Другие новости Москвы и Московской области на этот час
Добавь свою новость бесплатно - здесь




Свежие новости, не только Москвы и Московской области сегодня от СlicksСloud


Опубликовать свою новость бесплатно - сейчас


Магнитные нанодиски для томографии

Ученые России и США разработали магнитные наноструктуры, регистрируемые индукционными методами с рекордной чувствительностью в организме лабораторных животных in vivo. Полученные магнитные микродиски позволят увеличить чувствительность и информативность различных методов визуализации органов и тканей, таких как магнитно-резонансная томография, MPQ и MPI (magnetic particle imaging). При этом, для того, чтобы получать подобные сигналы, достаточно всего нескольких десятков пикограмм специально сконструированных наночастиц. Разработка велась международной группой ученых из Московского физико-технического института, Института общей физики РАН, Московского института стали и сплавов и Аргоновской национальной лаборатории (США). Проведение исследований стало возможно благодаря грантам РНФ, Минобрнауки России и Министерства энергетики США. Работа опубликована в журнале Nanoscale. Кратко о результатах сообщается в пресс-релизе МФТИ. Исследователям удалось продемонстрировать рекордную чувствительность регистрации специально приготовленных магнитных наноструктур, перспективных для разнообразных применений. Для этого они использовали объекты особой формы — железоникелевые микродиски нанометровых толщин. Такая геометрическая форма приводит к вихреобразной структуре магнитных моментов частиц, в результате чего они приобретают особые свойства. В частности, такие диски не имеют остаточной намагниченности, не агрегируют в растворах и обладают сильной нелинейной зависимостью намагниченности от величины слабого магнитного поля. Это обстоятельство позволило авторам за счет ранее предложенного метода детекции магнитных наночастиц MPQ (magnetic particle quantification) уверенно обнаруживать от 39 пикограмм магнитного материала («пико-» в 1000 раз меньше «нано-») в широком линейном диапазоне чувствительности — 7 порядков. Проведенные опыты по дистанционной регистрации подобных наноструктур в организме лабораторными животных in vivo и ex vivo подтвердили перспективность использования данного подхода в биологии и медицине. Результаты прокомментировал первый автор данной работы, заведующий лабораторией нанобиотехнологий МФТИ Максим Никитин: «Ранее нашими американскими коллегами из Аргоновской национальной лаборатории в США в экспериментах in vitro была показана возможность подавления клеток глиомных опухолей человека с помощью микродисков при воздействии на них слабых (не назревающих) низкочастотных магнитных полей (см. работу Kim et al., Nature Materials, 2010, 9, 165–171 ). Это вызвало бурный интерес к разнообразным биомедицинским применениям подобных наноструктур и большому числу важных публикаций. В нынешней работе мы продемонстрировали еще одну интересную особенность таких наноструктур, а именно возможность их регистрации и топографирования индукционными методами, в том числе и в организме животных, с ультравысокой чувствительностью с помощью портативных устройств со сравнительно малыми возбуждающими магнитными полями. Это представляется важным и для метрологического обеспечения биомедицинских исследований с применением магнитных нанообъектов». В ближайшем будущем наноматериалы существенно расширят возможности медицины в диагностике и лечении самых разных болезней. А некоторые из них, например, магнитные наночастицы, уже допущены во многих ведущих странах для внутривенных инъекций человеку — для улучшения качества изображения и контрастирования опухолей при магнитно-резонансной томографии (МРТ), восполнения недостатка железа при анемии и т.д. Также эти частицы в силу чувствительности к воздействию магнитных полей считаются одними из наиболее перспективных для разработки новых биомедицинских технологий визуализации различных новообразований внутри организма, направленной доставки лекарств или лечения опухолей. В рамках работы ученые совместили разработанный ими ранее высокочувствительный метод детекции наночастиц MPQ и новый магнитный материал. В основе MPQ-метода лежит воздействие на наночастицы внешним переменным полем на двух разных частотах с последующей детекции сигнала на комбинаторных частотах (являющихся линейной комбинацией этих частот, например, f1+2*f2). Метод позволяет регистрировать от 60 зептомолей (приставка «зепто-» означает 10 в минус двадцать первой степени!) обычных коллоидных магнитных наночастиц. Это сравнимо с порогом регистрации наночастиц на основе радиоактивных изотопов железа по сопутствующему гамма-излучению. Ученые получили и исследовали магнитные наночастицы в форме микродисков из пермаллоя — сплава никеля и железа. Для того чтобы сделать такие микродиски с диаметром 1,5 мкм, но разных толщин от 10 нм до 40 нм, исследователи воспользовались методом оптической литографии (рис.1). Благодаря необычной форме их физические свойства существенно отличаются от таковых для сферических наночастиц: магнитные моменты микродисков образуют вихреподобные структуры с нулевой суммарной остаточной намагниченностью. При увеличении внешнего магнитного поля такая структура трансформируются и магнитные моменты ориентируются по направлению поля. При уменьшении магнитного поля начальное распределение восстанавливается, а при смене направления магнитного поля — меняется на противоположное. Рисунок 1. При отсутствии магнитного поля остаточная намагниченность равна нулю за счет вихреподобного распределения магнитных моментов (центральное изображение), при насыщении намагниченности образуется однодоменная структура (изображения слева и справа при отрицательном и положительном направлениях магнитного поля соответственно). Наличие такого перехода, приводящего к большей нелинейности намагничивания в сравнительно слабых полях, существенно увеличивает предел детекции методом MPQ, что явилось ключевым результатом работы. Исследователи получили беспрецедентную чувствительность, позволяющую индукционно регистрировать 39 пикограммам магнитного материала в сравнительно большом объеме. Следует отметить, что детектируемые сигналы существенно зависят от ориентации микродисков. Данное свойство, называемое анизотропией, связано с их особой геометрией. Если направление магнитного поля параллельно плоскости дисков, то значение MPQ-сигналов максимально. Увеличение угла между направлением магнитного поля и плоскостью дисков приводит к монотонному убыванию сигнала при достижении 90o. Ученые провели и ряд биофизических экспериментов по изучению динамики полученных наночастиц в кровотоке лабораторных мышей in vivo и их поведению в тканях различных органов ex vivo. Предварительно микродиски были переведены в физиологический раствор. Для изучения скорости их выведения из кровотока раствор микродисков вводили системно, а их детекция проходила в хвостовой вене и артерии мыши при помещении хвоста в измерительную катушку MPQ-прибора (см. рис.2). Рисунок 2. Иллюстрация проведения эксперимента: вся мышь (под анестезией) помещалась во внешнюю катушку, генерирующую постоянное магнитное поле при включении, в то время как хвост мыши помещался в измерительную катушку MPQ-прибора. Время циркуляции наночастиц обычно составляет около 10 мин. Включение внешнего магнитного поля небольшой амплитуды 15 эрстед (большая катушка на рис. 2) резко увеличивало MPQ-сигнал, что показало интересную возможность модуляции отклика микродисков и их переориентацию в живом организме. Для сравнения исследователи использовали магнитные микросферы — для них MPQ-сигнал не зависел от внешнего поля. Кроме того, было изучено биораспределение магнитных микродисков. Результаты опытов показали, что накопление происходило в печени, селезенке и легких, что является характерным свойством наночастиц. Исследователи наблюдали также интересную зависимость: при воздействии внешним полем на диски в разных органах получали разную степень увеличения сигнала MPQ. Ученые предположили, что это связано с непохожестью свойств различных тканей (вязкости, плотности, жесткости), что может быть, в свою очередь, использовано, например, для индукционного обнаружения опухолей в организме животных. С пояснением выступил соавтор статьи и один из изобретателей MPQ-метода, заведующий лабораторией ИОФ РАН Петр Никитин (выпускник МФТИ 1979 года): «Проведенные эксперименты показали очень интересные и информативные особенности зависимости сигналов от соотношения диаметра к толщине дисков, их пространственной ориентации и т.д. Например, оказалось, что при слабых возбуждающих полях значительно проще регистрировать очень тонкие диски (с меньшей массой магнитного материала), чем толстые. Это связано с разными величинами полей размагничивания структур. Магнитные нанообъекты, регистрируемые с высокой чувствительностью, представляют большой интерес для применений в качестве нанометок в ДНК- и иммуноанализах, биосенсорике, антиконтрафактной защите важных препаратов и т.д. Кроме того, в настоящее время применение методов MPQ и МPI для биомедицинских исследований ограничивается опытами на мелких лабораторных животных. Предложенный подход к переходу от традиционных коллоидных наночастиц к специально сконструированным наноструктурам, возможно, окажется перспективным для увеличения размеров зон чувствительности методов MPQ и МPI для клинических исследований человека». Таким образом, ученые разработали ультрачувствительный метод детекции сконструированных магнитных наноструктур, обладающих сильными зависимостями свойств дисков от размеров и состава. Это позволит создать наноагенты с наиболее выигрышными свойствами. Кроме того, данные объекты возможно дистанционно детектировать в сложном биологическом окружении (в кровотоке и тканях). Лежащая в основе подхода синергия нанотехнологий и медицины представляется перспективной для создания уникальных инструментов при решении конкретных задач тераностики и лечения заболеваний.

