Что такое оксид графена и как он влияет на человека

28.10.202320.04.2022 admin 0 Comments

Что такое оксид графена и как он влияет на человека

ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В ФОРМАТЕ PDF ВАМ НЕОБХОДИМО АВТОРИЗОВАТЬСЯ, ЛИБО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Реферат

Препараты на основе графена являются одними из перспективных материалов в биомедицине. Целью обзора являлся анализ данных о взаимодействии наночастиц оксида графена с разными типами клеток иммунной системы: нейтрофилами, моноцитами, макрофагами, дендритными клетками, Т- и B-лимфоцитами, NK- и iNKT-клетками. Поиск информации осуществляли в базе данных Scopus за период с 2011 по май 2020 гг. Основной вектор эффектов наночастиц оксида графена связан с активацией клеток и формированием провоспалительного типа иммунных реакций. В то же время, функционализация поверхности оксида графена при помощи биосовместимых полимеров ведет к снижению цитотоксичности, а в ряде случаев и к подавлению активации клеток. Взаимодействие наночастиц оксида графена с клеточными мембранами зависит от многочисленных факторов, таких как прямые и боковые размеры, степень окисления, функционализация, количество слоев, 3D-конфигурация, а также микробиологическая чистота и пирогенность графена. В совокупности, эти характеристики определяют, будут ли наночастицы оксида графена стимулировать или подавлять иммунные реакции. Очевидно, что эти разнонаправленные возможности наночастиц оксида графена могут быть полезны при разработке адъювантов, новых механизмов доставки лекарств и современных биосенсоров.

Ключевые слова: иммунная система, оксид графена, наночастицы, функционализация, нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки, Т-лимфоциты, В-лимфоциты, NK-клетки, iNKT-клетки.

INTERACTION OF GRAPHENE OXIDE NANOPARTICLES WITH CELLS OF THE IMMUNE SYSTEM

Graphene-based preparations are the most promising materials in biomedicine. This review is aimed at analyzing data on the interaction of graphene oxide nanoparticles with different types of cells of the immune system: neutrophils, monocytes, macrophages, dendritic cells, T- and B-lymphocytes, NK and iNKT cells. Scopus publications from 2011 to May 2020 were analyzed. The primary vector of the graphene oxide nanoparticles’ effects is associated with cell activation and the formation of a proinflammatory profile of the immune response. At the same time, the functionalization of the graphene oxide surface with the biocompatible polymers leads to a decrease in its cytotoxicity, and in some cases, to suppression of cell activation. The interaction of graphene oxide nanoparticles with cells depends on numerous factors, such as direct and lateral sizes, oxidation state, functionalization, number of layers, 3D configuration, as well as the microbiological purity and pyrogenicity of graphene. Together, these characteristics determine whether graphene oxide nanoparticles must stimulate or suppress the immune system. These multidirectional possibilities of graphene oxide can be useful in the development of adjuvants, new drug delivery mechanisms, and modern biosensors.

Keywords: immune system, graphene oxide, nanoparticles, functionalization, neutrophils, macrophages, dendritic cells, T lymphocytes, B lymphocytes, NK cells, iNKT cells.

Источник

Что такое графен и как он изменит нашу жизнь?

Впервые о графене заговорили в 2004 году, когда Андрей Гейм и Константин Новоселов — британские ученые российского происхождения — опубликовали статью в журнале Science [1]. В ней говорилось о новом материале, который получили с помощью обычного карандаша и скотча. Ученые просто снимали клейкой лентой слой за слоем, пока не дошли до самого тонкого — в один атом. В 2010-м за это их наградили Нобелевской премией. С тех прошло уже десять лет.

Что такое графен и чем он так уникален?

Углерод — это материал, состоящий из кристаллической решетки, которую образуют шестиугольники атомов. Графен — это один слой решетки толщиной в 1 атом.

Отсюда — его первое уникальное свойство: самый тонкий.

Такую структуру графен приобретает за счет sp2-гибридизации. Дело в том, что на внешней оболочке атома углерода расположены четыре электрона. При sp2-гибридизации три из них вступают в связь с соседними атомами, а четвертый находится в состоянии, которое образовывает энергетические зоны. В результате графен еще и прекрасно проводит электрический ток.

Уникальность графена в том, что он обладает такой же структурой, как и полупроводники, при этом он сам проводит электричество — как проводники. А еще у него высокая подвижность носителей заряда внутри материала. Поэтому графен в фото- и видеотехнике обнаруживает сигналы намного быстрее, чем другие материалы.

Графен обладает хорошей теплопроводностью, гибкостью и упругостью, он на 97% прозрачный. При этом, графен — самый прочный из известных материалов: прочнее стали и алмаза.

Миф о токсичности графена

Однако сейчас в биоэлектронике используют другой способ получения графена — путем химического осаждения из газовой фазы. Частицы получаются достаточно крупными. Потом их закрепляют на подложке, и проникнуть сквозь клеточную мембрану они уже не могут.

Где уже используют графен?

Сейчас графен успешно применяют в электронике. Самый массовый продукт — это пауэрбанк [3]: производители обещают, что сам он заряжается за 20 минут, а топовый смартфон заряжает наполовину за полчаса.

Существуют также графеновые куртки и платья. Последние, в частности, оснащены светодиодами [4], которые реагируют на дыхание и температуру тела, меняя цвет.

Теннисные ракетки с графеном весят до 300 грамм меньше, чем обычные, при той же силе удара.

Наконец, машинное масло с графеном призвано снизить износ двигателя.

Где можно применять графен в будущем?

Есть и еще одно свойство графена: он биосовместим, то есть взаимодействует с живыми клетками. Ученые обещают, что материал поможет диагностировать и лечить рак [5]. Это делают с помощью чипа с графеном, который придает повышенную чувствительность. На поверхность чипа высаживают раковые клетки и тестируют на них различные лекарства.

Такие чипы можно использовать и для тестирования других лекарств, а также — определения биомаркеров: иммуноглобулина, ДНК, нейрональных биорецепторов.

Из графена также планируют делать дешевые солнечные батареи, опресняющие устройства для морской воды, гибкие дисплеи, сверхпрочные бронежилеты, сверхчувствительные микропроцессоры, элементы для беспилотников и космических ракет, телефоны с бесконечной зарядкой и умную одежду.

Для России самым перспективным применением графена могут стать нефте- и газодобыча. На основе графена делают жидкости, которые позволят управлять толщиной и свойствами фильтрационной корки буровых растворов. А еще можно делать полимерные трубы и покрытия для нефте- и газопроводов с применением графена.

Графеновый бум

За 7 лет после вручения премии вышло больше 130 тыс. научных работ, посвященных графену и его свойствам. Доля таких исследований среди всех остальных выросла с 0,2% в 2010 году до 1% в 2016-м.

В научном сообществе тестирование свойств графена стало почти мемом. Доходит до того, что в графен добавляют куриный помет, чтобы проверить, как это отразится на его качествах [6].

Всего в мире зарегистрировано более 50 тыс. патентных заявок с упоминанием графена. Больше половины из них принадлежит Китаю, следом идут Южная Корея, США, Япония и Тайвань.

В Китае исследованиями занимаются государственные вузы. В 2013 году здесь создали Инновационный альянс графеновой промышленности, который пророчит Китаю в этой сфере долю в 80% от общемировой.

В остальных странах в графен активно вкладываются коммерческие компании. В Евросоюзе за это отвечает проект Graphene Flagship с инвестициями в €1 млрд [7]. В США — Национальная графеновая ассоциация, в консультативный совет которой входят представители Apple, IBM и Cisco.

В графене заинтересованы гиганты аэрокосмической отрасли: Boeing, Lockheed Martin, Airbus и Thales. Они рассчитывают, что новые материалы позволят им в разы снизить расход топлива — как композиты, которые экономят до 30% горючего в Boeing 787. Электронные корпорации включились в графеновую гонку в надежде, что это принесет им лидерство на рынке смартфонов и аксессуаров к ним.

Среди них — Samsung [8]: компания уже скупила десятки патентов, которых хватит на целую линейку продуктов с графеном. В частности, она представила новый тип аккумуляторов, которые можно будет заряжать за рекордные 12 минут. Такие появятся в новых смартфонах бренда не позднее 2021-го года. Их главный конкурент — Apple — запатентовала акустические диафрагмы с графеном для использования в устройствах следующих поколений. И это, судя по всему — только начало.

В России тоже занимаются изучением графена и даже патентуют электронные устройства на его основе — на базе в Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ. Двое ученых-выпускников этого вуза — гендиректор ведущего производителя Graphene 3D Lab Inc. Елена Полякова и профессор Свободного университета Берлина Кирилл Болотин — входят в ту самую американскую ассоциацию.

Почему же графен до сих пор не изменил нашу жизнь?

Во-первых, он все еще очень дорогой. При этом пока нельзя однозначно посчитать, сколько его нужно и для каких целей. Для этого материала нет единой шкалы измерения, так как он может иметь разную структуру — в зависимости от способа получения.

Во-вторых, массовое производство графена пока не налажено, потому что нет технологий, которые бы позволили бы это: например, сложные электронные устройства с графеном делают вручную. Для графена нужна какая-то подложка — например, кварцевая — которая и определяет свойства конечного продукта. При этом пока еще не совсем понятно, какие именно это должны быть свойства.

Источник

Знакомьтесь. Новый герой новых технологий

Что там сыплется из пролетающих над нами самолетов?
Или не сыплется?
Что за вещества много лет распыляют над нами и зачем?
Или не распыляют?

Что же, может быть и вправду борются за наше здоровье любящие нас власти.
Вот например, в 2008 и 2010 годах под руководством академика Юрия Израэля были осуществлены эксперименты по рассеиванию в стратосфере на площади 200 км. сульфатных аэрозолей в качестве дешёвого и эффективного способа борьбы с глобальным потеплением.

Да, хорошо, если власти и вправду о нас заботятся!
Но верится с трудом.

«Химиотрассы» или «химтрейлы» (англ. chemtrails) известны по всему миру.
2 октября 2001 года Конгрессом США был принят акт H.R. 2977, в котором впервые упоминается термин «химтрейлы» (chemtrails), в рамках классификации экзотических систем вооружения.

Так что же, все-таки, распыляют?
Конспирологи давно и активно ищут ответ на этот вопрос.
Вот их версии: соли бария и алюминия, полимерные волокна, торий, карбид кремния, различные вещества органического происхождения и иное.
Они до сих пор спорят, все спорят и спорят.

Отчего нет лада в рядах иследователей химтрейлов?

ВЕРСИЯ О «НЕБЕСНОЙ МАННЕ»

Если бы распылялись и падали на землю обычные вещества, то что мешало бы любому человеку взять два образца земли (пробы грунта):
Образец 1. В любом поселении, над которым систематически формируются химтрейлы;
Образец 2. В месте, расположенном на расстоянии 20-30 километров от этого поселения.
И путем недорогого, спектрального анализа мгновенно, надежно и неоспоримо установить истину?
То есть сравнить образцы и обнаружить разницу, которая и укажет на некие вещества.
Ведь среди конспирологов множество ученых, они имеют доступ к лабораторному оборудованию.
Увы, точного, достоверного и общепризнанного ответа о составе химтрейлов и цели распыления до сих пор не получено.

Смотрим сайт «GRAFENE FLAGSHIP».
Он рассказывает о проекте Евросоюза с бюджетом в 1 млрд. евро.
Речь идет о производстве и использовании графена.

Количество этого углеродного материала возрастает повсеместно.
Особенно в водоемах.
Возрастает хотя и медленно, но неумолимо.
Его обнаруживают на масках и других предматах быта в виде черных «червяков» (см. ролики).
Его часто можно встретить на коже человека, пришедшего с улицы.
Особенно, если до этого в небе висели химтрейлы.
Технологии сравнительно недорогого массового производства графена стремительно развиваются.

Увы, графен, и в особенности его оксид, токсичен.
Целый ряд работ показал, что кератиноциты (90 процентов клеток эпидермиса кожи человека), клетки крови человека и свободно живущие микроорганизмы уязвимы к оксиду графена.

Частицы оксида графена слишком маленькие для большинства методов фильтрации сточных вод.
Ученые из Казанского федерального университета, встревоженые ситуацией, уже предложили способ снизить опасность оксида графена, который можно получить вместе с водой из водоемов повсеместно.
Соответствующая статья опубликована в Environmental Science & Technology Letters.

Авторы новой работы взяли каолин (главный компонент белой глины, довольно недорогой материал) и оксид графена и добавили их равными долями в воду, куда предварительно поместили одноклеточных инфузорий-туфелек.
Вторую группу инфузорий поместили в воду, куда добавили только оксид графена. Оказалось, что при равных дозах этого материала выживаемость инфузорий в разных растворах резко различалась.
При достижении концентрации в один миллиграмм оксида графена на миллилитр воды около половины инфузорий гибло.
Если такое же количество оксида графена приходилось на тот же объем воды, куда добавили каолин (по массе равный оксиду графена), то выживало примерно 95 процентов одноклеточных.

ПОЧЕМУ ИМЕННО ОКСИД ГРАФЕНА?

Вот версия.
Исследователи из компании Graphene Flagship, партнеры SISSA в Италии, ICN2 в Испании и Манчестерского университета в Великобритании, в сотрудничестве с Медицинской школой Рибейран-Прету Университета Сан-Паулу, в модельном исследовании обнаружили, что оксид графена подавляет поведение, связанное с тревогой.
Они обнаружили, что введение оксида графена в определенную область мозга заставляет замолчать нейроны, ответственные за тревожное поведение.

