L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Лабораторный практикум по работе с прибором Анализатор размеров частиц NANOPHOX
| Группа | Учебная литература |
|---|---|
| Область науки | Технические науки |
| Название на русском языке | Лабораторный практикум по работе с прибором Анализатор размеров частиц NANOPHOX |
| Авторы на русском языке | Жилкина В.Ю., Марахова А.И., Станишевский Я.М. |
Резюме
В настоящее время актуальной проблемой фармации и других направлений науки является обеспечение подготовки кадров, обладающих практическими навыками работы на приборах при выпуске из ВУЗов.
Учебное пособие предназначено для более успешного освоения студентами принципов и приобретения навыков работы на приборе NANOPHOX. Практические рекомендации содержат общую методику работы на приборе, сведения о функциях, параметрах измерений при работе с прибором, а также анализ полученных данных.
Цель пособия – помочь студентам овладеть методами и принципами работы на приборе NANOPHOX при анализе суспензий и эмульсий, при установлении их характеристик, таких как размер дисперсной фазы, ее фракционный состав, стабильность системы в целом во времени, критическая константа мицеллообразования; уметь настраивать прибор в зависимости от измеряемого объекта, с учетом характеристик дисперсионной среды.
На сегодняшний день наиболее востребованным и перспективным направлением развития науки являются нанотехнологии. Развитие нанотехнологий привело к созданию наноматериалов и изучению процессов на нано-уровне. К наноматериалам относятся такие объекты, чьи характеристики обусловлены содержанием в своей структуре нанообъектов, придающих объекту новые свойства. В связи с этим и возникла необходимость контроля параметров самих наночастиц и получаемых на их основе материалов, исследования процессов их образования, также исследования непосредственного воздействия на живые клетки и организм человека в целом. Наночастицы различных материалов применяются повсеместно – от лакокрасочной до пищевой промышленности, в области биомедицины и фармации. Наиболее применимыми наночастицами являются частицы из углерода (нанотрубки, фуллерены, графен), наночастицы оксида кремния, золота, серебра, а также оксида цинка и диоксида титана. Они применяются в создании материалов с уникальными характеристиками, обусловленными их присутствием, например, наноаккумуляторы, процессоры, молекулярные роторы, нанороботы.
Наночастицы диоксида кремния SiO2 широко применяются в промышленности – в процессе изготовления теплоизоляторов, в производстве оптоэлектроники, как компонент для получения термостойких красок, лаков и клеев, а также как стабилизаторы эмульсий. Также их добавляют в покрытия для защиты от абразивных повреждений и царапин. Для того чтобы покрытие было прозрачным, используются нанопорошки со средним размером частиц менее 40 нм.
Применение в фармации связано с направленной доставкой лекарственных средств (ЛС) к пораженным тканям и органам с помощью наноразмерных мицелл, что помогает решить такие задачи как увеличение тканевого распределения и снижение общетоксического эффекта ЛС на организм в целом. Для создания таких систем требуется подбор компонентов в необходимых количества, также необходим четкий контроль размеров таких частиц и стабильности готовых систем в различных средах организма.
Многие наночастицы обладают высокой проникающей способностью: легко проникают через мембраны клеток, обнаруживаются в клеточном ядре, преодолевают гематоэнцефалический барьер.
При проведении измерений возникают небольшие трудности по выбору параметров измерения. В некоторых случаях преемлемо применение автоматических параметров (Авто-NNLS режима), а с некоторыми объектами, для точного анализа фракционного состава, требуется работа в ручном режиме (Manual calculation).
В связи с этим, основная задача лица, проводящего анализ на данном приборе – уметь, правильно оценить, с каким объектом он проводит анализ, уметь правильно интерпретировать данные предварительного анализа, представляемые прибором, для более правильного подбора параметров измерения и проведения необходимых манипуляций с образцом для получения точных результатов измерения в результате полного анализа.
Благодаря тому, что в приборе NANOPHOX реализован метод спектроскопии кросс-корреляции фотонов (PCCS), появляется возможность точно разделить вклад от одиночного и множественного рассеяния. Это важно, т.к. широко известная теория для обработки данных спектроскопия корреляция фотонов (PCS), реализованная в большинстве приборов, применима только для одиночного рассеяния света, а любое влияние многократного рассеяния может привести к ошибочным результатам и неправильному толкованию. Как следствие, PCCS позволяет повысить точность измерений, расширить область применения для непрозрачных суспензий или эмульсий и дает возможность оценить их подверженность к деградации системы.
Учебное пособие представляет собой практикум, состоящий из 7 лабораторных работ, в которых поэтапно изложены и проиллюстрированы:
• включение прибора в работу,
• принципы работы с прибором,
• работа с программным обеспечением,
• оценка текущего состояния прибора и ключевые настройки,
• подбор и установка параметров измерения, при помощи которых можно менять настройки системы считывания данных,
• режимы оценки измерений,
• анализ стабильности суспензий и эмульсий,
• проверка корреляции, пересчет данный, работа с базой данных и диаграммами,
• содержатся примеры отчетов, получаемых при анализе частиц, и работа с ними.
Пособие содержит примеры отчетов и результатов измерений образцов, выполненных сотрудниками Института биохимической технологии и нанотехнологии РУДН.
Один из таких приборов по анализу размеров и стабильности наночастиц и наносистем «Анализатор размеров частиц NANOPHOX» базируется в лаборатории Института биохимической технологии и нанотехнологии РУДН, г. Москва.
Учебное пособие предназначено для студентов фармацевтических ВУЗов и факультетов, студентов технических ВУЗов, изучающих фармацевтическую технологию и нанотехнологию, специалистов, занимающихся разработкой, созданием и определением подлинности нанообъектов и наноматериалов на их основе.
На учебное пособие была дана положительная рецензия от ведущего специалиста в области фармакогнозии: Аллы Анатольевны Сорокиной – доктора фармацевтических наук, профессора кафедры фармакогнозии Института фармации и трянсляционной медицины ФГАОУ ВО Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова Минздрава России.
По результатам рецензирования учебное издание «Лабораторный практикум по работе с прибором Анализатор размеров частиц NANOPHOX» авторов Жилкиной В.Ю., Мараховой А.И., Станишевского Я.М. рекомендовано учебно-методической комиссией Института биохимической технологии и нанотехнологии РУДН в качестве учебного пособия для использования в образовательном процессе по дисциплине «Основы фармацевтической технологии и нанотехнологии» и учебной практике для магистерских программ, реализуемых в рамках направления 28.04.01 «Нанотехнологии и микросистемная техника» (протокол заседания УМК ИБХТН РУДН № 2 от 14.12.2015).
МЕДАЛЬ «ЗА ВЕРНОСТЬ ТРАДИЦИЯМ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