- Информация о материале
Группа учёных из Новосибирска и Екатеринбурга получила соединения двухвалентной меди на основе 2-ферроценил-1,10-фенантролина, которые обладают цитотоксическим действием и способны вызывать апоптоз у опухолевых клеток гортани человека. Результаты исследования опубликованы в New Journal of Chemistry.
Материалы об этой разработке – в газете Наука в Сибири (04.12.2025) и на сайте РАН (04.12.2025).
«Препараты, использующиеся для лечения рака, имеют побочные эффекты. Кроме того, с течением времени в организме к ним развивается резистентность, то есть опухолевые клетки уже не дают на лекарство тот ответ, который был изначально. Нам бы хотелось создать эффективный специфичный препарат, обладающий меньшей общей токсичностью и позволяющий преодолевать резистентность», — рассказывает младший научный сотрудник Института неорганической химии им. А.Н. Николаева СО РАН кандидат химических наук Екатерина Андреевна Ермакова.
Один из наиболее популярных сегодня препаратов для лечения онкологии — цисплатин, сделанный на основе платины. Большая проблема заключается в том, что он токсичен не только для опухолевых, но и для здоровых клеток — из-за него могут страдать почки, печень, нервная система и другие органы. К сожалению, как бы учёные ни пытались модифицировать цисплатин (так создан препарат карбоплатин), пока не удается избежать побочных эффектов. Существует гипотеза: если заменить платину на другой металл, который уже есть в организме и выполняет в нём функцию микроэлемента (например, медь, цинк или железо), то, возможно, получится существенно снизить негативное воздействие препарата, ведь природой уже предусмотрены естественные системы выводов этих металлов из организма.
В качестве такой платформы новосибирские исследователи выбрали серию комплексов Casiopeinas®, которые являются комплексными соединениями меди(II) на основе производных 2,2'-бипиридина, 1,10-фенантролина и аминокислот. Casiopeinas® уже запатентованы и находятся на завершающей стадии клинических испытаний. Химики дополнили их фрагментом известного металлоорганического соединения ферроцена.
Лабораторный синтез: создание новых комплексов
Исследование проводили сотрудники ИНХ СО РАН совместно с коллегами из Научно-исследовательского института молекулярной биологии и биофизики ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины, Международного томографического центра СО РАН, Уральского федерального и Новосибирского государственного университетов.
«Ферроцен был открыт ещё в прошлом веке, он стабильный, коммерчески доступный (что немаловажно для синтеза потенциального препарата и его масштабирования), легко может проникать в клетку и обеспечивать транспорт нашего вещества. К тому же железо в его составе способно к окислению, в ходе которого могут образовываться активные формы кислорода, — отмечает Екатерина Ермакова. — Введение такой молекулы в структуру комплекса потенциально дает нам несколько механизмов действия для преодоления резистентности. Медный центр, связанный с 1,10 фенантролином, может связываться с ДНК опухолевой клетки, повреждая ее, и лишать тем самым клетку способности делиться, а ферроцен в это время создает окислительный стресс посредством генерации активных форм кислорода, которые дополнительно атакуют опухолевую клетку».
Как соединения двухвалентной меди на основе 2-ферроценил-1,10-фенантролина воздействуют на опухолевые клетки, сотрудники ИНХ СО РАН и НИИМББ ФИЦ ФТМ проверили in vitro на клеточных линиях карциномы гортани, печени и лёгкого. Исследования показали, что активность комплексов меди такая же, а в некоторых случаях даже немного превосходит активность цисплатина. Кроме того, неожиданно выяснилось, что комплексы меди способны вызывать апоптоз опухолевых клеток гортани.
К сожалению, подобно цисплатину, комплексы меди продемонстрировали токсичность и по отношению к неопухолевой клеточной линии, которая использовалась в исследовании. Сейчас ключевая задача — повысить их селективность, то есть направить действие исключительно против опухолевых клеток. «Дальнейшая задача для нашей работы — это понять, как модифицировать структуру имеющегося лиганда, чтобы повысить избирательность соединений. Пока в эксперименте использовалась только одна неопухолевая клеточная линия, широкая клеточная панель позволила бы нам исследовать этот эффект более подробно», — говорит Екатерина Ермакова.
Исследование выполнено в рамках гранта РНФ (№ 24-23-20148) и Правительства Новосибирской области РФ (соглашение № п-93).
Текст и фото: Диана Хомякова. «Наука в Сибири».
Ermakova E.A., Golubeva Y.A., Klyushova L.S., Smirnova K.S., Savinykh P.E., Romashev N.F., Gushchin A.L., Zaitsev K.V., Osik N.A., Fedin M.V., Zyryanova E.Y., Utepova I.A., Lider E.V. Copper(II) complexes based on 2-ferrocenyl-1,10-phenanthroline: structure, redox properties, cytotoxicity and apoptosis // New Journal of Chemistry. 2025. V.49. N41. P.17882-17894. DOI: 10.1039/d5nj03227j
- Информация о материале
На V Конгрессе молодых ученых 28 ноября состоялась сессия «Графен: 20 лет спустя. От Нобелевской премии и фундаментальных исследований к прорывным продуктам».
В сессии приняли участие Егор Быковский — директор Центра научной коммуникации МФТИ, Алексей Большаков — директор центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Иван Иорш и Василий Кравцов — ведущие научные сотрудники ИТМО, Дмитрий Мариничев — представитель компании «Русграфен», Ольга Седельникова — старший научный сотрудник Института неорганической химии им. А. В. Николаева Сибирского отделения РАН, Роман Черников — генеральный директор «Графентек», Александр Чернов — руководитель научной группы РКЦ.
РОСКОНГРЕСС, сайт мероприятия и трансляция
Журнал "За науку", РИА Новости Медиабанк, science.mail.ru/news
Участники обсудили фундаментальные свойства двумерных материалов, современное состояние и перспективы развития этого направления, взаимосвязь бизнеса и науки и перспективы взаимодействия. Особое внимание уделили практическому применению двумерных материалов на наиболее перспективных рынках — медицины и микроэлектроники. Однако спикеры пришли к единому мнению, что ключевой проблемой, неоднократно поднимаемой в дискуссии, был разрыв между лабораторными исследованиями и серийным промышленным производством, а также отсутствие эффективного «интерфейса» между наукой и бизнесом.
Егор Быковский в качестве модератора сессии отметил, что первоначальная эйфория от изобретения графена сменилась более взвешенным подходом, прошла через три критические точки (по классическому циклу Гартнера) от пика завышенных ожиданий через долину разочарования к плато продуктивности. Сейчас эпоха графена заканчивается и начинается эпоха двумерных материалов с заданными свойствами.
Это утверждение нашло подтверждение у спикеров.
«Сейчас уже есть целый зоопарк двумерных материалов: помимо графена — двумерные полупроводники, сверхпроводники, магнитные материалы. Их свойства изучены гораздо меньше, но они очень разнообразны. Плюс двумерных материалов в том, что этими свойствами можно эффективно управлять. При этом графен получил второе дыхание около 2018 года, когда выяснилось, что если два листа графена сложить друг на друга, повернув их под определенным углом, то открывается целый новый мир — твистроника. Сейчас фундаментальный научный интерес к графеновым структурам снова очень высок. Да, двумерных материалов появилось очень много, и они продолжают выходить на рынок»,— отметил в своем выступлении Иван Иорш.
Коллега Ивана Иорша Владимир Скворцов добавил, что очень важно, что двумерные материалы обладают не только интересными свойствами, но и позволяют складывать новые гетероструктуры.
«Двухслойный графен, где слои могут быть повернуты друг на друга, на небольшой угол, достигая сверхпроводимости, не предел возможностей. Сейчас мы изучаем множество полупроводниковых структур, где два слоя, повернутые друг относительно друга, образуют сверхрешетку. Таким образом можно реализовывать квантовые симуляторы»,— отметил Владимир.
В свою очередь, Алексей Большаков отметил, что большой интерес для исследователей представляют не только двумерные структуры, но и кристаллы из новых материалов:
«Не нужно забывать, что слои в совокупности образуют объемный кристалл, который тоже может обладать интересными свойствами. Мы разрабатываем подходы для фотонных интегральных схем, волноводов, резонаторов. Некоторые слоистые материалы обладают рекордным показателем преломления, что определяет компактность элементов. Еще одно направление работы нашего центра — наночастицы из двумерных материалов, которые мы получаем методами абляции. Они обладают интересной „луковичной” структурой и представляют большой интерес для квантовых технологий».
