Νανοσωματίδια φερρίτη μαγγανίου ως φορείς i) γαλλικού οξέος και ii) φθορίζοντος συμπλόκου του ρουθηνίου
Creators: name: Δημόπουλος Τουρσίδης, Παναγιώτης Χαράλαμπου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Σολβοθερμική σύνθεση
Μαγνητικά νανοσωματίδια
Φερρίτες μαγγανίου
Solvothermal synthesis
Magnetic nanoparticles
Manganese ferrite

description: Τα μαγνητικά νανοσωματίδια είναι από τα πιο υποσχόμενα theranostics νανοϋλικά. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στα μαγνητικά νανοσωματίδια ως φορείς του i) αντιοξειδωτικού παράγοντα, γαλλικό οξύ, και ii) φθορίζοντος σύμπλοκου ρουθηνίου. Έτσι, αρχικά συντέθηκαν τα νανοσωματίδια MnFe2O4 επικαλυμμένα με a) ολεϋλαμίνη (Oαm), b) πολυαιθυλενιμίνη (PEI) και c) πολυαιθυλενογλυκόλη 8000 (PEG8000) με τους αντίστοιχους τύπους MnFe2O4@OΑm (MFO), MnFe2O4@PEI (MFO@PEI) και MnFe2O4@PEG (MF@PEG). Τα πρωτογενή νανοσωματίδια μέσω χημικών τροποποιήσεων λειτουργικοποιήθηκαν με γαλλικό οξύ (GA) με του εξής τρόπους: i) άμεση σύζευξη του γαλλικού οξέος με τις αμινομάδες της επιφάνειας των MFO, ii) έμμεση σύζευξη του γαλλικού οξέος με τις αμινομάδες της PEI, iii) προσρόφηση του γαλλικού οξέος στο πολυμερές PEI και iv) προσρόφηση του γαλλικού οξέος στο πολυμερές PEG. Η επιτυχής λειτουργικοποίηση πιστοποιήθηκε με FT-IR, UV-vis, θερμοβαρυμετρική ανάλυση και ανάλυση νινυδρίνης. Οι τιμές μαγνήτισης των παρασκευασμένων νανοσύνθετων μετρήθηκαν με δονούμενο μαγνητόμετρο δείγματος (VSM) και βρέθηκαν στην περιοχή των 49.5-64.3 emu/g με αμελητέο συνεκτικό πεδίο. Η αντιοξειδωτική συμπεριφορά των μαγνητικών νανοσύνθετων αξιολογήθηκε με τη χρήση της ρίζας DPPH, σε μια χρονικά εξαρτώμενη ανάλυση (0-120 min), και του Η2Ο2. Οι τιμές IC50 υπολογίστηκαν στην περιοχή των 24.8-78.84 μg/mL για το DPPH και 68.55-403.37 μg/mL για το Η2Ο2. Στο δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής, συντέθηκαν τα μαγνητοφθορίζοντα nanoclusters (NCs), MFO@SDS@Ru2+. Ως δομικές μονάδες για τα NCs έχουν χρησιμοποιηθεί τα πρωτογενή νανοσωματίδια MFO που έχουν σχηματιστεί με SDS και το φθορίζον σύμπλοκο [Ru(bpy)3]2+. Τα NCs έχουν λειτουργικοποιηθεί μέσω ηλεκτροστατικής σύζευξης. Ο φθορισμός αξιολογήθηκε μέσω φασματοσκοπίας FL και υπολογίστηκε το ποσοστό φόρτωσης μιας σειράς διαφορετικών συγκεντρώσεων του συμπλόκου στη διασπορά των NCs, με το μέγιστο ποσοστό να είναι 86 %. Τα μαγνητοφθορίζοντα NCs διατήρησαν τις υπερπαραμαγνητικές ιδιότητες του MFO, καθώς η τιμή μαγνήτισης βρέθηκε στα 69.89 emu/g. Συμπερασματικά, τα νανοσωματίδια φερρίτη μαγγανίου είναι ευέλικτοι παράγοντες για λειτουργικοποίηση με σκοπό την παραγωγή νέων theranostics υλικών με πρόσθετες αντιοξειδωτικές ιδιότητες και δυνητική ικανότητα φθορισμού μέσω πολύπλοκων δομών.
description: Magnetic nanoparticles are among the most promising theranostic nanomaterials. The present thesis focuses on magnetic nanoparticles as carriers of i)the antioxidant agent gallic acid and ii) the fluorescent ruthenium complex. Thus, at first magnetic nanoparticles of MnFe2O4 coated with a) OΑm b) PEG and c) PEI have been solvothermally prepared and characterized as MnFe2O4@OΑm (MFO), MnFe2O4@PEG (MF@PEG), MnFe2O4@PEI (MFO@PEI) respectively. The primary nanoparticles MFO and MFO@PEI were functionalized with gallic acid through covalent bonding of the carboxyl group of gallic acid with the available amines donors of the NPs surface and are characterized as i) direct and ii) indirect coupled, respectively. In case of MFO@PEI and MF@PEG, gallic acid has been adsorbed at the polymer matrix. The successful functionalization was certified by FT-IR, UV-vis, thermogravimetric analysis, and ninhydrin assay. Magnetization values of the prepared nanocomposites recorded by vibrating sample magnetometer (VSM) and were found in the range of 49.5-64.3 emu/g with negligible coercivity. The antioxidant behavior of the magnetic nanocomposites was evaluated by DPPH assay, in a time-depended analysis (0-120 min), and Η2Ο2. The IC50 values were calculated in the range of 24.8-78.84 μg/mL for the DPPH and 68.55-403.37 μg/mL for the Η2Ο2. In the second part of the present thesis, the magnetofluorescent nanoclusters (NCs), MFO@SDS@Ru2+ was synthesized. As building units for the NCs have been used the primary MFO that have been assembled with SDS and the fluorescent complex [Ru(bpy)3]2+. The NCs have been functionalized through electrostatic bonding. The fluorescence was evaluated through FL spectroscopy and the loading percentage of a series of different complex concentrations in the NCs dispersion was calculated, with the maximum magnitude to be at 86 %. The magnetofluorescent NCs maintained the superparamagnetic properties of the MFO as magnetization value found at 69.89 emu/g. In conclusion, the manganese ferrite nanoparticles are versatile agents for functionalization to produce novel theranostic materials with additional antioxidant properties and potential fluorescence ability through complex structures.