Белковые нано- и микрочастицы
Белковые молекулы являются отличными строительными блоками для синтеза наночастиц, поскольку они нетоксичны, биоразлагаемы и содержат разнообразные функциональные группы, пригодные для кросс-сшивки и функционализации. Белковые наночастицы могут содержать в себе различные соединения, включая лекарства или люминесцентные индикаторы, что делает их многообещающими носителями для адресной доставки лекарств и биовизуализации.
Наша исследовательская группа применяет белковые наночастицы в области диагностики in vitro. Мы работаем с альбуминовыми и желатиновыми наночастицами, синтезированными методом десольватации. Метод подразумевает добавление смешиваемого с водой органического растворителя к раствору белка. При определенной концентрации плохого растворителя растворимость белка снижается, и его молекулы агругируют, образуя сферические нано- или микрочастицы, размер которых зависит от рН, ионной силы, концентрации белка, природы растворителя и т.д. Различные метки (ферменты, квантовые точки, люминесцентные молекулы, нанозимы, магнитные метки) могут быть добавлены в реакционную среду и инкапсулированы в наночастицы, придавая им требуемые свойства. Функциональные группы белковых молекул (сульфгидрильные, амино, карбоксильные и гидроксильные) служат для ковалентного присоединения распознающих молекул, таких как монолональные антитела или стрептавидин. Таким образом, одна наночастица может быть загружена несколькими метками и связываться с целевым аналитом посредством биоспецифических взаимодействий, обеспечиваемых поверхностными моноклональными антителами. Эти свойства вместе с превосходной коллоидной стабильностью делают их хорошими кандидатами для применения в качестве меток в иммуноанализах.
Полученные результаты:
-
Мы синтезировали альбуминовые и желатиновые наночастицы, нагруженные флуоресцентными комплексами европия и нанозимами, и применили эти наночастицы в иммуноанализе онкомаркера простатспецифического антигена и антител против столбняка.
-
Нами разработан упрощенный вариант метода десольватации для получения наночастиц желатина из желатина различного типа (см. видео)
-
Мы исследовали и оптимизировали некоторые технологические аспекты синтеза белковых наночастиц
Текущие направления исследований:
-
Мы разрабатываем метод получения микрочастиц желатина, основанный на методе десольватации и не требующий использования эмульсий типа вода-в-масле.
-
Мы оптимизируем синтез наночастиц альбумина, меченных комплексами европия, для диагностических целей
Публикации:
Khramtsov, P.; Burdina, O.; Lazarev, S.; Novokshonova, A.; Bochkova, M.; Timganova, V.; Kiselkov, D.; Minin, A.; Zamorina, S.; Rayev, M. Modified Desolvation Method Enables Simple One-Step Synthesis of Gelatin Nanoparticles from Different Gelatin Types with Any Bloom Values. Pharmaceutics 2021, 13, 1537. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13101537
Khramtsov, P.; Kropaneva, M.; Bochkova, M.; Timganova, V.; Kiselkov, D.; Zamorina, S.; Rayev, M. Synthesis and Application of Albumin Nanoparticles Loaded with Prussian Blue Nanozymes. Colloids Interfaces 2022, 6, 29. https://doi.org/10.3390/colloids6020029
Khramtsov, P., Kalashnikova, T., Bochkova, M., Kropaneva, M., Timganova, V., Zamorina, S., & Rayev, M. (2021). Measuring the concentration of protein nanoparticles synthesized by desolvation method: Comparison of Bradford assay, BCA assay, hydrolysis/UV spectroscopy and gravimetric analysis. International Journal of Pharmaceutics, 599, 120422. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120422