Новости химической науки > Фотоакустические наночастицы найдут уран в организме

Исследователи из США заявляют, что наночастицы, комплексы которых с ионами урана можно обнаружить и визуализировать фотоакустическими методами, смогут найти применение в мероприятиях, разворачивающихся после аварий, связанных с утечкой радиации, таких как Чернобыльская или Фукусимская.

Ультразвуковая диагностика в настоящее время распространена повсеместно – УЗИ используются и для слежения за состоянием плода при ведении беременности, и при диагностике повреждения суставов и для многих других вещей. Принцип УЗИ-диагностики очень прост – изучаемый объект подвергается воздействию ультразвука, который различным образом отражается от разных тканей организма, после чего отраженный ультразвук используется для формирования изображения. Похожим образом действуют фотоакустические методы исследования – на объект направляется поток электромагнитного излучения (света), часть энергии излучения поглощается, при этом нагревается локальная область, создается градиент давления, величина которого измеряется акустически.

Взаимодействие макроцикла с уранил-катионом приводит к формированию ароматической системы. (Рисунок из Analyst, 2015, DOI: 10.1039/c5an00207a)

Джессе Джокерст (Jesse Jokerst) из Стэнфорда совместно с коллегами из Университета Техаса разработал порфириноид-содержащие наночастицы, поглощающие свет только в том случае, если порфириновый фрагмент образует комплекс с уранил-катионом, но не сам по себе. Ароматизация, причиной которой является комплексооброазование порфириноид-уранил позволило Джокерсту использовать фотоакустическую визуализацию для обнаружения урана в организме мышей, которым вводились наночастицы. Новый подход может применяться для обнаружения урана в организме неинвазивно и в режиме реального времени.

Как заявляет эксперт по химии порфиринов из Университета Аризоны Элиза Томат (Elisa Tomat), выбор порфириноидного лиганда для обнаружения урана можно назвать очень удачным. Возможность модулирования оптических свойств этих лишандов за счет координации с металлом предоставляет богатые возможности для обнаружения различных металлов in vivo.

Фотоакустическая визуализация может детектировать урановый комплекс в режиме in vivo. (Рисунок из Analyst, 2015, DOI: 10.1039/c5an00207a)

К настоящему времени хелатирование радионуклидов не может осуществляться непосредственно в ткани, поэтому для экспериментов исследователи вводили в организм мышей уже готовый комплекс, содержащий обедненный уран, однако уже в ближайших планах исследователей решить эту серьезную проблему и «заставить» наночастицы связываться с уранил-катионом непосредственно в физиологических условиях. В долгосрочной перспективе Томат планирует разработать и получить широкий ряд порфириноидных наночастиц, который мог бы обеспечить качественное и количественное определение широкого ряда радионуклидов в организме.

Источник: Analyst, 2015, DOI: 10.1039/c5an0020

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #медицинская химия, #радиохимия и химия высоких энергий