Fluorintas grafenas, kurio sudėtyje nėra metalo, neparodo toksiškumo požymių ląstelių kultūros tyrimuose

Anonim

Remiantis naujais tyrimo duomenimis, "Graphene", atomų plonesni anglies lakštai, kuriuos medžiagų mokslininkai tikisi naudoti viską nuo nanoelektronikos ir lėktuvų šalinimo į akumuliatorių iki baterijų ir kaulų implantų, taip pat gali būti naudojami kaip magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) kontrastiniai preparatai. Ryžių universitetas.

"Jie turi daug pranašumų, palyginti su įprastomis kontrastinėmis medžiagomis, " sakė ryžių tyrėjas Srutai Radhakrishnan apie grafte esančius kvantavimo taškus, kuriuos ji mokėsi per pastaruosius dvejus metus. "Praktiškai visuose plačiai naudojamuose kontrastiniuose preparatuose yra toksinių metalų, tačiau mūsų medžiagoje nėra metalo. Tai tik anglies, vandenilio, deguonies ir fluoro, ir visais mūsų bandymais iki šiol nebuvo jokių toksiškumo požymių."

Pradinės išvados dėl grafuje esančių ryžių nanodalelių diskų, dekoruotų fluoro atomais ir tiesiog organinėmis molekulėmis, kurios daro jas magnetiniais, yra aprašytos naujame žurnalo "Dalelių ir dalelių sistemų charakteristikos" žurnale.

Pulickel Ajayan, mokslininkas ryžių medžiagų, kuris vadovauja darbui, teigė, kad fluorinto grafeno oksido kvadrato taškai gali būti ypač naudingi kaip MR kontrastiniai preparatai, nes jie gali būti nukreipti į tam tikras audinių rūšis.

"Yra išbandytų tiesų metodai, skirti biologinių žymenų pritvirtinimui prie anglies nanodalelių, taigi, naudojant šiuos kvantinius taškus, būtų lengviau numatyti kontrastinių medžiagų, kurioms būdingi audiniai", - sakė A.Ajajanas. "Pavyzdžiui, šis metodas gali būti naudojamas tam, kad būtų galima selektyviai spręsti specifinius Alzheimerio ligos sukeliamus vėžio arba smegenų pažeidimus. Tokios specifiškumo nėra su šiuolaikinėmis kontrastinėmis medžiagomis".

MRD skaitytuvai sukuria vaizdus iš kūno vidinių struktūrų, naudojant stiprius magnetinius laukus ir radijo bangas. Kaip diagnostiniai tyrimai, MRT dažnai teikia išsamesnę informaciją nei rentgeno spinduliai be kenksmingos spinduliuotės, ir dėl to MR vartojimas per pastarąjį dešimtmetį smarkiai išaugo. JAV kasmet atliekama daugiau kaip 30 milijonų MRI

"Radhakrishnan sakė, kad jos darbai prasidėjo 2014 m., Kai" Ajayan "mokslinių tyrimų komanda nustatė, kad fluoro pridėjimas grafitu ar grafenui sukėlė medžiagų atsparumą MR skenavimui.

Visoms medžiagoms įtakos turi magnetiniai laukai, įskaitant gyvūnų audinius. MRT skaitytuvuose galingas magnetinis laukas sukelia atskirus atomus visame kūne, kad jie taptų magnetiškai suderinti. Šiam lygiavimui sutrikdyti naudojamas radijo energijos impulsas, o mašina nustato, kiek laiko reikia, kad atomų kūno dalys būtų sureguliuotos. Remiantis šiomis priemonėmis, skaitytuvas gali sukurti išsamų kūno vidinių struktūrų vaizdą.

MR kontrastiniai preparatai sutrumpina audinių sukaupimo laiką ir žymiai pagerina MR skenavimo rezekciją. Beveik visi komerciniai kontrastiniai preparatai pagaminti iš toksiškų metalų, tokių kaip gadolinas, geležis ar manganas.

"Mes dirbome su MD Andersono vėžio centro komanda, siekdami įvertinti fluorinto grafeno oksido kvantinių taškų cito suderinamumą", - sakė Radhakrishnanas. "Mes panaudojome testą, kuris išmatuoja ląstelių kultūrų metabolinę aktyvumą ir aptinka toksiškumą kaip apykaitos aktyvumo sumažėjimą. Kvantiniai taškai inkubavo į inkstų ląstelių kultūras iki trijų dienų ir nerasta jokių reikšmingų ląstelių mirties kultūrose, net ir didžiausiuose koncentracijos. "

Fluorinto grafeno oksido kvadratiniai taškai Radhakrishnan tyrimai gali būti atliekami mažiau nei per dieną, tačiau ji praleido dvejus metus tobulinant jų receptą. Ji prasideda nuo mikronu formos grafeno lakštų, kurie buvo fluorinti ir oksiduoti. Kai jie pridedami prie tirpiklio ir keletą valandų maišomi, jie susmulkinami į mažesnius gabalus. Mažesnės medžiagos gamyba nėra sudėtinga, tačiau smulkių dalelių su atitinkamomis magnetinėmis savybėmis pagaminimo procesas yra griežtas. Radhakrishnanas sakė, kad nebuvo "eureka momento", kuriame staiga pasiekė reikiamų rezultatų, suklupdydama geriausią formulę. Atvirkščiai, šis projektas buvo pažymėtas laipsnišku patobulinimu per keletą nedidelių pakeitimų.

"Tai reikalavo daug optimizavimo, " sakė ji. "Receptas labai svarbus."

Radhakrishnan sakė, kad ketina toliau studijuoti medžiagą ir tikisi, kad galų gale turės ranka įrodyti, kad ji yra saugi ir efektyvi klinikinės MRI tyrimams.

"Norėčiau, kad jis būtų taikomas komerciškai klinikiniais būdais, nes jis turi daug privalumų, palyginti su įprastai prieinamais agentais", - sakė ji.

menu
menu