![(jpg, 46 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=77076699-5d94-4557-bdd2-e748ae85bd21)
Внешний вид
коллоидного раствора наночастиц диоксида церия в неполярном органическом
растворителе (гептане) и демонстрация эффекта Тиндаля (слева); изображение
наночастиц диоксида церия, полученное методом просвечивающей электронной микроскопии
(справа).
Коллектив ученых из
Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Московского
государственного университета им. М.В. Ломоносова и Института микробиологии и
вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины разработал эффективный метод
синтеза коллоидных растворов диоксида церия в неполярных растворителях – основы
для создания принципиально новых биологически активных наноматериалов. Работа
поддержана Российским научным фондом (грант 19-13-00416). Результаты
исследований опубликованы в журнале Molecules.
Среди огромного
разнообразия современных наноматериалов диоксид церия (CeO2) занимает особое
место, что связано с его уникальными физическими и химическими свойствами,
важными с точки зрения практического использования. Диоксид церия способен
эффективно поглощать ультрафиолетовое излучение, что делает его одним из
наиболее перспективных компонентов солнцезащитных препаратов нового поколения,
не содержащих токсичных оксидов цинка и титана. Крайне низкая растворимость
данного материала обеспечивает безопасность его использования в составе
косметических препаратов. Уникальность диоксида церия в нанокристаллическом
состоянии связана с его способностью имитировать функции целого ряда энзимов,
то есть выступать в качестве катализатора биологически важных процессов,
связанных с кислородным и энергетическим обменом в живых системах. К настоящему
времени экспериментально установлена ярко выраженная антиоксидантная активность
нанодисперсного диоксида церия, благотворно влияющая на процессы роста и
деления клеток, в том числе стволовых.
Наиболее удобной
формой для использования диоксида церия в составе биологически активных
материалов, космецевтических и фармацевтических препаратов являются коллоидные
растворы – их можно точно дозировать, в них наночастицы долгое время сохраняют
свои размеры и не меняют свойств. Существует множество методов синтеза
коллоидных растворов диоксида церия в воде, однако способы получения стабильных
коллоидных растворов CeO2 в неполярных органических растворителях
практически неизвестны. В то же время, такие материалы очень важны с точки
зрения создания новых препаратов для терапии различных кожных заболеваний, в
том числе ран различной этиологии.
Комментирует автор
статьи, член-корреспондент РАН Владимир Иванов: "Стабилизировать
нанокристаллический CeO2 в неполярных органических растворителях крайне
сложно, так как это соединение обладает очень высоким сродством к молекулам
воды – на его поверхности она всегда присутствует в большом количестве. Тут
работает известный со времен средневековья принцип, «подобное растворяется в
подобном»: растворить частицы, покрытые полярными молекулами воды, в неполярной
органической среде просто невозможно.
Для решения этой
задачи нужно «обмануть» неполярный растворитель – изменить поверхность
наночастиц так, чтобы она тоже стала неполярной. Для этого мы решили использовать
молекулы каприловой кислоты (она входит в состав многих растительных жиров),
которые одним фрагментом могут соединяться с диоксидом церия, а структура
второго фрагмента придает частице сродство с органическим растворителем. Для
получения наночастиц мы реализовали эффективный метод синтеза, не требующий
использования высоких температур или дорогостоящих реагентов.
Мы провели
исследования свойств полученных коллоидных растворов диоксида церия в
неполярных растворителях, и они показали выраженные антиоксидантные свойства.
Полученные материалы в несколько сотен раз уменьшали концентрацию одной из
наиболее активных форм кислорода – супероксид анион-радикала, – играющего ключевую
роль в процессах окислительного повреждения клеток. Таким образом, наночастицы
диоксида церия проявили свойства, присущие антиоксидантным ферментам – супероксиддисмутазам,
– играющим важнейшую роль в защите живых систем от окислительного стресса.
Данное исследование
очередной раз продемонстрировало, что диоксид церия является «нанозимом» –
неорганическим аналогом природных энзимов. Мы считаем, что полученные нами
новые наноматериалы могут быть использованы для решения широкого круга задач –
от создания композиций для терапии кожных заболеваний и солнцезащитных
препаратов до получения присадок к моторным топливам, повышающих их эффективность
и уменьшающих выбросы вредных продуктов сгорания. Предложенный нами простой и
экологичный способ синтеза, без сомнения, ускорит внедрение наноматериалов на
основе диоксида церия".
https://indicator.ru/chemistry-and-materials/sozdan-sposob-polucheniya-novogo-biologicheski-aktivnogo-nanomateriala-na-osnove-ceriya-15-08-2022.htm