RU2729617C1 - Multicomponent nanosized system for diagnosis and therapy of new growths - Google Patents
Multicomponent nanosized system for diagnosis and therapy of new growths Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729617C1 RU2729617C1 RU2020106009A RU2020106009A RU2729617C1 RU 2729617 C1 RU2729617 C1 RU 2729617C1 RU 2020106009 A RU2020106009 A RU 2020106009A RU 2020106009 A RU2020106009 A RU 2020106009A RU 2729617 C1 RU2729617 C1 RU 2729617C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dioxide
- multicomponent
- oxide
- composites
- therapy
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/242—Gold; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/26—Iron; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/32—Manganese; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/34—Copper; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/38—Silver; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/02—Inorganic compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
Abstract
Description
Область техники изобретенияField of invention
Изобретение относится к области химии, химического синтеза, способам получения новых функциональных наноразмерных материалов, а именно к синтезу многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы на основе оксидных, металлических и неметаллических материалов для диагностической медицины. Данная многофункциональная поликомпонентная наноразмерная система может применяться для диагностики новообразований в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной и компьютерной томографии, так и в качестве основы для препаратов адресной доставки лекарственных средств в противоопухолевой терапии.The invention relates to the field of chemistry, chemical synthesis, methods for producing new functional nanoscale materials, namely, to the synthesis of a multifunctional multicomponent nanoscale system based on oxide, metallic and non-metallic materials for diagnostic medicine. This multifunctional multicomponent nanoscale system can be used for the diagnosis of neoplasms as contrast agents for magnetic resonance imaging and computed tomography, and as a basis for targeted drug delivery in anticancer therapy.
Особенностью изобретения является строение многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, представленное:A feature of the invention is the structure of a multifunctional multicomponent nanoscale system, represented by:
- ядром, сформированным из диоксида кремния, диоксида титана, диоксида циркония и их композитов;- a core formed from silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide and their composites;
- внутренним слоем, содержащим оксид меди, диоксид марганца, двойной оксид железа и их композитов;- an inner layer containing copper oxide, manganese dioxide, double iron oxide and their composites;
- внешним слоем, содержащим металлические наночастицы серебра, золота и их биметаллические частицы, полимеры и биологически активные молекулы - биомаркеры.- an outer layer containing metal nanoparticles of silver, gold and their bimetallic particles, polymers and biologically active molecules - biomarkers.
Уровень техникиState of the art
Особое место в современной диагностической медицине получили поликомпонентные системы на основе оксидных, металлических и неметаллических материалов. Они нашли широкое применение в качестве контрастных агентов в магнитно-резонансной и компьютерной томографии, в магнитном разделении олигонуклеотидов, в качестве агентов при адресной доставке лекарств, основы для создания противоопухолевых препаратов. (Баскаков, А.О. Структурные, магнитные и электронные свойства нанокомпозитов типа «ядро-оболочка» на основе оксидов и карбидов железа : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук : 01.04.07 / Баскаков Арсений Олегович. - М., 2019. - 20 с.).A special place in modern diagnostic medicine is given to multicomponent systems based on oxide, metallic and non-metallic materials. They have found wide application as contrast agents in magnetic resonance imaging and computed tomography, in the magnetic separation of oligonucleotides, as agents for targeted drug delivery, the basis for the creation of anticancer drugs. (Baskakov, AO Structural, magnetic and electronic properties of nanocomposites of the "core-shell" type based on iron oxides and carbides: abstract of thesis ... Candidate of Physical and Mathematical Sciences: 01.04.07 / Baskakov Arseniy Olegovich - M., 2019 .-- 20 p.).
Известен способ получения магнитного композита, состоящего из ферромагнитных оксидов железа и слоистых двойных гидроксидов. (Патент RU 2678024 С1, опубл. 22.01.2019, Бюл. №3). Данное изобретение может применяться в качестве носителя лекарственных веществ. Магнитный композит получают путем твердофазного синтеза гидратированных солей двух и трехвалентного железа в молярном соотношении 1:2 с твердыми солями, содержащими катионы двух- и трехвалентных металлов, взятых в молярном соотношении 2:1, и с твердыми гидроксидами щелочных металлов.A known method of producing a magnetic composite consisting of ferromagnetic iron oxides and layered double hydroxides. (Patent RU 2678024 C1 , publ. 01/22/2019, bull. No. 3). This invention can be used as a drug carrier. The magnetic composite is obtained by solid-phase synthesis of hydrated salts of ferrous and ferric iron in a molar ratio of 1: 2 with solid salts containing cations of divalent and trivalent metals taken in a molar ratio of 2: 1, and with solid alkali metal hydroxides.
