|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей средеНИР
The use of radionuclides and ionizing radiation sources in nanochemistry, nuclear medicine, and for research of processes occurring in the environment
- Руководитель НИР: Калмыков С.Н.
- Участники НИР: Ширяев А.А., Аджиев С.З., Алиев Р.А., Афанасов М.И., Афиногенов А.М., Бадун Г.А., Бекман И.Н., Бердоносов С.С., Борисова Е.М., Бунцева И.М., Бяков В.М., ВЛАСОВА И.Э., Васильев А.Н., Волкова С.В., Гопин А.В., Дубовая О.В., Егорова Б.В., КУЛИКОВ Л.А., Кирюхин О.В., Козловская Э.Д., Колотыркина М.А., Коробков В.И., Короленко М.В., Кузьменкова Н.В., Лыс Я.И., Мазина С.Е., Мандругин А.А., Масленников А.Г., Матвеев П.И., Мелихов И.В., Митрофанов А.А., Мясников И.Ю., Николаев А.Л., Орлов А.П., Орлова М.А., Остапенко В.С., Панкратов Д.А., Перфильев Ю.Д., Петров В.Г., Петрова Т.Б., Похолок К.В., Пресняков И.А., Разживина И.А., Романчук А.Ю., Рудин В.Н., Сапожников Ю.А., Сапожникова Л.Д., Северин А.В., Семененко М.Н., Семенкова А.С., Соболев А.В., Степанов С.В., Тетерин Ю.А., Трофимова Т.П., Фабричный П.Б., Федосеев В.М., Филимонов Д.С., Чекин В.В., Чернышева М.Г., карпов н.а.
- Подразделение: Кафедра радиохимии
- Срок исполнения: 1 января 2011 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 01201168325
- Номер ЦИТИС: 01201168325
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Экология и рациональное природопользование
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.23 Радиохимия
-
Ключевые слова:
объем и поверхность кристаллитов, зарядкомпенсирующие дефекты, апф, продукты коррозии, оксиды переходных металлов, направленная терапия, радиохимия, маркеры нейромедиаторного обмена, пэм-вр, дигидротиазин-тиазолиновые производные, меченные соединения, 119sn, радиоэкология, фуллерены, продукты деления, радиофармацевтика, еxafs, глины, гидроксиапатит, радиофармпрепараты, нанокомпозитные и искусственные биологические материалы, актиниды, радиоактивные отходы, биосовместимые материалы, нанотехнология, гетеровалентные замещения, острые лейкозы, твердофазные неоднородности, зондовая мессбауэровская спектроскопия, функциональные характеристики материалов, конференция, тритиевый зонд, гидрогели, плутоний, радиохимическая технология, электронно-парамагнитный резонанс, мультиферроики, сенсорные элементы и устройства, соносенсибилизатор, ядерная медицина
-
Описание:
Одним из наиболее интенсивно развивающихся междисциплинарных направлений в естественных науках является ядерная медицина, которая включает самые передовые достижения современной физики, химии, биологии и медицины. Наиболее перспективным является направление, связанное с адресной доставкой короткоживущих альфа-, бета- и Оже- излучающих радионуклидов к раковым клеткам, что позволит проводить эффективное безоперационное лечение многих видов рака. Данный проект посвящен фундаментальным проблемам получения радиофармпрепаратов с короткоживущими альфа-, бета- и Оже-излучателями для направленной терапии онкологический заболеваний. Конкретная фундаментальная задача проекта будет включать разработку эффективных методов получения ряда короткоживущих медицинских радионуклидов, включая их выделение и очистку, а также установление закономерностей их комплексообразования с хелатирующими агентами (производные азакраун эфиров) для введения в состав биологических молекул, обеспечивающих направленную доставку этих радионуклидов к раковым клеткам. Радионуклиды, которые предполагается исследовать в рамках данного проекта, являются короткоживущими альфа- (213Bi, 225Ac), бета- (90Y, 177Lu) или Оже- (67Ga) излучателями, что определяет высокую линейную передачу энергии и делает их перспективными медицинскими радионуклидами. В результате будут получены новые, фундаментальные данные о комплексообразовании медицинских радионуклидов с хелаторами, имеющими фрагменты, обеспечивающие конъюгацию с биологическими молекулами, что позволит в будущем создать серию новых эффективных радиофармпрепаратов. Кроме того, впервые в рамках данного проекта будет апробирована возможность использования зондового варианта мессбауэровской спектроскопии на ядрах примесных атомов 119Sn и 57Fe для изучения обменных взаимодействий в мультиферроиках, которые не содержат в своем составе в качестве основных компонентов мессбауэровских нуклидов. Наряду с резонансной электронно-ядерной диагностикой будут привлечены “традиционные” макроскопические методы (РФА и РСА, термодинамические и магнитные измерения), позволяющие не только всесторонне охарактеризовать исследуемые образцы, но также установить взаимосвязь между изменениями локального состояния резонансных атомов (57Fe и 119Sn) и макроскопическими свойствами рассматриваемых фаз. Особое внимание будет уделено изучению характера изменения сверхтонких параметров резонансных атомов в областях структурных, электрических и магнитных фазовых переходов.
-
Основные результаты:
Проведена разработка эффективных методов выделения больших количеств медицинских радионуклидов методами экстракционной хроматографии и жидкостной экстракции. Были получены химически, радиохимически и изотопно чистыие 67Cu, 223Ra и 213Bi. Исследована сорбция 223Ra на гидроксиапатите с частицах с различным распределением по размерам с целью прлучения микроисточников для высокодозовой брахитерапии. Показано, что введение радия на стадии синтеза гидроксиапатита приводит к образованию прочнофиксированных форм радионуклида, которые не десорбируюся в биологических жидкостях. Изучено сорбционное поведение долгоживущих радионуклидов – 90Sr, 137Cs, 60Co, 152Eu, 238U, 239Pu, 237Np, 241Am на различных образцах оксида графена с целью разработки технологии очистки загрязненных подземных вод и фракционирования радиоактивных отходов. Показано вляиние очистки препаратов оксида графена на их сорбционные свойства. Показана роль окислительно-восстановительного потенциала на сорбцию актинидов. Определены величины коэффициентов распределения, которые определялись физико-химическими формами радионуклидов. С помощью метода термической активации трития радиоактивная метка введена в ряд соединений, являющихся прекурсорами для получения лекарственных препаратов. Проведены глубокая очистка препаратов и контроль их качества хроматографическими методами. Разработанные методики позволяют достичь удельных радиоактивностей препаратов, близких к предельно высоким. Получен меченый тритием мирамистин, разработаны способы его очистки от радиоактивных примесей. Изучена адсорбция меченного тритием мирамистина на наноалмазах детонационного синтеза; определены количественные параметры адсорбции, а также его десорбция в различных средах, в том числе имитирующих сыворотку крови. Проведены мессбауэровские исследования форм железа, находящегося в песках-коллекторах хранилища жидких радиоактивных отходов. Показано, что сорбция радионуклидов определяется присутствием наночастиц гематита, агрегированных в более крупные частицы. Проведен теоретический анализ различных механизмов пространственной анизотропии сверхтонких магнитных полей Hhf, включая дипольный и орбитальный вклады, а также анизотропию сверхобменных магнитных взаимодействий между переходными металлами в рассматриваемых системах. Впервые получено экспериментальное доказательство стабилизации примесных катионов олова непосредственно на поверхности оксида, обладающего тетрагональной структурой. Мессбауэровские спектры 119Sn образцов анатаза, полученных отжигом на воздухе, показали, что содержащиеся в них ионы олова находятся в степени окисления +4, занимая слегка искаженные октаэдрические позиции, образованные анионами кислорода в объеме кристаллитов. При последующем отжиге образцов в водороде происходит восстановление олова до двухвалентного состояния, сопровождающееся локализацией катионов Sn2+ в двух типах позиций с координационным числом К.Ч. < 6. Проведена Весенняя школа молодых ученых по радиохимическому анализу и международные курсы МАГАТЭ по основам обращения с радиоактивными отходами.