Это перевело участников дискуссии к другой важной теме — технологиям. Насколько возможно создание суверенных технологий в условиях ограничений? На этот вопрос ответила Ольга Седельникова:
«Графен во многих отношениях идеален: высокая подвижность электронов, прочность. Но в этой идеальности кроется проблема для практического использования. Химически инертный графен сложно диспергировать, он слипается. Кроме того, для электроники нужен материал с запрещенной зоной, а у графена ее нет. Еще одна фундаментальная проблема: согласно теореме Ландау—Пайерлса, двумерные мембраны не могут существовать в трехмерном пространстве из-за флуктуаций. Но графен существует. Ответ — в дефектах. Если в идеальную структуру ввести дефекты, ограничение снимается. Дефекты перестают быть проблемой и становятся инструментом управления».
По словам спикера, самый простой способ модифицировать графен — окисление. Окисленный графен дает устойчивые суспензии, что открыло дорогу печатной электронике. Другие возможности — допирование для создания сенсоров или катализаторов, а также фторирование, которое позволяет очень точно настраивать ширину запрещенной зоны.
«Самое интересное, что графен был первой ласточкой, показавшей, что двумерные материалы вообще могут существовать. Будущее, мне кажется, за сборкой „сэндвичей” из разных материалов с разными свойствами»,— добавила Ольга.
Далее слово взял представитель бизнеса Дмитрий Мариничев, компания которого применяет двумерные материалы непосредственно в производстве строительных материалов и в электронике:
«Самое сложное — не получить результат, а достичь его повторяемости. Сегодня мы гарантируем упрочнение бетона в 1,5 раза при добавлении 0,5% графена. Сложность — равномерно распределить эти крохи. Эффективно работает графен при добавлении в краску.
Другое наше направление — CVD-установки для синтеза графена. Мы научились делать повернутые структуры, назвали это „муаровым графеном”. За последние два года сделали первые серийные промышленные датчики тока, аналогов которым в мире нет.
И, наконец, решили острую и старую задачу — теплоотвод. Мы сделали графеновые листы, похожие на бумагу, с теплопроводностью в три раза выше, чем у меди. Это позволяет отводить 1 кВт тепла и рассеивать его естественной конвекцией. Это открывает возможности для размещения серверов ИИ не в дата-центрах, а в обычных помещениях. Также мы видим перспективу в создании солнечных батарей с КПД от 65%, где графен выступает идеальным поглотителем. Главная наша задача сейчас — не научное обоснование, а отработка серийного производства».
Но остается вопрос: кто или что является интерфейсом между наукой и производством? Кто и как определяет, с каким материалом работать дальше?
«Есть препятствия на пути применения графена в микроэлектронике, это развитая кремниевая технология, в которую вложены триллионы долларов. Напрямую интегрировать двумерные материалы сложно. Но это не значит, что не нужно этим заниматься. Возможно, будущее за другой платформой — гибкой электроникой»,— дал ответ Алексей Большаков.
Дмитрий Мариничев выделил необходимость и потребность рынка.
«Когда есть потребность и знания, тогда человек проводит эксперименты. У нас отличные ученые, но затем в процесс приходят дилетанты. Нужна смычка с предпринимателями, которые ведут бизнес на свой страх и риск. Проблема не в нехватке ученых, а в нехватке знаний у конечного пользователя и предпринимателей, имеющих доступ к технологиям. Нужно популяризировать эти технологии в школах и вузах, чтобы молодые инженеры не боялись слова 2D»,— отметил спикер.
Роман Черников предположил, что возможны разные пути:
«Крупные корпорации обладают деньгами для доведения технологии до промышленного применения. Более мобильные стартапы не всегда имеют такой запас, зато гибки и нацелены на результат, в отличие от супергигантов, которые часто застревают на каких-то уже работающих решениях и не слишком стремятся к новому и неизведанному. Также возможен путь через венчурное финансирование от физических лиц, если бы была культура инвестирования в научные компании. Именно эту идею прорабатывают в МФТИ».
Слушатели задали много вопросов. Участников более всего интересовало, чем по своим свойствам и эффективности применения отличаются нанотрубки и графен, какие области применения ждут двумерные материалы в ближайшие годы.
В заключение модератор сессии провел блиц-опрос, спросив спикеров: какие 2D-продукты через 10 лет победят и в какой области применения? Спикеры выделили успешно развивающиеся КМОП-технологию (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), гибкие биосенсоры, реализацию фотонных интегральных схем с развитием технологий травления, осаждения контактов, а также выделили более широкое и активное применение двумерных материалов в сугубо потребительских областях: строительстве, зеленой энергетике, машиностроении и медицине.
- Информация о материале
Научно-популярный проект «Наука легким языком» в пятый раз собрал школьников в Томском академгородке. Очередной увлекательный лекторий для старшеклассников состоялся в рамках XI Международной конференции «Добыча, подготовка,транспорт нефти и газа», приуроченной к 55-летию Института химии нефти СО РАН.
Главный научный сотрудник Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (Новосибирск) доктор химических наук Андрей Манаков выступил первым с рассказом про газовые гидраты – внешне похожие на снег или рыхлый лед кристаллические соединения, образующиеся в нефтяном пласте из воды и газа при определенных условиях.
Материалы об этом лектории – на страницах газеты Академический проспект (№7 (142) от 13.11.2025).
— Первооткрывателем гидтратов можно считать одного из известнейших английских ученых Хэмфри Дэви. В 1811 году он экспериментировал со сжиганием газов, используя изогнутую запаянную трубу, в которую был запаян нужный газ. Один конец трубки нагревался, чтобы создать повышенное давление газа, а второй ее конец, наоборот, охлаждался, чтобы газ там сконденсировался. Однажды вместо ожидаемой жидкости в охлаждаемом конце трубки ученый обнаружил зеленоватые кристаллы. Через некоторое время ему удалось выяснить, что подобное случается, если газ недостаточно осушен, то есть содержит много воды, – рассказал Андрей Юрьевич.
Он рассказал о вкладе российских ученых в изучение гидратов. Именно советским исследователям, в том числе выдающемуся геологу, одному из основателей Сибирского отделения РАН Андрею Александровичу Трофимуку удалось обнаружить их в природе, установив свойство природных газов находиться в твердом состоянии в земной коре. Ученый также объяснил, какие есть технологии добычи гидратных газов в экстремальных условиях – с морского дна или в зоне вечной мерзлоты, а также каким образом можно использовать гидраты для транспортировки газов.
- Информация о материале
Ученые Новосибирского госуниверситета (НГУ) вместе с коллегами из Института неорганической химии (ИНХ) СО РАН разработали препарат на основе наночастиц железа, который позволяет при воздействии магнитного поля лечить опухоли нагреванием, сообщил журналистам руководитель лаборатории ядерной и инновационной медицины вуза Владимир Каныгин.
Материалы об этой разработке – на сайте ТАСС/Наука (22.10.2025), Фармединство (23.10.2025) и др.
В начале года в НГУ сообщили о планах начать эксперимент по разрушению опухолей с помощью нагрева после введения специального препарата. Раньше ученые уже предпринимали попытки лечить опухоли через нагревание тела, один из способов - это погружение тела в ванну с водой, которую нагревали до определенной температуры и ждали результата. Однако это было очень травматично для организма.
"Мы создали можно сказать совместно с Институтом неорганической химии, научная группа Альфии Цыганковой, определенные препараты на основе наночастиц железа. Мы посмотрели токсикологию, он низкотоксичен, перспективно он может быть использован", - сказал исследователь.
Ученый уточнил, что сейчас решается вопрос с закупкой аппарата для апробации методики и определения дозировок и режимов введения разработанного химиками препарата. Первые результаты могут быть достигнуты к концу 2026 года, пояснил он.
«Аппараты позволяют осуществлять нагрев в магнитном поле. Опухоль в клетке нагревается до температуры денатурации белка — это 43−44 градуса, и опухоль, грубо говоря, сгорает. Это гораздо более щадящий для организма метод, он не требует дополнительных систем защиты», — добавил Каныгин, уточнив, что в аппарат пациент помещает определенную часть тела.
© ИНХ СО РАН 1998 – 2025 г.