Σύνθεση, χαρακτηρισμός και μελέτη επίδρασης στην αμυλοείδωση νανοσωματιδίων οξειδίου του ψευδαργύρου
Creators: name: Κακολύρη, Διονυσία Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Αμυλοείδωση
Νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου
Πρωτόκολλο θειοφλαβίνης
Amyloidosis
Zinc oxide nanoparticles
Thioflavin assay

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν νανοσωματίδια ZnO και μελετήθηκε η επίδραση τους στον πολυμερισμό και τον αποπολυμερισμό της ινσουλίνης και της αλβουμίνης, δυο πρωτεΐνες μοντέλα σε τέτοιες μελέτες. Οι συνθέσεις πραγματοποιήθηκαν με τη σολβοθερμική και τη μικροκυματική μέθοδο. Μελετήθηκαν η επίδραση διαφορετικών μεθόδων σύνθεσης, διαφορετικού Μ.Β. πολυολών (DEG και PEG 8000) και διαφορετικών πρόδρομων ενώσεων (Zn(acac)2.xΗ2Ο και Zn(NO3)2·4H2O). Ο χαρακτηρισμός των νανοσωματιδίων πραγματοποιήθηκε προκειμένου να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά του ανόργανου πυρήνα (με XRD και TEM) καθώς και της επιφάνειας (με FT-IR και TGA), ενώ έγινε και μελέτη σε διάλυμα με UV-Vis. Οι σολβοθερμικές συνθέσεις παρουσία DEG και PEG 8000 οδήγησαν σε υψηλής κρυσταλλικότητας διαφορετικού μεγέθους κρυσταλλίτες 14 και 26 nm αντίστοιχα με σημαντικές διαφορές στο σχήμα με μικρά σφαιρικά (~4 nm) και ωοειδή/ατελή κυλινδρικά (~40 nm) λόγω της διαφορετικής πρόδρομης ένωσης και του τρόπου ανάπτυξης τους καθώς και από το μέγεθος της πολυόλης. Όταν έγινε τροποποίηση στη μέθοδο σύνθεσης παρουσία DEG τα ZnO NPs που απομονώθηκαν ήταν υψηλής κρυσταλλικότητας, σχεδόν γυμνά (4.5% DEG), με περίπου ίδιο μέγεθος κρυσταλλίτη (~15 nm) αλλά βρέθηκαν να εχουν αρχιτεκτονική νανοσυστάδων τύπου “μούρου”. Με βάση τα αποτελέσματα του πολυμερισμού φθορισμομετρικά φαίνεται ότι όλα τα ZnO NPs ελαττώνουν τον πολυμερισμό της ινσουλίνης και το αποτέλεσμα είναι ανεξάρτητο από το μέγεθος των NPs. Αντίθετα αυξάνουν τον πολυμερισμό της αλβουμίνης και η αύξηση αυτή εξαρτάται από το μέγεθος των NPs. Μεγαλύτερη αύξηση εμφανίζουν τα μικρού μεγέθους NPs (ποσοστό πολυμερισμού 191%), ενώ μικρότερη αύξηση εμφανιζουν οι νανοσυστάδες (ποσοστό πολυμερισμού 106%). Στις μελέτες αυτές ως ένωση αναφοράς χρησιμοποιήθηκε το ακετυλοσαλικυλικό οξύ το οποίο σύμφωνα με τη βιβλιογραφία αυξάνει τον πολυμερισμό και στις δυο πρωτεΐνες. Ο πολυμερισμός μελετήθηκε και με οπτικό μικροσκόπιο φθορισμού και με ιξωδόμετρο στο οποίο δεν παρατηρήθηκε αλλαγή στο ιξώδες λόγω της εξωτερικής σύνδεσης των νανοσωματιδίων με τις πρωτεΐνες και τον τύπο του οργάνου Στον αποπολυμερισμό τα μικρά NPs δείχνουν μεγαλύτερο ποσοστό αποπολυμερισμού στην αλβουμίνη, ενώ στην ινσουλίνη ο αποπολυμερισμός φαίνεται ανεξάρτητος του μεγέθους
description: ZnO nanoparticles of different sizes and shapes were synthesized and characterized while their impact on the polymerization and depolymerization of insulin and albumin was examined. The syntheses were performed solvothermally and by microwave assisted method. The effect of different molecular weight polyols (DEG and PEG 8000) and precursors (Zn(acac)2.xΗ2Ο and Zn(NO3)2·4H2O) were studied. The physicochemical characteristics of the inorganic core were examined by XRD and TEM while the surface properties by FT-IR and TGA. Solution behavior was conducted with UV-Vis. The solvothermal synthesis in the presence of DEG and PEG 8000 resulted in NPs of high crystallinity, with crystallite sizes 14 and 26 nm respectively. Significant shape differences was determined by TEM images such as small spherical (~ 4 nm) and truncated cylindrical (~ 40 nm), attributed to the decomposition precursors, the mode of growth and the size of the polyol. By the microwave assisted synthesis in the presence of DEG, ZnO NPs of high crystallinity, almost bare (4.5% DEG), of ~ 15 nm size, with a blackberry nanostructure have been isolated. Based on the results of fluorescence spectroscopy, all ZnO NPs decrease the insulin polymerization that is not size dependent. In contrast, a size dependent effect found for the polymerization of albumin. The small sizes appear to have higher raise (polymerization rate 191%) while blackberries appear to be the less effective (polymerization rate 106%). Acetylsalicylic acid was used as the reference compound. The polymerization was also followed by a fluorescence optical microscope. Viscosity measurements have shown that there are not significant changes and this behavior is attributed to external binding of nanoparticles to proteins. Depolymerization studies show that small NPs insert a higher percentage of depolymerization in albumin, whereas the insulin depolymerization is size independent