Версия для слабовидящих
Ученые-химики впервые отследили превращения одних изотопов в другие на уровне отдельных атомов Печать Email
Новости об инновациях
01.07.2015

Ученые-химики из университета Тафтса, работая совместно с учеными из университетского колледжа в Лондоне, отследили в режиме реального времени процессы превращения атомов одного химического элемента в атомы другого элемента. И результаты данных исследований, некоторые из которых оказались неожиданностью для ученых, могут стать основой совершенного нового метода радиотерапии для борьбы с раком и другими онкологическими заболеваниями.

В своих экспериментах ученые использовали радиоактивный изотоп йод-125, который уже давно применяется в борьбе с раком. Используя туннельный микроскоп, который способен воспроизвести изображение отдельных атомов, они наблюдали процесс распада, затронувший отдельные атомы йода-125, которые превращались в теллур-125, нерадиоактивный изотоп теллура.

Отслеживание преобразования одного элемента в другой началось с единственной капельки чистейшей воды, в которую было введено небольшое количество иода-125. Эта капелька была нанесена на поверхность, покрытую тонким слоем золота. Когда вода полностью испарилась, на золоте остался слой радиоактивного йода, а образец был помещен в рабочую область микроскопа.

Период полураспада йода-125 равен 59 суткам. Это означает, что в результате распада атомов, при котором выделяется некоторое количество энергии, через 59 дней в образце останется приблизительно половина нераспавшихся атомов. Из-за того, что невозможно предсказать, когда именно распадется атом йода, находящийся в числе наблюдаемых, ученым приходилось посменно круглосуточно дежурить возле микроскопа в течение нескольких недель. И это позволило им не пропустить большинство случаев распада наблюдаемых атомов.

В конечном счете ученые получили серию снимков с туннельного микроскопа, на которых было видно множество темных пятен, размером с атом. Затем снимки были подвергнуты сложной математической обработке, позволившей отделить атомы йода от образовавшихся атомов теллура.

Для того, чтобы удостовериться в правдивости полученных результатов, ученые изучили один из исследуемых образцов при помощи фотоэлектронного рентгеновского спектрометра, который дал точные результаты о химическом составе вещества на поверхности золотой подложки.

«Проводя контрольные измерения раз или два в неделю мы каждый раз получали подтверждения о превращении атомов одного элемента в атомы другого».

Кроме отслеживания превращений атомов, ученые отслеживали низкоэнергетические электроны, излучаемые золотой подложкой, источником которых была энергия радиоактивного распада. И здесь ученых ожидала неожиданность, о которой упоминалось выше. Оказалось, что число излучаемых электронов было в шесть раз выше теоретического расчетного значения, которое было получено в результате моделирования распада йода-125, находящегося на золотой поверхности. И именно такие низкоэнергетические электроны интересуют ученых из-за того, что они воздействуют только на близлежащие ткани и не оказывают разрушающего воздействия на ДНК здоровых тканей органов, находящихся вблизи раковой опухоли.

«В данном случае золото сыграло роль усилителя процессов и отражателя электронов. И на основе этого открытия мы разработали новую методику борьбы с раком».

Ученые предложили изготовить золотые наночастицы, внутри которых будет заключено некоторое количество йода-125. Эти наночастицы, покрытые особыми белками самостоятельно прикрепляются к поверхности антител, предназначенных для борьбы со злокачественными опухолями и все это в виде инъекции впрыскивается пациенту. Антитела устремляются к леткам опухолей, а низкоэнергетические электроны, испускаемые золотом, разрушают ДНК этих клеток. Отработав свое, золотые наночастицы удаляются из организма естественным способом, а организм пациента не накапливает йода-125 в щитовидной железе, как это происходит при использовании этого изотопа в свободном виде.

В настоящее время ученые подали патентную заявку на новый метод борьбы с раком. И, если клинические испытания новой технологии пройдут успешно, то врачи получат новый и высокоэффективный метод борьбы с этим заболеванием, которое ежегодно уносит множество человеческих жизней.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/uchenye-khimiki-vpervye-otsledili-prevrashcheniya-odnikh-izotopov-v-drugie-na-urovne-otdel

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта