Пример готовой дипломной работы по предмету: Химия
Содержание
Оглавление
1.Введение………………………………………………………………………..5
2.Обзор литературы……………………………………………………………7
2.1.Наночастицы магнетита, их свойства и возможности использования в фармакологии и медицине……………………………………………………….7
2.1.1. Наночастицы магнетита, основные свойства………………………………7
2.1.2.Магнитные свойства НЧОЖ. Суперпарамагнетизм и ферримагнетизм………………………………………………………………………………….10
2.2. Протонная релаксометрия ……………………………………………………11
2.3. Применение наночастиц магнетита в качестве основы для контрастного средства при МРТ диагностике………………………………………………… 16
2.3.1. Метод МРТ-диагностики………………………. ……………………… 16
2.3.2.Клиническое применение МРТ……………………………………………17
2.3.3.Показаниями для проведения МРТ с контрастным средством………………………………………………………………………..19
2.3.4.Противопоказания к МРТ………………………………………………… 20
2.4.Классификация магнитно-резонансных контрастных средств……………25
2.5.Взаимодействие наночастиц оксида железа с клетками. Роль стабилизации……………………………………………………………………………………..27
3.Материалы и методы……………………………………………………….31
3.1. Методика экспериментального исследования…………………………….32
3.2.Исследуемые соединения и реактивы………………………………………31
3.3. Методика получения суперпарамагнитных и ферримагнитных
наночастиц сложного оксида железа……………………………………………33
3.4. Просвечивающая электронная микроскопия………………………………34
3.5.Измерения протонно-релаксационных свойств НЧОЖ……………………34
3.6.Клеточная культура фибробластов крысы………………………………….37
3.7.МТТ-тест……………………………………………………………………..38
3.8. Методы статистической обработки данных……………………………….40
4. Результаты и их обсуждение……………………………………………… 41
4.1.Синтез растворов на основе наночастиц……………………………………41
4.2.Анализ кривых спада времен релаксации………………………………….44
4.3.Оценка влияния соединений железа на жизнеспособность фибробластов МТТ-тестом……………………………………………………………………….48
Выводы……………………………………………………………………….51
Список литературы…………………………………………………………..52
Выдержка из текста
1.Введение
На сегодняшний день невозможно представить современную медицину без лучевой диагностики, включающую в себя протонно-эмиссионную томографию, рентгеновскую и магнитно- резонансную томографию (МРТ).
Внедрение в клиническую практику метода МРТ позволило вывести диагностические возможности медицины на качественно новый уровень. За свои работы по изучению магнитно-резонансной визуализации (МРВ) Пол С. Латербур и Питер Менсфилд получили Нобелевскую премию в 2003 году[44].
Оптимизация результатов диагностической картины достигается использованием магнитно-резонансных контрастных средств (МРКС).
Визуализация с применением контрастного средства позволяет значительно увеличить объем диагностической информации, позволяя оценивать динамику патологических процессов с необходимыми временными и пространственными разрешениями, повысить разрешение и контрастность при анализе малых объектов, достоверно отличить очаги патологий от здоровых тканей[57].
Основными областями применения контрастных средств являются диагностика и идентификация онкологических образований, в том числе метастазирования, а также заболеваний сердечно-сосудистой системы.
На настоящий момент используются парамагнитные контрастные средства, содержащие гадолиний, имеющие ряд недостатков: токсичность и визуализация объектов только по одному основному параметру Т 1(время спин-решеточной релаксации)[26].
В связи с чем, актуальным является разработка нового контрастного средства для МРТ – диагностики, превосходящего по функциональным свойствам уже существующие препараты.
Альтернативным контрастным средством может служить препарат, синтезированный с применением современных нанотехнологий, на основе суперпарамагнитных частиц сложного оксида железа – магнетита. Наночастицы магнитных материалов, с размером частиц соизмеримым с размером магнитного домена, при внесении их во внешнее магнитное поле, выстраиваются в нем без энергетических потерь на междоменное взаимодействие, что позволяет значительно повлиять на характерные времена протонной релаксации исследуемых сред и ключевые параметры для магнитно-резонансной визуализации. Требованием, предъявляемым к новому контрастному средству, кроме достижения необходимых релаксационных свойств, является биологическая совместимость используемых наночастиц с основными тканями организма, а также длительная стабильность водного раствора на их основе[43].
