ИСТИНА

Наноструктуры и наноматериалы на основе неорганических наночастиц и биомолекул представляют большой интерес для выяснения механизмов фундаментальных структурно-функциональных взаимосвязей на нано-уровне в биологических и модельных системах. В биологических системах неорганические нанофазные структуры синтезируются в результате процессов биоминерализации, которые протекают при нормальных условиях и в которых ключевую роль играет состав и структурная организация био-молекулярной матрицы, взаимодействующей с образующейся неорганической фазой. Также, в настоящее время активно развиваются работы по использованию неорганических наночастиц и наноструктур (металлических, магнитных, полупроводниковых) для целей биодиагностики и других биомедицинских применений [1]. В данном сообщении представлены результаты работ по исследованию механизмов процессов биоминерализации, приводящих к формированию организованных поликомплексов нанофазных благородных металлов и магнитных оксидов железа с биогенными полимерными лигандами. Разработанный метод получения наноструктурированных биоорганико-неорганических полимерных комплексов включает синтез неорганической нано-фазы в водной фазе, содержащей растворы исходных металлсодержащих соединений-прекурсоров (HAuCl4, PdCl2, AgNO3, CuCl2, FeCl2, FeCl3) и биогенные молекулы-лиганды (нативная ДНК, гиалуроновая кислота, спермин), формирующие комплексы с ионами металла и образующимися наночастицами. При использовании водонерастворимых металлсодержащих прекурсоров (Au(P(C6H5)3)Cl, ацетат палладия) формировали двухфазную систему хлороформ-вода. Синтез неорганической нано-фазы инициировался окислительно-восстановительными реакциями путем добавления в реакционную систему восстановителя (борогидрид натрия, аскорбиновая кислота) или окислителя (перекись водорода). Полученные структуры исследовали методами просвечивающей электронной микроскопии, электронного магнитного резонанса, оптической спектроскопии, сканирующей зондовой микроскопии. Установлено, что разработанный способ позволяет получать новые высокоорганизованные наноструктурированные биоорганико-неорганические полимерные комплексы в виде квази-волокон, фрактальных структур и компактных агрегатов, содержащие неорганические наночастицы различных размеров. Также изучены эффекты структурообразования в гидрогеле гиалуроной кислоты, содержащем неорганические наночастицы, протекающие под действием мощного ультразвука. Были получены микросферы на основе нанокомпозитного геля гиалуроновой кислоты. Такие микросферы могут включать наночастицы благородных металлов, например, золота, и магнитные наночастицы оксидов железа. Разработанные методы позволяют получать новые биоорганико-неорганические наноструктуры и композитные материалы, обеспечивая высокую плотность упаковки наночастиц в биоорганической матрице и высокую эффективность преобразования исходного прекурсора в неорганические наночастицы.