Топология областей существования метастабильных состояний в бинарных системах
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
пенно освобождаются и могут контактировать с целевыми объектами. Вещества, заряженные отрицательно, могут быть связаны с сорбентом с помощью положительно заряженного посредника.
Два последних варианта получения наночастиц с заданными сорбционными свойствами включают элемент, который существенен для нанопроцесса, - возможность самосборки конструкции большей сложности за счет включения посредника. Эта тенденция развита в сообщении [10], где рассматривается идея создания самообъединяющихся частиц, реализованная через сочетания гидрофильных и гидрофобных свойств. Основной эффект достигается гидрофобизацией хитозана 5b-холановой кислотой. Модифицированный хитозан спонтанно образует наночастицы с ДНК. Увеличение доли модифицированного хитозана ведет к уменьшению размеров частиц и повышению их способности к эндоцитозу клетками. Метод, по данным авторов, более эффективен, чем, например, традиционно применяемые для трансфекции генетических конструкций. Несмотря на очевидную привлекательность метода, вызывает настороженность факт использования в качестве конденсирующего агента карбодиимида, а метода, подтверждающего его полное отсутствие в продуктах, нет.
Метод, исключающий химическое воздействие на биологические компоненты наночастиц, описан в [11]. Он включает создание структур, состоящих из взаимопроникающих сетчатых полимеров, которые обладают свойством обратимо переходить из состояния дисперсии в гель и наоборот. При комнатной температуре эта структура представлена частицами с порами, а при температуре тела (человека или сельскохозяйственного животного) она переходит в состояние геля, из которого действующие вещества постепенно выделяются в месте введения. Гелеобразная консистенция носителя позволяет также инъецировать его в заданное место и создавать в нем депо, содержащее постепенно выделяющееся действующее вещество.
Развитием методов, основанных на использовании фазовых переходов в частицах, является применение фосфолипидов [12]. Изменение соотношения гидрофильных и гидрофобных частей фосфолипида позволяет влиять на размеры, форму и температуру фазового перехода частиц, эмульгирующую способность и устойчивость частиц. Подобные конструкции могут быть использованы как микрокапсулы, содержащие внутри вещества с заданными свойствами.
Идея использовать наночастицы как депо с регулируемым освобождением действующих веществ нашла свое продолжение в создании многослойных частиц, которые могут нести сразу несколько видов "начинки" и создавать сложный пейзаж активностей в заданном месте, причем картина может быть динамичной, вплоть до использования веществ с противоположными свойствами и результатами действия [13].
Дополняет общую картину использования наночастиц, предназначенных для применения в биологических системах, сообщение об использовании наночастиц для создания сенсоров [14]. В качестве исходной системы была использована липосома, в которую в процессе самосборки были встроены компоненты, имеющие селективное сродство к аминам. Селективность достигалась созданием различной гидрофобности окружения рецептора, роль которого исполнял аналог пиридоксальфосфата. Переносчиком сигнала от контакта рецептора с объектом был ион металла, сопряженный с ферментом, который служил усилителем сигнала за счет проявления каталитической активности.
Сопоставляя описанные методы получения наночастиц и процессы образования нанообъектов в природе, можно сделать предварительный вывод, что между ними нет соответствия. Искусственные соединения можно отнести к нанообъектам только по размерам, а способ их получения (синтез) представляет собой процесс химической технологии, в котором отсутствует фаза самоорганизации. Искусственные соединения не адаптированы к природному окружению по способности самопроизвольно сосредотачиваться в областях, для которых они создаются, в них отсутствует информационный компонент, предопределяющих их поведение. Более наглядно это проявляется при прямом сопоставлении с природными соединениями, например, с антителами, хлорофиллом, гемоглобином, рецепторами гормонов и т.п. Антитела предназначены не только для специфического связывания антигенов, но и для их экспонирования на поверхности одних клеток иммунной системы для индукции активности других клеток и механизмов. Гемоглобин формирует систему из нескольких субъединиц, которые действуют как ансамбль при связывании и освобождении кислорода. Рецепторы, связавшиеся с гормоном, активируют целый каскад реакций, приводящих к развитию ответа на гормональное воздействие.
Таким образом, задача синтеза наноразмерных объектов является задачей фундаментальной важности для нанотехнологии. В частности, в биомедицинских отраслях этой науки необходим синтез биологически активных нанообъектов. Поэтому представляется целесообразным развивать эффективные методы синтеза наночастиц.
Как уже упоминалось ранее, процессы нуклеации при фазовых переходах первого рода могут быть использованы для генерации наночастиц. Причём подобные процессы в системах, состоящих из нескольких компонентов, являются предметом особого интереса. Это связано с тем, что нанообъекты, обладающие необходимыми свойствами в самом общем понимании этого выражения (одним из таких свойств является их биологическая активность), в подавляющем большинстве случаев являются гетерогенными образованиями по составу структурных единиц. В данной работе обсуждаются ?/p>