Топология областей существования метастабильных состояний в бинарных системах
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
транспорте многих эндогенных и экзогенных веществ, оказывающих физиологическое действие.
Аналогичным является решение, описанное в [9], в котором вместо аминосодержащих лигандов используется лимонная кислота, привитая к полиэтиленгликолю. Для повышения плотности активных групп проводилась трехкратная конденсация цитрата, что позволило создать древовидную структуру, несущую значительный сосредоточенный отрицательный заряд. Созданный таким образом дендример способен удерживать вещества со слабым положительным зарядом. В физиологических условиях (рН 7,4, температура около 37 С) эти вещества постепенно освобождаются и могут контактировать iелевыми 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 iет 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. Переноiиком сигнала от контакта рецептора с объектом был ион металла, сопряженный с ферментом, который служил усилителем сигнала за iет 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 целесооб