Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Магнитные наночастицы широко используются в медицинских приложениях, например, как контрастные вещества для магнитно-резонансной томографии, для усиления гипертермии, для адресной доставки лекарств, тераностики (терапия + диагностика). При использовании магнитных наночастиц in vivo им требуется специальное покрытие, способствующее биосовместимости и минимизирующее потенциальную токсичность в физиологических условиях. В качестве покрытия может быть использован сывороточный альбумин человека или полиэтиленгликоль. В этой работе исследованы взаимодействия кубических магнитных наночастиц феррита кобальта размером 12 и 27 нм с дифитаноилфосфатидилхолиновыми бислойными липидными мембранами. Проводимость мембран менялась в широких пределах – можно выделить две группы мембран: мембраны, проводимость которых (после добавления наночастиц) по сравнению с контролем практически не менялась, и мембраны, проводимость которых при добавлении наночастиц менялась скачком и увеличивалась в широком диапазоне на 0,5-2 порядка. Значимых различий между проводимостями при добавлении одинакового объема наночастиц размером 12 и 27 нм, окруженных сывороточным альбумином человека, не обнаружено. При добавлении наночастиц с оболочкой из полиэтиленгликоля проводимость увеличивалась значительно слабее, чем при добавлении наночастиц с оболочкой из сывороточного альбумина человека. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что магнитные наночастицы с гидрофильным покрытием взаимодействуют с мембранами, что может приводить к появлению метастабильных проводящих пор, которые, в свою очередь, увеличивают интегральную проводимость мембран.
бислойные липидные мембраны, магнитные наночастицы, электрическая проводимость, липидные поры
1. Chubarov A.S. Serum Albumin for Magnetic Nanoparticles Coating. Magnetochemistry, 2022, vol. 8, no. 13.
2. Гуляев Ю.В., Черепенин В.А., Вдовин В.А., Таранов И.В., Ярославов А.А., Ким В.П., Хомутов Г.Б. Дистанционная декапсуляция нанокомпозитных липосом, содержащих внедренные проводящие наночастицы, при воздействии импульсного электрического поля. Радиотехника и электроника, 2015, т. 60, № 10, с. 1051-1051.
3. Kislov V., Medvedev B., Gulyaev Y., Taranov I., Kashin V., Khomutov G., Artemiev M., Gurevich S. Organized superstructures at nanoscale and new functional nanomaterials. International Journal of Nanoscience, 2007, vol. 6, no. 5, pp. 373-377.
4. Brahmbhatt K., Zhao W., Deng Zh., Mao L., Freeman E. Magnetically responsive droplet interface bilayer networks. Proceedings of the ASME 2015. Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems SMASIS2015, September 21-23, 2015.
5. Аносов А.А., Корепанова Е.А., Коплак О.В., Казаманов В.А., Дерунец А.С., Моргунов Р.Б. Рост электрической проводимости и появление липидных пор под действием магнитных наночастиц CoFe2O4 в бислойной липидной мембране. Электрохимия, 2022, т. 58, c. 179-187.
6. Lehtonen J.Y.A., Kinnunen P.K.J. Changes in the lipid dynamic of liposomal membranes induced by poly(ethylene glycol): free volume alterations revealed by inter- and intramolecular excimer forming phospholipid analogs. Biophys. J., 1994, vol. 66, pp. 1981-1990.
7. Антонов В.Ф., Смирнова Е.Ю., Аносов А.А., Норик В.П., Немченко О.Ю. «Блокирование» полиэтиленгликолем одиночных липидных пор, возникающих в немодифицированных бислойных липидных мембранах при фазовых переходах. Биофизика, 2008, т. 53, № 5, с. 802-809. .
8. Аносов А.А., Шаракшанэ А.А., Смирнова Е.Ю., Немченко О.Ю. Проницаемость бислоя при фазовом переходе как поток Эрланга гидрофильных пор, возникающих в результате диффузии в пространстве радиусов. Биологические мембраны, 2016, т. 33, № 6, с. 387-397.
9. Velikonja A., Kramar P., Miklavcic D., Lebar A.M. Specific electrical capacitance and voltage breakdown as a function of temperature for different planar lipid bilayers. Bioelectrochemistry, 2016, vol. 112, pp. 132-137.
10. Glaser R.W., Leikin S.L., Chernomordik L.V., Pastushenko V.F., Sokirko A.V. Reversible electrical breakdown of lipid bilayers: formation and evolution of pores. Biochim. Biophys. Acta, 1988, vol. 940, pp. 275-287.
11. Mohanta D., Stava E., Yu M., Blick R.H. Creation and regulation of ion channels across reconstituted phospholipid bilayers generated by streptavidin-linked magnetite nanoparticles. Physical review E, 2014, vol. 89, 012707.
