Микрофлюидный синтез нанокомпозита на основе люминофора BaGdF5:Tb и фотосенсибилизатора бенгальского розового для применения в рентгеновской фотодинамической терапии опухолей
Нанолюминофоры Микрофлюидика Нанокомпозиты
Изобретение предназначено для синтеза наноматериалов применимых в рентгеновской фотодинамической терапии глубоко лежащих раковых опухолей. Техническим результатом заявленного изобретения по сравнению с прототипом является ускоренный синтез нанолюминофоров с возможностью регулирования их люминесцентных свойств, а также возможность создания нанокомпозита в рамках одностадийного процесса синтеза путем конъюгации молекул фотосенсебилизатора в рамках проточного микро-флюидного синтеза для потенциального применения в рентгеновской фотодинамической терапии онкологических заболеваний. 
Указанный технический результат достигается тем, что заявленный микрофлюидный способ синтеза позволяет ускорить процесс   синтеза наночастиц рентгеновских люминофоров на основе BaGdF5 в 10 раз (в сравнении с наиболее коротким методом синтеза аналогичных образцов в автоклаве) с возможностью варьирования допирующих элементов путем изменения скоростей потоков в рамках одного проточного синтеза.  Были получены две группы BaGd1-xF5:Tbx, BaGd1-xF5:Eux с различной концентрацией допирующего элемента (т.е. x = 5, 10, 15, 20, 25 % – процентное содержание TbCl3 или EuCl3 по отношению к GdCl3), а также нанокомпозиты BaGdF5:15%Tb @ РБ и BaGdF5:10%Eu @ МС.
Анализ рентгеновских дифрактограмм указывает на формирование однофазного продукта c кристаллической структурой близкой к незамещенному порошкообразному образцу BaGdF5. Согласно результатам анализа изображений ПЭМ и распределений частиц по размерам был получен монодисперсный образец, в котором наблюдается формирование наночастиц сферической формы со средним размером 10-15 нм.  Ввиду небольшого размера ожидается что наночастицы будут эффективно преодолевать биологические барьеры. Мелкие капилляры имеют диаметр около 3 микрометров, а наночастицы размером 10-15 нм могут свободно транспортироваться по кровеносной системе и нести фармацевтически активные вещества. В свою очередь анализ эмиссионного спектра в оптическом диапазоне показал, что изменение скоростей потоков прекурсоров допирующих элементов (Tb или Eu) позволяет регулировать выход люминесценции образца.  Более того, основываясь на положение максимумов интенсивности в эмиссионных спектрах рентгеновских люминофоров удалось подобрать два оптимальных фотосенсибилизатора для НЧ допированных ионами Tb и Eu,  с целью последующего получения  нанокомпозитов BaGdF5:Tb@RB и BaGdF5:Eu@MB с наибольшей эффективностью в рамках одностадийного проточного микрофлюидного синтеза. Для оценки биосовместимости полученных в рамках одностадийного проточного микрофлюидного синтеза нанокомпозитов был проведен анализ цитотоксичности на культурах рака кишечника мыши (CT-26) и глиобластомы (U87). Результаты анализа выживаемости клеток с помощью МТТ теста показали, что для концентрации 50 мкГр/мл выживаемость составила 82 % и 90% для культур CT-26 и U-87, соответственно, а при повышении концентрации до 200 мкГр/мл – 69% и 61% мкГр/мл. В рамках серии in vivo экспериментов, лабораторные мыши серии balb/c получали инъекции водных растворов нанокомпозитов в концентрации 35-37 мг/мл в объеме 150-200 мкЛ на одну инъекцию. Мыши были разделены на три группы по три животных в каждом. В процессе наблюдения в течение 4 недель после инъекций острых признаков токсикологического отправления выявлено не было, животные сохраняли аппетит, потери массы не наблюдалось.
Изобретение предназначено для синтеза наноматериалов применимых в рентгеновской фотодинамической терапии глубоко лежащих раковых опухолей. Техническим результатом заявленного изобретения по сравнению с прототипом является ускоренный синтез нанолюминофоров с возможностью регулирования их люминесцентных свойств, а также возможность создания нанокомпозита в рамках одностадийного процесса синтеза путем конъюгации молекул фотосенсебилизатора в рамках проточного микро-флюидного синтеза для потенциального применения в рентгеновской фотодинамической терапии онкологических заболеваний.
81.09.30
Наноматериалы
Заира
Гаджимагомедова
Магомедовна
"Отсутствует"
"Отсутствует"
РОССИЯ
Александр
Солдатов
Владимирович
"Доктор физико-математических наук"
"Профессор"
"E-9323-2012"
"7102129914"
"1685"
"0000-0001-8411-0546"
РОССИЯ
Илья
Панкин
Андреевич
"Кандидат физико-математических наук"
"Отсутствует"
РОССИЯ
Владимир
Поляков
Андреевич
"Кандидат химических наук"
"Отсутствует"
"U-4881-2019"
"57200126782"
"0000-0002-6774-8983"
РОССИЯ
Павел
Медведев
Владимирович
"Отсутствует"
"Отсутствует"
"N-9093-2018"
"57204032612"
"0000-0001-6189-9476"
РОССИЯ
РНФ
Российский научный фонд
1137799022261
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Фонды
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
1026103165241
ИННА
ШЕВЧЕНКО
КОНСТАНТИНОВНА
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные автономные учреждения