Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9830
Title: Σύνθεση κολλοειδών νανοκρυσταλλιτών και μελέτη των αλληλεπιδράσεών τους με ανιοντικά - ουδέτερα διπλά υδρόφιλα συμπολυμερή
Other Titles: Colloidal nanocrystalline synthesis and study of their interactions with anionic - neutral hydrophilic double copolymers
Authors: Ρουσάλης, Ηλίας
Keywords: Μαγνητικά νανοσωματιδία οξειδίων του σιδήρου
Δυναμική σκέδαση φωτός
Κολλοειδή
Φασματοφωτομετρία
Θερμοσταθμιστική ανάλυση
Πολυμερή
Πολυαιθυλενογλυκόλη
Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης
Keywords (translated): Magnetic iron oxide nanoparticles
Dynamic light scattering (DLS)
Colloid
Phasmatophotometry
Thermogravimetric analysis (TGA)
Polymers
PEG
Transmission Electron Mikroscopy (TEM)
Abstract: Στο πεδίο της βιοϊατρικής νανοτεχνολογίας, και ειδικότερα στον τομέα που συνδέεται με την θεραπεία του καρκίνου, έντονο είναι το ερευνητικό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη συστημάτων βασισμένων σε μαγνητικά νανοσωματίδια οξειδίων του σιδήρου για τη διάγνωση, θεραπεία και μεταφορά βιοδραστικών ουσιών. Κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε μαγνητικά νανοσωματίδια οξειδίων του σιδήρου με το υδρόφιλο συμπολυμερές πολυαιθυλενογλυκόλης-πολύ ασπαρτικού οξέος (poly(aspartic)8-b-P(EG)113). Δυο δρόμοι μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Οι αλληλεπιδράσεις του συμπολυμερούς με μη τροποποιημένα νανοσωματίδια και με νανοσωματίδια που φέρουν στην επιφάνεια τους θετικά φορτία. Αρχικά έγιναν συνθέσεις μη τροποποιημένων νανοσωματιδίων μέσω αλκαλικής καταβύθισης με μία ή δύο πρόδρομες ενώσεις σιδήρου όπου το πολυμερές προστέθηκε στα νανοσωματίδια κατά τη διάρκεια ή μετά τον σχηματισμό των νανοσωματιδίων. Μελετήθηκαν πολλές συνθετικές παράμετροι, όπως ο τύπος και η ποσότητα της βάσης, μεταλλικά άλατα και συγκεντρώσεις του πολυμερούς, με στόχο την παρασκευή ενός σταθερού κολλοειδούς προϊόντος. Επίσης δοκιμάστηκε και μια διαφορετική οδός συνθέτοντας πρώτα θετικά φορτισμένα νανοσωματιδία και στη συνέχεια μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις τους με το πολυμερές PEG-pAsp. Ορισμένα από τα παραπάνω πειράματα οδήγησαν σε υβριδικά νανοσωματίδια με μέγεθος από 60 έως 100 nm με κολλοειδή σταθερότητα για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Επίσης ήταν σταθερά ακόμα και μετά από τρείς πλύσεις, όπως και σε περιβάλλον με υψηλή ιοντική ισχύ (NaCl). Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν την ισχυρή πρόσδεση του συμπολυμερούς poly(aspartic)8-b-P(EG)113 στους νανοκρυσταλλίτες. Έπειτα ακολούθησε μελέτη για τον προσδιορισμό της ισχύος των αλληλεπιδράσεων των επιφανειακών τροποποιητών με τα νανοσωματίδια και της σταθερότητάς τους σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Τέλος έγιναν μετρήσεις για τον προσδιορισμό προσρόφησης πρωτεϊνών στα μαγνητικά νανοσωματίδια με στόχο να διαπιστωθεί κατά πόσο ο πολυμερικός φλοιός των νανοσωματιδίων επηρεάζει τη δημιουργία πρωτεϊνικής κορώνας. Για να πραγματοποιηθεί η μελέτη των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών και της δομής των νανοφορέων έγινε χρήση των τεχνικών: DLS, TEM, XRD, TGA, μαγνητοφόρησης και αναλυτικών μετρήσεων ποσοτικού προσδιορισμού (φασματοσκοπία UV-Vis).
Abstract (translated): In the field of biomedical technology and especially in connection to cancer therapy, there is a special interest for the development of nanocomposite colloidal systems based on magnetic iron oxide nanoparticles for diagnosis, therapy and drug delivery applications. During the MSc thesis the interactions between magnetic iron oxide nanoparticles (MIONs) and the block copolymer of polyaspartic-b-poly(ethylene glycol) (PEG-pAsp) were studied. Two general routes were studied, interactions of the copolymer with unmodified MIONs or with MIONs expressing on their surface free amine groups and thus cationic charges. Firstly unmodified MIONs were synthesized through hydrolytic alkaline precipitation from a single iron molecular precursor or with hydrolytic alkaline co-precipitation from two iron molecular precursors where the copolymer was added during or after the synthesis of MIONs. Several synthetic conditions were varied, such as the type and amount of base, metal salt and polymer concentrations, in order to isolate collodaly stable products. An alternative pathway was also explored by first synthesizing cationically charged MIONs and, following, their interactions with the anionic carboxylates of PEG-pAsp were monitored. After the synthesis of cationically charged MIONs the copolymer was added to a suspension thereof. Through the above studies, the optimum route was identified toward MION-polymer complexes with hydrodynamic size varying in the region between 60 and 100 nm, and with particularly high colloidaly stability. These products maintained their colloidal stability in high ionic strength media (NaCl), even after three washing steps. These results show the high affinity between PEG-pAsp and the surface of positively charged MIONs. In the following, additional measurements were performed in order to further substantiate the affinity of the stabilizers (PEG-pAsp) towards the nanoparticle’s surface in a more quantitative manner. Finally, the effect of the polymeric coating on hindering the formation of protein corona was evaluated through protein adsorption experiments. The evaluation of the structural and physicochemical characteristics of the nanocarriers performed with the use of the following techniques: TEM, XRD, TGA, DLS, magnetophoresis and also with the use of analytical techniques for quantitative determination (UV-Vis).
Appears in Collections:Τμήμα Επιστήμης των Υλικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Master Thesis Ilias Rousalis.pdf6.81 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons