Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2014, выпуск 7 » Статья стр. 1292
<<<>>>
Однодоменные магнитные наночастицы в переменном магнитном поле как медиаторы локальной деформации окружающих макромолекул
Головин Ю.И.1,2,3, Грибановский С.Л.1, Головин Д.Ю.1, Клячко Н.Л.2,3, Кабанов А.В.2,3
1НОЦ "Нанотехнологии и наноматериалы", Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, Тамбов, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3Center for Nanotechnology in Drug Delivery, UNC Eshelman School of Pharmacy, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, USA
Email: golovin@tsu.tmb.ru
Поступила в редакцию: 21 января 2014 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2014 г.
PDF версия
Аналитически и численно проанализированы силы, деформации и напряжения, возникающие в макромолекулах, прикреплeнных к однодоменным магнитным наночастицам, под действием низкочастотного (негреющего) магнитного поля. Показано, что в переменном магнитном поле с индукцией 0.1- 1 T и круговой частотой ≤sssim 104 s-1 в биоактивных макромолекулах можно индуцировать силы до нескольких сотен pN, абсолютную деформацию до нескольких десятков nm и напряжения сжатия и сдвига, превышающие 107 Pa. Этих механических стимулов достаточно для существенного изменения межатомных расстояний в активных центрах, конформации макромолекул и даже обрыва некоторых связей, что позволяет создать новую технологическую платформу для адресной доставки лекарств, дистанционного управления их активностью и уничтожения раковых клеток. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта МОН РФ 11.G34.31.0004 (постановление Правительства РФ N 220).
  1. Magnetic nanoparticles. From fabrication to clinical application / Ed. N.T.K. Thanh. CRC Press, Boca Raton (2012). 584 p
  2. Microfluidic technologies for human health / Ed. U. Demeric. World Scientific (2013). 496 p
  3. Magnetic nanomaterials / Ed. C.S.S. Kumar. Wiley VCH (2009). 648 p
  4. L. Reddy, J.L. Areas, J. Nicolas, P. Couvreur. Chem. Rev. 112, 5818 (2012)
  5. Z. Cheng, A.A. Zaki, J.Z. Hui, V.R. Muzykantov, A. Tsourkas. Science 338, 903 (2012)
  6. T.L. Doane, C. Burda. Chem. Soc. Rev. 41, 2885 (2012)
  7. K.E. Sapsford, W.R. Algar, L. Berti, K.B. Gemmill, B.J. Casey, E. Oh, M.H. Stewart, I.L. Medintz. Chem. Rev. 113, 1904 (2013)
  8. R. Sensenig, Y. Sapir, C. MacDonald, S. Cohen, B. Polyak. Nanomedicine (London) 7, 1425 (2012)
  9. V.E. Santo, M.T. Rodrigues, M.E. Gomes. Expert. Rev. Mol. Diagn. 13, 553 (2013)
  10. E. Castro, J.F. Mano. J. Biomed. Nanotechnol. 9, 1129 (2013)
  11. M. Mahmoudi, S. Sant, B. Wang, S. Laurent, T. Sen. Adv. Drug Deliv. Rev. 63, 24 (2011)
  12. C.T. Yavuz, J.T. Mayo, W.W. Yu, A. Prakash, J.C. Falkner, S. Yean, L. Cong, H.J. Shipley, A. Kan, M. Tomson, D. Natelson, V.L. Colvin. Science 314, 964 (2006)
  13. J. Ravnik, M. Hriberv sek. Comput. Mech. 51, 465 (2013)
  14. E.P. Furlani, K.C. Ng. Phys. Rev. E 77, 061 914 (2008)
  15. T.P. Forbes, S.P. Forry. Lab. Chip. 12, 1471 (2012)
  16. E.P. Furlani, X. Xue. Microfluid Nanofluid 13, 589 (2012)
  17. D. Shi, N.M. Bedford, H.-S. Cho. Small 7, 2549 (2011)
  18. N. Modak, D. Kejriwal, K. Nandy, A. Datta, R. Ganguly. Biomed. Microdevices 12, 23 (2010)
  19. A. Sinha, R. Ganguly, I.K. Puri. J. Appl. Phys. 107, 034 907 (2010)
  20. D. Yoo, H. Jeong, C. Preihs, J. Choi, T.-H. Shin, J.L. Sessler, J. Cheon. Angew. Chem. Int. Ed. 51, 12 482 (2012)
  21. B. Jeyadevan. J. Ceram Soc. Jpn. 118, 391 (2010)
  22. Z.R. Stephen, F.M. Keivit, M. Zhang. Mater. Today 14, 330 (2011)
  23. M. Wankhede, A. Bouras, M. Kaluzova, C.G. Hadjipanayis. Expert Rev. Clin. Pharmacol. 5, 173 (2012)
  24. M. Creixell, A.C. Bohorquez, M. Torres-Lugo, C. Rinaldi. ACS Nano 5, 7124 (2011)
  25. E. Amstad, J. Kohlbrecher, E. Muller, T. Schweizer, M. Textor, E. Reimhult. Nano Lett. 11, 1664 (2011)
  26. P.M. Peiris, L. Bauer, R. Toy, E. Tran, J. Pansky, E. Doolittle, E. Schmidt, E. Hayden, A. Mayer, R.A. Keri, M.A. Griswold, E. Karathanasis. ACS Nano 6, 4157 (2012)
  27. A.M. Klibanov, G.P. Samokhin, K. Martinek, I.V. Berezin. Biochim. Biophys. Acta. 438, 1 (1976)
  28. I.V. Berezin, A.M. Klibanov, K. Martinek. Biochim. Biophys. Acta. 364, 193 (1974)
  29. Yu.I. Golovin. 2nd International School "Nanomaterials and nanotechnologies in living systems. Safety and nanomedicine". MSU-RUSNANO, M. (2011). P. 125
  30. M. Sokolsky, N. Klyachko, N. Pothayee, Y. Golovin, R. Davis, J. Riffle, A. Kabanov. Nanomedicine and drug delivery Symposium (NANO DDS'11). Program \& Proceedings. Salt Lake City, Utah, USA (2011). P. 61
  31. Ю.И. Головин, Н.Л. Клячко, Д.Ю. Головин, М.В. Ефремова, А.А. Самодуров, M. Сокольски-Папков, А.В. Кабанов. Письма в ЖТФ 39, 5, 24 (2013)
  32. Handbook of molecular force spectroscopy / Ed. A. Noy. Springer (2008). 326 p
  33. Single molecule dynamics in life science / Eds T. Yanagida, Y. Ishii. Wiley VCH Verlag, Wienheim. (2009). 328 p
  34. T. Hoffmann, L. Dougan. Chem. Soc. Rev. 41, 4781 (2012)
  35. C.R. Hickenboth, J.S. Moore, S.R. White, N.R. Sottos, J. Baudry, S.R. Wilson. Nature 446, 423 (2007)
  36. K.M. Wiggins, J.N. Brantley, C.W. Bielawski. ACS Macro Lett. 1, 623 (2012)
  37. J.-D. Wen, L. Lancaster, C. Hodges, A.-C. Zeri, S.H. Yoshimura, H.F. Noller, C. Bustamante, I. Tinoco. Nature 452, 598 (2008)
  38. J. Alegre-Cebollada, R. Perez-Jimenez, P. Kosuri, J.M. Fernandez. J. Biol. Chem. 285, 18 961 (2010)
  39. T. Mori, M. Asakura, Y. Okahata. J. Am. Chem. Soc. 133, 5701 (2011)
  40. T. Mizuki, N. Watanabe, Y. Nagaoka, T. Fukushima, H. Morimoto, R. Usami, T. Maekawa. Biochem. Biophys. Res. Commun. 393, 779 (2010)
  41. T. Bu, H.-C.E. Wang, H. Li. Langmuir 28, 12 319 (2012)
  42. E.M. Puchner, H.E. Gaub. Annu. Rev. Biophys. 41, 497 (2012)
  43. J.E. Reiner, A. Balijepalli, J.W.F. Robertson, J. Campbell, J. Suehle, J.J. Kasianowicz. Chem. Rev. 112, 6431 (2012)
  44. N.L. Klyachko, M. Sokolsky-Papkov, N. Pothayee, M.V. Efremova, D.A. Gulin, N. Pothayee, A.A. Kuznetsov, A.G. Majouga, J.S. Riffle, Y.I. Golovin, A V. Kabanov. Angew. Chem. Int. Ed. 51, 12 016 (2012)
  45. J. Carrey, V. Connord, M. Respaud. Appl. Phys. Lett. 102, 232 404 (2013)
  46. T.J. Mason, D. Peters. Practical sonochemistry: power ultrasound uses and applications. Horwood Publ. (2003). 165 p
  47. Z.-L. Yu, W.-C. Zeng, X.-L. Lu. Ultrasonics Sonochem. 20, 805 (2013)
  48. K. Ninomiya, S. Kawabata, H. Tashita, N. Shimizu. Ultrasonics Sonochem. 21, 310 (2014)
  49. S. Mitragotri. Adv. Drug. Deliv. Rev. 65, 100 (2013)
  50. F. Gazeau, M. Levy, C. Wilhelm. Nanomedicine 3, 831 (2008)
  51. А.В. Нагорный, В.И. Петренко, Л.А. Булавин, М.В. Авдеев, L. Almasy, L. Rosta, В.Л. Аксенов. ФТТ 56, 94 (2014)
  52. А.М. Шутый. ЖТФ 84, 3, 14 (2014)
  53. В.И. Альшиц, Е.В. Даринская, М.В. Колдаева, Е.А. Петржик. Кристаллография 48, 826 (2003)
  54. Ю.И. Головин. ФТТ 46, 769 (2004)
  55. Ю.И. Головин, Р.Б. Моргунов, В.Е. Иванов, С.Е. Жуликов. Письма в ЖЭТФ 68, 400 (1998)
  56. P.M. Peiris, E. Schmidt, M. Calabres, E. Karatanasis. PLoS ONE 6, e 15927 (2011)
  57. S. Das, P. Ranjan, P.S. Maiti, G. Singh, G. Leitus, R. Klajn. Adv. Mater. 25, 422 (2013)
  58. J.-H. Park, G. von Maltzahn, L. Zhang, A.M. Derfus, D. Simberg, T.J. Harris, E. Ruoslahti, S.N. Bhatia, M.J. Sailor. Small 5, 694 (2009).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme