|
|
Magnetic nanoparticles with antibacterial properties: Synthesis, characterization and biological applications
Shatan, Anastasiia-Bohdana ; Horák, Daniel (vedoucí práce) ; Kaman, Ondřej (oponent) ; Matějíček, Pavel (oponent)
V reakci na eskalující globální hrozbu rezistence bakterií vůči antibiotikům jsou nezbytné inovativní strategie na bázi nonotechnologií. Tato dizertační práce se zaměřuje na povrchově upravené magnetické nanočástice s vysokou antibakteriální aktivitou s cílem účinně bojovat proti rezistenci vůči antibiotikům. Konkrétně byly syntetizovány uniformní 16-nm Fe3O4 nanočástice teplotním rozkladem Fe(III) oleátu za stabilizace kyselinou olejovou ve vysokovroucím organickém rozpouštědle. Připraveny byly rovněž 8-nm částice γ-Fe2O3 koprecipitací Fe2+ a Fe3+ solí v zásaditém porostředí. Pro aplikace antibakteriálních částic v biologických médiích bylo zapotřebí, aby byly dobře dispergovatelné ve vodě. Proto byly magnetické částice obsahující hydrofobní povlak kyseliny olejové upraveny silikou v reverzní mikroemulzi voda v oleji. Následovala modifikace (3-merkaptopropyl)trimethoxysilanem a úprava stříbrnými nanoklastry, což vedlo ke vzniku Fe3O4@SiO2-Ag nanočástic. Kromě toho byly holé Fe3O4 částice pokryty Sipomerem PAM-200 obsahujícím fosfátové a methakrylátové skupiny usnadňující připojení k oxidu železa a umožňující (ko)polymerizaci s 2- (dimethylamino)ethyl-methakrylátem a/nebo 2-tert-butylaminoethyl-methakrylátem. Aby byly γ-Fe2O3 nanočástice antimikrobiální, byly modifikovány biokompatibilním dextranem...
|
|
|
Boron cluster conjugates as building blocks for the preparation of polymeric nanostructures
Steiner, Filip ; Matějíček, Pavel (vedoucí práce) ; Ďorďovič, Vladimír (oponent)
Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Autor: Bc. Filip Steiner Vedoucí práce: prof. RNDr. Pavel Matějíček, Ph.D. Konzultant: Ing. Mariusz Uchman, Ph.D. Název diplomové práce: Konjugáty klastrů bóru jako stavební bloky pro přípravu polymerních nanostruktur Abstrakt Tato diplomová práce se zabývá syntézou a supramolekulárním chováním amfifilních konjugátů closo-dodekaborátového dianiontu, [B12H12]2- , s polykationtovým diblokovým kopolymerem poly(ethylen oxid)-b-poly(2-(N, N, N', N'-tetramethylguanidium ethylakrylát), PEOn-b-PGEAm. Konjugáty klastrů bóru byly syntetizovány pomocí exoskeletální, elektrofilem indukované nukleofilní substituce (EINS) a následnou reakcí s různými alifatickými dioly, což vedlo ke vzniku amfifilních molekul činkovitého tvaru. Ty byly následně využity k přípravě nanočástic spoluskládáním s polykationtovými blokovými kopolymery ve vodě. Výsledné nanostruktury byly charakterizovány pomocí statického a dynamického rozptylu světla a spektroskopie NMR. Klíčová slova: klastrové sloučeniny bóru, polymerní nanočástice, spoluskládání, NMR, rozptyl světla
|
|
|
Self-Assembled Polymer Systems Based on Poly[(N-2,2-difluoroethyl)acrylamide] as Diagnostic and Theranostic Tracers for 19F Magnetic Resonance Imaging
Kolouchová, Kristýna ; Hrubý, Martin (vedoucí práce) ; Matějíček, Pavel (oponent) ; Poučková, Pavla (oponent)
