В настоящее время нанотехнологии признаны приоритетным направлением научных исследований и разработок. Синтезируется большое количество новых наноматериалов, широко разрабатываются возможности их практического применения. Повышенный интерес обусловлен появлением у материалов при переходе в наносостояние ряда уникальных свойств, что открывает широкие перспективы их использования в биотехнологии и медицине [1]. Впервые Gao с соавторами было показано, что наночастицы оксида железа способны окислять органические субстраты в присутствии перекиси водорода, проявляя пероксидазно - подобную активность[2]. Способность частиц разлагать перекись водорода открывает широкие перспективы их использования в мониторинге окружающей среды: для определения концентрации перекиси, детектирования и окисления токсических органических веществ, а так же в иммуноферментном анализе [2].
Целью данной работы было исследовать взаимодействие перекиси водорода и частиц нанопрошков оксидных ферримагнетиков, полученных методом механохимического синтеза.
Материал и методы: В работе исследованы частицы нанопорошков феррита кобальта и оксида железа, полученные методом механохимического синтеза на базе отдела структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН. Водную суспензию частиц нанопорошка получали методом ультразвуковой дезинтеграции (Bandelin). Реакционная смесь содержала частицы нанопрошка в конечной концентрации 0,04 мг/мл и перекись водорода в концентрации от 2.5 до 30 мМ. Суспензию перемешивали на вортексе, отбор проб проводили через каждые 5 минут, центрифугировали 4 минуты при 13000 оборотов/минуту (Eppendorff) для осаждения наночастиц и определяли концентрацию перекиси водорода спектрофотометрически при ?=230 нм (?230 = 72,7 М-1 см-1)[5]. Исследование скорости разложения перекиси в присутствии наночастиц при варьировании рН среды (от 3 до 8 ) проводили в 10 мМ Tris-HCl буфере. Способность наночастиц окислять органические субстраты в присутствии перекиси водорода определяли спектрофотометрически на модели окисления ортофенилендиамина (OPD) («Abbot laboratory», США) с образованием 2,3-диаминофеназина (DAP), имеющего максимум светопоглощения при длине волны 450 нм.
Результаты исследования: Установлено что при взаимодействии частиц нанопрошков и перекиси водорода в водной среде частицы феррита кобальта разлагают перекись водорода, в то время как частицы оксида железа не проявляли каталитической активности в данных условиях. При повышении концентрации перекиси в среде скорость ее разложения возрастает (рис.1а). Однако увеличение концентрации перекиси выше 20 мМ не приводило к достоверному изменению количества разлагаемой перекиси в единицу времени (p>0,05).
Скорость процесса разложения перекиси в присутствии наночастиц феррита кобальта зависит от рН среды (рис.1б). Так при кислых значениях рН среды (3.0) каталитическая активность наночастиц была наиболее слабой. При изменении рН среды в щелочную область скорость разложения возрастала, и была максимальной при рН=8.0.
Известно, что ионы переходных металлов могут участвовать в формировании гидроксил радикалов в реакции Фентона [3]:  H2O2+Mеn+ > OH?+OH? + Men+1
Ключевую роль в процессе разложения перекиси в присутствии наночастиц феррита кобальта предположительно играют ионы Co2+ располагающиеся в октаэдрических междоузлиях элементарной ячейки шпинели инициирующие окислительно-восстановительную реакцию циклического переноса электрона на каталитической поверхности [4].
Таким образом, наночастицы феррита кобальта способны катализировать окисление OPD перекисью водорода с образованием окрашенного продукта (2,3-диаминофеназина), что открывает широкие перспективы использования данных частиц в биотехнологии и медицине.
Выводы:
1. Наночастицы феррита кобальта разлагают перекись водорода в водной среде. Оптимальное соотношение наночастицы : перекись составляет 1 мкг : 0,5 мМ
2. Скорость процесса разложения перекиси в присутствии наночастиц феррита кобальта зависит от рН среды и максимальна при pH=8.0.
3. Частицы феррита кобальта способны катализировать окисление органического субстрата перекисью водорода

Список литературы:
1.    Nanoparticles and Cell Longevity, Beverly A., Rzigalinski, Ph.D., 2005.
2.    Intrinsic peroxidase – like activity of ferromagnetic nanoparticles, Lizeng Gao, Jie Zhuang, 2007.
3.    Goldstein S., Meyerstein D., (1993). "The Fenton reagents". Free Radical Biology and Medicine 15 (4): 435–445.
4.    The kinetics of hydrogen peroxide decomposition catalyzed by cobalt-iron oxides J. R. Goldstein and A. C. C. Tseung, Journal of Catalysis Volume 32, Issue 3, March 1974, Pages 452-465.
5.    Лебедева, О. В. Кинетическое изучение реакции окисления о-дианизидина перекисью водорода в присутствии пероксидазы из хрена / О. В. Лебедева, Н. Н. Угарова, И. В. Березин // Биохимия. – 1977. – Т. 42, № 8. – С. 1372-1379.