Анализ литературных данных показал, что основные свойства наночастиц, а также растворов на их основе, определяются их размером, который контролируется выбором метода и режимов их синтеза[3].
Необходимо учитывать, что практическое применение принципиально нового контрастного средства может потребовать корректировку существующих МРТ — методик анализа очагов патологий[31].
В связи с выше изложенным, целью данной работы является получение коллоидных растворов, содержащих наночастицы оксида железа различных размеров, и исследование их протонно-релаксационных свойств.
.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1) Определить режимы метода химического синтеза наночастиц сложного оксида железа с учётом требований к их функциональным свойствам.
2) Определить релаксирующую способность полученных растворов наночастиц оксида железа.
3) Определение цитотоксичности раствора наночастиц сложного оксида железа с помощью МТТ- теста.
Список использованной литературы
Список литературы.
1) Berry C., Curtis A. Functionalisation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine // J. Phys. D. Appl. Phys. 2003. V. P.36.
2) Bruce I.J., Sen T. Surface Modification of magnetic nanoparticles with alkoxysilanes and their application in magnetic bioseparations // Langmuir. 2005. V. 21. P. 7029— 7035.
3) Ch. H. Vestal, Z.John Zhang // Int.J.of Nanotechnology, V.1, p.240 (2004).
(6)
4) Edward A. Neuwelt, Bronwyn E. Hamilton, Csanad G. Varallyay, William R. Rooney,Robert D. Edelman 6, Paula M. Jacobs and Suzanne G. Watnick Ultrasmall superparamagnetic iron oxides (USPIOs): a future alternative magnetic resonance (MR) contrast agent for patients at risk for nephrogenic systemic fibrosis (NSF)?//Kidney International (2009) 75, 465– 474;
5) Fuentes M., Mateo C., Rodriguez A. et al. Detecting minimal traces of DNA using DNA covalently attached to superparamagnetic nanoparticles and direct PCR-ELISA // Biosensors and Bioelectronics. 2006. V. 21. P. 1574— 1580.
6) F. C. Meldrum, N. A. Kotov, J.H. Feodler. Preparation of Particulate Mono- and Multilayers from Surfactant-Stabilized, Nanosized Magnetite Cristallites. American Chemical Society – 1994. – V.98. – P. 4506-4510
7) He X.X., Wang K., Tan W. et al. Bioconjugated nanoparticles for DNA protection from cleavage // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 7168— 1769.
8) Hong J., Gong P., Xu D. et al. Stabilization of chymotrypsin by covalent immobilization on amine-functionalized superparamagnetic nanogel // J. of Biotechnology. 2007. V. 128. P. 597— 605.
9) Jain T.K., Morales M.A., Sahoo S.K. et al. Iron oxide nanoparticles for sustained delivery of anticancer agents // Am. Chem. Soc. 2003. V. 125 (51).
P. 15754 — 15755.
10) Koneracka M., Kopcansky P., Antalik M. et al. Immobilization of proteins and enzymes to fine magnetic particles // J. Magn. Magn. Mater. 1999. V. 201. P. 427.
11) Koneracka M., Kopcansky P., Timko M. et al. Direct binding procedure of proteins and enzymes to fine magnetic particles // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 252. P. 409.
12) Kouassi G.K., Irudayaraj J., McCarty G. Activity of glucose oxidase functionalized onto magnetic nanoparticles // BioMagnetic Research and Technology 2005. V. 3 [Электронный ресурс]
режим доступа: http://www.biomagres.com/ content/3/1/1.
13) Kin Man Ho, Pei Li. Design and Synthesis of Novel Magnetic Core- Shell Polymeric Particles. American Chemical Society 2008;24(5): 1801-1807
14) Lacava L.M. et al. Magnetic resonance of a dextran-coated magnetic fluid intravenously administered in mice // Biophys. J. 2001.V. 80. P. 2483— 2486.