Читайте на 123ru.net




Загрузка...


Загрузка...

Свежие новости Banganet.com

Таблоид новостей DirectAdvert - доход для вашего сайта

На 123ru.net все авторские, только что опубликованные новости доступны в разделе "Пользователи сайта", а также в городе, в котором данная новость опубликована. Кроме того, наиболее интересные и популярные на сегодня новости (рейтинг определяется по времени публикации и количеству посетителей, которые просмотрели публикацию на данный момент) бесплатно транслируются в автоматическом режиме на страницах партнёрского таблоида (только для новостей с изображениями, прикреплёнными к новости и имеющих достаточное для публикации разрешение и размер). Для трансляции в таблоиде, при публикации не забудьте выбрать раздел новости, в котором Ваша новость и будет впоследствии отображаться. 123 Новости (раз, два, три) - мгновенная публикация новостей из первых уст с ежеминутным обновлением. Первые новости - в первых строках!

Мы отбираем самое интересное, самое актуальное и востребованное именно сейчас, именно в том городе и регионе, где это происходит. Каждый пользователь сайта в любой момент может опубликовать свою новость в автоматическом режиме без модерации с нашей стороны, соблюдая лишь элементарные правила корректности в высказываниях и общепринятые нормы морали. Стать нашим корреспондентом в любом городе можно прямо сейчас.



Мы не берём денег не только за публикации Ваших новостей, сообщений и объявлений, но и рекламу Ваших публикаций на страницах наших таблоидов на всех языках мира. На сегодня наши услуги совершенно бесплатны для всех без исключения пользователей сайта.

Всё, что пишут о Москве, в Московской области, для Москвы и для всех тех, кому это просто интересно, — в наших лентах новостей от первого лица, без какой бы то ни было цензуры, без приоритетов редакторов, без зависимости от политической конъюнктуры, настроений, течений и обстоятельств. Наш читатель вправе знать всю правду и, поэтому: наш читатель - всегда прав!


На 123ru.net все новости (в том числе и ваши) доступны в переводе на практически любой из популярных языков мира. Для перевода достаточно выбрать из списка языков, размещённого в шапке сайта, интересующий Вас. Перевод выбранной страницы мы осуществим мгновенно в автоматическом режиме и с индексацией через поисковые системы. Читайте новости на языках мира у нас в режиме онлайн. 123ru.net — Ваш мир без границ и языковых барьеров! А с недавнего времени мы добавили и новости по разделам, категориям, интересам и блогам, что позволяет получить пользователю сервиса не только оперативную, но и альтернативную информацию по интересующей теме со всего мира, от совершенно разных независимых популярных и не очень источников на одной странице. Сервис также позволяет просмотреть всю ленту новостей по каждому источнику информации отдельно в формате календаря за любую выбранную дату и период.


Товары и услуги в Москве и Московской области от рекламодателей

(что и где купить сегодня в регионе)


Недавно просматривали в рекламных предложениях:

Новости последнего часа в Москве и Московской области

Топ-10 новостей в Москве (Московская область) за сегодня на этот час:

123ru.net — быстрее, чем Я..., самые свежие и актуальные новости Москвы — каждый день, каждый час с ежеминутным обновлением! Мгновенная публикация на языке оригинала, без модерации и без купюр в разделе Пользователи сайта 123ru.net.

Как добавить свои новости в наши трансляции? Очень просто. Достаточно отправить заявку на наш электронный адрес mail@29ru.net с указанием адреса Вашей ленты новостей в формате RSS или подать заявку на включение Вашего сайта в наш каталог через форму. После модерации заявки в течении 24 часов Ваша лента новостей начнёт транслироваться в разделе Вашего города. Все новости в нашей ленте новостей отсортированы поминутно по времени публикации, которое указано напротив каждой новости справа также как и прямая ссылка на источник информации. Если у Вас есть интересные фото Москвы или других населённых пунктов Московской области мы также готовы опубликовать их в разделе Вашего города в нашем каталоге региональных сайтов, который на сегодняшний день является самым большим региональным ресурсом, охватывающим все города не только России и Украины, но ещё и Белоруссии и Абхазии. Прислать фото можно здесь. Оперативно разместить свою новость в Москве можно самостоятельно через форму.


Другие популярные новости дня сегодня

Топ-10 анонсов новостей от партнёров:

 

Жёлтые страницы (происшествия, скандалы, юмор и курьёзы):












123ru.net — ежедневник главных новостей Москвы и Московской области. 123ru.net - новости в деталях, свежий, незамыленный образ событий дня, аналитика минувших событий, прогнозы на будущее и непредвзятый взгляд на настоящее, как всегда, оперативно, честно, без купюр и цензуры каждый час, семь дней в неделю, 24 часа в сутки. Ещё больше местных городских новостей Москвы — на порталах News-Life.ru и News24.pro. Полная лента региональных новостей на этот час — здесь. Самые свежие и популярные публикации событий в России и в мире сегодня - в ТОП-100. С 2017 года проект 123ru.net стал мультиязычным и расширил свою аудиторию в мировом пространстве. Теперь нас читает не только русскоязычная аудитория и жители бывшего СССР, но и весь современный мир. 123ru.net - мир новостей без границ и цензуры в режиме реального времени. Каждую минуту - 123 самые горячие новости из городов и регионов. С нами Вы никогда не пропустите главное. А самым главным во все века остаётся "время" - наше и Ваше (у каждого - оно своё). Время - бесценно! Берегите и цените время. Здесь и сейчас — знакомства на 123ru.net. Отели в Москве — здесь. Разместить свою новость локально в любом городе (и даже, на любом языке мира) можно ежесекундно (совершенно бесплатно) с мгновенной публикацией (без цензуры и модерации) самостоятельно - здесь.