Био(не)активные наноглины

И. Иванов

Алюмосиликаты широко распространены в природе, например, в виде глинистых слоистых минералов. Один из них — монтмориллонит Nax(Al, Mg)2-3Si4O10(OH)2⋅nH2O. Этот пористый материал способен сильно увеличивать свой объем, изменяя расстояния между слоями, и таким образом поглощать органические и неорганические соединения. Монтмориллонит можно применять для доставки лекарств, очищения крови и желудочно-кишечного тракта от вредных веществ, выведения аллергенов, бактерий и вирусов из организма, поглощения тяжелых металлов.

Однако из-за примесей и неконтролируемого состава природные алюмосиликаты бывают токсичны. Поэтому исследователи активно синтезируют и изучают их искусственные аналоги. Ученые из Института химии силикатов имени И.В. Гребенщикова РАН под руководством доктора химических наук О.Ю. Голубевой, заведующей лабораторией силикатных сорбентов, выяснили, как изменяются свойства синтетических монтмориллонитов в зависимости от условий получения.

Химики синтезировали глины в гидротермальных условиях при высоких температурах и давлениях. Полученный монтмориллонит состоял из нанослоев, организованных в более крупные агрегаты — наногубки. Ученые исследовали, как содержание (от 0 до 22%) оксида алюминия (Al2O3), размеры частиц, пористость и заряд поверхности образцов влияют на свойства наноглин.

Тесты показали, что они обладают всеми преимуществами природных глин и даже превосходят их. У синтетических глин была очень развитая удельная поверхность — от 106 до 320 м2/г. Это в 2–6 раз больше природных аналогов.

Оставалось оценить токсичность нового материала. Поскольку материал потенциально хорош для очистки крови, исследователи посмотрели, как он влияет на эритроциты и эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. С уменьшением доли алюминия в наноглинах уменьшалось число погибших клеток крови, однако механизмы явления еще предстоит изучить. Интересно, что чем дольше длился синтез (от двух до десяти дней), тем больше была гемолитическая активность и общая токсичность наноглин.

Авторы работы делают вывод, что токсичность алюмосиликатных наночастиц можно значительно снизить, если оптимизировать условия синтеза и правильно подобрать исходные вещества. Уже сейчас синтетические глины можно использовать в медицине вместо природных, в частности для получения перевязочных материалов, в раневой и ожоговой хирургии, как носители лекарственных препаратов.

О.Ю. Голубева рассказала, что в дальнейшем химики ее группы планируют подобрать оптимальные сочетания безопасных для клеток алюмосиликатов, обладающих наибольшей сорбционной способностью. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.

Разные разности
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...