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Les scientifiques développent la méthode neuve pour produire les nanomaterials irradiés pour des applications médicales

Sous la direction de Petr Cígler de l'institut de la chimie organique et des biochimies (IOCB Prague) et de Martin Hrubý de l'institut de la chimie macromoléculaire (IMC), qui font partie de l'Académie des sciences tchèque, une équipe de recherche a développé une méthode révolutionnaire pour la production facile et peu coûteuse des nanodiamonds irradiés et autres des nanomaterials adaptés pour l'usage dans la diagnose extrêmement sensible des maladies, y compris les types de cancer variés. Leur article était récent publié dans les transmissions de nature de tourillon scientifique.

Le diagnostic des maladies et la compréhension des procédés qui ont lieu dans des cellules au niveau moléculaire exigent les instruments diagnostiques sensibles et sélecteurs. Aujourd'hui, les scientifiques peuvent surveiller les champs magnétiques et électriques en cellules à une définition de plusieurs douzaine nanomètres et avec grâce remarquable de sensibilité aux défectuosités en cristal dans les particules de certains matériaux minéraux. Un matériau presque idéal dans ces buts est diamant. Avec les diamants utilisés en bijou, ceux destinés pour des applications dans la diagnose et le nanomedicine - nanodiamonds - est environ million de temps plus petit et est produit synthétiquement à partir du graphite à la haute pression et aux températures.

Un nanodiamond pur, bien que, n'indique pas beaucoup au sujet de son environnement. D'abord, son réseau cristallin doit être endommagé dans des conditions réglées pour produire les défectuosités spéciales, soi-disant azote-vacance centre, qui activent la représentation optique. Les dégâts le plus couramment sont produits en irradiant des nanodiamonds avec les ions rapides dans des accélérateurs de particules. Ces ions accélérés sont capables de frapper des atomes de carbone hors du réseau cristallin d'un nanodiamond, laissant des trous connus sous le nom de vacances d'emploi, qui aux températures élevées appareillent alors avec des atomes d'azote actuels dans le cristal comme contaminants. Les centres récemment formés d'azote-vacance sont une source de fluorescence, qui peut alors être observée. C'est avec précision cette fluorescence qui donne à des nanodiamonds l'immense potentiel pour des applications dans le médicament et la technologie.

Une restriction principale à l'utilisation de ces matériaux sur une échelle plus grande, cependant, est le coût grand et le rendement faible des ions de irradiation dans un accélérateur, qui évite le rétablissement de ce matériau particulièrement précieux en plus grande quantité.

L'équipe des scientifiques de plusieurs centres de recherche dirigés par Petr Cígler et Martin Hrubý a récent publié un article dans les transmissions de nature de tourillon décrivant une méthode entièrement neuve d'irradier des nanocrystals. Au lieu de l'irradiation coûteuse et longue dans un accélérateur, les scientifiques ont exploité l'irradiation dans un réacteur nucléaire, qui est beaucoup plus rapide et loin moins cher.

Mais il n'était pas bien celui simple. Les scientifiques ont dû employer un tour - dans le réacteur, atomes de bore de fractionnements d'irradiation de neutrons dans les ions très légers et rapides de l'hélium et du lithium. Les nanocrystals doivent d'abord être dispersés en oxyde fondu de bore et être ensuite soumis à l'irradiation de neutrons dans un réacteur nucléaire. La capture de neutrons par des noyaux de bore produit une douche dense des ions d'hélium et de lithium, qui ont le même effet dans les nanocrystals que les ions produits dans un accélérateur : la création réglée des défectuosités en cristal. La haute densité de cette douche de particules et l'utilisation d'un réacteur d'irradier une quantité beaucoup plus grande de moyen de matériau qu'elle est plus facile et bien plus abordable pour produire des douzaines de grammes de nanomaterial rare immédiatement, qui est approximativement mille fois davantage que des scientifiques jusqu'ici ont pu obtenir par l'irradiation comparable dans les accélérateurs.

La méthode a couronné de succès prouvé non seulement dans la création des défectuosités dans le réseau des nanodiamonds mais d'un autre carbure de silicium de nanomaterial aussi bien -. Pour cette raison, les scientifiques présument que la méthode pourrait trouver l'application universelle dans la production à grande échelle des nanoparticles avec des défectuosités définies.

La méthode neuve utilise le principe appliqué dans le traitement de capture de neutrons de bore (BNCT), dans lequel des patients sont administrés un composé de bore. Une fois le composé s'est rassemblé en tumeur, le patient reçoit la radiothérapie avec les neutrons, qui coupent les noyaux de bore en ions d'hélium et de lithium. Ceux-ci détruisent alors les cellules tumorales que le bore a rassemblées dedans. Ce principe pris du traitement contre le cancer expérimental a ouvert ainsi la trappe à la production efficace des nanomaterials avec le potentiel exceptionnel pour des applications dans, entre d'autres endroits, diagnose de cancer.