V rámci této disertační práce jsme připravili a charakterizovali celou řadu polymerů citlivých na vnější podněty, které mají potenciální využití jako látky pro neinvazivní zobrazování v medicíně a zároveň jako chytré systémy na cílené doručování léčiv (tzv. theranostika). Všechny systémy popsané v této disertační práci jsou na bázi termoresponzivních kopolymerů (N-2,2-difluorethyl)akrylamidu, které vykazují tzv. dolní kritickou rozpouštěcí teplotu. Tyto polymery jsou rozpustné za nízké teploty a po jejím zvýšení jsou schopné vytvářet samouspořádané supramolekulární částice, což nám umožnuje připravit částice z roztoku polymeru pouze změnou teploty z laboratorní teploty na teplotu lidského těla. Díky vysoké koncentraci magneticky ekvivalentních atomů fluoru jsou všechny tyto polymery vhodné pro zobrazování pomocí fluorové magnetické resonance (19 F MRI). Připravili jsme řadu různých termoresponsivních, termo- a pH- responsivních, termo- a ROS-responsivních (reaktivní formy kyslíku) kopolymerů, které mají potenciální využití pro širokou škálu aplikací v medicíně. Tyto systémy jsme charakterizovali pomocí různých instrumentálních metod jako jsou 1 H a 19 F nukleární magnetická resonance (NMR), gelová permeační chromatografie (SEC), elementární analýza, dynamický a statický rozptyl světla (DLS, SLS),...
|
|
|
Self-assembled polymer systems responsive to external stimuli for biomedicine
Sincari, Vladimir ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce) ; Matějíček, Pavel (oponent) ; Sedláková, Zdeňka (oponent)
První publikace v mé doktorské dizertační práci popisuje novou rychlou a ekologicky šetrnou polymerační reakci s reverzibilním adičně-fragmentačním přenosem řetězců (RAFT) monomeru N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu (HPMA) za mikrovlnného ozařování (MWI). Byly stanoveny optimální podmínky pro polymeraci, jako je reakční doba, rozpouštědlo, stechiometrie monomeru a činidla RAFT. Polymerizační kinetika prokázala lineární nárůst číselně střední molekulové hmotnosti (Mn) s konverzí monomeru. Dobrá shoda mezi teoretickými a experimentálními hodnotami Mn byla ověřena pomocí kinetických grafů pseudoprvního řádu. Bylo dosaženo nízkých disperzit (Đ ≤ 1,04). Dále jsme v této publikaci prokázali schopnost MWI usnadnit přípravu relevantních kopolymerů, jako jsou poly(HPMA- b-BocAPMA), poly(HPMA-b-MABH) a poly(HPMA-b-PDPA), které byly použit jako základ pro následující studie. Druhá a třetí studie se věnují dopravě terapeutických molekul pomocí pomocí samouspořádaných struktur, jmenovitě polymeromů (PS). Tyto dopravní systémy pro léčiva (DDS) potenciálně minimalizují předčasnou degradaci léčiva a rychlou clearance z krevního řečiště a snižují potřebnou frekvenci dávkování, což vede k nižším vedlejším účinkům. Hlavní výhodou DDS je řízený způsob uvolňování léčiva na konkrétním místě prostřednictvím aktivních nebo...
|
|
|
Nanomaterials based on nano-ion hydrophylic polymer interactions
Mesíková, Soňa ; Matějíček, Pavel (vedoucí práce) ; Strachota, Adam (oponent)
Diplomová práce se zabývá asociačním chováním trojblokových kopolymerů poly(2-(N, N, N′, N′-tetramethyl guanidin)ethyl akrylát)-b-poly(ethylen oxid)-b-poly(2-(N, N, N′, N′- tetramethyl guanidin)ethyl akrylát), PGEA-PEO-PGEA, a poly(N-isopropylakrylamid)-b- poly(akrylová kyselina)-b-poly(N-isopropylakrylamid), PNIPAM-PAA-PNIPAM v přítomnosti aniontových klastrových sloučenin bóru closo-dodekaborátového aniontu, [B12H12]2- a [kobalt(3+) bis(1,2-dikarbollidového)] aniontu, COSAN, a dále pak vlivem solí na vznik komplexu homopolymeru poly(ethylen oxidu), PEO, s aniontem COSAN. V rámci práce byla provedena syntéza trojblokového kopolymeru PNIPAM-PAA-PNIPAM, byl studován vznik hydrogelů na základě interakcí kationtových bloků PGEA kopolymeru PGEA-PEO- PGEA s closo-dodekaborátovýn aniontem a na základě dvouvodíkové vazby neutrálních bloků PNIPAM kopolymeru PNIPAM-PAA-PNIPAM s aniontem COSAN. Mechanické vlastnosti gelů a jejich vnitřní struktura byly studovány pomocí technik reologie a pomocí rozptylových a fluorescenčních metod. Také byl studován vliv lithných a sodných solí na stabilitu komplexu PEO/COSAN ve vodných roztocích.
