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
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерий Bacillus subtilis, способных пожирать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаются...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...