Применение магнитных наночастиц для биоинженерии и наномедицины

А.С. Минин1, М.А. Уймин1, А.С. Конев1, И.В. Зубарев2, А.М. Демин3

1Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург
2Московский физико-технический институт, г. Москва
3Институт органического синтеза имени И.Я. Постовского УрО РАН, г. Екатеринбург

 

На базе магнитных наночастиц со структурой металлическое ядро (сплав FeCo) - углеродная оболочка, модифицированных аминогруппами, были сконструированы магнитоуправляемые белковые мембраны. При помощи магнитного поля эти мембраны можно поддерживать на плаву в питательной среде. Была показана возможность применять эти мембраны (рисунок 1) для создания псевдотрехмерных гетерогенных (состоящих из разных клеточных линий) культур клеток, что позволяет изучать различные особенности межклеточного взаимодействия [1].

Кроме этого, изучалось так же прямое взаимодействие магнитных наночастиц с живыми клетками. Исследованы наночастицы Fe3O4 синтезированные золь-гель методом в ИОС УрО РАН и газофазным методом в ИФМ УрО РАН. Продемонстрировано накопление магнитных наночастиц в клетках, что может позволить селективно выделять их из среды [2, 3].

 

Рис. 1. A – Клетки культуры MiaPaca-2, растущие на белковой магнитоуправляемой мембране, насыщенной наночастицами FeCo@C. B – схема эксперимента: 1 – мембрана с магнитными НЧ, 2 – клетки разных культур, растущие на мембране и на дне чашки, выделяющие различные биологически-активные молекулы в среду.

 

  1. Development of a cell co-cultivation system based on protein magnetic membranes, using a MSLA 3D printer [Текст] / A. Minin, I. Blatov, S. Rodionov, I. Zubarev // Bioprinting. — 2021. — V. 23. — P. 150 — 158.
  2. Modification of chemically and physically obtained Fe3O4 magnetic nanoparticles with l-Lys for cell labeling [Текст] / A.M. Demin, O.F. Kandarakov, A.S. Minin, D.K. Kuznetsov, M.A. Uimin, V.Y. Shur, A.V. Belyavsky, V.P. Krasnov // Russian Chemical Bulletin. — 2021. — V. 70. — P. 1199 — 1208.

 

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№ АААА-А18-118020290129-5, Шифр «Магнит».