Агрегаційна стійкість наночастинок на основі рідкісноземельних елементів в різному мікрооточенні та біологічних середовищах

  • M. Yu. Malyukina Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України https://orcid.org/0000-0003-1275-8321
  • L. V. Piliai Харківський національний університет ім В.Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0002-5762-1030
  • O. O. Sedih Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України
  • V. K. Klochkov Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України
  • N. S. Kavok Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України https://orcid.org/0000-0002-2429-2832
Ключові слова: наночастинки на основі РЗЕ, агрегаційна стійкість, сироватковий альбумін, імуноглобулін

Анотація

Актуальність. На сьогоднішній день актуальним завданням сучасної медицини і фармації є створення нових лікарських форм, здатних підвищити терапевтичну ефективність уже відомих лікарських речовин, знизити побічні ефекти, збільшити комфортність лікування для пацієнта. Одним із найперспективніших напрямів у цій галузі є використання різних наноматеріалів, серед яких привертають увагу наноматеріали на основі рідкісноземельних елементів (РЗЕ). В той же час, питання щодо зв'язку біологічної активності наноматеріалів з їх фізико-хімічними властивостями, а також особливостей взаємодії з мікрооточенням в біосистемах залишаються дискусійними.

Мета роботи. Оцінити агрегаційну стійкість наночастинок (НЧ) на основі РЗЕ в інкубаційних середовищах різного складу та роль окремих чинників у стабілізації НЧ в біологічному мікрооточенні.

Методи дослідження. В дослідженнях визначали агрегаційну стійкість наночастинок GdYVO4:Eu3+, LaVO4: Eu3+, CeO2, GdVO4:Eu3+ для чого використовували методи динамічного та електрофоретичного рoзсіювання світла. Інкубацію НЧ проводили в 5% глюкозі або буферах: 50 мМ Трис буфер (з рiзними рН фізіологічного діапазону); середовище Ігла МЕМ; Кребс-Рінгер буфер pH 7,4; HBSS-буфер (HEPES-buffered-saline-solution) pH 7,4, за відсутності або присутності 0,2% БСА, протягом 30 хвилин та 24 годин. Охарактеризовано також вплив окремих компонентів біологічних буферних розчинів (глутатіон окиснений та відновлений) на процеси агрегації.

Результати. Результати показали, що на відміну від стабілізуючого впливу розчину 5% глюкози, в сольових системах відбувається значна агрегація наночастинок. Найбільший ступінь агрегації зазначено в середовищі Ігла МЕМ та Кребс-Рінгер буфера. Додавання до всіх середовищ 0,2% альбуміну перешкоджало агрегації. При взаємодії наночастинок з імуноглобуліном спостерігалося збільшення гідродинамічного діаметру, особливо значне для деяких типів наночастинок вже при найменших з використаних концентрацій білку. Сприяв агрегації всіх типів ортованадатних НЧ в кислому середовищі (Трис-буфері рН=6,7) окислений, але не відновлений глутатіон.

Висновки. Агрегативна стабільність НЧ в сольових інкубаційних середовищах значно підвищується за присутності сироваткового альбуміну, що пов’язано зі змінами співвідношення електростатичного та стеричного компонентів взаємодії НЧ з мікрооточенням.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

M. Yu. Malyukina, Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України

пр. Науки, 60, м. Харків, 61072, Україна

L. V. Piliai, Харківський національний університет ім В.Н. Каразіна

пл. Свободи, 4, 61022, Харків, Україна

O. O. Sedih, Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України

пр. Науки, 60, м. Харків, 61072, Україна

V. K. Klochkov, Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України

пр. Науки, 60, м. Харків, 61072, Україна

N. S. Kavok, Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України

пр. Науки, 60, м. Харків, 61072, Україна

Посилання

Volkov, S.V., Kovalchyk, S.V., Genko V.M., Reshetnyak O.V. (2008). Nanochemistry. Nanosystems. Nanomaterials. Kyev: Naukova dumka. (In Ukrainian).

Chekman, I. S., Korneykova, Ya. M., Zagorodniy, M. I., Terentiev, A.O. (2008). Kvantovi mitky: klinichni ta farmakolohichni aspekty [Quantum Labels: Clinical and Pharmacological Aspects]. Mystetstvo likuvannia, 50(4), 72-74. (In Ukrainian).

Analizatory svoistv chastitc: katalog [Particle properties analyzers: catalog] (2015). Moskow: SocTrade. (In Russian).

Gai, S., Li, C., Yanq, P., Lin, J. (2014). Recent progress in rare earth micro/nanocrystals: soft chemical synthesis, luminescent properties, and biomedical applications. Chemical Reviews, 114(4), 2343-2389.

Narayanan, K. B., Park, H. H. (2013). Pleiotropic functions of antioxidant nanoparticles for longevity and medicine. Advances in Colloid and Interface Science, 201, 30-42.

Alili, L., Sack, M., von Montfort, C., Giri, S., Das, S., Carroll, KS., Zanger, K., Seal, S., Brenneisen, P. (2013). Downregulation of tumor growth and invasion by redox active nanoparticles. Antioxid Redox Signal, 19, 765-778.

Soenen, S.J., Parak, W.J., Rejman, J., Manshian, B. (2015). (Intra)Cellular Stability of Inorganic Nanoparticles: Effects on Cytotoxicity, Particle Functionality, and Biomedical Applications. Chemical Reviews, 115(5), 2109-2135.

Strojan, K., Leonardi, A., Breqar, V.B., Krizaj, I., Svete, J., Pavlin, M. (2017). Dispersion of nanoparticles in different media importantly determines the composition of their protein corona. PLoS ONE, 12(1): e0169552. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0169552

Grygorova, G., Klochkov, V., Sedyh, O., Malyukin, Yu. (2014). Aggregative stability of colloidal ReVO4:Eu3+ (Re = La, Gd, Y) nanoparticles with different particle size. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 457, 495-501.

Опубліковано
2018-12-04
Цитовано
0 статей
Як цитувати
Malyukina, M., Piliai, L., Sedih, O., Klochkov, V., & Kavok, N. (2018). Агрегаційна стійкість наночастинок на основі рідкісноземельних елементів в різному мікрооточенні та біологічних середовищах. Біофізичний вісник, (40), 5-16. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2018-40-01
Розділ
Молекулярна біофізика