Российские учёные получили магнитные наночастицы с антигрибковыми свойствами «растительным» методом
Учёные из России и Индии провели любопытную работу «на стыке физики, химии и ботаники». Они разработали магнитные наночастицы, которые способны противодействовать болезнетворным микроорганизмам, поражающим выращиваемые в культуре растения. При этом частицы были получены с помощью экстракта аира (Acorus сalamus). Данное исследование было освещено в издании Nano-Structures & Nano-Objects.
Наночастицы в наше время используют в самых разных областях: это и медицина, и промышленность, особенно нефтяная, и сельское хозяйство. Свойства наночастиц зависят от их габаритов, формы, вещества. Важное значение имеет, в частности, отношение площади поверхности наночастицы к объёму; чем этот показатель больше, тем более существенным является её локальное воздействие. Очевидно, что наиболее эффективной формой наночастиц является плоская. Для современных медицины и биологии перспективным направлением является разработка магнитных наночастиц, которыми можно управлять с помощью внешнего магнитного поля. Подобные частицы уже используются – например, для диагностики некоторых заболеваний.
Не менее интересными представляются наночастицы, обладающие противогрибковыми свойствами. Для их получения используют феррит бария в специальной оболочке, способной усваиваться растительными организмами.
При изготовлении таких наночастиц применяются токсичные реагенты, и это является их главным недостатком. Поэтому исследователи пытались найти альтернативные способы их получения. И вот отечественные специалисты вместе с индийскими коллегами смогли решить эту задачу. В качестве реагента они использовали экстракт коры аира. Поверхность полученных частиц имеет все необходимые биоактивные свойства, при этом сохраняются их геометрические и магнитные характеристики.
Аир – многолетнее растение, произрастающее во многих регионах мира, в том числе в европейской части России. Растение это довольно уникальное – например, у него нет каких-либо близких родственников в растительном царстве. Его корни и листья обладают антимикробными, инсектицидными и антиоксидантными свойствами, из-за чего аир издавна используется в народной медицине. Исследователи смешали экстракт из высушенных корней аира с водой и солями бария и железа. Затем эту смесь нагрели, чтобы испарилась вода и получился порошок. Далее шёл процесс спекания при высоких температурах в сушильной лабораторной печи. В результате были получены магнитные наночастицы, структуру которых можно было изучить с помощью методов электронной микроскопии. Для этого поверхность частиц сканировали пучком электронов.
Выяснилось, что частицы имеют шестиугольную форму и размеры от 20 до 50 нанометров. С помощью рентгеноструктурного анализа и энергодисперсионной спектроскопии удалось также выяснить, что наночастицы, изготовленные по «зелёной» технологии, не имеют примесей.
Упомянутые частицы были испытаны на растениях. Оказалось, что они оказывают губительное воздействие на четыре вида грибков, поражающих плодовые и цветочные культуры. Даже небольшая концентрация этих наночастиц затрудняет образование вредоносных микроорганизмов. Исследователи предполагают, что синтезированные частицы могут поражать и другие виды грибков. В наночастицах феррита бария действует реакция Фентона, которая приводит к взаимодействию с пероксидами и образованию очень активных соединений кислорода (например, радикал ОН); а эти соединения, в свою очередь, проникают в клеточные стенки патогена и затрудняют его рост.
