Синтез и исследование противогрибковых свойств наночастиц ZnO с этосомным покрытием

Актуальность

Глобальной проблемой становится ежегодный прирост случаев кандидозов, вызываемых дрожжеподобными грибками рода Candida, и стабильное сохранение уровня смертности от кандидемии в районе 40 %.

При длительной терапии используемыми азольными антимикотиками с высокой вероятностью возникает грибковая резистентность. Таким образом, резко снижается эффективность лечения.

Цель

Синтезировать наночастицы ZnO с этосомным покрытием и исследовать их противогрибковую активность в отношении хлебопекарных дрожжей.

Задачи

1. Проанализировать информацию из литературных источников.
2. Синтезировать наночастицы ZnO.
3. Покрыть наночастицы ZnO везикулами этосом.
4. Исследовать физико-морфологические параметры наночастиц ZnO и комплекса.
5. Определить ингибирующую активность комплекса в отношении дрожжевой модели.
6. Сделать вывод о силе противогрибковой активности комплекса.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• гидроксид натрия (NaOH)
• хлорид цинка (ZnCl2)
• соевый лецитин
• этанол (C2H5OH)
• хлебопекарные дрожжи
• декстрозно-агарная питательная среда

Оборудование:

• электронные аналитические весы
• ультразвуковая ванна
• магнитная мешалка с нагревом
• центрифуга
• сушильный шкаф
• химическая посуда
• фотоспектрометр
• просвечивающий электронный микроскоп
• инкубатор

Описание

Синтез наночастиц ZnO автор проводил методом осаждения из растворимых солей цинка, а покрытие этосомами – «холодным» методом.

Размер и морфология продуктов были исследованы методами динамического светорассеяния и просвечивающей электронной микроскопии.

На первой стадии при разных условиях (температура и время добавления соли) автор синтезировал, отфильтровал и осадил наночастицы ZnO сферической формы со средним размером 52-53 нм и 32-33 нм. На второй стадии получил и гомогенизировал беловатую суспензию этосом со средним размером 70-80 нм.

Ингибирующая активность была определена методом серийных разведений в жидких средах по значению оптической плотности среды при λ=540 нм.

Центрифужные пробирки (2 мл) автор заполнял культурой хлебопекарных дрожжей на декстрозно-агарной питательной среде (1 мл) и раствором препарата, разведенного до нужной концентрации (0;3;6 ммоль/л). Экспериментальными группами являлись контроль (чистая культура), наночастицы ZnO (52-53 нм и 32-33 нм) без этосомного покрытия и с покрытием.

Пробирки помещались в инкубатор на 2 ч при 37 °С. Затем образцы повторно инкубировались в течение 48 ч без препарата для исключения варианта обратимой деформации дрожжей в конечных измерениях.

Для каждого образца автор провел три измерения оптической плотности, затем высчитал среднее значение и стандартное отклонение. Наибольшая ингибирующая активность наблюдалась у комплекса с наночастицами ZnO (32-33 нм): при концентрации 6 ммоль/л удалось достигнуть снижения оптической плотности на 40,8 %.

Результаты работы/выводы

1. Проведены анализ и систематизация информации из литературных источников. Теоретически обоснован выбор объекта исследования.

2. Синтезированы при разных условиях (температура, время добавления ZnCl₂) и очищены наночастицы ZnO сферической формы, имеющие размеры 52-53 нм и 32-33 нм.

3. Синтезирован комплекс наночастиц ZnO с этосомами со средним размером 70-80 нм.

4. С помощью методов ДСР и ПЭМ исследованы физико-морфологические параметры наночастиц ZnO и комплекса.

5. Выявлена прямая зависимость ингибирующей активности препарата от его концентрации, размера используемых наночастиц ZnO и наличия этосомного покрытия. Установлено, что этосомное покрытие – решающий фактор в эксперименте, так как без него ингибирование отсутствует (незначительно).

6. Противогрибковая активность комплекса с НЧ ZnO (52-53 нм) и НЧ ZnO (32-33 нм) подтверждена снижением оптической плотности среды соответственно на величину:

• 16,8 % и 18,1 %, при С(пр.) = 3 ммоль/л;
• 26,1 % и 40,8 %, при С(пр.) = 6 ммоль/л.

Перспективы использования результатов работы

1. Исследование корреляции между силой противогрибковой активности комплекса и его размером (концентрацией).
2. Сравнение комплекса с рыночными лекарственными препаратами по силе противогрибковой активности.
3. Усиление специфичности действия комплекса за счёт дальнейшей модификации вспомогательными агентами

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА и Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

1. Победитель Всероссийского конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы» (региональный трек).

2. Победитель открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» – 2020

3. Призёр открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» – 2020

Мнение автора

«Работа над проектом позволяет реализовать творческий потенциал, она является стартом в будущую научно-исследовательскую деятельность.

Выступление на научно-практических конференциях – отличный шанс получить бесценный опыт и понять перспективы развития проекта»