Недостатком данного изобретения является низкая чистота получаемого продукта и низкая воспроизводимость результатов.The disadvantage of this invention is the low purity of the resulting product and low reproducibility of results.
Известен способ получения магнитных композитов на основе оксидов железа и молекулярных кристаллов (Патент RU 2421243 C1, опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17). Данное изобретение предназначено для адресной доставки лекарственных препаратов, а также может быть использовано в качестве магнитных сорбентов. Для получения магнитного композита на основе оксидов железа и молекулярных кристаллов магнитный оксид железа смешивают с пироксикамом или мелоксикамом. Соотношение в смеси пироксикам-оксид железа составляет 1:3, в смеси мелоксикам-оксид железа - 1:3 или 1:10. Далее проводят механическую обработку полученной смеси в высоконапряженных планетарно-центробежных или вибрационных мельницах. При использовании вибрационной мельницы отношение массы навески к массе шаровой нагрузки 1:20, ускорение 8-10g. При использовании планетарно-центробежной мельницы отношение массы навески к массе шаровой нагрузки составляет 1:30, нагрузка на шар - 20g.A known method of obtaining magnetic composites based on iron oxides and molecular crystals (Patent RU 2421243 C1, publ. 20.06.2011, bull. No. 17). This invention is intended for targeted delivery of drugs, and can also be used as magnetic sorbents. To obtain a magnetic composite based on iron oxides and molecular crystals, magnetic iron oxide is mixed with piroxicam or meloxicam. The ratio in the piroxicam-iron oxide mixture is 1: 3, in the meloxicam-iron oxide mixture - 1: 3 or 1:10. Further, the resulting mixture is mechanically processed in highly stressed planetary-centrifugal or vibration mills. When using a vibration mill, the ratio of the weight of the sample to the mass of the ball load is 1:20, the acceleration is 8-10 g . When using a planetary centrifugal mill, the ratio of the mass of the sample to the mass of the ball load is 1:30, the load on the ball is 20 g .
Недостатком данного изобретения является сложность контроля твердофазного синтеза при использовании высоконапряженных планетарно-центробежных или вибрационных мельниц, высокие энергозатраты, низкая чистота получаемого продукта в связи с попаданием продуктов взаимодействия реакционной массы с рабочими элементами данных мельниц.The disadvantage of this invention is the complexity of the control of solid-phase synthesis when using high-stress planetary-centrifugal or vibration mills, high energy consumption, low purity of the resulting product due to the ingress of the reaction mass interaction products with the working elements of these mills.
Известно изобретение «Наноматериал SiO2/Au c нуклеокапсидной структурой - биологический белковый лекарственный комплекс и способ его получения» (Патент CN №101411879 B, опубл. 09.02.2011). Данный композитный наноматериал может быть использован в качестве препарата для адресной доставки противоопухолевых веществ.Known invention "Nanomaterial SiO 2 / Au with a nucleocapsid structure - a biological protein drug complex and a method for its production" (Patent CN No. 101411879 B, publ. 09.02.2011). This composite nanomaterial can be used as a drug for targeted delivery of anticancer substances.
Способ приготовления включает следующие стадии:The preparation method includes the following stages:
1. Смешивают аминополиэтиленгликоль и 2-иминосульфан в молярном соотношении 1:1 в растворе карбоната калия, далее проводят диализ и очистку реагентов бидистиллированной водой;1. Mix aminopolyethylene glycol and 2-iminosulfan in a molar ratio of 1: 1 in a solution of potassium carbonate, then dialysis and purification of the reagents with bidistilled water are carried out;
2. Смешивают SiO2/Au, белковый препарат и 2-иминосульфан в растворе карбоната калия, добавляют смесь в сульфановый полиэтиленгликоль.2. Mix SiO 2 / Au, protein preparation and 2-iminosulfan in a solution of potassium carbonate, add the mixture to sulfane polyethylene glycol.
Композит SiO2/Au получают в результате многоступенчатого синтеза, включающего синтез монодисперсных наночастиц диоксида кремния, их взаимодействия с 3-аминопропилтриэтоксисиланом и добавлением наночастиц золота в присутствии соляной кислоты. Монодисперсные наночастицы диоксида кремния получают в результате взаимодействия воды, этанола, нашатырного спирта и тетраэтоксисилана.The SiO 2 / Au composite is obtained as a result of multistage synthesis, including the synthesis of monodisperse silicon dioxide nanoparticles, their interaction with 3-aminopropyltriethoxysilane and the addition of gold nanoparticles in the presence of hydrochloric acid. Monodisperse nanoparticles of silicon dioxide are obtained as a result of the interaction of water, ethanol, ammonia and tetraethoxysilane.
Недостатком данного изобретения является низкий выход продуктов реакции и сложная технология синтеза.The disadvantage of this invention is the low yield of reaction products and a complex synthesis technology.
Известен способ получения рентгеноконтрастного вещества, состоящего из поликомпонентной системы «ядро-оболочка» (Патент RU №2361617 С2). Вольфрамовые частицы получают путем восстановления в органическом растворителе. Данный синтез проводят в атмосфере инертного газа. Соединение вольфрама растворяют в гидрофобном растворителе и добавляют восстановитель. После завершения реакции добавляют воду и органический растворитель, затем разделяют фазы. Органический слой промывают водой и упаривают до небольшого объема. Добавляют большой избыток смеси «этанол/вода» и твердым веществам дают выпасть в осадок.A known method of producing a radiopaque substance, consisting of a multicomponent system "core-shell" (Patent RU No. 2361617 C2). Tungsten particles are obtained by reduction in an organic solvent. This synthesis is carried out under an inert gas atmosphere. The tungsten compound is dissolved in a hydrophobic solvent and a reducing agent is added. After completion of the reaction, water and an organic solvent are added, then the phases are separated. The organic layer is washed with water and evaporated to low volume. A large excess of ethanol / water is added and the solids are allowed to precipitate.
Недостатком данного изобретения является высокая токсичность применяемых материалов.The disadvantage of this invention is the high toxicity of the materials used.
Известен способ электрохимического иммуноанализа на основе композитных наночастиц Au-Pb-SiO2 (Патент CN 102226807B, опубл. 11.12.2013). Существенным недостатком данного изобретения является применение тяжелого металла - свинца в составе данного нанокомпозита.The known method of electrochemical immunoassay based on composite nanoparticles Au-Pb-SiO 2 (Patent CN 102226807B, publ. 11.12.2013). A significant disadvantage of this invention is the use of a heavy metal - lead in the composition of this nanocomposite.
Существенным недостатком вышеизложенных изобретений является их ограниченная область применения.A significant disadvantage of the above inventions is their limited scope.
Принципиальным отличием заявленного изобретения от представленных прототипов является возможность использования многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы на этапах обнаружения, диагностики, терапии новообразований, что связано со способом получения данной многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы и ее строением, которое представлено:The fundamental difference between the claimed invention and the presented prototypes is the possibility of using a multifunctional multicomponent nanoscale system at the stages of detection, diagnosis, therapy of neoplasms, which is associated with the method of obtaining this multifunctional multicomponent nanoscale system and its structure, which is represented by:
- ядром, сформированным из диоксида кремния, диоксида титана, диоксида циркония и их композитов;- a core formed from silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide and their composites;
- внутренним слоем, содержащим оксид меди, диоксид марганца, двойной оксид железа и их композитов;- an inner layer containing copper oxide, manganese dioxide, double iron oxide and their composites;
- внешним слоем, содержащим металлические наночастицы серебра, золота и их биметаллические частицы, полимеры и биологически активные молекулы - биомаркеры.- an outer layer containing metal nanoparticles of silver, gold and their bimetallic particles, polymers and biologically active molecules - biomarkers.
Краткое описание чертежей и иных материаловBrief description of drawings and other materials
На фиг. 1 представлена гистограмма распределения гидродинамических радиусов частиц многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, полученной по Примеру 1.FIG. 1 shows a histogram of the distribution of hydrodynamic radii of particles of a multifunctional multicomponent nanoscale system obtained according to Example 1.
На фиг. 2 представлена гистограмма распределения гидродинамических радиусов частиц многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, полученной по Примеру 2.FIG. 2 shows a histogram of the distribution of hydrodynamic radii of particles of a multifunctional multicomponent nanoscale system obtained according to Example 2.
На фиг. 3 представлена гистограмма распределения гидродинамических радиусов частиц многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, полученной по Примеру 3.FIG. 3 shows a histogram of the distribution of hydrodynamic radii of particles of a multifunctional multicomponent nanoscale system obtained according to Example 3.
На фиг. 4 представлена СЭМ-микрофотография многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, полученной по Примеру 1.FIG. 4 shows an SEM micrograph of a multifunctional multicomponent nanoscale system prepared according to Example 1.
На фиг. 5 представлена СЭМ-микрофотография многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, полученной по Примеру 2.FIG. 5 shows an SEM micrograph of a multifunctional multicomponent nanoscale system obtained according to Example 2.
На фиг. 6 представлена СЭМ-микрофотография многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, полученной по Примеру 3.FIG. 6 shows an SEM micrograph of a multifunctional multicomponent nanoscale system obtained according to Example 3.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в получении многофункциональной наноразмерной поликомпонентной системы для диагностической медицины.The problem to be solved by the invention is to obtain a multifunctional nanoscale multicomponent system for diagnostic medicine.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к получению монодисперсной многофункциональной поликомпонентной наносистемы, имеющей структуру «ядро-оболочка» и состоящей из двух и более слоёв, содержащую сферические агрегативно устойчивые монодисперсные частицы. Принципиальное строение такой системы следующее:The technical result, which can be achieved with the help of the present invention, is reduced to obtaining a monodisperse multifunctional multicomponent nanosystem having a "core-shell" structure and consisting of two or more layers containing spherical aggregatively stable monodisperse particles. The fundamental structure of such a system is as follows:
1. Ядро системы, состоящее из диоксида кремния, диоксида титана, диоксида циркония или композитов на их основе;1. The core of the system, consisting of silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide or composites based on them;
2. Внутренний слой, состоящий из оксида меди, двойного оксида железа, диоксида марганца или композитов на их основе - данный слой обладающий рентгенно- и магнитоконтрастными свойствами, также необходимый для создания определенных адсорбционных центров для нанесения следующего слоя поликомпонетной системы;2. An inner layer consisting of copper oxide, double iron oxide, manganese dioxide or composites based on them - this layer has X-ray and magneto-contrast properties, which is also necessary to create certain adsorption centers for applying the next layer of the polycomponent system;
3. Внешний слой, содержащий металлические наночастицы золота, серебра или биметаллические частицы на их основе, полимеры и биологически-активные соединения (биомаркеры и прочее). Наночастицы, присутствующие в этом слое повышают рентгеноконтрастные свойства, полимеры обеспечивают стабильность системы, а биологически-активные соединения, в частности биомаркеры выполняют функциональные свойства.3. The outer layer containing metal nanoparticles of gold, silver or bimetallic particles based on them, polymers and biologically active compounds (biomarkers, etc.). Nanoparticles present in this layer increase the radiopaque properties, polymers ensure the stability of the system, and biologically active compounds, in particular biomarkers, perform functional properties.
Сущностью изобретения является многофункциональная поликомпонентная наноразмерная система для диагностической медицины, получают систему способом, который проводят в несколько этапов.The essence of the invention is a multifunctional multicomponent nanoscale system for diagnostic medicine, the system is obtained by a method that is carried out in several stages.
На первом этапе формируется ядро, состоящее из наночастиц SiO2, TiO2, ZrO2 и их композитов. Для этого в смесь тетраэтоксисилана, тетраизопропилата титана или нитрата цирконила и этанола при постоянном перемешивании по каплям добавляется 25% водный раствор аммиака. Затем проводится центрифугирование в течение 5 минут со скоростью 10000 об/мин. Полученный осадок несколько раз промывается бидистиллированной водой.At the first stage, a core is formed, consisting of nanoparticles SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 and their composites. To do this, a 25% aqueous ammonia solution is added dropwise to a mixture of tetraethoxysilane, titanium tetraisopropoxide or zirconyl nitrate and ethanol with constant stirring. Then centrifugation is carried out for 5 minutes at a speed of 10,000 rpm. The resulting precipitate is washed several times with bidistilled water.