15) Liao M.-H., Chen D.-H. Immobilization of yeast alcohol dehydrogenase on magnetic nanoparticles for improving its stability // Biotechnology Letters. 2001. V. 23. P. 1723— 1727.
16) Li X, Du X, Huo T, Liu X, Zhang S, Yuan F. Specific targeting of breast tumor by octreotide-conjugated ultrasmall superparamagnetic iron oxide particles using a clinical 3.0-Tesla magnetic resonance scanner.// Acta Radiol. 2009 Jul;50(6):583-94.
17) Louie A.Y., Huber M.M., Ahrens E.T. et al. In vivo visualization of gene expression using magnetic resonance imaging // Nat. Biotechnol. — 2000. — Vol. 18. — P. 321-325.
18) Martinez-Mera I., Espinoza-Pesqueira M.E., Perez-Hernandez R., Arenas-Alatorre J., “Synthesis of magnetite (Fe 3 O4 ) nanoparticles without surfactants at room temperature”, Materials Letters, 2007, 61, 4447-4451
19)MacNeil S, Bains S, Johnson C, Idée JM, Factor C, Jestin G, Fretellier N, Morcos SK. Gadolinium contrast agent associated stimulation of human fibroblast collagen production.//InvestRadiol. 2011 Nov;46(11):711-7.
20) Molday R.S., MacKenzie D. Immunospecifc ferromagnetic iron-dextran reagents for the labeling and magnetic separation of cells // J.Immunol. Methods. 1982. V. 52. P. 353— 367.
21) Mossman Т. // J. Immunol. Methods, 1983, V. 65, р. 55-63.-45&catid=55:s-22006&Itemid=52
22) M. Taupitz, S. Wagner, J. Schnorr, et al. Phase I Clinical Evaluation of Citrate-coated Monocrystalline Very Small Superparamagnetic Iron Oxide Particles as a New Contrast Medium for Magnetic Resonance Imaging. Investigative Radiology 2004;39:394-405.
23) Pardoe H., Chua-Anusorn W., St. Pierre T. G., Dobson J. Structural and magnetic properties of nanoscale iron oxide particles synthesized in the presence of dextran or polyvinyl alcohol // J. Magn. Magn. Mater. V. 225. P. 41— 46.
24) PangS.C., Chin S.F., Anderson M.A., “Redox Equilibria of iron oxides in aqueous-based magnetite dispersions: Effect of the pH and redox potential”, J. Colloid and Interface Sci., 2007, 311, 94-101
25) Pedro Tartaj P., Serna C.J. Synthesis of monodisperse superparamagnetic Fe/Silica nanospherical composites // J. Am. Chem. Soc. 2003. № 125 (51).
Р. 15754— 15755.
26) Port M., Idee J.M., Medina C. et al. Efficiency, thermodynamic and kinetic stability of marketed gadolinium chelates and their possible clinical consequences: a critical review // Biometals. -2008. — Vol. 21. — P. 469-490.
27) Portet D., Denoit B., Rump E. et al. Nonpolymeric coatings of iron oxide colloids for biological use as magnetic resonance imaging contrast agents // J. Coll. Inter. Sci. 2001. V. 238. P. 37— 42.
28) Robinson D.B., Persson H.H.J., Zeng H. et al. DNA-Functionalized MFe 2O4 (M = Fe, Co, or Mn) Nanoparticles and Their Hybridization to DNA-Functionalized Surfaces // Langmuir 2005. V. 21. P. 3096— 3103.
29) Salata O.V. Applications of nanoparticles in biology and medicine [Электронный ресурс].
Режим доступа: http://www.jnanobiotechnology.com/content/2/1/3
30)Абрагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ., М., 1963
31) Акопджанов А.Г, Шимановский Н.Л., Науменко В.Ю., Семейкин А.В., Старостин К.М., Быков И.В., Манвелов Э.В.. Перспективы применения суперпарамагнитных наночастиц магнетита в качестве магнитно-резонансного контрастного средства. Сборник статей IV съезда фармакологов России. Сентябрь 2012. с.8.
32)Александров И. В., Теория магнитной релаксации. Релаксация в жидкостях и твердых неметаллических парамагнетиках, М., 1975
33)Баранов Д.А., «Магнитные наночастицы: проблемы и достижения химического синтеза», 2009.
34)Белов К.Л. Электронные процессы в магнетите. Успехи физических наук.- 1993г. – Том 163 № 5.
35)Вонсовский С. В., Суперпарамагнетизм, в кн.: Физический энциклопедический словарь, т. 5, М., 1966, с. 103; его же, Магнетизм, М., 1971, с. 805.
36)Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства. Успехи химии. – 2005. – № 74(6).
– С. 539-574.
37)Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм, М.:Наука, 1970.- 384с.
38)Коновалов А.Н., Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Магнитно-резонансная томография в нейрохирургии. – М.: Кондор-М., 1997. – 697 с.
39)Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; Ахиезер А. И., Ахиезер И. А., Электромагнетизм и электромагнитные волны, М., 1985.
40)Лучевая диагностика рассеянного склероза: Т. Н. Трофимова, Н. А. Тотолян, А. В. Пахомов — Санкт-Петербург, ЭЛБИ-СПб, 2010 г.- 128 с.
41)Магнитно-резонансная спектроскопия: Под редакцией Г. Е. Труфанова, Л. А. Тютина — Москва, ЭЛБИ-СПб, 2008 г.- 240 с
42)Магнитно-резонансная томография: практическое руководство К. Уэстбрук, ТД Бином, 2012г.
43)НАМ И. Ф., ЯНОВСКИЙ В. А., ШИПУНОВ Я. А. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОЗДАНИЯ КОНТРАСТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ // СМЖ (Томск).
2012. № 3. С.134-137.
44)НиТ. Нобелевские лауреаты, 2003
45) Сивухин Д. В. Общий курс физики. — В 5 т. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005
46) Синицын В.Е., С.П.Морозов, Справочник поликлинического врача Том 04/N 4/2006, consilium-medicum.com
47)Сликтер Ч., Основы теории магнитного резонанса, пер. с англ., 2 изд., М., 1981
48)Стандарты РКТ и МРТ-исследований с внутривенным контрастированием в онкологии / Долгушин Б.И. и соавт., Российский онкологический научный центр им. Н.Н.Блохина. – РАМН, 2011. – 58 с.
49)Хорнак Дж. П. Основы МРТ (1996— 1999)
50) Черепович В.С, Е. В. Волочник,Е. В. Антоненко, Е. С. Лоткова, Т. В. Романовская, В. В. Гринев Оптимизация критических параметров МТТ-теста для оценки клеточной и лекарственной цитотоксичности БГМУ // http://bsmu.by/index.php?option=com_content&view=article&id=1943:2010-01-26-10-10
51)Шимановский Н.Л., Науменко В.Ю., Акопджанов А.Г., Манвелов Э.В. Возможности применения наночастиц магнетита для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Лекарственные средства № 1(2) 2011.
52)Шимановский Н.Л., Акопджанов А.Г., Сергеев А.И., Манвелов Э.В.,
Семейкин А.В., Науменко В.Ю., Панов В.О., Быков И.В.
Фармакологические свойства наночастиц сложного оксида железа как
субстанции магнитно-резонансного контрастного средства.
53)Шимановский Н.Л.Контрастные средства: руководство по рациональному применению. –М.: ГЭОТАР_Медиа, 2009. – 464 с.: ил. (Библиотека врача_специалиста).
54) Н. Л. Шимановский, М. А. Епинетов, М. Я. Мельников, Молекулярная и нанофармакология, 2010.
55)Экспериментальная и клиническая фармакология. Том № 73 № 6 с.23-28. 2010.
56) Ядерный магнитный резонанс; под ред. П. М. Бородина, Л., 1.982;
57)Якобсон М.Г., Подоплелов А.В., Рудых С.Б. Введение в МР-томографию. – Новосибирск: СО РАМН. – 1991. – 271 с.
