Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей средеНИР

The use of radionuclides and ionizing radiation sources in nanochemistry, nuclear medicine, and for research of processes occurring in the environment

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа: Был выполнен ряд модельных экспериментов для установления закономерностей миграционного поведения ионов актинидов (Pu, Am, U и Np) в условиях закачки жидких радиоактивных отходов (РАО). В миграционном поведении Pu была установлена доминирующая роль продуктов коррозии, прежде всего, Fe и Cr, содержащихся в составе жидких РАО. Основными вторичными фазами в условиях закачки кислых отходов (рН2,4) являются ферригидрит (Fe5HO8(H2O)4), гетит (а-FeOOH), гематит (а-Fe2O3) и гримальдиит (CrOOH). Впревые для условий хранилища жидких РАО построена диаграмма Пурбе состояний Pu в присутствие гематита. Сорбция америция происходит при рН 4,0, причем в равной мере, как в присутствии, так и в отсутствии песков пласта-коллектора. Переход нептуния и урана из раствора в твердую фазу происходит в диапазоне рН 4,0-6,0 и проходит для обоих радионуклидов более полно в присутствии песков пласта-коллектора. Были получены предварительные данные о фазах, преимущественно ответственных за сорбцию Am, U, Np в условиях пласта-коллектора. Было установлено, что фазами, преимущественно сорбирующими Am, Np, U в условиях пласта-коллектора могут быть фрагменты аргиллитов, углистых минералов, глинистые пленки на поверхности зерен кварца. Для америция преимущественно сорбирующей фазой может быть новообразованный гримальдиит, осаждающийся из состава жидких отходов. Исследована сорбция Np(V) на поверхности глин при различных значениях времени контакта фаз, рН и ионной силы. Проводилось термодинамическое описание экспериментальных данных по сорбции Np(V) на глинах, с учетом сорбции на глинистых минералах (монтмориллонит и в отдельных случаях каолинит), а такде примесных фазах гетита, гематита и анатаза. Согласно моделированию, сорбция Np(V) именно на примесях оксидов/гидроксидов железа вносит существенный вклад в общую сорбцию. Таким образом, показана адекватность применения современных методов термодинамического моделирования для прогнозирования сорбции радионуклидов на многокомпонентных образцах. Кроме того показано, что наличие примесных фаз оксидов железа и титана оказывает сильно влияние на сорбционные свойства природных глин. Была синтезирована и охарактеризована серия новых пиридин- и фенил-содержащих аза-краун эфиров для дальнейшей конъюгации с биологическими молекулами- векторами адресной доставки радионуклидов. Определены константы устойчивости комплексов с катионами радионуклидов медицинского назначеия 225Ac3+, 213Bi3+, 90Y3+, 212Pb2+ и 64,67Cu2+. Были исследованы их функционализированные производные введением карбоксильных и пиридиновых фрагментов. Показано, что добавление карбоксильных групп приводит к повышению общей кислотности лиганда, тогда как введение дополнительных пиридиновых фрагментов не изменяет суммарной кислотности макроцикла.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа: Методом цифровой радиографии в сочетании с РЭМ с РСМА было изучено поведение радия, америция и плутония в образцах пород из скважины экзоконтакта Нижнеканского гранитоидного массива. Впервые разработанная методика анализа радиограмм позволила дать количественную оценку распределения сорбированных радионуклидов и рассчитать относительную эффективность сорбции радионуклидов на различных минеральных фазах изученных образцов пород. Для каждого радионуклида установлены характерные фазы предпочтительной сорбции: для радия – мусковит и цеолиты; для плутония – магнетит/гематит, апатит, кальцит; для америция – апатит и кальцит. Разработанная методика предоставляет простой инструмент для учета различий в минеральных выполнениях зон трещиноватости, которые служат основными путями миграции радионуклидов в скальных породах, и возможность получить априорные полуколичественные оценки сорбционных свойств различных пород на основе данных об их