На пути к ядерной наномедицине
В лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН совместно с НИФХИ им. Л.Я. Карпова в процессе создания многофункциональной платформы для медицинской диагностики и терапии разработали новый метод синтеза меченных радиоизотопом 59Fe наночастиц магнетита из сульфатов железа особой чистоты, минимизирующий присутствие нежелательных радионуклидных примесей в веществах после активации тепловыми нейтронами. Такие наночастицы обладают и магнитным, и радиоактивным сигналом, что позволит применять их и для МРТ, и для радиологических исследований (сцинтиграфия, ОФЭКТ), а также для радионуклидной терапии.
Результаты работы опубликованы в журнале «Applied Radiation and Isotopes».
Наночастицы магнетита рассматриваются для применения в биомедицине благодаря относительно невысокой токсичности, широким возможностям их производства и наличию у них суперпарамагнитных свойств, с помощью которых можно применять их в качестве контрастного вещества для МРТ и направлять их внутри организма с помощью внешних магнитных полей.
Однако в некоторых случаях, например, при наличии у пациента металлических имплантов, МРТ (магнитно-резонансная томография) может быть противопоказана. В таких ситуациях можно применять другие методы диагностики, например, сцинтиграфию или ОФЭКТ (однофотонная эмиссионная компьютерная томография), которым не мешает присутствие металлических конструкций в организме. Меченные радиоактивным изотопом 59Fe наночастицы магнетита могут стать платформой для создания препаратов, которые могут применяться одновременно и для МРТ, и для радиологических обследований. Более того, благодаря тому, что 59Fe при распаде испускает бета-частицы, препараты на его основе можно применять также для радионуклидной терапии.
Известно множество различных способов получения наночастиц магнетита, однако они предполагают применение труднодоступных, деликатных в хранении прекурсоров или хлоридов железа. Хлориды железа гидролизуются на воздухе, а активация нейтронами их или произведённых из них наночастиц может приводить к образованию радиоактивных изотопов хлора, присутствие которых затрудняет обращение с материалом.
Авторы работы разработали новый золь-гель метод синтеза наночастиц магнетита из сульфатов железа особой чистоты, минимизирующий присутствие нежелательных радионуклидных примесей в веществах после активации тепловыми нейтронами.
Получаемые по предлагаемому методу наночастицы обладают средним размером 12 нм и суперпапарамагнитными свойствами. Совместно с НИФХИ им. Л.Я. Карпова в канале атомного реактора ВВР-ц активацией тепловыми нейтронами были получены меченные 59Fe металлическое железо, сульфат железа трёхвалентного и наночастицы магнетита с удельной радиоактивностью 1 МБк/г. Обнаружено, что целесообразно проводить синтез наночастиц из активированного металлического железа или сульфата железа. Теоретический предел разработанного метода определения содержания меченных 59Fe наночастиц магнетита составляет порядка 1 аттограмма, что примерно соответствует индивидуальной частице.
«Главным достоинством предлагаемого метода обнаружения наночастиц магнетита является то, что он нетребователен к среде, в которой они находятся, при этом обладает высокой чувствительностью. Разработанный метод синтеза позволяет практически полностью исключить образование нежелательных побочных продуктов, что важно для воспроизводимости и масштабирования процесса» — прокомментировал старший научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды, кандидат химических наук Артём Синолиц.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 25-73-00332.
Источник: Пресс –служба ГЕОХИ РАН