​​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

  • 12/04/2019

    Ученые России и Китая улучшили магнетит, способный маскировать технику

    ​Ученые ТПУ завершают совместный с коллегами из Китая проект по разработке быстрого и экономичного способа получения порошков оксида железа для создания материалов, поглощающих электромагнитное (сверхвысокочастотное, СВЧ) излучение.
    320
  • 10/02/2018

    В ТПУ создают новый вид топлива из отходов

    Научный коллектив Томского политехнического университета изучает возможности использования промышленных и бытовых отходов для создания новых видов композиционных топлив. Проект поддержан стипендией Президента РФ на 2018-2020 годы.
    929
  • 10/12/2018

    Ученые ТПУ сделают выгодными отходы от производства биотоплива

    Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) испытывают технологию для переработки отходов, образующихся после производства биотоплива; благодаря разработанным в политехе серебряным и золотым катализаторам из отходов можно будет получать вещества, которые в десятки раз дороже исходного сырья, сообщил РИА Томск профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Алексей Пестряков.
    770
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    318
  • 24/05/2018

    В ТПУ изучают соединения серы для астрохимии и астробиологии

    ​Фундаментальные свойства молекул соединений серы — их структуру и внутреннюю динамику — изучают ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии и Украины. Совместный проект коллектива поддержан фондом немецкого автомобильного концерна «Фольксваген».
    510
  • 29/01/2019

    Российские ученые предложили избавляться от мусора, добавляя его в топливо

    ​Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали экономически выгодный и экологически чистый метод утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) путем сжигания в составе композиционного топлива (низкосортный уголь + вода + жидкий горючий отход).
    481
  • 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.
    2531
  • 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.
    1798
  • 15/05/2019

    Аспирантка ТПУ представила нательные электронные сенсоры из оксида графена на конкурсе U-NOVUS

    ​В Томске в рамках форума U-NOVUS-2019 прошел очный этап конкурса разработок молодых ученых. На нем в Доме ученых свои проекты презентовали студенты, аспиранты и научные сотрудники вузов региона. Томский политехнический университет представила аспирантка Анна Липовка.
    657
  • 12/03/2019

    ТГУ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики

    Проект международного научного коллектива лаборатории каталитических исследований ТГУ получил поддержку Российского научного фонда на разработку новых катализаторов для усовершенствования существующих каталитических технологий и создание технологических решений нового поколения.
    377