Βιολογική δράση νανοσωματιδίων μαγγανίου
Creators: name: Φυλακτού, Ελένη Θ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Νανοσωματίδια μαγγανίου
Αντιβακτηριακή δράση
Κυτταροτοξικότητα
Manganese nanoparticles
Antibacterial activity
Cytotoxicity

description: Η παρούσα πτυχιακή εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη των νανοσωματιδίων μαγγανίου και της βιολογικής δράσης τους, με στόχο την κατανόηση της συμπεριφοράς τους και την πιθανή αξιοποίησή τους σε διάφορους τομείς της βιοϊατρικής και της βιομηχανίας. Τα νανοσωματίδια μαγγανίου έχουν προσελκύσει αυξημένο ενδιαφέρον λόγω των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων, όπως οι μαγνητικές και καταλυτικές τους ιδιότητες, καθώς και η βιοσυμβατότητά τους, καθιστώντας τα υποσχόμενους παράγοντες για εφαρμογές στην ιατρική απεικόνιση, τη μεταφορά φαρμάκων, και τη θεραπεία ασθενειών. Στην εργασία αυτή, μελετήθηκαν τέσσερα είδη νανοσωματιδίων μαγγανίου. Συγκεκριμένα, τα νανοσωματίδια συντέθηκαν στο εργαστήριο Ανόργανης Χημείας ΑΠΘ χρησιμοποιώντας τη μέθοδο πολυόλης υπό σολβοθερμικές συνθήκες και χαρακτηρίστηκαν με τεχνικές όπως φασματοσκοπία UV-Vis, για τον προσδιορισμό του μεγέθους, της μορφολογίας, και των επιφανειακών τους ιδιοτήτων. Για τον έλεγχο επιλέχθηκαν τα νανοσωματίδια MnCO₃ σταθεροποιημένα με τετρααιθυλενογλυκόλη (MnCO₃@TEG) και με ολεϋλαμίνη (MnCO₃@OAm), τα νανοσωματίδια MnOHCO₃ με τετρααιθυλενογλυκόλη (MnΟΗCO₃@TEG) και Mn₂O₃-MnO₂ με τετρααιθυλενογλυκόλη (Mn₂O₃-MnO₂@TEG). Για τον βιολογικό έλεγχο, πραγματοποιήθηκαν μια σειρά από πειράματα με σκοπό να αξιολογηθεί η δράση των νανοσωματιδίων μαγγανίου σε διάφορα βιολογικά συστήματα. Αρχικά, εξετάστηκε η αντιβακτηριακή δράση των νανοσωματιδίων έναντι των βακτηρίων S. aureus και E. Coli μέσω της μεθόδου ελάχιστης συγκέντρωσης αναστολής (MIC). Στη συνέχεια, μελετήθηκε η ικανότητα σχηματισμού βιοφίλμ, προκειμένου να προσδιοριστεί αν τα νανοσωματίδια προάγουν ή αναστέλλουν τη διαδικασία αυτή. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές για την επίδραση των NPs μαγγανίου σε ενζυμικές δραστηριότητες, όπως η γλουταμινική και ηλεκτρική αφυδρογονάση, για να διαπιστωθεί αν επηρεάζουν τη λειτουργία αυτών των βασικών ενζύμων ενώ ελέγχθηκε και η αντιοξειδωτική τους δράση με DPPH. Τέλος, αξιολογήθηκε η κυτταροτοξικότητα των νανοσωματιδίων στις ανθρώπινες κυτταρικές σειρές HeLa και MCF7 μέσω της δοκιμασίας με ΜΤΤ, προκειμένου να καθοριστούν οι πιθανές τοξικές επιδράσεις τους σε διαφορετικά επίπεδα συγκέντρωσης.
description: This thesis focuses on the study of manganese nanoparticles and their biological activity, with the aim of understanding their behavior and their potential use in various fields of biomedicine and industry. Manganese nanoparticles have attracted increased interest due to their physicochemical properties, such as their magnetic and catalytic characteristics, as well as their biocompatibility, making them promising agents for applications in medical imaging, drug delivery, and disease treatment. In this work four types of manganese nanoparticles were studied. Specifically, the nanoparticles were synthesized in the Inorganic Chemistry Laboratory of Aristotle University of Thessaloniki using the polyol method under solvothermal conditions and characterized using techniques such as UV-Vis spectroscopy to determine their size, morphology, and surface properties. For testing, manganese carbonate nanoparticles stabilized with tetraethylene glycol (MnCO₃@TEG) and oleylamine (MnCO₃@OAm), manganese hydroxyl carbonate nanoparticles with tetraethylene glycol (MnOHCO₃@TEG), and Mn₂O₃-MnO₂ nanoparticles with tetraethylene glycol (Mn₂O₃-MnO₂@TEG) were selected. For biological testing, a series of experiments were conducted to evaluate the action of manganese nanoparticles in various biological systems. Initially, the antibacterial activity of the nanoparticles against the bacteria S. aureus and E. Coli was examined using the minimum inhibitory concentration (MIC) method. Next, the ability of the nanoparticles to form biofilms was studied to determine whether they promote or inhibit this process. Tests were also conducted on the effect of manganese NPs on enzymatic activities, such as glutamate and succinate dehydrogenase, to determine if they affect the function of these key enzymes, while their antioxidant activity was assessed using the DPPH method. Finally, the cytotoxicity of the nanoparticles on human cell lines HeLa and MCF7 was evaluated through the MTT assay, to determine their potential toxic effects at different concentration levels.