Σύνθεση φεριττών κοβαλτίου ως έξυπνα μαγνητικά νανοσωματίδια κατάλληλα ως σκιαγραφικά μέσα στη μαγνητική απεικονιστική τομογραφία, ιχνηθέτες φθορισμού και μεταφορείς φαρμάκων
Authors: Γεωργιάδου Βιολέττα 
Published: August 2021

Παρουσιάζεται η στοχευμένη σύνθεση μαγνητικών νανοσωματιδίων φερρίτη κοβαλτίου (CoFe2O4 MNPs) και η δυνατότητα ελέγχου μέσω αυτής, των ιδιοτήτων των MNPs όπως το μέγεθος, η μορφολογία, οι μαγνητικές ιδιότητες και η οργανική επικάλυψη, στοιχεία απαραίτητα για τη βιολογική τους εφαρμογή. Οι διαδικασίες που ακολουθήθηκαν επέτρεψαν τη μετατροπή των MNPs σε παράγοντες αντίθεσης Τ2, ιχνηθέτες φθορισμού με σουλφοροδαμίνη Β χλωριούχου οξέος (SRB) και σε μεταφορείς των καρβοξυλικών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων ναπροξένης (NAP), ιβουπροβαίνης (IBU) καθώς και του φθορίζοντος βιομορίου αλβουμίνης βόειου ορού επισημασμένης με ισοθειοκυανική φλουορεσκεΐνη (FITC-BSA), ανάλογα με τις ιδιότητες των MNPs που προέκυψαν. Πραγματοποιήθηκε η μελέτη συνολικά δεκαεφτά δειγμάτων ενώ η διαλυτοθερμική σύνθεση που ακολουθήθηκε για την απομόνωση των CoFe2O4 MNPs είναι φιλική προς το περιβάλλον, επαναλήψιμη και με υψηλή απόδοση. Μελετήθηκαν οι εξής συνθετικοί παράγοντες: η επίδραση του επιφανειοδραστικού (ολεϋλαμίνη (OAm) και οκταδεκυλαμίνη (ODA)), η παρουσία/απουσία διαλύτη και η αναλογία και το σθένος των πρόδρομων μεταλλικών ενώσεων (ακετυλακετονικά σύμπλοκα σιδήρου και κοβαλτίου). Τα MNPs που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν ως προς τη δομή, τη μορφολογία, τις μαγνητικές και επιφανειακές τους ιδιότητες με ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης δέσμης (ΤΕΜ) και σάρωσης (SEM), με περίθλαση ακτίνων Χ (XRD), με μαγνητομετρία δονούμενου δείγματος (VSM), μαγνητόμετρο υπεραγώγιμης διάταξης κβαντικής αλληλεπίδρασης (SQUID), τις φασματοσκοπίες Raman, ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού (EPR), πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR), υπερύθρου (FT-IR), με θερμοσταθμική ανάλυση (TGA) κ.ά. Τελικά απομονώθηκαν CoFe2O4 MNPs διαφόρων μεγεθών (3-26 nm), με ποικίλη σύσταση (στοιχειομετρικοί φερρίτες ή πλούσιοι σε σίδηρο ή πλούσιοι σε κοβάλτιο). Η τιμή της μαγνήτισης (41-89 emu/g) εξαρτάται από το μέγεθος και τη σύσταση των MNPs. Η βιολειτουργική τροποποίηση των MNPs πραγματοποιήθηκε μέσω: α) δέσμευσης του FITC-BSA στο διπλό δεσμό της OAm με ανόρθωση του διπλού δεσμού με θειόλενο αντίδραση προσθήκης (“click”), β) επικάλυψης με το κατιονικό βρωμιούχο κετυλοτριμεθυλαμμώνιο (CTAB) ή το ανιονικό δωδεκυλοθειικό νάτριο (SDS), γ) ανταλλαγής του αρχικού ligand (OAm ή ODA) με το meso-2,3-διμερκαπτοηλεκτρικό οξύ (DMSA), δ) σταθεροποίησης σε πολυμερικά μικκύλια αμφίφιλων συμπολυμερών, ε) ανάπτυξης σουλφοναμιδικών (σύζευξη του φθορίζοντος μορίου SRB) ή αμιδικών δεσμών, (σύζευξη των NAP ή IBU), ζ) προσθήκη μορίων πολυαιθυλενογλυκόλης (PEG-υλίωση με PEG-8000) των MNPs και φόρτωση της NAP, η) επικάλυψης με πολυαιθυλενιμίνη (PEI ~1,800 Da) και σύζευξη με NAP και θ) ραδιοεπισήμανσης με 99mTc. Οι υδατικές διασπορές των MNPs μελετήθηκαν ως σκιαγραφικά μέσα στην απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού. Τα MNPs/ιχνηθέτες φθορισμού με FITC-BSA μελετήθηκαν in vitro με συνεστιακή μικροσκοπία και εκτιμήθηκε η κυτταροτοξικότητα τους μέσω αλληλεπίδρασης με τέσσερις ανθρώπινες κυτταρικές σειρές. Οι MNPs-NAP/φορείς μελετήθηκαν ως προς την ελεγχόμενη αποδέσμευση της NAP και μετά από ραδιοεπισήμανση μελετήθηκε η βιοκατανομή των MNPs σε ποντίκια με φλεγμονή.