- Добавил в систему: Пресняков Игорь Александрович
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде |
| Результаты этапа: Проведена разработка эффективных методов выделения больших количеств медицинских радионуклидов методами экстракционной хроматографии и жидкостной экстракции. Были получены химически, радиохимически и изотопно чистыие 67Cu, 223Ra и 213Bi. Исследована сорбция 223Ra на гидроксиапатите с частицах с различным распределением по размерам с целью прлучения микроисточников для высокодозовой брахитерапии. Показано, что введение радия на стадии синтеза гидроксиапатита приводит к образованию прочнофиксированных форм радионуклида, которые не десорбируюся в биологических жидкостях. Изучено сорбционное поведение долгоживущих радионуклидов – 90Sr, 137Cs, 60Co, 152Eu, 238U, 239Pu, 237Np, 241Am на различных образцах оксида графена с целью разработки технологии очистки загрязненных подземных вод и фракционирования радиоактивных отходов. Показано вляиние очистки препаратов оксида графена на их сорбционные свойства. Показана роль окислительно-восстановительного потенциала на сорбцию актинидов. Определены величины коэффициентов распределения, которые определялись физико-химическими формами радионуклидов. С помощью метода термической активации трития радиоактивная метка введена в ряд соединений, являющихся прекурсорами для получения лекартсвенных препаратов – бензола, пальмитиновой кислоты, мочевины и пр. Провведены глубокая очистка препаратов и контроль их качества хроматографическими методами. Разработанные методики позволяют достичь удельных радиоактивностей препаратов, близких к предельно высоким. Получен меченый тритием мирамистин, разработаны способы его очистки от радиоактивных примесей. Изучена адсорбция меченного тритием мирамистина на наноалмазах детонационного синтеза; определены количственные параметры адсорбции, а также его десорбция в различных средах, в том числе имитирующих сыворотку крови. Проведены мессбауэровские исследования форм железа, находящегося в песках-коллекторах хранилища жидких радиоактивных отходов. Показано, что сорбция радионуклидов определеляется присутствием наночастиц гематита, аггрегированных в более крупные частицы. Проведен теоретический анализ различных механизмов пространственной анизотропии сверхтонких магнитных полей Hhf, включая дипольный и орбитальный вклады, а также анизотропию сверхобменных магнитных взаимодействий между переходными металлами в рассматриваемых системах. Впервые получено экспериментальное доказательство стабилизации примесных катионов олова непосредственно на поверхности оксида, обладающего тетрагональной структурой. Мессбауэровские спектры 119Sn образцов анатаза, полученных отжигом на воздухе, показали, что содержащиеся в них ионы олова находятся в степени окисления +4, занимая слегка искаженные октаэдрические позиции, образованные анионами кислорода в объеме кристаллитов. При последующем отжиге образцов в водороде происходит восстановление олова до двухвалентного состояния, сопровождающееся локализацией катионов Sn2+ в двух типах позиций с координационным числом К.Ч. < 6. Проведена Весенняя школа молодых ученых по радиохимическому анализу и международные курсы МАГАТЭ по основам обращения с радиоактивными отходами. | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Использование радионуклидов и источников ионизирующего излучения в нанохимии, ядерной медицине и для исследования процессов, происходящих в окружающей среде |