составе. Были проведены эксперименты по изучению влияния структурных особенностей глинистых минералов на сорбционное поведение Cs(I) в широком диапазоне условий. Для образцов различной степени очистки показано, что наличие примесей вносит существенный вклад в сорбцию Cs. Незначительное влияние оказывает катионная формы глины (Na- и Ca-формы монтмориллонита), но существенно влияет структура и площадь поверхности глинистого минерала. Полученные в ходе работы константы позволяют создавать адекватные термодинамические модели для прогнозирования сорбции радионуклидов Cs на многокомпонентных образцах глинистых минералов. Из серии ранее охарактеризованных лигандов был отобран наиболее перспективный для применения в ядерной медицине: пиридин-содержащий азакраун-эфир с тремя карбоксильными группами. Проведены эксперименты по определению его цитотоксического эффекта на здоровые и раковые клетки: показано, что полулетальные концентрации превышают используемые в радиофармпрепаратах на 3 порядка, что говорит о его пригодности для применения в РФП, при этом эффект, оказываемый на раковые клетки на порядок более высок, чем на здоровые. Исследования по радиационной устойчивости данного лиганда были проведены с помощью гамма-излучения Co-60. Показано, что доза в 300 Гр, превышающая реально используемые в РФП на 2 порядка, не влияет на комплексообразующую способность лиганда. Определена устойчивость комплекса данного лиганда с Bi3+ в условиях in vitro в бычьей эмбриональной сыворотке и in vivo в организме лабораторной мыши: комплекс устойчив в сыворотке в течение 3 часов, выводится из организма в 2 раза быстрее, чем референсный комплекс с ЭДТА, что подтверждает сохранение целостности комплекса in vivo. Таким образом, исследованный лиганд пригоден для РФП с Bi-212 и Bi-213. Проведены эксперименты по мечению нового производного соматостатина – тетрапептида, конъюгированного с хелатором DOTA – катионами Bi3+ , Eu3+, Sc3+. Показано, что 30 минут при 90 °С и концентрации 100 мкМ достаточно для выхода мечения 93-95%. Полученные комплексы устойчивы в сыворотке крови в течение, по крайней мере, 6 часов и не диссоциируют в физиологическом растворе.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа: Исследованы экстракционные свойства диамидов бипиридиндикарбоновой кислоты по отношению к f-элементам. Разработана модель, которая позволила полуколичественно оценивать радиационную стойкость экстрагентов. С помощью квантово-химических расчетов продемонстрирована возможность неограниченного смешения фосфатов лантаноидов и плутония в структурах монацита и ксенотима. Проведены эксперименты по изучению влияния структурных особенностей глинистых минералов на сорбционное поведение Np(V) в широком диапазоне условий. Мессбауэровская диагностика каталитических материалов позволила изучить влияние фазового состава на валентное состояние атомов железа в электрокатализаторах на основе фаз Раддлесдена-Поппера. Создана математических модель образования агрегатов наночастиц твердого вещества в пересыщенных растворах и сохранения информации о кинетике агрегирования в морфологической памяти агрегатов. Исследованы возможности гидроксиапатита в качестве носителя. Исследована адсорбция мирамистина и амикацина на поверхности наноалмазов детонационного синтеза (ДНА). Получены изотермы адсорбции данных лекарственных средств на ДНА с разным функциональным составом поверхности. Исследованы новые лиганды для связывания катионов радионуклидов: биспидинового типа – для катионов меньших размеров –Cu2+ и азакраун-эфиры – для катионов Bi3+, Eu3+, Y3+, Pb2+, Zn2+ и Cu2+. Исследовано комплексообразование катионов Bi3+, Eu3+ конъюгатами новых тетра- и пентапептидов c известным хелатором DOTA. Подобраны условия анализа связанной с пептидом и свободной фракции радионуклида для обоих катионов методом ТСХ и ВЭЖХ. Установлены прототипы генератора 44Ti/44Sc на основе анионообменных смол DOWEX и TEVA (Triskem int) по 10 кБк.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа:
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".