Наноразмерные металлоорганические каркасные структуры для магнитно-резонансной томографии
Создание более чувствительных методов биомедицинской визуализации эффективных при использовании минимальных количеств контрастных веществ является важной задачей в области ранней и точной диагностики заболеваний.
Наноразмерные металлоорганические каркасные
структуры, состоящие из ионов или кластеров
металлов и органических молекул-лигандов
В 2006 году профессором Вэньбин Лином (Wenbin Lin) из Университета Северной Каролины (University of North Carolina) в Чэпел Хилл был представлен новый класс многообещающих материалов. С тех пор эта отрасль диагностики быстро развивается, так как ученые синтезируют вещества все более отвечающие их требованиям. Вэньбин Лин и Джозеф Делла Рокка (Joseph Della Rocca) сообщают о дальнейшем прогрессе в этой области в журнале European Journal of Inorganic Chemistry.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – неинвазивный метод, основанный на определении переориентации ядерного спина в магнитном поле, который, однако, является не достаточно чувствительным, и для адекватного различения здоровых и больных тканей обычно требуется введения больших доз контрастных веществ.
Наноразмерные металлоорганические каркасные структуры (NMOFs) представляют собой комбинации ионов или кластеров металлов и связывающих их органических молекул-лигандов в наномасштабе, что предоставляет неограниченные возможности в конструировании молекул для выполнения специфических задач. Они биоразлагаемы и их очень высокая степень пористости делает их идеальным средством адресной доставки заключенных в них веществ. Их можно специфически ориентировать и на определенные органы. В дополнении к широкому кругу применений в других областях такие свойства делают NMOFs очень удобными для использования в биологических системах и, в частности, в качестве более эффективных контрастных веществ, применяемых в более низких дозах. Помимо каркасов на карбоксилате гадолиния (Gd), ученые изучили NMOFs, основанные на железе (Fe), марганце (Mn) и цинке (Zn).
Для увеличения стабильности, дисперсности и биосовместимости NMOFs ученые использовали покрытия из аморфного кремнезема, биосовместимых полимеров и гибридных полиоксометалат-пептидных сфер. Кроме того в качестве потенциальных мультимодальных контрастных веществ были изучены несколько систем, допированных лантаноидами.
Профессор Вэньбин Лин (Wenbin Lin)
Ученые успешно продемонстрировали эффективность этих веществ in vivo и in vitro. Например, NMOFs на основе карбоксилата железа, модифицированные биосовместимыми полимерами, были использованы для визуализации печени и селезенки крыс линии Вистар (Wistar). Покрытые кремнеземом ориентированные на специфические пептиды марганцевые NMOFs селективно накапливались в клеточной линии рака толстой кишки in vitro. Наконец, универсальная система из карбоксилата железа, дополнительно модифицированная флуорофором или химиотерапевтическим препаратом, после высвобождения из каркаса демонстрировала сильную флуоресценцию или цитотоксичность по отношению к клеткам рака толстой кишки, сопоставимую с действием цисплатина.
Аннотация к статье: Wenbin Lin. Nanoscale Metal-Organic Frameworks: Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents and Beyond
- Источник(и):
- Войдите на сайт для отправки комментариев