​​Красноярские ученые рассмотрели свойства наночастиц минерала ферригидрита, полученных с помощью бактерий. Исследователи установили, что для биомедицинских применений пригодны частицы размером больше двух нанометров. Только у них формируется достаточно плотное ядро, определяющее необходимые для медицины магнитные свойства. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds
 
Ферригидрит — важный минерал, который участвует в жизнедеятельности живых организмов, в том числе человека. К примеру, белок апоферритин в нашей печени представляет собой частицу ферригидрида, «запакованную» в оболочку из органических соединений. Для синтеза природного ферригидрита можно использовать некоторые виды бактерий. Биосовместимость материала делает его перспективным для медицины. Однако для успешного применения важно детально исследовать свойства наночастиц.

Физики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» вместе с коллегами из Сибирского федерального университета обнаружили зависимость магнитных свойств ферригидрида от размера наночастиц и плотности их ядра. Ферригидрит обладает структурой ядро—оболочка, при этом в частицах размером больше двух нанометров формируется ядро, которое более плотное по структуре, чем оболочка.
 
Ученые выделяли частицы ферригидрита размером в несколько нанометров из биомассы бактерий Klebsiella oxytoca. Как и в теле человека, такие наночастицы состоят из плотного ядра в белковой оболочке. Примечательно, что она сводит к минимуму магнитные взаимодействия между частицами. Это позволило физикам сосредоточиться на изучении особенностей магнетизма атомов железа в ядрах отдельных наночастиц.
 
В исследовании использовали наночастицы величиной от полутора до трех с половиной нанометров. Ученые обнаружили, что магнитные свойства зависят от размера частицы. В ходе последующих экспериментов выяснилось, что виновник различия — ядра частиц, а точнее — их наличие. Оказалось, что сплошное ядро формируется только у наночастиц размером более двух нанометров, тогда как мелкие состоят из материала с низкой плотностью и совсем не имеют ядра.
 
«Условия образования ферригидрита существенно влияют на физические свойства его наночастиц, в частности, на его кристалличность и взаимодействия между отдельными частицами. Магнитные свойства, и соответственно применение, сильно зависят от структуры частицы. Плотное ядро обеспечивает наночастицам лучшие магнитные свойства и делает его более подходящим для применения в медицине, к примеру, для доставки лекарств или точечного теплового воздействия на очаги заболеваний в организме», — прокомментировал результаты исследования научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат физико-математических наук Юрий Владимирович Князев.​
 
Исследование поддержано Российским фондом фундаментальных исследований, Правительством Красноярского края и Красноярским краевым фондом поддержки научной и научно-исследовательской деятельности (проект №19-42-240012).
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН. ​

Фото: Образцы наночастиц ферригидрита в пробирке
 

Похожие новости

  • 24/06/2019

    В Сибири работают над электроникой будущего

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН создали самоорганизующийся шаблон из кремнезёма для прозрачных электродов на гибкой подложке, эффективный при разработке современных гибких дисплеев и светодиодов.
    859
  • 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.
    1667
  • 09/08/2019

    Ученые смогли определить историю активности звезды по параметрам близкоорбитальных планет

    ​Международная группа ученых, в которую вошел профессор кафедры прикладной математики Политехнического института Сибирского федерального университета (СФУ) Николай Еркаев, научились определять историю эволюции звезды по массе и радиусу планет, формирующихся под ее влиянием.
    709
  • 25/02/2020

    Ученые — о ближайшем будущем технологий

    ​Ученые из российских вузов Проекта 5–100 рассказали о том, каких прорывов и открытий в сфере своих научных интересов они ждут в ближайшее десятилетие. Мы отобрали прогнозы о развитии технологий, к которым стоит присмотреться бизнесу.
    889
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    2082
  • 14/05/2018

    Сибирские ученые опробовали новый метод исследования полупроводниковых наночастиц

    ​Сотрудники Сибирского федерального университета и Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН применили новый метод для изучения наночастиц из кадмия и теллура. Они воспользовались особенностью данного соединения, взаимодействие которого со светом меняется в зависимости от магнитного поля.
    1241
  • 06/01/2019

    Как технологии меняют сельское хозяйство

    ​Коровы-супергерои, дроны для борьбы с мышами-полевками и грибы-убийцы — в 2018 году российские ученые предложили неожиданные способы повышения эффективности сельского хозяйства. Тайга.инфо выбрала самые яркие открытия в области генетики, борьбы с вредителями и новых аграрных технологий.
    1524
  • 15/04/2019

    Чем и как будет прирастать Сибирь

    ​Сибирский федеральный округ претендует на создание сразу нескольких научно-образовательных центров мирового уровня, так называемых НОЦ. Один из них в ближайшем будущем может появиться в Красноярске на базе Сибирского федерального университета.
    805
  • 14/12/2018

    Красноярские ученые оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки

    ​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1).
    1842
  • 23/08/2019

    Ученые разрабатывают светящиеся белки для поиска раковых клеток в организме

    ​Международная группа исследователей, в которую вошли представители Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск), разрабатывает специальные белки, способные в составе медицинских препаратов определять в организме раковые клетки и сигнализировать о них свечением под лучами ультрафиолетовой лампы или лазера.
    1370