Ученые получили биологически активный наноматериал на основе церия

#Химия
/
Источник: InScience.News
/
Дата публикации: 04 сентрября 2022, 15:06
Ученые получили биологически активный наноматериал на основе церия

Российские ученые разработали эффективный метод синтеза коллоидных растворов диоксида церия в неполярных растворителях, что может стать основой для создания принципиально новых биологически активных наноматериалов. Результаты исследований, поддержанных грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Molecules.

Диоксид церия (CeO2) обладает уникальными физическими и химическими свойствами. Он способен эффективно поглощать ультрафиолетовое излучение, что делает его перспективным компонентом солнцезащитных препаратов нового поколения. Крайне низкая растворимость данного материала обеспечивает безопасность его использования в составе косметических препаратов. Кроме того, CeO2 может выступать в качестве катализатора биологических реакций, также установлена ярко выраженная антиоксидантная активность нанодисперсного диоксида церия.

Наиболее удобная форма для использования диоксида церия — коллоидные растворы: их можно точно дозировать, кроме того, в них наночастицы долгое время сохраняют свои размеры и не меняют свойств. Существует множество методов синтеза коллоидных растворов диоксида церия в воде, однако способы получения стабильных коллоидных растворов CeO2 в неполярных органических растворителях практически неизвестны. Теперь ученые из Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, МГУ И Института микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины предложили метод синтеза коллоидных растворов диоксида церия в неполярных растворителях.

Стабилизировать нанокристаллический CeO2 в неполярных органических растворителях крайне сложно, так как это соединение обладает очень высоким сродством к молекулам воды. Поэтому ученые использовали молекулы каприловой кислоты, которые одним фрагментом могут соединяться с диоксидом церия, а структура второго фрагмента придает частице сродство с органическим растворителем.

«Для получения наночастиц мы реализовали эффективный метод синтеза, не требующий использования высоких температур или дорогостоящих реагентов. Мы провели исследования свойств полученных коллоидных растворов диоксида церия в неполярных растворителях, и они показали выраженные антиоксидантные свойства, — рассказывает соавтор исследования Владимир Иванов. — Полученные материалы в несколько сотен раз уменьшали концентрацию одной из наиболее активных форм кислорода (супероксид анион-радикала), играющего ключевую роль в процессах окислительного повреждения клеток».

Наночастицы диоксида церия проявили свойства, присущие антиоксидантным ферментам — супероксиддисмутазам, играющим важнейшую роль в защите живых систем от окислительного стресса. Таким образом, исследование в очередной раз продемонстрировало, что диоксид церия является «нанозимом» — неорганическим аналогом природных ферментов. Новые наноматериалы могут быть использованы для решения широкого круга задач — от создания композиций для терапии кожных заболеваний и солнцезащитных препаратов до получения присадок к моторным топливам, повышающих их эффективность и уменьшающих выбросы вредных продуктов сгорания.