Проекты

Синтез мезопористых частиц кремнезёма на матрице мицелл мирамистина

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Нанотехнологии» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Нанотехнология
Авторы работы: ГБОУ Школа имени Маяковского
Предметы: Химия
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года

Актуальность

Немецкому учёному Паулю Эрлиху принадлежит одна из привлекательнейших идей медицины, имеющая образное название «магическая пуля». Идея великого Эрлиха долгое время оставалась лишь прекрасной мечтой, но современные технологии перевели её в практическую плоскость, ведь «магическая пуля» должна иметь наноразмеры и беспрепятственно продвигаться по капиллярам кровеносной системы. Одним из перспективных методов в обеспечении адресной доставки лекарственного средства является капсулирование лекарственных препаратов в мезопористых частицах кремнезёма (МЧК). Актуальность работы заключается в получении нанолекарства по типу «матрёшки» и увеличении ёмкости МЧК за счёт использования принципиально нового, функционального поверхностно-активного вещества.

Цель

Синтез наночастиц кремнезёма на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения

Задачи

  1. Изучение профильной литературы
  2. Выявление приемлемой методики синтеза МЧК на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения
  3. Проведение синтеза МЧК на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения
  4. Анализ результатов синтеза с помощью инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии), спектрофотометрии и с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения (ПЭМВР) и флуоресцентной спектроскопии
  5. Обоснование возможных перспектив применения МЧК на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Автоматические пипетки «Колор» с диапазоном дозирования 5–50 мкл, 50–200 мкл, 100–1000 мкл и 1–5 мл
  • Аналитические весы «Adventure»
  • Магнитная мешалка
  • Центрифуга 320R
  • Ультразвуковая ванна «Сапфир»
  • Электронный микроскоп Leo–912 ABOmega
  • ИК-спектрофотометр Nicolet 380
  • Двухлучевой сканирующий спектрофотометр Evolution 300
  • Флуоресцентный спектрофотометр CaryEclipse
  • Спектрометр динамического рассеивания света Zetasizer Nano ZS
  • Вакуумируемый термошкаф VD23
  • Просвечивающий электронный микроскоп высокого разрешения Technai G2 F–20 S-Twin TMP

Описание

В качестве лекарственного вещества использовался куркумин — эффективный природный антиоксидант, обладающий противовоспалительным и противомикробным действием. Растворимость куркумина была увеличена за счёт солюбилизации препарата в мицеллах второго противомикробного лекарственного средства мирамистина. Максимальное содержание куркумина в мицеллах достигалось за 24 часа. На матрице мицелл мирамистина проводился синтез МЧК инкубированием в растворе тетраэтоксисилана в этаноле в присутствии раствора аммиака. МЧК осаждались методом центрифугирования. В надосадочной жидкости методом спектрофотометрии показано наличие мирамистина. Осадок разделялся на 2 части: одна из них сушилась в вакуумном шкафу до постоянной массы и анализировалась методом ИК-спектроскопии, другая редиспергировалась в воде для исследования методами электронной микроскопии и флуоресцентной спектроскопии.

Методом электронной микроскопии удалось показать, что частицы имеют пористую структуру и продолговатую форму, средняя длина – 300 нм, ширина – 100 нм.

ИК-спектроскопия свидетельствует о встраивании в МЧК достаточно больших количеств мирамистина и куркумина, что коррелирует с результатами флуоресцентной спектроскопии.

Результаты работы/выводы

Был проведён синтез наночастиц кремнезёма на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения, а также анализ результатов синтеза с помощью ИК-спектроскопии, спектрофотометрии, метода ПЭМВР и флуоресцентной спектроскопии.

Перспективы использования результатов работы

Полученные в данной работе МЧК могут в перспективе использоваться против бактериальных и грибковых инфекций. Их уместно применять наружно (пластыри, присыпки), в стоматологических материалах и для защиты хирургических инструментов. Перспективами работы можно считать проблему стандартизации испытуемого препарата и возможность апробирования лекарственного средства на биологических объектах и впоследствии на человеке.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ИФХЭ имени А. Н. Фрумкина РАН; Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова