Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Oorganiska-organiska nanopartikelbaserade supramolekylära strukturer för biomedicinska applikationer
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Inorganic-organic nanoparticle based supramolecular structures for biomedical applications (English)
Abstract [en]

The possibility to create a multifunctional nanoparticle system via supramolecular chemistry approach with ability to simultaneously target, deliver and diagnose was investigated. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles were synthesized by co-precipitation method and surface modified with the cyclic oligosaccharide carboxymethyl-β-cyclodextrin by three different routes. The different routes involved one, two or three reaction steps in order to reach to the final oligosaccharide functionalized nanoparticles. Esterification was performed using the intrinsic hydroxyl functionality of the nanoparticle surfaces or amine functionality was introduced prior to amidization. Further, a polymeric coating was created by incorporation of folic acid functionalized Pluronic® L-35 into carboxymethyl-β-cyclodextrin. The resulting nanoparticle based supramolecular systems were characterized by TEM, TGA, FT-IR, DLS and zeta potential techniques.

 

The colloidal stabilities of the supramolecular nanoparticle systems were investigated in phosphate buffered saline with pH 7.4 representing body conditions. It was found that a three-step functionalization of iron oxide nanoparticles with citric acid, hexamethylenediamine and finally carboxymethyl-β-cyclodextrin resulted in the most stable ferrofluids. The average size of the resulting carboxymethyl-β-cyclodextrin functionalized nanoparticles was 25 nm prior to, and 50 nm after inclusion of folic acid functionalized Pluronic. The amount of grafted carboxymethyl-β-cyclodextrin on the nanoparticles surfaces was 25 weight %. Thus, the resulting stable ferrofluid creates an efficient platform with potential of multiple uses in biomedicine. This nanoparticle based supramolecular system combines the properties of magnetic targeting and MRI contrast enhancement due to the superparamagnetic iron oxide nanoparticle core, drug delivery of hydrophobic drugs due to the polymer capsule and selective targeting towards tumour cells due to the folic acid.

Abstract [sv]

Denna studie utfördes i syfte att se över möjligheter att via supramolekylär kemi skapa ett multifunktionellt system för biomedicinska applikationer med kombinerad förmåga att selektivt rikta, bota och diagnostisera. Superparamagnetiska järnoxidnanopartiklar syntetiserades genom samutfällning och ytmodifierades på tre skilda tillvägagångssätt med den cykliska oligosackariden karboximetyl-β-cyklodextrin. De olika ytmodifieringssätten involverade ett, två eller tre reaktionssteg innan de slutgiltiga oligosackaridfuntionaliserade nanopartiklarna erhölls. Huvudskillnaderna mellan de olika modifieringssätten är utförandet av kondensationsreaktionerna. Antingen utfördes förestring genom nyttjandet av de inneboende hydroxylgrupper på järnoxidnanopartiklarna eller så aminfunktionaliserades ytorna för att skapa en bas för karboximetyl-β-cyklodextrin att fästa. Vidare bildades ett supramolekylärt system via inkorporering av folsyrafunktionaliserat Pluronic® L-35. De polymerinkorporerade nanopartikelbaserade supramolekylära systemen karaktäriserades med TEM, TGA, FT-IR och zeta potential.

 

Det supramolekylära systemets kolloidala stabilitet undersöktes i fosfatbuffrad saltlösning med pH 7.4 med syfte att imitera kroppsförhållanden. Av de tre olika ytmodifieringsmetoderna som undersöktes visade det sig att trestegsmodifieringen med citronsyra, hexametylenediamin och slutligen karboximetyl-β-cyklodextrin gav den mest stabila ferrofluiden. Den genomsnittliga storleken på de erhållna karboximetyl-β-cyklodextrinfunktionaliserade nanopartiklarna var 25 nm. De resulterande supramolekylära strukturerna efter polymerinkludering var genomsnittligen 50 nm. Mängden oligosackarid bunden till nanopartiklarna bestämdes till 25 vikts %. Den lyckade formuleringen av det nanopartikelbaserade supramolekylära systemet medför sålunda en effektiv plattform med flera potentiella användningsområden inom biomedicin. De superparamagnetiska järnoxidnanopartiklarna medför kontrastförstärkning för MRI samt möjlighet att rikta systemet via ett externt magnetfält, den omslutande polymeren skapar förmåga att transportera hydrofoba läkemedel och folsyran ger egenskapen att selektivt binda till tumörceller för riktad frisättning av läkemedel.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 60 p.
Keyword [en]
Superparamagnetic iron oxide nanoparticles, β-cyclodextrin, Pluronic, Folic acid, Multifunctional nanoparticles
National Category
Polymer Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-173374OAI: oai:DiVA.org:kth-173374DiVA: diva2:852860
Available from: 2015-09-10 Created: 2015-09-10 Last updated: 2015-09-10Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Polymer Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 175 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf