Ученые из Красноярского научного центра СО РАН разработали биолюминесцентные тесты, c помощью которых можно изучать свойства наноструктурных материалов. На основе свечения морских бактерий и их ферментативных реакций ученые оценили токсичность и антиоксидантную активность фуллеренолов — одних из потенциальных «курьеров» для лекарств.

Исследование было опубликовано на страницах International Journal of Molecular Sciences.

Для адресной доставки лекарств препараты можно помещать внутрь наночастиц. Для создания маркеров к наночастицам можно пришивать высокочувствительные молекулы. Углерод — удобный и перспективный химический элемент для создания наноструктур. Уже сегодня открыты такие формы углерода, как фуллерены, нанотрубки, нановолокна, наноалмазы, графен. Однако токсичность наночастиц не дает проектам выйти за стены лабораторий.

Выпуклые замкнутые многогранники из трехкоординированного углерода, напоминающие футбольные мячи, называют фуллеренами. Фуллеренолы — водорастворимые производные фуллеренов — могут послужить для создания антибактериальных, противогрибковых, противовирусных, противораковых средств и компонентов композиционных биоматериалов.

Красноярские биофизики создали биолюминесцентные тесты для оценки токсичности и антиоксидантной активности углеродных наночастиц на основе клеток светящихся морских бактерий и выделенных из них ферментов. Если после помещения наноматериала в растворы токсикантов окислительной природы происходит активизация биолюминесценции, это говорит о проявления антиоксидантных свойств и детоксикации среды. Если свечение в эксперименте понижается, то образец токсичен.

С помощью разработки ученые определили, что токсичность и антиоксидантная активность фуллеренолов зависит от количества кислородсодержащих заместителей. Если в их структуре имеется много таких заместителей, то они проявляют большую токсичность и слабую антиоксидантную активность. Уменьшение количества заместителей снижает токсичность и увеличивает антиоксидантную активность фуллеренола. Биолюминесцентные тесты — простые и быстрые — дают возможность одновременно исследовать большое число проб-образцов. Ученые отмечают, что метод поможет предсказывать свойства водорастворимых углеродных наноматериалов еще на этапе синтеза.