| Результаты этапа: Разработаны эффективные методы получения ряда короткоживущих медицинских радионуклидов, включая их выделение и очистку, а также установление закономерностей их комплексообразования с хелатирующими агентами (производные азакраун эфиров) для введения в состав биологических молекул, обеспечивающих направленную доставку этих радионуклидов к раковым клеткам. Синтезированы и охарактеризованы вещества, представляющие интерес, как потенциальные хелаторы цинка и являющиеся радиопротекторами и получены данные по их цитотоксичности по отношению к некоторым лейкемическим линиям клеток и к клеткам диагностированных пациентов. Определена структура соединений с Cu-67 для адресной доставки. Синтезированы и охарактеризованы новые краун эфиры с большим числом карбоксильных групп. Было исследовано распределение радиофармпрепаратов на мелких лабораторных животных. Проведено комплексное исследование образцов бентонитов из различных месторождений методами РФА, рентгено-флуоресцентной спектроскопии, ПЭМ и Мессбауэровской спектроскопии и установлены фундаментальные закономерности сорбции Np(V) на различных бентонитовых глинах, в частности определение роли микропримесей соединений железа и титана в составе глин на сорбцию и физико-химические формы Np. Исследовано содержание гамма, бета и альфа излучающих радионуклидов (137Cs, 134Cs, 152Eu, 60Co, 226Ra, 238U, 232Th, 210Pb, 241Am, 238Pu, 239,240Pu) в пробах воздуха, почв и донных осадков. Было исследовано влияние продуктов коррозии в составе жидких радиоактивных отходов на миграционное поведение актинидов. Построены диаграммы Пурбэ для Pu в присутствии соединений Fe, образующихся при закачке отходов как кислого, так и щелочного состава. Проведено исследование сорбции Аm(III) на фосфатах РЗЭ с моноклинной, тетрагональной и гексагональной структурами. Определено выщелачивание Аm(III) с поверхности фосфатов РЗЭ с различной кристаллической структурой при различной температуре отжига и состава раствора при выщелачивании. Исследовано окислительно-восстановительного и сорбционного поведения в системе Pu(V, VI) – анатаз. Установлены возможности применения углеродных наноматериалов (наноалмазы, оксид графена) для выделения Аm(III) из растворов, моделирующих жидкие радиоактивные отходы. Оптимизирована методика очистки графена при синтезе для получения образца с наиболее высокими сорбционными свойствами. Определено влияние гуминовых веществ, выделенных из разных источников, на способность наноалмазов проникать в растения. Определена цитотоксичность наноалмазов, миримистина и комплекса мирамистина с наноалмазами по отношению к клеткам MCF-7. Разработаны методики иммобилизации щелочной фосфатазы в полиакриламидных гелях. Разработаны методики определения активности иммобилизованной щелочной фосфатазы и ее локализация в матрице. Изучена кинетика ферметативного фотообразования с использованием в качестве субстратов – глицерофосфатов кальция и натрия. Синтезированы новые оксидные фазы АMn7O12 (A = Sr, Cd, Pb), со структурой двойного перовскита и Ag2MO2 (M = Fe, Ga) cо структурой, производной от перовскита. На основании данных РФА и нейтронной дифракции определены кристаллографические параметры этих соединений. Методом мессбауэровской спектроскопии исследована локальная структура феррита Ag2FeO2 и манганитов AMn7O12 (A = Sr, Cd), допированных зондовыми атомами 57Fe. Разработаны технологии нанесения бета-изотопного компонента на полупроводниковую структуру элементов питания нового поколения. Определена структура ассоциатов точесных дефектов, содержащих зондовые ионы 119Sn4+ в замещенных хромитах иттрия состава Y1-xCaxCr1-xTixO3 Разработана методика приготовления образцов металлического железа с различным содержанием железа 57Fe и 56Fe. Выполнены предварительные измерения спектров образцов для промежуточных стадий их изготовления. Были организованы и проведены: -VIII Всероссийская конференция по радиохимии «РАДИОХИМИЯ-2015»; -Молодежная секция в рамках I Научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы разработки, производства и применения радиофармацевтических препаратов» «РАДИОФАРМА-2015»; -Секция «Радиохимия и радиоэкология» в рамках XXII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".