Архив публикаций

Тезисы

XXVII-ая конференция

Тестирование углеродных нанотрубок на биосовместимость in vitro: эксперимент и моделирование

Степанов А.В., Димитриева А.И., Шемухин А.А.¹, Попов А.П., Юманов Д.С., Коваленко А.В.

ЧГСХА, Россия, 428003, г. Чебоксары, ул. К, Маркса, 29, for.antonstep@gmail.com

¹НИИЯФ МГУ им. М. В. Ломоносова, Россия, 119991, г. Москва, Ленинские горы, дом 1, строение 2, shemuhin@gmail.com

1  стр. (принято к публикации)

Углеродные нанотрубки могут быть использованы для создания биосенсоров и биосовместимых композитов. Однако существуют неоднозначные данные об их биосовместимости с клетками животных и бактерий. Для проверки на биосовместимость в данной работе применены два подхода: эксперимент и моделирование. В качестве модельного организма взята культура бактерий непатогенной E.Coli. Экспериментальный подход основан на применении MTT-теста и тестированию гидрофобности поверхности с образцами нанотрубок. Для эксперимента взяты ориентированные многостенные углеродные нанотрубки на подложке из кремния (НИИЯФ МГУ), часть образцов была модифицирована ионным облучением ионами благородных газов для функционализации поверхности. Целью эксперимента и моделирования было сравнение биосовместимости нанотрубок облученных ионами и необлученных. Для проведения МТТ-тестов использовался МТТ-тест (MTT Cell Proliferation Assay, Abcam) и стандартная методика по ГОСТ Р ИСО 10993.4-99.

Для моделирования использовался программный код LAMMPS [1] с применением многочастичного потенциала ReaxFF [2], учитывающего ковалентные, Ван-дер Ваальсовы связи водородные связи, электростатическое взаимодействие. Рассчитывалась энергия адгезии нанотрубок с фибронектином, который представлен как в бактериях, так и в клетках животных.

Полученные результаты позволили судить о степени биосвместимости различных видов многостенных углеролных нанотрубок как с точки зрении моделирования, так и с точки зрения эксперимента.

Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования сверхвысокопроизводительными вычислительными ресурсами МГУ имени М.В. Ломоносова [3].

Литература

1. Plimpton S. Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics // Journal of Computational Physics 117, 1, 1995. pp. 1-19.

2. van Duin A.C.T., et al. ReaxFF:  A Reactive Force Field for Hydrocarbons // The Journal of Physical Chemistry A 105, 41, 2001. pp. 9396-9409.

3. Voevodin Vl. et. al. Supercomputer Lomonosov-2: Large Scale, Deep Monitoring and Fine Analytics for the User Community // Supercomputing Frontiers and Innovations 6, 2, 2019. pp. 4–11.

• открыть в PDF формате (на русском языке) (PDF)