Ученые использовали обычную модель поведения животных, которую описывают следующим образом.
В известном классическом мультфильме «Том и Джерри», Джерри живет в дыре в стене небольшой комнаты, где чувствует себя защищенным и в безопасности.
Обычно мышь исследует комнату свободно и без забот.
Но когда мышь нюхает кошку, она убегает обратно в нору, поскольку знает, что только там безопасно.
Это очень сильное защитное поведение и основа для реакции «бей или беги», которая свойственна большинству животных.

Мышь надолго запоминает такое свое поведение и при малейшем шорохе убегает обратно в нору даже по прошествии недель встречи с кошкой, даже после того, как малейших запах кошки исчез.
Однако, применив точечное введение оксида графена исследователи получили удивительные результаты. «Через два дня после инъекции оксида графена в определенную область мозга мыши она вела себя как другие мыши, которые никогда не ощущали запах кошки в своей домашней среде.
Другими словами, оксид графена подавлял тревожное поведение мышей», – объясняет Лаура Баллерини, ведущий автор статьи и профессор физиологии из компании Graphene Flagship
«Оксид графена взаимодействует с частью мозга, ответственной за формирование воспоминаний, связанных со страхом, которые вызывают беспокойство. Он не действует как лекарство, подавляя функцию каких-то выборочных рецепторов рецепторов, как действуют все другие лекарства.
Вместо этого графен временно останавливает весь механизм формирования воспоминаний на достаточно долгое время, чтобы разрушить связанную со страхом патологию мозга, не повреждая клеток», – продолжает Баллерини.

Таким образом, экспериментально показано, что графен имеет тропизм к нервной ткани и хорошо там накапливается.
А после того как его концентрация в нейросети становится достаточной – он начинает блокировать механизм формирования памяти, переписывая её настолько, что мышь потом никак не реагирует на кота.

БЛАГИЕ НАМЕРЕНИЯ ВЛАСТЕЙ

Ну, нет другого способа теперь выжить, как с Божьей помощью осваивать регулярную детоксикацию организма с помощью прекрасных, безопасных, эффективных лечебных трав, таких, например, как девясил, неочищенный овес, эрва шерстистая (пол-пала).
Я об этом говорю в каждой статье.

Есть и другие дары Божьи.
Вот, например, настойка из измельченного чеснока и старого, доброго, красного вина.
Оа спасала людей даже от чумы, проверьте, это исторический факт!
Сделайте ее и пейте, разбавленную в 2-3 раза, перед каждой едой.

А русская баня? Что может быть лучше?!

Читайте мои статьи о сверхмощном, недорогом и безопасном очищении и лечении органов дыхания (туман соли с фитонцидами).

Источник

Изучение влияния наночастиц оксида графена на люминол-зависимую хемилюминесценцию лейкоцитов человека

Полный текст:

Аннотация

Графен и его производные все чаще используются в биомедицинских исследованиях, поэтому в настоящее время усиленно изучаются механизмы и последствия взаимодействия наночастиц графена с живым объектами. Иммунная система участвует в защите организма человека и регуляции его функций, поэтому вопрос о воздействии графена и его производных на иммунные клетки является принципиальным. Специфическим ответом моноцитов, макрофагов и нейтрофилов на стимул или раздражитель является увеличение продукции активных форм кислорода (АФК). Поскольку литературные данные по влиянию оксида графена (ОГ) и пегилированного оксида графена (ОГ-ПЭГ) на лейкоциты периферической крови немногочисленны и противоречивы, ввиду использования разных концентрации частиц, разных условий и различных объектов исследования, представлялось важным оценить влияние ОГ и ОГ-ПЭГ на продукцию АФК лейкоцитами человека. Целью нашего исследования явилось изучение влияния частиц немодифицированного и модифицированного ПЭГ оксида графена на продукцию АФК лейкоцитами периферической крови в тесте спонтанной и стимулированной люминол-зависимой хемилюминесценции (ЛЗХЛ). Стимуляцию продукции АФК осуществляли опсонизированным зимозаном (ОЗ). Для оценки самостоятельного эффекта наночастиц на тушение люминесценции использовали бесклеточную систему с люминолом и перекисью водорода. В работе использовали наночастицы ОГ (Оssila, Великобритания), с поверхностью, модифицированной ПЭГ (ОГ-ПЭГ). Средний размер пластин ОГ составлял 1-5 мкм, ОГ-ПЭГ после модификации 569±14 нм, количество покрывающего ПЭГ

Ключевые слова

Об авторах

Бочкова Мария Станиславовна – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии