: Водорастворимые нанотрубки нетоксичны
28.10.2005
2798
0
27980
Нанотрубки – длинные, полые молекулы углерода со стенками толщиной в один атом. Они, как и фуллерены («маркерные шары» – «bucky ball»), относятся к углеродным каркасным структурам. Главная особенность этих молекул – их каркасная форма: они выглядят как замкнутые, пустые внутри «оболочки».
Ученые из Центра биологической нанотехнологии и нанотехнологии окружающей среды Университета Райс (Rice University's Center for Biological and Environmental Nanotechnology, CBEN) провели большое токсикологическое исследование водорастворимых фуллеренов и водорастворимых углеродных нанотрубок. Они установили, что водорастворимые углеродные нанотрубки значительно менее токсичны, чем «маркерные шары». Более того, нанотрубки, как и фуллерены, при единичных химических модификациях могут стать нетоксичными.
Это первые токсикологические исследования водорастворимых углеродных нанотрубок, направленные на идентификацию и снижение потенциальных нанотехнологических рисков.
Исследования токсичности углеродных нанотрубок проводились и раньше, но ученые CBEN были первыми, кто проанализировал цитотоксичность водорастворимых форм полых углеродных трубок. В исходном природном состоянии углеродные нанотрубки нерастворимы, что делает их несовместимыми с водосодержащей средой живых систем. Растворимость является ключевым моментом для применения в медицинских целях, и ученые разработали методы перевода нанотрубок в растворимые формы. В данном случае они использовали флуоресцентные свойства углеродных нанотрубок.
В более ранних экспериментах с «маркерными шарами» было установлено, что даже единичные поверхностные модификации могут существенно снижать их цитотоксичность. Изучение нанотрубок дало аналогичные результаты. В обоих случаях ученые обнаружили специфические изменения, вызывающие снижение токсичности.
Обычно в цитотоксикологических исследованиях идентичные клеточные культуры экспонируются к различным формам и концентрациям токсинов. В сравнительном аспекте токсичности различных веществ ученые оценивают концентрацию, которая вызывает 50%-ую гибель клеток в культуре в течение 48 часов.
В данном исследовании ученые CBEN экспонировали культуры клеток кожи к различным дозам четырех типов однослойных углеродных нанотрубок (SWNTs). Эти типы включали исходные SWNTs, суспендированные в мыльном растворе, и три формы нанотрубок, которые были приведены в растворимое состояние посредством прикрепления SH-групп, субгрупп сульфита натрия и карбоновых кислот.
Цитотоксичность исходных SWNTs составляла 200 частиц на миллиард, а исходных «маркерных шаров» - 20 частиц на миллиард.
Модифицированные нанотрубки были нетоксичны. Гибель клеток при экспонировании к этим формам нанотрубок никогда не превышала 50%. Высокий уровень поверхностной модификации приводил к снижению токсичности SWNTs.
Таким образом, именно изменение поверхности структур ведет к снижению цитотоксичности. Это важное доказательство того, что в биологическом ответе на наночастицы существует единая закономерность.
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам
Eurek Alert
Ученые из Центра биологической нанотехнологии и нанотехнологии окружающей среды Университета Райс (Rice University's Center for Biological and Environmental Nanotechnology, CBEN) провели большое токсикологическое исследование водорастворимых фуллеренов и водорастворимых углеродных нанотрубок. Они установили, что водорастворимые углеродные нанотрубки значительно менее токсичны, чем «маркерные шары». Более того, нанотрубки, как и фуллерены, при единичных химических модификациях могут стать нетоксичными.
Это первые токсикологические исследования водорастворимых углеродных нанотрубок, направленные на идентификацию и снижение потенциальных нанотехнологических рисков.
Исследования токсичности углеродных нанотрубок проводились и раньше, но ученые CBEN были первыми, кто проанализировал цитотоксичность водорастворимых форм полых углеродных трубок. В исходном природном состоянии углеродные нанотрубки нерастворимы, что делает их несовместимыми с водосодержащей средой живых систем. Растворимость является ключевым моментом для применения в медицинских целях, и ученые разработали методы перевода нанотрубок в растворимые формы. В данном случае они использовали флуоресцентные свойства углеродных нанотрубок.
В более ранних экспериментах с «маркерными шарами» было установлено, что даже единичные поверхностные модификации могут существенно снижать их цитотоксичность. Изучение нанотрубок дало аналогичные результаты. В обоих случаях ученые обнаружили специфические изменения, вызывающие снижение токсичности.
Обычно в цитотоксикологических исследованиях идентичные клеточные культуры экспонируются к различным формам и концентрациям токсинов. В сравнительном аспекте токсичности различных веществ ученые оценивают концентрацию, которая вызывает 50%-ую гибель клеток в культуре в течение 48 часов.
В данном исследовании ученые CBEN экспонировали культуры клеток кожи к различным дозам четырех типов однослойных углеродных нанотрубок (SWNTs). Эти типы включали исходные SWNTs, суспендированные в мыльном растворе, и три формы нанотрубок, которые были приведены в растворимое состояние посредством прикрепления SH-групп, субгрупп сульфита натрия и карбоновых кислот.
Цитотоксичность исходных SWNTs составляла 200 частиц на миллиард, а исходных «маркерных шаров» - 20 частиц на миллиард.
Модифицированные нанотрубки были нетоксичны. Гибель клеток при экспонировании к этим формам нанотрубок никогда не превышала 50%. Высокий уровень поверхностной модификации приводил к снижению токсичности SWNTs.
Таким образом, именно изменение поверхности структур ведет к снижению цитотоксичности. Это важное доказательство того, что в биологическом ответе на наночастицы существует единая закономерность.
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам
Eurek Alert
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
