Лазерный синтез наночастиц бора для бор-нейтронозахватной терапии Текст научной статьи по специальности «Физика»

Ш ▲ SIEEEiE* лазерная физика и волоконная оптика

ЛАЗЕРНАЯ ФИЗИКА И ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА

Лазерный синтез наночастиц бора для бор-нейтронозахватной терапии

Айыыжы К.О., Бармина Е.В.

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва Е-mail: aiyyzhv@phystech.edu

DOI: 10.24412/cl-35673-2024-1-8-9

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) является одним из наиболее привлекательных методов лечения онкологических заболеваний, эффективность которой может быть повышена за счёт использования наночастиц (НЧ) бора [1-2]. Однако получение биосовместимых химически чистых НЧ с узким распределением по размерам и высоким содержанием бора по-прежнему представляет собой серьезную проблему. В настоящей работе мы изучаем синтез НЧ элементарного бора методом импульсной лазерной фрагментации в жидкости промышленных порошков бора (марка А, марка Б и бор, обогащённый изотопом 10В). В качестве источника лазерного излучения во всех экспериментах был использован твердотельный NdiYAG-лазер с длиной волны излучения 1064 нм, длительностью импульса 10 нс, частотой следования импульсов 10 кГц и энергией импульса 1 мДж. В качестве рабочей жидкости был использован изопропиловый спирт.

Анализ рентгенограмм показывает, что микропорошки бора марки А и бора, обогащенного изотопом 10В, являются аморфными, марки Б — кристаллическими. Изотопный состав, измеренный на вторично-ионном масс-спектрометре микропорошков бора марки А, марки Б и бора, обогащённого изотопом 10В, показывает содержание 10В 19,2 %, 17,5 % и 85,1% соответственно. Лазерная фрагментация микропорошков бора приводит к образованию сферических НЧ. Максимумы распределений по размерам, полученных с помощью дисковой центрифуги CPS 24000, находились в диапазоне 5-100 нм для НЧ марки А и 10-40 нм для НЧ марки Б. Максимум распределения по размерам для НЧ бора, обогащенных изотопом 10В, полученного методом динамического рассеяния света, находился в диапазоне 10-100 нм. Исследования методом просвечивающей электронной микроскопии подтверждают данные, полученные с

ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

, «ПРОХОРОВСКИЕНЕДЕЛИ-

22-24 октября 2024 г.

помощью дисковой центрифуги и динамического светорассеяния. Элементный анализ методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показывает высокую чистоту НЧ бора марки А и НЧ бора, обогащённых изотопом 10В (содержание бора 99,1 %), а НЧ бора марки Б содержат бор в количестве 91,5 %. Полученные НЧ бора были функционализированы полимером полиэтиленгликоля для улучшения коллоидной стабильности и биосовместимости. Использование полученных НЧ бора в БНЗТ привело к существенному увеличению гибели раковых клеток [3].

Рис. 1. Изображение наночастиц бора после лазерной фрагментации в изопропаноле в течение 120 мин, полученное методом просвечивающей электронной микроскопии.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант № 24-62-00018.

1. Barth R.F., Soloway A.H., Fairchild R.G., Scientific American, 1990, 263, 100-107.

2. Torresan V., Guadagnini A., Badocco D., et al., Advanced Healthcare Materials, 2021, 10(6), 2001632.

3. Zavestovskaya I.N., Kasatova A.I., Kasatov D.A., et al., International Journal of Molecular Sciences, 2023, 24, 17088.