Σύνθεση και χαρακτηρισμός ΖnO νανοσωματιδίων με επιφανειακές ιδιότητες που τους επιτρέπουν την σύνδεση δραστικών οργανικών ενώσεων
Creators: name: Παύλου, Ακριβή Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Μεταφορά φαρμάκων
Nανοϊατρική
ZnO Nανοσωματίδια
Drug Delivery
Nanomedicine

description: Στα πλαίσια εκπόνησης της παρούσας διπλωματικής εργασίας συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO NPs) με διαφορετικά μεγέθη, σχήματα, ποσοστά επικάλυψης και μελετήθηκε η σύζευξη τους με οργανικές δραστικές ουσίες. Η σύνθεση τους πραγματοποιήθηκε με τη σολβοθερμική μέθοδο και συνολικά παρασκευάστηκαν και χαρακτηρίστηκαν 4 δείγματα ZnO NPs. Ο χαρακτηρισμός των νανοσωματιδίων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση περίθλασης ακτινών Χ (ΧRD), ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (ΤΕΜ), θερμοβαρυμετρικής ανάλυσης (ΤGA), φασματοσκοπίας υπέρυθρου (FTIR) και φασματοσκοπίας υπεριώδους-ορατού (UV-Vis). Πιο συγκεκριμένα, η επίδραση των διαφορετικών πρόδρομων ενώσεων Ζn(acac)2 και ZnCl2 παρουσία της οκταδεκυλαμίνης ODA έδειξε ότι πρόκειται για επικαλυμμένα NPs, ZnO@ODA βουρτσιτικής κρυσταλλικής δομής, με παρόμοιο μέγεθος κρυσταλλίτη, 24 nm και 26 nm αντίστοιχα, αλλά διαφορετικό σχήμα, ακανόνιστα πολυγωνικά και εξαγωνικά σφαιρικά. Παρουσία ολεϋλαμίνης (OAm) με πρόδρομη ένωση το Zn(acac)2 παραλήφθηκαν επικαλυμμένα, επιμηκυσμένης δομής και μεγέθους 32 nm ZnO@OAm NPs. Στη περίπτωση όπου χρησιμοποιήθηκε ΤrEG παρουσία ΟΑm με πρόδρομη ένωση το Zn(acac)2, απομονώθηκαν ZnO@OAm@TrEG σχεδόν γυμνά με σχήμα νανοράβδων με μέσο όρο μεγέθους κατά πλάτος 83 nm και κατά μήκος 18 nm. Έγιναν περαιτέρω μελέτες που αφορούν τη λειτουργικοποίηση των ZnO NPs ως φορέων δραστικών ενώσεων/φαρμάκων. Έτσι, έγινε η άμεση σύζευξη με το αντιφλεγμονώδες φάρμακο naproxen που φέρει καρβοξυλικό δότη στα ZnO@ODA NPs. Μελετήθηκε η απελευθέρωση του φάρμακου, όπου βρέθηκε σταθερός ρυθμός απελευθέρωσης με ποσοστό απελευθέρωσης στις τρεις ώρες Q3h% = 17% και στις 24 ώρες Q24h% = 27%. Τέλος, τα υδρόφοβα σχεδόν γυμνά ZnO@OAm@TrEG ενθυλακώθηκαν μαζί με τη γερανιόλη, γνωστή αντιμικροβιακή ένωση, στο επιφανειοδραστικό θειικό δωδεκυλονάτριο (SDS) και μελετήθηκε η σταθερότητα των νανοενθυλακωμένων στο χρόνο. Ανάμεσα στα 2 σταθερά νανοενθυλακωμένα συστήματα AP-2 και AP-3, καλύτερο μπορεί να θεωρηθεί το AP-2, αφού εμφανίζει υψηλότερο ποσοστό αποτελεσματικότητας ενθυλάκωσης της γερανιόλης %ΕΕ = 63% και ποσοστό ικανότητας φόρτωσης της γερανιόλης %LC = 34%, ενώ τα αντίστοιχα ποσοστά για το AP-3 βρέθηκαν 60% και 13%. Έτσι, το AP-2 προτείνεται για μελλοντικές εφαρμογές σε αντιμικροβιακές μελέτες σε αγροχημικά πειράματα
description: In the framework of this master thesis, the synthesis and characterization of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) are presented. The synthesized nanoparticles differ in size, shape and percentage of coating. Moreover, the NPs’ coupling with active organic ingredients is also studied in this thesis. The NPs’ synthesis was carried out by the solvothermal synthesis method and 4 ZnO NPs samples were synthesized and characterized. The characterization of the NPs was conducted by X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), Thermal Analysis (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis). Specifically, the effect of using two different precursors, Zn(acac)2 and ZnCl2, in the presence of octadecylamine (ODA) showed coated NPs, ZnO@ODA with wurtzite crystal structure, having similar crystallite size of 24 nm and 26 nm respectively, but having different shape, that being unevenly polygonal and hexagonal spheres respectively. In the presence of oleylamine (OAm) and the precursor being Zn(acac)2, coated elongated ZnO@OAm NPs by the shape of 32 nm were collected. When TrEG was used in the presence of OAm and the precursor being Zn(acac)2, almost non-coated rod-like ZnO@OAm@TrEG NPs with the average shape being 18 nm lengthwise and 83 nm widthwise were collected. Further studies were conducted about the functionalization of ZnO NPs as active organic coumpounds/drug carriers. ZnO@ODA NPs were conjugated covalently with the carboxyl group (-COOH) of the anti-inflammatory drug naproxen. The release rate of the drug was studied and the findings were that the constant rate of release after 3 hours was Q3h% = 17% and after 24 hours was Q24h% = 27%. Additionally, almost non-coated hydrophobic ZnO@OAm@TrEG NPs were encapsulated with geraniol, a known antimicrobial agent into the surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) and a study was conducted about the stability of the nanoencapsulated materials over time. Between AP-2 and AP-3, the two stable nanoencapsulated systems, AP-2 appears to be the most eligible because of its higher encapsulation efficiency %EE = 63% and loading capacity %LC = 34%, while AP-3’s encapsulation efficiency is %EE = 60% and loading capacity is %LC = 13%. Thus, AP-2 is being proposed for future applications in antimicrobial studies for agrochemical experiments