​​Ученые Томского политехнического университета исследовали на токсичность фуллеренолы — водорастворимые производные фуллеренов. Сейчас эти вещества находятся на пике изучения и, благодаря своим уникальным свойствам, представляют интерес для фармакологической промышленности, медицины, металлургии, косметологии и других отраслей. 

Их еще называют «ловушками» для свободных радикалов. Однако в научных кругах окончательно не решен вопрос о токсичности фуллеренов и их производных для живых организмов.  Политехники провели ряд тестов, результаты которых показали, что в небольших концентрациях фуллеренолы демонстрируют антиоксидантную активность и не вредны для живых клеток, но при повышении концентрации начинают оказывать токсическое действие.

Фуллерены — это необычный класс молекул, представляющих собой одну из форм существования углерода (другие формы — алмаз, карбин и графит).

Самый простой из фуллеренов содержит 60 атомов углерода и по своей структуре напоминает футбольный мяч: его поверхность образована чередующимися пяти- и шестиугольниками, причем размер этого «мяча» составляет всего один нанометр. Такая структура делает молекулу удобной для «транспортировки» биологически активных веществ. Еще одна особенность фуллеренов — они участвуют в реакциях, но при этом сами не расходуются.

«Важное свойство фуллеренов и их производных, в частности фуллеренолов, — это антиоксидантная активность, они заставляют свободные радикалы рекомбинировать. У гидратированного фуллерена она во много раз превышает действие известных антиоксидантов, таких как витамины Е и С, каротиноиды, флавоноиды и другие. Причем гидратированный фуллерен не подавляет естественного уровня свободных радикалов в организме, а становится активным лишь в условиях повышения их концентрации. И чем больше образуется свободных радикалов в организме, тем активнее гидратированный фуллерен их нейтрализует. Свои исследования мы проводим именно на водорастворимых фуллеренолах», — говорит доцент кафедры химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов ТПУ Анна Сачкова.

Для тестирования фуллеренолов политехники воспользовались биологическим методом — изучили влияние этих веществ на биолюминесцентные бактерии и ферменты, выделенные из них. Известно, что биолюминесценция — это способность некоторых живых организмов светиться благодаря наличию особого фермента — люциферазы. В свою очередь токсичные вещества подавляют интенсивность свечения бактерий.

«Мы использовали и биолюминесцентные бактерии, и систему, основанную на ферментах, выделенных из этих бактерий в качестве тест-объектов. В основе этих методов лежит изменение интенсивности свечения после воздействия потенциально токсичных веществ. Данные биологические тесты дают количественную меру токсичности, часто превосходят известные биотесты по простоте, быстродействию, чувствительности к токсичным соединениям. Как все биотесты, они позволяют осуществлять интегральную оценку токсичности любого числа токсикантов в растворе. Они хороши своей экспрессностью, воспроизводимостью результатов, высокой чувствительностью, более того, они дают интегральный показатель — показывает токсично или не токсично вещество, а если токсично, то на​сколько», — поясняет Анна Сачкова.

Задачей ученых было выяснить — при каких концентрациях фуллеренолы токсичны для живых организмов, а при каких обладают антиоксидантной активностью.

«Исследование показало, что они начинают оказывать токсическое действие при концентрациях свыше 0,01 г/л-1. Но в меньших концентрациях они демонстрировали антиоксидантные свойства — повышали интенсивность биолюминесценции, скорее всего, снижая  концентрацию токсичных веществ, присутствующих в растворе»,— отмечает ученый.

И добавляет: «в перспективе мы бы хотели поработать с медиками и рассмотреть фуллеренолы с точки зрения их воздействия на раковые клетки. Согласно литературным данным фуллеренолыв способны замедлять их рост».

Результаты исследования опубликованы в журнале Photochemistry and Photobiology (IF 2,008; Q3).

Похожие новости

  • 01/07/2016

    Томские ученые создают аппарат для гемодиализа размером с наручные часы

    ​Исследователи Томского государственного университета научились изменять свойства цеолитов и планируют в течение года создать новый материал для гемодиализного портативного устройства. Возможно, уже через два года у пациентов появится возможность делать процедуру в домашних условиях и путешествовать.
    1153
  • 02/01/2017

    Главные научные события 2016 года: секвенирование экзома, перепрограммирование клеток и трансфер технологий

    Редакция STRF.ru выяснила у представителей российского сектора исследований и разработок, что они считают главным научным событием 2016 года, каких наиболее значимых результатов они и их научные коллективы достигли в уходящем году, а также каковы их планы на 2017-й.
    969
  • 19/08/2016

    В МИСиС разработали супермагнит для реализации проектов в Арктике и в космосе

    ​Ученые Национального технологического исследовательского университета МИСиС разработал супермагнит, который сохраняет свои свойства при экстремальных условиях и может использоваться, как в Арктике, так и в космосе.
    629
  • 31/05/2016

    До конца 2018 года ТПУ завершит создание Научного парка

    ​Первая очередь Научного парка, открытая к 120-летнему юбилею Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) стала, вероятно, самым весомым и ценным подарком вуза университетской элите, студентам, аспирантам и всем тем, кто не мыслит себя сегодня вне науки.
    871
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    909
  • 16/05/2017

    Ученые СФУ разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода

    Красноярские ученые получили новый материал для хранения водорода, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ). Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для всех аналогичных материалов.
    321
  • 28/07/2016

    Эксперты подтвердили высокое качество производимой на реакторе ТПУ ортофосфорной кислоты

    ​Произведенная на исследовательском реакторе Томского политехнического университета ортофосфорная кислота, внутри которой находится атом фосфора-32, прошла независимую экспертизу.  В заключении экспертов говорится, что представленный образец "полностью соответствует предъявляемым требованиям".
    920
  • 11/04/2017

    Томские ученые в ЦЕРНе сузили зону поиска частицы-посредника между видимой и невидимой Вселенной

    ​Ученым Физико-технического института Томского политехнического университета и их коллегам из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) за год удалось примерно на 25% сузить зону поиска темного фотона — частицы-посредника между видимым миром и темной материей — невидимой частью нашей Вселенной, влияющей на движение звезд и галактик.
    334
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    1351
  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    58