Badanie metodą EPR funkcjonalizowanych nanocząstek magnetytu w surowicy i pełnej krwi ludzkiej
Loading...
Date
2016
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
EPR study of functionalized magnetite nanoparticles in serum and whole human blood
Abstract
Celem pracy było zbadanie metodą spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego właściwości funkcjonalizowanych powierzchniowo nanocząstek magnetytu w roztworach wodnych, surowicy i pełnej krwi ludzkiej. W eksperymentach wykorzystano 5 typów nanocząstek magnetytu, które różniły się sposobem modyfikacji powierzchni, zarówno pod względem pokrycia (PEG albo silan) jak i dołączonych ligandów (doksorubicyna albo znacznik spinowy 4-amino-TEMPO).
Pomiary przeprowadzone metodą EPR udowodniły wpływ środowiska na właściwości nanocząstek Fe3O4. Pokazano, że parametry szerokiej linii EPR od magnetytowych rdzeni nanocząstek nie tylko silnie zależą od temperatury, ale różnią się w zależności od funkcjonalizacji powierzchni nanocząstek i ośrodka w jakim się one znajdują. Zastosowanie metody komputerowego zwiększania rozdzielczości sygnałowej (CREM) pozwoliło ponadto wyodrębnić z szerokiego sygnału EPR od rdzeni nanocząstek wąską linię z g = 1,99, której występowanie ma związek z powierzchnią rdzenia nanocząstek.
W pracy pokazano również, że anizotropia ruchu dołączonego do nanocząstek znacznika spinowego 4-amino-TEMPO odzwierciedla właściwości ośrodka, w jakim znajdują się nanocząstki oraz sposób przyłączenia rodnika do ich powierzchni. Wyznaczono czasy korelacji rotacyjnej znaczników dołączonych do nanocząstek w wodzie, surowicy i krwi. Dla widm znaczników wolno rotujących w niskich temperaturach przeprowadzano symulacje w programie EasySpin.
Dodatkowo w pracy zidentyfikowano centra paramagnetyczne występujące w próbkach surowicy i pełnej krwi przed dodaniem nanocząstek.
The aim of the study was to investigate the properties of the surface-functionalized magnetite nanoparticles in aqueous solutions, serum and human whole blood by means of electron paramagnetic resonance spectroscopy. Five types of magnetite nanoparticles, which differ both in terms of coating (PEG or silane) and attached ligands (doxorubicin or a spin label 4-amino-TEMPO) were used in experiments. EPR measurements proved the impact of the environment on the properties of Fe3O4 nanoparticles. Research showed that the parameters of a broad EPR line from the core of magnetite nanoparticles not only strongly depend on temperature but also vary due to the functionalization of the surface of particles and the medium in which they are dispersed. The use of the Computer Resolution Enhancement Method (CREM) allowed to extract a narrow line with g = 1.99 from a broad EPR signal from the core of nanoparticles. The presence of this narrow component is related to the phenomena occurring on the surface of the core of nanoparticles. The study showed also that the anisotropy of the motion of the spin label 4-amino-TEMPO reflects the properties of the medium and the manner of the attachment of the radical to the surface of nanoparticles. Values of rotational correlation time of spin label were determined for nanoparticles in water, plasma and blood. EasySpin simulations were made for the slow-motional EPR spectra of spin label in low temperature. Moreover, the paramagnetic centers present in serum and whole blood prior to the addition of nanoparticles were identified.
The aim of the study was to investigate the properties of the surface-functionalized magnetite nanoparticles in aqueous solutions, serum and human whole blood by means of electron paramagnetic resonance spectroscopy. Five types of magnetite nanoparticles, which differ both in terms of coating (PEG or silane) and attached ligands (doxorubicin or a spin label 4-amino-TEMPO) were used in experiments. EPR measurements proved the impact of the environment on the properties of Fe3O4 nanoparticles. Research showed that the parameters of a broad EPR line from the core of magnetite nanoparticles not only strongly depend on temperature but also vary due to the functionalization of the surface of particles and the medium in which they are dispersed. The use of the Computer Resolution Enhancement Method (CREM) allowed to extract a narrow line with g = 1.99 from a broad EPR signal from the core of nanoparticles. The presence of this narrow component is related to the phenomena occurring on the surface of the core of nanoparticles. The study showed also that the anisotropy of the motion of the spin label 4-amino-TEMPO reflects the properties of the medium and the manner of the attachment of the radical to the surface of nanoparticles. Values of rotational correlation time of spin label were determined for nanoparticles in water, plasma and blood. EasySpin simulations were made for the slow-motional EPR spectra of spin label in low temperature. Moreover, the paramagnetic centers present in serum and whole blood prior to the addition of nanoparticles were identified.
Description
Wydział Fizyki
Sponsor
Keywords
nanocząstki magnetytu, magnetite nanoparticles, spektroskopia EPR, EPR spectroscopy, ludzka krew pełna, whole human blood, znaczniki spinowe, spin labels, funkcjonalizacja powierzchni, surface functionalization