Российские учёные нашли причину раковой опасности наночастиц
Частицы оксида кремния в атмосфере имеют совсем не ту формулу, что описана в учебнике, и именно она является причиной их канцерогенных свойств.
Исследователи из ФИАН, Сколтеха и МФТИ во главе с Артёмом Огановым обнаружили, что формула оксида кремния в составе его наночастиц была неверна, что и не позволяло понять, как именно он вредит здоровью вдыхающих его людей. Оказалось, что такие частицы несут активные формы кислорода, эффективно разрушающие или повреждающие биомолекулы, что должно вызывать мутации в клетках, в том числе вызывающие рак. Соответствующая статья опубликована в журнале Nanoscale.
Наночастицы кремния рассматриваются как перспективная часть элементной базы в самых разных областях: наноэлектроника, оптоэлектроника, производство солнечных батарей и так далее. Известно, что они подвергаются окислению в кислородной атмосфере, но как именно это происходит, было неясно. Также непонятно было, почему тонкая пыль диоксида кремния ( SiO2) при вдыхании создает риск силикоза и рака легких, что и решили прояснить исследователи.
В новой работе учёные установили, что в реальных атмосферных условиях оксид кремния существует вовсе не в виде SiO2, как утверждается в учебнике химии, а в виде Si7O19.
В ходе исследования использовался эволюционный алгоритм USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography), применяемый для моделирования поведения веществ и соединений в разных условиях. Оказалось, что в атмосфере наночастицы оксида кремния проявляют магнитные свойства, присоединяют лишние атомы кислорода и образуют активные формы кислорода, в частности (пероксид-ион и ряд других), которые отличаются от обычного кислорода тем, что крайне активны по отношению к важнейшим биомолекулам и способны повредить их структуру даже при сравнительно небольшой концентрации. Поэтому они давно называются как важная причина онкологических заболеваний и, возможно, процессов общего старения.
Сергей Лепёшкин, ведущий автор работы
Исследование показывает, что природа канцерогенной активности пыли кремнезема кроется в его необычной химической структуре, что желательно учитывать в будущих разработках устройств, использующих наночастицы на базе кремния.
