Необычными свойствами наночастиц сегодня никого не удивишь. Благодаря нанотехнологической лихорадке все уже выучили назубок, что при уменьшении размера объекта до нано (10 в минус 9-й степени метра) сильно возрастает соотношение площади поверхности частицы к ее объему, в результате чего частицы могут радикально изменить свои свойства. Например – стать биологически активными.
Число публикаций, посвященных нанобиотехнологиям, по базе данных ISI Web of Science, удваивается каждый год. Тем не менее, биологическая активность, в частности – биотоксичность, наноматериалов до сих пор изучена лишь в единичных случаях. А уж данные о биоактивности нанодисперсных неорганических материалов и вовсе отсутствуют. Однако знания эти чрезвычайно важны, если мы хотим обеспечить безопасность человека в эпоху массового внедрения нанотехнологий.
Свой вклад в общее дело внесли специалисты из Института общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН, Российского федерального центра судебной экспертизы при Министерстве юстиции России и Экологического центра Министерства обороны России. Ученые впервые исследовали биологическую активность образцов нанокристаллического диоксида церия. Выбор именно этого объекта был связан с недавним сообщением, что эти наночастицы обладают антиоксидантными свойствами.
Ученые синтезировали наночастицы оксида церия размером от 4 до 8 нанометров. Их биологическую активность исследователи определяли, добавляя суспензию наночастиц к дистиллированной воде, в которой находилась генетически модифицированная кишечная палочка. Генетические манипуляции с этой бактерией привели к тому, что при добавлении биосенсора бактерия могла люминесцировать. Биолюминесценция, которую можно зафиксировать с помощью приборов, служила показателем колонеобразующей способности бактерии, иными словами – показателем ее жизнеспособности: если размножается, значит, ей комфортно.
Каковы же результаты? В обычной дистиллированной воде без нанопорошка диоксида церия люминесценция затухает быстро, в течение часа, что и понятно – бактериям нужна пища. Но стоит в систему добавить нанопорошок оксида церия, как бактерии волшебным образом сохраняют жизнеспособность – люминесценция за 4 часа уменьшается лишь на 50% и бактерии остаются живыми!
В этих же экспериментах ученые установили, что принципиален и размер наночастиц. Оказалось, что чем меньше частицы, тем полезнее они для бактерий в экстремальных условиях. А в случае самых маленьких частиц активность бактерий даже возрастала.
О чем свидетельствуют эти результаты? Разумеется, диоксид церия – это не пища для бактерий, но это фактор, усиливающий их ферментативную активность, то есть жизнедеятельность. Почему это происходит? Ответ на этот вопрос еще предстоит получить. Об этом сообщает агентство "Информнаука".
|
