Рассмотрению новых биоиндустриальных нанотехнологий было посвящено заседание секции "Нанобиотехнология" Пятого московского международного конгресса "Биотехнология: состояние и перспективы развития", проходившего 16–20 марта 2009 года в российской столице.
Выступление директора Института биомедицинской химии (ИБХ) РАМН, акад. РАМН А.Арчакова было посвящено аналитическим аспектам нанотехнологий. Применение метода биоспецифического "фишинга" (БСФ) позволяет повысить концентрационную чувствительность при выявлении белков в растворе посредством повышения их концентрации на поверхности биочипа с иммобилизированными белками-партнерами. На базе БСФ и АСМ созданы АСМ-биочипы для регистрации антигенов гепатита В и С, биомаркеров рака простаты РСА и рака яичников СА125.
В докладе А.Арчакова, Ю.Иванова и Т.Плешаковой (ИБХ РАМН) были представлены оптико-акустические нанотехнологии для биомедицинских целей. Разработан нанобиосенсор на базе CD с иммобилизованными белками-зондами для выявления цитохрома Р450scc с ковалентной иммобилизацией белка-партнера – адренодоксина (AD) и последующей процедурой БСФ Р450scc из раствора.
Совместная исследовательская работа Российского Кардиологического научно-производственного комплекса Росмедтехнологий и Института механики с биофаком МГУ им. М.В.Ломоносова, Институтом иммунологии и физиологии УрО РАН, Институтом белка РАН и Институтом биохимии им. А.Н.Баха РАН была посвящена исследованию молекулярных моторов (ММ) для использования в качестве двигателей нанороботов медицинского назначения.
Конструированию нанобиопрепарата, содержащего фактор некроза опухоли альфа (ФНОА) для повышения терапевтической активности и снижения системной токсичности белка, было посвящено выступление В.Масычева (Институт медицинской биотехнологии ФГУН "ГНЦ вирусологии и биотехнологии "Вектор"). Разработанная биодеградируемая двухслойная молекулярная конструкция (ДМК) с нуклеотидным материалом в центральной части имеет сферическую форму и размеры 25–50 нм, что позволяет экспонировать на ее поверхности пептидные формы – фармакологические средства и антигены.
Проблема создания терапевтических противоопухолевых нановакцин на основе GM3 освещена в докладе сотрудников ГНЦ "Институт иммунологии" и Института органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН. Наблюдавшаяся выраженная иммунная реакция с образованием антител различных изотипов способствует индукции иммунологической памяти.
Доклад С.Тиллиба (Институт биологии гена РАН) касался вопросов создания наноантител для новых противоопухолевых препаратов. Преимуществами таких препаратов по сравнению с традиционными лекарствами являются упрощение генно-инженерных манипуляций, более высокая степень растворимости, уменьшенный размер, устойчивость к колебаниям pH и температуры, конкурентная цена при получении в больших объемах.
Перспективы получения адъювантов на основе наночастиц для разработки вакцинных препаратов получили освещение в выступлении И.Красильникова (ФГУП "НПО "Микроген"). Адъюванты на основе наночастиц природного происхождения обладают высокой адресностью, избирательностью действия на клетки-мишени со стимуляцией Th1 и Th2 иммунных ответов.
В целом материалы конгресса убедительно свидетельствуют:
- Комбинация методов АСМ и БСФ позволяет создать новый протеомный метод с чувствительностью 10-20–10-21 М, что дает возможность сопоставить протеомные и геномные методы, причем благодаря полимеразной цепной реакции устраняется влияние концентрационного барьера.
- Создание прототипа наноробота на основе ММ и наночастиц для направленного перемещения активного элемента в заданную область с локальным высвобождением тепловой энергии и химических агентов для достижения биоэффекта позволит эффективно бороться с инфекционными, сердечно-сосудистыми, нейродегенеративными и онкологическими заболеваниями.
- На основе ФНОА возможно создание нового класса противоопухолевых препаратов с улучшенными терапевтическими свойствами, а также нанотранспортных средств для доставки к пораженным участкам других белковых препаратов.
Л.Раткин, rathkeen@bk.ru
Нанотехнологии XXI века
На десятом юбилейном международном форуме "Высокие технологии XXI века", состоявшемся в Москве 21–24 апреля 2009 года, одна из конференций была посвящена новым наноматериалам, нанотехнологиям и оборудованию для наноиндустрии.
В докладе акад. РАН В.Бузника (Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН, Консорциум "Фторполимерные материалы и нанотехнологии") были обозначены нанотехнологические подходы к развитию в России фторполимерного производства и материаловедения. Основные направления разработки нанотехнологий – нано- и микропорошки фторполимеров, нанофторполимерные покрытия, теломерные растворы тетрафторэтилена и композитные материалы на основе политетрафторэтилена.
Применение наноизмерений в неразрушающем контроле рассматривалось в работе акад. РАН В.Клюева (ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр"). В числе разработок – методология идентификации нанообъектов в коллоидных средах посредством резонансной кондуктометрии; ИК-микроскопы, нанотвердомеры; измерители шероховатости поверхности нанодиапазона.
Научный коллектив под руководством ректора МИРЭА, чл.-кор. РАН А.Сигова представил разработанный в Наноцентре института комплексный подход к решению задач по анализу отказов изделий микроэлектроники с субмикронными размерами. Созданная система методик в совокупности с технологическим оборудованием формируют научно-производственный кластер, пригодный для решения широкого класса задач.
Шесть вычислительных ядер для исследования и визуализации, генерации нанотехнологических маршрутных карт, изготовления функциональных наносистем, управляющих информационных наносхем и устройств на их основе, разработанные в ОАО "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" им. акад. А.А.Расплетина" и ЗАО "КБ "Алмаз-37", предназначены для массового производства сложных интегральных изделий с 2D/3D топологией. Сопряжение нанокомпилятора с нанофабрикой объединяет нанотехнологическую линию в нанокомплекс, востребованный на мировом high-tech рынке.
Технология формирования объемно-распределенных поглощающих образований, анонсированная ЦНИРТИ им. акад. А.И.Берга, позволяет при сопоставимых толщинах значительно повысить поглощение ЭМИ по сравнению со стандартными покрытиями (например, ХВ-2 и ХВ-10).
О применении волоконных и газовых лазеров для создания нанорельефа на металлических поверхностях трения сообщалось в докладе к.т.н. В.Бирюкова (Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН).
Новый метрологический комплекс для определения содержания водорода и его распределения по энергиям связи и контролю свойств был представлен научным коллективом ООО "НПК "Электронные и Пучковые Технологии". Комплекс позволяет определять мгновенные значения потока водорода, идентифицировать энергии связи водорода в твердом теле по экстракционной кривой, получаемой по методу вакуум-нагрева в процессе анализа содержания водорода.
Наноструктурированная керамика и покрытия на основе карбида кремния для энергетики и промышленности созданы в Институте физики твердого тела РАН. Преимущество технологии создания карбидокремниевой керамики, основанной на взаимодействии расплава кремния с углеродом в состоянии скомпонованной заготовки определенного состава – возможность получения продукции со значительно улучшенными свойствами по сравнению с обычной SiC-керамикой. Медицинские сапфировые скальпели с возможностью диагностики резецируемой ткани позволяют в процессе операции отличать раковую ткань от доброкачественной.
В Волжском политехническом институте – филиале Волгоградского государственного технического университета – производится противостарительная паста ПД-1 с нано-микрогетерогенной структурой. Применение эвтектических расплавов с температурой плавления (ТП) ниже, чем у индивидуальных противостарителей при относительно низких значениях эффективности вязкости расплава, близких к вязкости типичных пластификаторов, способствует приготовлению пластизоля и дальнейшей желатинизации продукта с более высокими техническими характеристиками.
Л.Раткин, rathkeen@bk.ru
