Email this article 
Кавитационная активность водных суспензий пористых кремниевых наночастиц с различной степенью гидрофобности поверхности
- Authors: 1, 1, 1, 1, 1,2, 1
-
Affiliations:
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики
- Институт биологического приборостроения РАН
- Issue: Vol 69, No 1 (2023)
- Pages: 92-100
- Section: АКУСТИКА ЖИВЫХ СИСТЕМ. БИОМЕДИЦИНСКАЯ АКУСТИКА
- URL: https://journals.rcsi.science/0320-7919/article/view/134381
- DOI: https://doi.org/10.31857/S032079192260038X
- EDN: https://elibrary.ru/DAPXSE
- ID: 134381
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Исследована зависимость порогов акустической кавитации в водных суспензиях наночастиц пористого кремния (пКНЧ) от степени гидрофобности их поверхности. Наночастицы со средним размером 100 нм изготавливались механическим измельчением пленок пористого кремния (ПК) в этаноле. Согласно данным ИК-спектроскопии, такие пКНЧ исходно характеризуются гидрофильной поверхностью. Для получения амфифильных (гидрофобно-гидрофильных) наночастиц, пленки ПК перед измельчением гидрофобизировались путем модификации поверхности октадецилсиланом. При измельчении в этаноле гидрофобных пленок ПК до наночастиц, происходит разрыв кремний-кремниевых связей с последующим их окислением, за счет чего поверхность частично гидрофилизируется. Показано, что порог акустической кавитации в суспензиях амфифильных пКНЧ существенно снижается по сравнению с гидрофильными КНЧ. Величина порога акустической кавитации в суспензии амфифильных наночастиц с концентрацией 1 мг/мл оставалась практически постоянной в течение 5 дней. Полученные результаты важны для разработки методов сонодинамической терапии раковых заболеваний с использованием пКНЧ.
About the authors
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики
Email: andreev@acs366.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики
Email: andreev@acs366.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики
Email: andreev@acs366.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики
Email: andreev@acs366.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики; Институт биологического приборостроения РАН
Email: andreev@acs366.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2; Россия, 142290, Московская обл., Пущино, ул. Институтская 7
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра акустики
Author for correspondence.
Email: andreev@acs366.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
References
- Anglin E.J., Cheng L., Freeman W.R., Sailor M.J. Porous silicon in drug delivery devices and materials // Advanced drug delivery reviews. 2008. V. 60. №. 11. P. 1266−1277. https://doi.org/10.1016/j.addr.2008.03.017
- Maximchik P.V., Tamarov K., Sheval E.V., Tolstik E., Kirchberger-Tolstik T., Yang Z., Sivakov V., Zhivotovsky B., Osminkina L.A. Biodegradable porous silicon nanocontainers as an effective drug carrier for regulation of the tumor cell death pathways // ACS Biomaterials Science & Engineering. 2019. V. 5. № 11. P. 6063−6071. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.9b01292
- Osminkina L.A., Nikolaev A.L., Sviridov A.P., Andronova N.V., Tamarov K.P., Gongalsky M.B., Kudryavtsev A.A., Treshalina H.M., Timoshenko V.Y. Porous silicon nanoparticles as efficient sensitizers for sonodynamic therapy of cancer // Microporous and Mesoporous Materials. 2015. V. 210. P. 169−175. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.02.037
- Tamarov K., Sviridov A., Xu W., Malo M., Andreev V., Timoshenko V., Lehto V.-P. Nano air seeds trapped in mesoporous janus nanoparticles facilitate cavitation and enhance ultrasound imaging // ACS applied materials & interfaces. 2017. V. 9. № 40. P. 35234−35243. https://doi.org/10.1021/acsami.7b11007
- Sviridov A., Tamarov K., Fesenko I., Xu W., Andreev V., Timoshenko V., Lehto V.-P. Cavitation Induced by Janus-Like Mesoporous Silicon Nanoparticles Enhances Ultrasound Hyperthermia // Frontiers in chemistry. 2019. V. 7. P. 393. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00393
- Montoya M.J., Wu L., Sabuncu S., Sapre A., Civitci F., Ibsen S., Esener S., Yildirim A. Gas-stabilizing sub-100 nm mesoporous silica nanoparticles for ultrasound theranostics // ACS omega. 2020. V. 5. № 38. P. 24762−24772. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03377
- Gongalsky M.B., Pervushin N.V., Maksutova D.E., Tsurikova U.A., Putintsev P.P., Gyuppenen O.D., Evstratova Y.V., Shalygina O.A., Kopeina G.S., Kudryavtsev A.A., Zhivotovsky B., Osminkina L.A. Optical monitoring of the biodegradation of porous and solid silicon nanoparticles // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 9. P. 2167. https://doi.org/10.3390/nano11092167
- Atchley A.A., Prosperetti A. The crevice model of bubble nucleation // J. Acoust. Soc. Am. 1989. V. 86. № 3. P. 1065−1084. https://doi.org/10.1121/1.398098
- Giacomello A., Roth R. Bubble formation in nanopores: a matter of hydrophobicity, geometry, and size // Advances in Physics: X. 2020. V. 5. № 1. 1817780. https://doi.org/10.1080/23746149.2020.1817780
- Borkent B.M., Gekle S., Prosperetti A., Lohse D. Nucleation threshold and deactivation mechanisms of nanoscopic cavitation nuclei // Physics of fluids. 2009. V. 21. № 10. 102003. https://doi.org/10.1063/1.3249602
- Simon J.C., Sapozhnikov O.A., Kreider W., Breshock M., Williams J.C., Bailey M.R. The role of trapped bubbles in kidney stone detection with the color Doppler ultrasound twinkling artifact // Phys. Med. Biol. 2018. V. 63. № 2. 025011. https://doi.org/10.1088/1361-6560/aa9a2f
- Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Громов А.И., Морозов С.П., Ким С.Ю. Исследование причин возникновения мерцающего артефакта в доплеровских режимах ультразвукового диагностического устройства // Акуст. журн. 2018. Т.64. №1. С. 100-111.
- Акуличев В.А., Ильичев В.И. Пороги акустической кавитации в морской воде в различных районах мирового океана // Акуст. журн. 2005. Т. 51. № 2. С. 167−179.
Supplementary files
