Доставка липофильных спиновых зондов углеродными нанотрубками в эритро-циты и плазму крови

Abstract

С использованием метода электронного парамагнитного резонанса проведена оценка связывания (нековалентной сорбции) ряда спиновых зондов, представляющих собой парамагнитные модели липофильных физиологически активных веществ, углеродными нанотрубками различной структуры, а также особенностей перехода (трансдиффузии) зондов с поверхности нанотрубок на белки плазмы и мембраны эритроцитов при контакте (инкубации) с компонентами крови. Показано, что липофильные зонды, не имеющие ионогенных групп, образуют устойчивые комплексы с одно- и многостенными углеродными нанотрубками, тогда как зонд с четвертичной аммониевой группой на трубках практически не сорбируется. При контакте комплексов «зонд-нанотрубка» с плазмой и эритроцитами крови экспериментальных животных в течение нескольких часов наблюдается десорбция зондов (до 15%) за счет их взаимодействия с белками плазмы, а также прогрессирующее проникновение в билипидный слой мембраны эритроцитов. Продемонстрировано, что метод спиновых зондов позволяет оценивать эффективность нанотрубок в качестве средств доставки целевых веществ к клеткам-мишеням и определять локализацию зондов в мембранах и внутриклеточном пространстве.

Using the method of electron spin resonance assessed binding (non-covalent adsorption) of several spin probes, which are paramagnetic model lipophilic physiologically active substances, carbon nanotubes with different structures, and features of the transition (transdiffusion) probes with nanotubes on the surface proteins of plasma and erythrocyte membrane in contact (incubation) with blood components. It is shown that the lipophilic probes having no ionic groups form stable complexes with mono- and multi-walled carbon nanotubes, whereas the probe with a quaternary ammonium group on the tubes practically do not adsorbed. Upon contact complexes "nanotube-probe" with the plasma and red blood cells in experimental animals within a few hours there is desorption probes (up to 15%) due to their interaction with plasma proteins as well as progressive penetration into lipid double layer erythrocyte membrane. It is demonstrated that the method of spin probes allows assessing the effectiveness of nanotubes as delivery means of targeted substances to target cells and to determine the localization of the probe in the membranes and intracellular space.

З використанням методу електронного парамагнітного резонансу проведена оцінка зв'язування (нековалентної сорбції) ряду спінових зондів, які становлять парамагнітні моделі ліпофільних фізіологічно активних речовин, вуглецевими нанотрубками різної структури, а також особливостей переходу (трансдифузіі) зондів з поверхні нанотрубок на білки плазми і мембрани еритроцитів при контакті (інкубації) з компонентами крові. Показано, що ліпофільні зонди, що не мають іоногенних груп, утворюють стійкі комплекси з одно- і багатостінними вуглецевими нанотрубками, тоді як зонд з четвертинною амонієвою групою на трубках практично не сорбується. При контакті комплексів «зонд-нанотрубка» з плазмою і еритроцитами крові експериментальних тварин протягом декількох годин спостерігається десорбція зондів (до 15%) за рахунок їх взаємодії з білками плазми, а також прогресуюче проникнення в ліпідний подвійний шар мембрани еритроцитів. Продемонстровано, що метод спінових зондів дозволяє оцінювати ефективність нанотрубок як засобів доставки цільових речовин до клітин-мішеней і визначати локалізацію зондів в мембранах і внутрішньоклітинному просторі.