Τα τελευταία χρόνια λόγω της εξέλιξης της νανοτεχνολογίας, τα μαγνητικά νανοσωματίδια απασχολούν όλο και περισσότερο την επιστημονική κοινότητα. Τα νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου είναι τα πιο εκτενώς μελετημένα συστήματα. Η ευρεία χρήση τους οφείλεται σε ορισμένα σημαντικά χαρακτηριστικά όπως είναι η μη τοξικότητα, η βιοσυμβατότητα και οι μαγνητικές τους ιδιότητες. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στις βιολογικές τους εφαρμογές και συγκεκριμένα στην καταπολέμηση του καρκίνου.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και η βιολογική αξιολόγηση μαγνητικών νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου. Η συνθετική μέθοδος που ακολουθήθηκε είναι εκείνη της συγκαταβύθισης. Πραγματοποιήθηκαν επικαλύψεις με κιτρικό τρινάτριο άλας, APTES και με τους πολυσακχαρίτες HPC και levan, με στόχο τη βελτίωση της βιοσυμβατότητας και της κολλοειδούς σταθερότητας των νανοσωματιδίων.
Ο δομικός και μαγνητικός χαρακτηρισμός των παραπάνω συνθέσεων πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια της φασματοσκοπίας υπερύθρου (FT-IR), της φασματοσκοπίας υπεριώδους-ορατού (UV-vis), της δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS), της περίθλασης ακτίνων-Χ σε σκόνη (PXRD), της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (ΤΕΜ) και της μαγνητικής υπερθερμίας. Ακολούθησε ποσοτικός προσδιορισμός της συγκέντρωσης του σιδήρου και των επικαλύψεων των νανοσωματιδίων. Η βιολογική αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε στην υγιή κυτταρική σειρά ΗaCaT και στην καρκινική σειρά U87MG και μελετήθηκαν τα γυμνά και τα επικαλυμμένα με πολυσακχαρίτες νανοσωματίδια. Οι μέθοδοι που ακολουθήθηκαν είναι η μέθοδος ΜΤΤ, η δοκιμασία Prussian Blue, η μέθοδος ΤΜΒ και η μελέτη της αιματολογικής συμβατότητας.
Από τα αποτελέσματα συμπεραίνεται ότι οι επικαλύψεις των νανοσωματιδίων πραγματοποιήθηκαν με επιτυχία επηρεάζοντας τη δομή, την κολλοειδή σταθερότητα και τις μαγνητικές ιδιότητες. Από βιολογικής άποψης, όλα τα συντιθέμενα νανοσωματίδια παρουσίασαν ένα ικανοποιητικό βαθμό βιοσυμβατότητας.
(EL)
In recent years, due to the development of nanotechnology, magnetic nanoparticles have become increasingly important to the scientific community. Iron oxide nanoparticles are the most extensively studied systems. Their widespread use is due to a number of important characteristics such as non-toxicity, biocompatibility and magnetic properties. Particular attention is paid to their biological applications, in particular in the fight against cancer.
In this thesis, the synthesis, characterization and biological evaluation of magnetic iron oxide nanoparticles were carried out. The synthetic method followed is that of co-immersion. Coatings with citrate, APTES and with the polysaccharides HPC and levan were carried out in order to improve the biocompatibility and colloidal stability of the nanoparticles.
The structural and magnetic characterization of the above compositions was carried out using infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), dynamic light scattering (DLS), powder X-ray diffraction (PXRD), transmission electron microscopy (TEM) and magnetic superheating. This was followed by quantification of the iron concentration and nanoparticle coatings. Biological evaluation was performed on the healthy cell line HaCaT and cancer cell line U87MG and the bare and polysaccharide-coated nanoparticles were studied. The methods followed were MTT method, Prussian blue assay, TMB method and hematological compatibility study.
From the results it is concluded that the nanoparticle coatings were successfully carried out by affecting the structure, colloidal stability and magnetic properties. From a biological point of view, all the synthesized nanoparticles showed a satisfactory degree of biocompatibility
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