На втором этапе полученный отмытый осадок редиспергируется в водном растворе прекурсоров оксида меди, диоксида марганца и двойного оксида железа, в качестве которых используются ацетат меди, перманганат калия и сульфат железа (II) и (III). Затем в данную систему вносится по каплям водный раствор осадителя - гидроксид натрия NaOH и проводится центрифугирование в течение 5 минут со скоростью 10000 об/мин. Полученный осадок несколько раз промывается бидистиллированной водой.At the second stage, the resulting washed precipitate is redispersed in an aqueous solution of precursors of copper oxide, manganese dioxide and double iron oxide, which are copper acetate, potassium permanganate and iron (II) and (III) sulfate. Then, an aqueous solution of a precipitant, sodium hydroxide NaOH, is added dropwise to this system and centrifugation is carried out for 5 minutes at a speed of 10,000 rpm. The resulting precipitate is washed several times with bidistilled water.
На третьем этапе данная композиция при интенсивном перемешивании вводится в водные растворы 0,001-0,1 М золотохлористоводородной кислоты HAuCl4 и нитрата серебра AgNO3. Реакционная смесь перемешивается в течение 15 минут при 1500 об/мин. Затем вводится по каплям 0,1 М водный раствор боргидрида натрия.At the third stage, this composition with vigorous stirring is introduced into aqueous solutions of 0.001-0.1 M chloroauric acid HAuCl 4 and silver nitrate AgNO 3 . The reaction mixture is stirred for 15 minutes at 1500 rpm. Then a 0.1 M aqueous solution of sodium borohydride is added dropwise.
На следующем этапе для повышения функциональных свойств в систему вводятся биомаркеры или другие биологически активные вещества. Данный процесс может проводится при воздействии электрического или магнитного поля, что позволяет повысить адсорбцию биомаркеров или других биологически активных веществ. В результате получается многофункциональная поликомпонентная наноразмерная система со следующим соотношением компонентов, мас. %:At the next stage, biomarkers or other biologically active substances are introduced into the system to increase the functional properties. This process can be carried out when exposed to an electric or magnetic field, which makes it possible to increase the adsorption of biomarkers or other biologically active substances. The result is a multifunctional multicomponent nanoscale system with the following ratio of components, wt. %:
Заявленный препарат представляет собой водную суспензию от темно-красного до бурого цвета, без запаха, не оказывающего местно-раздражающего и сенсибилизирующего действия.The claimed preparation is an aqueous suspension from dark red to brown color, odorless, does not have a local irritant and sensitizing effect.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Пример 1.Example 1.
Многофункциональную поликомпонентную наноразмерную систему получают следующим способом, который проводят в несколько этапов.Multifunctional multicomponent nanoscale system is obtained in the following way, which is carried out in several stages.
На первом этапе формируется ядро, состоящее из наночастиц SiO2, TiO2, ZrO2 и их композитов. Для этого в смесь тетраэтоксисилана, тетраизопропилата титана или нитрата цирконила и этанола при постоянном перемешивании по каплям добавляется 25 % водный раствор аммиака. Затем проводится центрифугирование в течение 5 минут со скоростью 10000 об/мин. Полученный осадок несколько раз промывается бидистиллированной водой.At the first stage, a core is formed, consisting of nanoparticles SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 and their composites. To do this, a 25% aqueous ammonia solution is added dropwise to a mixture of tetraethoxysilane, titanium tetraisopropoxide or zirconyl nitrate and ethanol with constant stirring. Then centrifugation is carried out for 5 minutes at a speed of 10,000 rpm. The resulting precipitate is washed several times with bidistilled water.
На втором этапе полученный отмытый осадок редиспергируется в водном растворе прекурсоров оксида меди, диоксида марганца и двойного оксида железа. В качестве которых используются ацетат меди, перманганат калия и сульфат железа (II) и (III). Затем в данную систему вносится по каплям водный раствор осадителя - гидроксид натрия NaOH и проводится центрифугирование в течение 5 минут со скоростью 10000 об/мин. Полученный осадок несколько раз промывается бидистиллированной водой.At the second stage, the resulting washed precipitate is redispersed in an aqueous solution of precursors of copper oxide, manganese dioxide, and double iron oxide. As which are used copper acetate, potassium permanganate and iron (II) and (III) sulfate. Then, an aqueous solution of a precipitant, sodium hydroxide NaOH, is added dropwise to this system and centrifugation is carried out for 5 minutes at a speed of 10,000 rpm. The resulting precipitate is washed several times with bidistilled water.
На третьем этапе данная композиция при интенсивном перемешивании вводится в водные растворы 0,001-0,1 М золотохлористоводородной кислоты HAuCl4 и нитрата серебра AgNO3. Реакционная смесь перемешивается в течение 15 минут со скоростью 1500 об/мин. Затем вводится по каплям 0,1 М водный раствор боргидрида натрия. At the third stage, this composition with vigorous stirring is introduced into aqueous solutions of 0.001-0.1 M chloroauric acid HAuCl 4 and silver nitrate AgNO 3 . The reaction mixture is stirred for 15 minutes at 1500 rpm. Then a 0.1 M aqueous solution of sodium borohydride is added dropwise.
На следующем этапе для повышения функциональных свойств в систему вводится биомаркеры или другие биологически активные вещества. Данный процесс может проводится при воздействии электрического или магнитного поля, что позволяет повысить адсорбцию биомаркеров или других биологически активных веществ. В результате получается многофункциональная поликомпонентная наноразмерная система со следующим соотношением компонентов, мас. %:At the next stage, biomarkers or other biologically active substances are introduced into the system to increase the functional properties. This process can be carried out when exposed to an electric or magnetic field, which makes it possible to increase the adsorption of biomarkers or other biologically active substances. The result is a multifunctional multicomponent nanoscale system with the following ratio of components, wt. %:
Пример 2.Example 2.
Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов, мас.%:Carried out analogously to example 1, but take the following ratio of components, wt%:
Пример 3.Example 3.
Проводят аналогично примеру 1 и 2, но берут следующее соотношение компонентов, мас. %:Carried out analogously to example 1 and 2, but take the following ratio of components, wt. %:
С целью определения влияния концентрации компонентов на дисперсный состав и микроструктуру образцов многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы проводили исследования с помощью фотонной корреляционной спектроскопии динамического рассеяния света на установке Photocor Complex и растровой электронной микроскопии на сканирующем электронном микроскопе MIRA-LMH с системой определения элементного состава AZtecEnergy Standart / X-max 20 (standard) фирмы Tescan. По результатам исследований были получены гистограммы распределения гидродинамических радиусов частиц (фиг. 1-3) и СЭМ-микрофотографии (фиг. 4-6).In order to determine the effect of the concentration of components on the dispersed composition and microstructure of the samples of a multifunctional multicomponent nanoscale system, studies were carried out using photon correlation spectroscopy of dynamic light scattering on a Photocor Complex installation and scanning electron microscopy on a scanning electron microscope MIRA-LMH with a system for determining the elemental composition AZtecEnergy Standart / X -max 20 (standard) from Tescan. According to the research results, histograms of the distribution of the hydrodynamic radii of the particles (Figs. 1-3) and SEM micrographs (Figs. 4-6) were obtained.
Анализ фиг. 1 показал, что распределение частиц многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы носит бимодальный характер, со средним гидродинамическим радиусом частиц первой фракции порядка 50 нм и второй - 1 мкм.Analysis of FIG. 1 showed that the distribution of particles of a multifunctional multicomponent nanoscale system is bimodal, with an average hydrodynamic radius of particles of the first fraction of the order of 50 nm and of the second - 1 μm.
Анализ фиг. 2 показал, что характер распределения гидродинамических радиусов частиц унимодальный и средний гидродинамический радиус составляет порядка 100 нм.Analysis of FIG. 2 showed that the nature of the distribution of the hydrodynamic radii of particles is unimodal and the average hydrodynamic radius is about 100 nm.
Анализ фиг. 3 показал, что распределение гидродинамических радиусов частиц носит бимодальный характер со средним радиусом первой фракции 200 нм, второй - 10 мкм.Analysis of FIG. 3 showed that the distribution of the hydrodynamic radii of the particles is bimodal with an average radius of the first fraction of 200 nm, of the second - 10 μm.
Анализ фиг. 4 показал, что частицы имеют правильную сферическую форму, но обладают высокой полидисперсностью, что объясняется влиянием микроколичества компонентов многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы на микроструктуру диоксида кремния, занимающую большую часть данной системы, синтезируемой по Примеру 1.Analysis of FIG. 4 showed that the particles have a regular spherical shape, but have a high polydispersity, which is explained by the influence of the micro-amount of the components of a multifunctional multicomponent nanoscale system on the microstructure of silicon dioxide, which occupies most of this system, synthesized according to Example 1.
На фиг. 5 наблюдаются сферические частицы со средним диаметром порядка 200-250 нм, с высокоразвитой поверхностью, что связано с термодинамически выгодным формированием слоёв и структуры всей многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, синтезируемой по Примеру 2.FIG. 5, spherical particles with an average diameter of about 200-250 nm, with a highly developed surface, are observed, which is associated with the thermodynamically favorable formation of layers and the structure of the entire multifunctional multicomponent nanoscale system synthesized according to Example 2.
На фиг. 6 наблюдаются различные кристаллиты неправильной формы с высокой степенью полидисперсности, что связано с большим содержанием компонентов в составе многофункциональной поликомпонентной наноразмерной системы, синтезируемой по Примеру 3, которые кристаллизуются в отдельные фазы, и при данных концентрациях не образуют композиты и твердые растворы.FIG. 6, various crystallites of irregular shape with a high degree of polydispersity are observed, which is associated with a high content of components in the composition of a multifunctional multicomponent nanoscale system synthesized according to Example 3, which crystallize into separate phases, and at these concentrations do not form composites and solid solutions.
В результате можно заключить, что оптимальной является многофункциональная поликомпонентная наноразмерная система, полученная в соответствии с Примером 2, которая отличается сферическими частицами со средним диаметром порядка 200-250 нм с высокоразвитой поверхностью, мономодальным характером распределения гидродинамических радиусов частиц и агрегативной устойчивостью, проявляющуюся в формировании не агрегированных отдельных частиц с четко различимыми границами, как можно отметить на фиг. 5.As a result, we can conclude that the optimal is a multifunctional multicomponent nanoscale system obtained in accordance with Example 2, which is characterized by spherical particles with an average diameter of about 200-250 nm with a highly developed surface, a monomodal nature of the distribution of hydrodynamic radii of particles and aggregate stability, manifested in the formation of non aggregated individual particles with clearly distinguishable boundaries, as can be seen in FIG. five.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106009A RU2729617C1 (en) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Multicomponent nanosized system for diagnosis and therapy of new growths |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106009A RU2729617C1 (en) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Multicomponent nanosized system for diagnosis and therapy of new growths |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2729617C1 true RU2729617C1 (en) | 2020-08-11 |
Family
ID=72086138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020106009A RU2729617C1 (en) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Multicomponent nanosized system for diagnosis and therapy of new growths |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2729617C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021189121A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Universidade De São Paulo - Usp | Paramagnetic nanoparticles, manufacturing method and use thereof with magnetic resonance imaging contrast |
| WO2022236012A1 (en) * | 2021-05-07 | 2022-11-10 | University Of Notre Dame Du Lac | Bispecific nanoparticle systems for targeting cancer cells |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088487A2 (en) * | 2004-06-25 | 2006-08-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Permanently linked, magnetic chains |
| RU2421243C1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН (ИХТТМ СО РАН) | Method of producing magnetic composite material based on iron oxides and molecular crystals |
