ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2015, № 11 · БИОМЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Дистанционная активация ультракороткими электрическими импульсами липосомальных капсул, содержащих золотые наностержни

Ю.В. Гуляев1, В.А. Черепенин1, И.В. Таранов1, В.А. Вдовин1, А.А. Ярославов1,2, В.П. Ким1,2, Г.Б. Хомутов1,2

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2 МГУ им. М.В. Ломоносова, Россия
Полный текст EDN VHEMEV

Аннотация

Обнаружен эффект декапсуляции нанокомпозитнных липосомальных капсул, содержащих анизотропные наночастицы (наностержни) золота, вызванный воздействием на них ультракоротких электрических импульсов. Описан механизм разрушения липосомальной оболочки капсул вблизи полюсов проводящих золотых наностержней в результате импульсного электрического воздействия. Получено выражение для критического значения напряженности импульсного электрического поля, определяющего порог возникновения данного эффекта, численное значение которого согласуется с полученными экспериментальными данными. Экспериментально показано, что обнаруженный эффект декапсуляции обусловлен наличием золотых наностержней, связанных с липосомальной оболочкой капсул, и не возникает при их отсутствии.

  • капсула
  • липосомы
  • структура
  • золотые наностержни
  • полиэлектролиты
  • импульсное электрическое поле
Abstract (in English)

The effect of decapsulation of nanocomposite liposomal capsules containing anisotropic gold nanoparticles (nanorods) caused by their treatment using ultrashort external electric field pulses have been discovered. The mechanism of the liposome capsule shell destruction in the pole areas of conductive gold nanorods caused by external pulsed electrical stimulation was described. An expression for the critical value of the applied pulsed electric field which determines the threshold for the onset of the decapsulation effect have been obtained. The theoretical calculated numerical value of threshold pulsed electric field was consistent with the obtained experimental data. It was shown experimentally that the observed decapsulation effect was caused by the presence of gold nanorods bound with the liposomal capsule shell, and that the decapsulation effect did not occur in liposomes in the absence of gold nanorods.

Для цитирования

Гуляев Ю.В., Черепенин В.А., Таранов И.В., Вдовин В.А., Ярославов А.А., Ким В.П., Хомутов Г.Б. Дистанционная активация ультракороткими электрическими импульсами липосомальных капсул, содержащих золотые наностержни // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 11.

Литература

  1. Multifunctional Nanoparticles for Drug Delivery Applications: Imaging, Targeting, and Delivery Series/ Eds by Svenson S, Prudhomme R.K. N.Y.:Springer, 2012.
  2. Parveen S., Misra R., Sahoo S.K. // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2012. V.8. №2. P.147.
  3. Nasongkla N., Bey E., Ren J. et al. // Nano Lett. 2006. V. 6. №11. P.2427.
  4. Wang A.Z., Langer R., Farokhzad O.C. // Annual Rev. Medicine. 2012. V.63. P.185.
  5. Radt B., Smith T.A., Caruso F.//Advanced Materials. 2004. V.16. №23-24. P.2184.
  6. Lu Z., Prouty M.D., Guo Z. et al.// Langmuir. 2005. V.21.№5. P.2042.
  7. Skirtach A.G., Antipov A.A., Shchukin D.G., Sukhorukov G.B. // Langmuir. 2004. V.20. №17. P.6988.
  8. Amstad E., Kohlbrecher J., Muller E., Schweizer T., Textor M., and Reimhult E. // Nano Letters, 2011. V.11, P.1664.
  9. D. A. Gorin, D. G. Shchukin, A. I. Mikhailov, K. Köhler, S. A. Sergeev, S. A. Portnov, I. V. Taranov, V. V. Kislov, and G. B. Sukhorukov // Technical Physics Letters, 2006, Vol. 32, N. 1, p. 70-72.
  10. Гуляев Ю.В., Черепенин В.А., Таранов И.В. и др. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2014. № 12. URL: http://jre.cplire.ru/jre/dec14/25/text.pdf
  11. Yu.V. Gulyaev, V.A. Cherepenin, V.A. Vdovin, I.V. Taranov, G.B. Sukhorukov, D.A. Gorin, and G.B. Khomutov // Journal of Communications Technology and Electronics, 2015, Vol. 60, No. 11, pp. 1286-1290.
  12. Gubin S.P., Gulyaev Yu.V., Khomutov G.B. et al. // Nanotechnology. 2002, V.13. №2. P.185.
  13. Кислов В.В., Колесов В.В., Таранов И.В.//Радиотехника и электроника, 2002, Т.47, № 11. С.1385.
  14. Kislov V., Medvedev B., Gulyaev Yu.et al. // Int. J. Nanoscience. 2007. V. 6. № 5. P. 373.
  15. Gupta A.K., Gupta M. // Biomaterials. 2005. V.26. №18. P.3995.
  16. Koning G.A., Eggermont A.M.M., Lindner L.H., ten Hagen T.L.M. // Pharmaceutical Research. 2010. V. 27. № 8. p. 1750.
  17. Artemyev M., Kisiel D., Abmiotko S. et al.// J. Amer. Chemical Soc. 2004. V. 126. № 34. P. 10594.
  18. Гуляев Ю.В., Черепенин В.А., Таранов И.В. и др. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2014. №11, URL: http://jre.cplire.ru/jre/nov14/9/text.pdf
  19. Schoenbach K.H., Beebe S. J., Buescher E. S. // Bioelectromagnetics. 2001, V. 22. № 6. P. 440.
  20. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003.
  21. Yu.V. Gulyaev, V.A. Cherepenin, V.A. Vdovin, I.V. Taranov, A.A. Yaroslavov, V.P. Kim, and G.B. Khomutov // Journal of Communications Technology and Electronics, 2015, Vol. 60, No. 10, pp. 1097-1108.
  22. V.P. Kim, A.V. Ermakov, E.G. Glukhovskoy, A.A. Rakhnyanskaya, Yu.V. Gulyaev, V.A. Cherepenin, I.V. Taranov, P.A. Kormakova, K.V. Potapenkov, N.N. Usmanov, A.M. Saletsky, Yu.A. Koksharov, and G.B. Khomutov //Nanotechnologies in Russia, 2014, Vol. 9, N. 5-6, p. 280-287.