|
|
|
Self-assembly of boron cluster compounds and their coassembly with polymers
Ďorďovič, Vladimír ; Matějíček, Pavel (vedoucí práce) ; Adamczyk-Wozniak, Agnieszka (oponent) ; Nunez Aguilera, Maria Rosario (oponent)
Táto práce je zaměřena na samoskládání sloučenin obsahujících klastry boru a spoluskládání metallakarboranu kobalt bis(dikarbollidu), COSANu, s hydrofilními polymery. Počátek tohoto výzkumu je spojen s objevem inhibice HIV proteázy COSANem a jeho konjugáty. Z toho důvodu jsme se rozhodli podrobně prozkoumat chování sloučenin obsahujících bórové klastry ve vodném roztoku. Amfifilní charakter několika boranů a karboranů byl prokázán studiem povrchového napětí a agregací, přesto že nemají klasickou amfifilní topologií. V chování COSANu jsme našli podobnosti s klasickými surfaktanty, jako je SDS, zatímco chování menších klastrů s větším povrchovým nábojem se více podobalo látkám hydrotropním nebo chaotropním. Dále jsme taky hledali nejvhodnější systém pro transport metallakarboranů jako léčiv. Na základě předchozích zjištění, že COSAN interaguje s poly(ethylen oxidem), PEO a poly(2-alkyl-2-oxazolinem), POX, jsme připravili nanočástice kombinací obou bloků, včetně různých typů POX. Porovnáním lineárního a hvězdicového kopolymeru jsme ukázali, že architektura polymeru má zásadní vliv na morfologii nanočástic. Navíc jsme také pozorovali různou selektivitu kationtů k PEO a POX, která vedla k rozličným strukturám v závislosti na typu přítomného kationtu. Kationtová selektivita byla také pozorována u...
|
|
| |
|
| |
|
|
Interakce metallakarboranů s biokompatibilními polymery ve vodných roztocích
Ďorďovič, Vladimír ; Matějíček, Pavel (vedoucí práce) ; Cígler, Petr (oponent)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem vodných roztoků polymerů poly(styren)- block-poly(ethylen oxid), PS-PEO a poly(ethylen oxid)-block-poly(2-ethyl oxazolin), PEO-PEOX, o různých koncentracích a jejich interakcí s metallakarboranem, sodnou solí 3-kobalt bis(1,2-dikarbollidu), NaCoD. Vznikající částice byly charakterizovány pomocí statického a dynamického rozptylu světla, mikroskopie atomárních sil a metody cryo- TEM. Zatímco PEO-PEOX je ve vodě molekulárně rozpustný, PS-PEO vytváří ve vodném roztoku micely s PS jádrem a PEO obalem. Při dialýze bylo zjištěno, že aniont CoD¯ interaguje se segmenty PEO i PEOX v závislosti na koncentrace soli. Přídavek malého množství metallakarboranu vede k destabilizaci micel PS-PEO. Vodný roztok CoD¯ s PEO-PEOX v 0,1M NaCl je stabilní a obsahuje monodisperzní vezikuly o poloměru 69 nm.
|
|
| |
host ::
RSS.