| CN102226807A (en) * | 2011-03-28 | 2011-10-26 | 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 | Electrochemical immunoassay method based on Au-PB-SiO2 composite nano-particles |
| US20120189700A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Zoraida Aguilar | Nanoparticle Based Immunological Stimulation |
| US20180055933A1 (en) * | 2014-05-05 | 2018-03-01 | Multiple Energy Technologies Llc | Bioceramic compositions and biomodulatory uses thereof |
-
2020
- 2020-02-07 RU RU2020106009A patent/RU2729617C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088487A2 (en) * | 2004-06-25 | 2006-08-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Permanently linked, magnetic chains |
| RU2421243C1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН (ИХТТМ СО РАН) | Method of producing magnetic composite material based on iron oxides and molecular crystals |
| US20120189700A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Zoraida Aguilar | Nanoparticle Based Immunological Stimulation |
| CN102226807A (en) * | 2011-03-28 | 2011-10-26 | 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 | Electrochemical immunoassay method based on Au-PB-SiO2 composite nano-particles |
| US20180055933A1 (en) * | 2014-05-05 | 2018-03-01 | Multiple Energy Technologies Llc | Bioceramic compositions and biomodulatory uses thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021189121A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Universidade De São Paulo - Usp | Paramagnetic nanoparticles, manufacturing method and use thereof with magnetic resonance imaging contrast |
| WO2022236012A1 (en) * | 2021-05-07 | 2022-11-10 | University Of Notre Dame Du Lac | Bispecific nanoparticle systems for targeting cancer cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Prasad et al. | Engineered nanomaterials: Nanofabrication and surface functionalization | |
| Tran et al. | Effect of citrate ratio and temperature on gold nanoparticle size and morphology | |
| Shankar et al. | Synthesis of gold nanospheres and nanotriangles by the Turkevich approach | |
| Schick et al. | Inorganic Janus particles for biomedical applications | |
| Qiu et al. | Preparation of Cu nanoparticles from water-in-oil microemulsions | |
| Li et al. | Poly (styrene-co-acrylic acid) core and silver nanoparticle/silica shell composite microspheres as high performance surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrate and molecular barcode label | |
| RU2729617C1 (en) | Multicomponent nanosized system for diagnosis and therapy of new growths | |
| Wang et al. | Spectroscopic and microscopic investigation of gold nanoparticle nucleation and growth mechanisms using gelatin as a stabilizer | |
| Ding et al. | Graphene oxide wrapped Fe3O4@ Au nanohybrid as SERS substrate for aromatic dye detection | |
| Lü et al. | Wool keratin-stabilized silver nanoparticles | |
| Capek | Noble metal nanoparticles: Preparation, composite nanostructures, biodecoration and collective properties | |
| Merkoçi et al. | Understanding galvanic replacement reactions: the case of Pt and Ag | |
| Salavati-Niasari et al. | Synthesis, characterization and optical properties of tin oxide nanoclusters prepared from a novel precursor via thermal decomposition route | |
| Pich et al. | Tuneable catalytic properties of hybrid microgels containing gold nanoparticles | |
| Slostowski et al. | CeO2 nanocrystals from supercritical alcohols: new opportunities for versatile functionalizations? | |
| Parakhonskiy et al. | Magnetic and silver nanoparticle functionalized calcium carbonate particles—Dual functionality of versatile, movable delivery carriers which can surface-enhance Raman signals | |
| Zhao et al. | Self-assembled selenium nanoparticles and their application in the rapid diagnostic detection of small cell lung cancer biomarkers | |
| Dastafkan et al. | Mechanism and behavior of silver nanoparticles in aqueous medium as adsorbent | |
| Ou et al. | Uniform polystyrene microspheres decorated with noble metal nanoparticles formed without using extra reducing agent | |
| Sachdev et al. | Synthesis and assembly of gold and iron oxide particles within an emulsion droplet; Facile production of core@ shell particles | |
| Pozdnyakov et al. | Metal-polymer Ag nanocomposites based on hydrophilic nitrogen-and sulfur-containing copolymers: Control of nanoparticle size | |
| Elsupikhe et al. | Effect of ultrasonic radiation’s times to the control size of silver nanoparticles in κ-carrageenan | |
| Ganguly et al. | Orange-red silver emitters for sensing application and bio-imaging | |
| Shalaeva et al. | Gold nanoparticles, capped by carboxy-calix [4] resorcinarenes: effect of structure and concentration of macrocycles on the nanoparticles size and aggregation | |
| Trifoi et al. | Coprecipitation nanoarchitectonics for the synthesis of magnetite: A review of mechanism and characterization |