Разработка методологии и создание средств пробоотбора, идентификации и обнаружения действия техногенных наночастиц на живые организмы

в рамках выполнения работ «выбор современных физико-химических методов и приборов, способных обеспечить детекцию слабых сигналов от техногенных наночастиц в биопробах» проведен анализ состояния проблемы по разработке методов детекции техногенных наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях и применения биомедицинских показателей и моделей для выявления действия наноматериалов на организм человека и животных, а также произведена оценка возможностей существующего программного обеспечения для обработки данных измерений и характеристики содержащихся в биообъектах наноразмерных контаминант;
в рамках выполнения работ «определение методик введения наночастиц в объекты животного и растительного происхождения» проведен отбор и систематизация различных по свойствам техногенных наночастиц, для которых необходима разработка методов детекции в биообъектах;
подготовлена база данных (перечень) техногенных наночастиц, для которых необходима разработка методов детекции в биообъектах;
сформирована инфраструктура для реализации проекта.

в рамках выполнения работ «выбор современных физико-химических методов и приборов, способных обеспечить детекцию слабых сигналов от техногенных наночастиц в биопробах» проведен подбор видов измерений с применением различных физико-химических методов, обеспечивающих детекцию заданных наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях;
в рамках выполнения работ «определение методик введения наночастиц в объекты животного и растительного происхождения» проведены разработка методик введения различных наночастиц в биообъекты, включая организм животных; определение референс-образцов, необходимых для разработки методов детекции этих наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях;
разработана методологии определения воздействия наночастиц на биохимию живых организмов;
  создан сетевой ресурс для унификации и паспортизации наночастиц, используемых в работах по развитию методической составляющей системы обеспечения единства измерений в наноиндустрии и безопасности создания и применения объектов наноиндустрии;
разработаны методы молекулярного моделирования для прогноза тропности наночастиц к клеточным мембранам.

Проведены: оптимизация регламентов отбора биологического материала; совершенствование способов подготовки этого материала к измерениям с применением различных методов для улучшения предела детекции и надежности идентификации наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях; оптимизация набора физико-химических методов и видов измерений, обеспечивающих детекцию заданных наночастиц в клетках и срезах тканей; сравнение их аналитических характеристик и эффективности при детекции различных видов наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях.

1.Разработаны протоколы отбора биологического материала для детекции и идентификации техногенных наночастиц, а также протоколов разрушающей и неразрушающей подготовки биологического материала к измерениям, включая:
- верифицированы регламенты пробоподготовки для детекции и идентификации наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях.

2.Выбраны современные физико-химические методы и приборы, способные обеспечить детекцию слабых сигналов от техногенных наночастиц в биопробах, включая:
- верифицированы физико-химические методы и виды измерений и определены их метрологические характеристики для регистрации заданных наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях;
- выявлены источники возможных артефактов при детекции наночастиц различными методами в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях.

3.Созданы системы информативных экспериментальных моделей и методик для оценки биологического действия техногенных наночастиц и наноматериалов, включая:
- оптимизированы и систематизированы экспериментальные модели и методики для оценки биологического действия техногенных наночастиц;
- разработана методология оценки повреждающего действия наноматериалов на жизненно важные системы живого организма с учетом различной функциональной нагрузки.

Создание средств пробоотбора, идентификации и обнаружения действия техногенных наночастиц на живые организмы, включая:
  Апробация методического обеспечения для детекции и идентификации наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях с использованием наночастиц, режимов их воздействия и биологического материала, на котором обнаружено нарушение функциональной активности жизненно важных органов и клеточных процессов; Установление взаимосвязей между концентрациями наночастиц различных типов и их эффектами на клеточные и жизненно важные системы организма, в том числе, на различных сроках введения. Выявление критических параметров измерительного оборудования; Разработка рекомендаций по совершенствованию приборной базы для детекции наночастиц в клетках, срезах тканей, гомогенатах и биологических жидкостях.

Сформирован комплекс взаимодополняющих методик обнаружения и идентификации техногенных наночастиц в клетках, органах и тканях живых организмов. Разработана методическая документация по способам и методикам обнаружения, идентификации и количественного анализа наночастиц техногенного происхождения в пробах, взятых из растений и животных; по способам и методикам тестирования влияния наноматериалов на функциональные параметры организма и по оценке биологической безопасности техногенных наночастиц и наноматериалов. Обоснована методология многопараметрической оценки биобезопасности нано-материалов на основе комплексного анализа параметров, характеризующих функционирование жизненно важных систем организма.