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Gli scienziati mettono a punto il nuovo metodo per produrre i nanomaterials irradiati per le applicazioni mediche

Sotto il comando di Petr Cígler dall'istituto di chimica organica e della biochimica (IOCB Praga) e da Martin Hrubý dall'istituto di chimica macromolecolare (IMC), di cui tutt'e due fa parte dell'accademia delle scienze ceca, un gruppo dei ricercatori ha messo a punto un metodo rivoluzionario per la produzione facile ed economica dei nanodiamonds irradiati ed altri di nanomaterials adatti ad uso nei sistemi diagnostici altamente sensibili delle malattie, compreso i vari tipi di cancri. Il loro articolo recentemente è stato pubblicato nelle comunicazioni della natura del giornale scientifico.

La diagnostica delle malattie e capire i trattamenti che hanno luogo all'interno delle celle al livello molecolare richiedono gli strumenti diagnostici sensibili e selettivi. Oggi, gli scienziati possono riflettere i campi elettrici magnetici ed in celle ad una risoluzione di parecchio dozzina nanometri e con grazie notevoli della sensibilità ai difetti di cristallo nelle particelle di determinati materiali inorganici. Un materiale quasi ideale per questi scopi è diamante. Rispetto ai diamanti utilizzati in gioielli, quei destinati alle applicazioni nei sistemi diagnostici e il nanomedicine - nanodiamonds - sono approssimativamente milione volte più piccoli e sono prodotti sinteticamente dalla grafite ad alta pressione ed alle temperature.

Un nanodiamond puro, sebbene, non riveli molto circa il suo ambiente. In primo luogo, il suo reticolo cristallino deve essere danneggiato nelle condizioni controllate per creare i difetti speciali, cosiddetta azoto-offerta di l$voro concentra, che permettono alla rappresentazione ottica. Il danno è creato il più comunemente irradiando i nanodiamonds con gli ioni veloci in acceleratori di particelle. Questi ioni accelerati sono capaci di colpo degli atomi di carbonio dal reticolo cristallino di un nanodiamond, lasciante i fori conosciuti come i posti vacanti, che alle temperature elevate poi accoppiano con gli atomi dell'azoto presenti nel cristallo come agenti inquinanti. I centri formati di recente di azoto-offerta di l$voro sono una sorgente della fluorescenza, che può poi essere osservata. È precisamente questa fluorescenza che dà a nanodiamonds il potenziale immenso per le applicazioni nella medicina e nella tecnologia.

Una restrizione fondamentale all'uso di questi materiali su un più vasto disgaggio, tuttavia, è il grandi costo e risparmio di temi del povero degli ioni d'irradiazione in un acceleratore, che impedisce la generazione di questo materiale particolarmente apprezzato in più grande quantità.

Il gruppo degli scienziati da parecchi centri di ricerca intestati da Petr Cígler e da Martin Hrubý recentemente ha pubblicato un articolo nelle comunicazioni della natura del giornale che descrivono un assolutamente nuovo metodo di irradiazione dei nanocrystals. Invece di irradiamento costoso e che richiede tempo in un acceleratore, gli scienziati hanno sfruttato l'irradiamento in un reattore nucleare, che è molto più veloce e molto costoso.

Ma non era abbastanza quello semplice. Gli scienziati hanno dovuto impiegare un trucco - nel reattore, atomi del boro di spaccature di irradiamento di neutrone negli ioni molto leggeri e veloci di elio e di litio. I nanocrystals devono in primo luogo essere dispersi in ossido fuso del boro e poi essere sottoposti ad irradiamento di neutrone in un reattore nucleare. Il bloccaggio di neutrone dai nuclei del boro produce una doccia densa degli ioni del litio e dell'elio, che hanno lo stesso effetto all'interno dei nanocrystals degli ioni prodotti in un acceleratore: la creazione controllata dei difetti di cristallo. L'alta densità di questa doccia della particella e l'uso di un reattore irradiare una quantità molto più grande di media del materiale che è più facile e molto più accessibile produrre dozzine di grammi di nanomaterial raro immediatamente, che è circa mille volte più degli scienziati finora hanno potuti verificarsi con irradiamento comparabile in acceleratori.

Il metodo ha provato riuscito non solo nella creazione dei difetti nella grata dei nanodiamonds ma di un altro carburo di silicio del nanomaterial pure -. Per questo motivo, gli scienziati suppongono che il metodo potrebbe trovare l'applicazione universale nella produzione su grande scala delle nanoparticelle con i difetti definiti.

Il nuovo metodo utilizza il principio applicato nella terapia di bloccaggio di neutrone del boro (BNCT), in cui i pazienti sono amministrati un composto del boro. Il composto si è raccolto una volta nel tumore, il paziente riceve la radioterapia con i neutroni, che dividono i nuclei del boro in ioni di elio e di litio. Questi poi distruggono le celle del tumore che il boro ha raccolto dentro. Questo principio catturato da trattamento del cancro sperimentale ha aperto così la porta alla produzione efficiente dei nanomaterials con potenziale eccezionale per le applicazioni in, tra altre aree, sistemi diagnostici del cancro.