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
Email: Написать
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
- Изучение профильной литературы
- Выявление приемлемой методики синтеза МЧК на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения
- Проведение синтеза МЧК на матрице мицелл мирамистина как целевого функционального соединения
- Анализ результатов синтеза с помощью инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии), спектрофотометрии и с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения (ПЭМВР) и флуоресцентной спектроскопии
- 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