matrix / M.V. Petrova [et al.] // Applied Magnetic Resonance. - 2011. - Vol. 41. - P. 525.
28. Bactericidal action of Ag(0)- antithrombotic sulfated arabinogalactan nanocomposite: revolution of initial nanocomposite and living microbial cell to a novel non-living nanocomposite / I.A. Shurygina [et al.] // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. - 2011. - Vol. 7. - P. 827.
29. Colloids of gold nanoparticles protected from aggregation with arabinogalactan. / E.R. Gasilova [et al.] // Macromolecular Symposia. - 2012. Accepted for press.
Сведения об авторах
Сухов Борис Геннадьевич - кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН
Трофимов Борис Александрович - доктор химических наук, профессор, академик РАН, директор Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН
