Original title:
Příprava uniformních superparamagnetických částic s polymerním povlakem pro biomedicínské aplikace
Translated title:
Preparation of uniform superparamagnetic particles with polymer coating for biomedical applications
Authors:
Patsula, Vitalii ; Horák, Daniel (advisor) ; Sysel, Petr (referee) ; Matějíček, Pavel (referee) Document type: Doctoral theses
Year:
2018
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] Aim of this thesis was to design and prepare polymer-coated monodisperse Fe3O4 nanoparticles as a safe and non-toxic contrast agent for magnetic resonance imaging (MRI) and heat mediator for hyperthermia. Uniform superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles were synthesized by thermal decomposition of Fe(III) oleate, mandelate, or glucuronate in high- boiling solvents at temperature >285 řC. Size of the particles was controlled in the range of 8- 27 nm by changing reaction parameters, i.e., temperature, type of iron precursor, and concentration of stabilizer (oleic acid and/or oleylamine), while preserving uniformity of the nanoparticles. Because particles contained hydrophobic stabilizer on the surface, they were dispersible only in organic solvents. To ensure water dispersibility, oleic acid on the particle surface was replaced by hydrophilic and biocompatible methoxy-poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(3-O-methacryloyl-α-D-glucopyranose) by ligand exchange. Polymers were previously terminated with anchoring-end groups (hydroxamic or phosphonic) to provide firm bonding to iron atoms on the particle surface. Fe3O4 nanoparticles were also hydrophilized by encapsulation into a silica shell by reverse microemulsion method. Tetramethyl orthosilicate was used to prepare Fe3O4@SiO2 nanoparticles, which were...Cílem této práce bylo navrhnout a připravit polymerem pokryté monodisperzní Fe3O4 nanočástice jako bezpečné a netoxické kontrastní činidlo pro magnetické rezonanční zobrazení a mediátor pro hypertermii. Uniformní superparamagnetické Fe3O4 nanočástice byly syntetizovány teplotním rozkladem oleátu, mandelátu a glukuronátu železitého ve vysokovroucích rozpouštědlech při teplotách >285 řC. Velikost částic byla regulována v rozmezí 8-27 nm změnou reakčních parametrů, např. teplotou, typem organického prekurzoru a koncentrací stabilizátoru (olejové kyseliny a/nebo oleylaminu) tak, aby byla zachována uniformita nanočástic. Částice připravené teplotním rozkladem obsahovaly hydrofobní stabilizátor a byly proto dispergovatelné pouze v organických rozpouštědlech. Aby byly dispergovatelné ve vodě, byla olejová kyselina na poverchu částic nahrazena hydrofilním a biokompatibilním methoxy-poly(ethylenglykolem) (PEG) and poly(3-O- methakryloyl-α-D-glukopyranosou) pomocí metody výměny ligandů. Navázání obou polymerů k atomům železa na povrchu nanočástic bylo dosaženo díky vhodným koncovým skupinám (hydroxamovým nebo fosfonovým). Fe3O4 nanočástice byly také hydrofilizovány enkapsulací do siliky, hydrolýzou tetramethyl ortoxysilikátu, tzv. reverzní mikroemulzní metodou. Takto připravené Fe3O4@SiO2 nanočástice byly...
Keywords:
iron oxide; monodisperse; nanoparticle; polymer; superparamagnetic; toxicity; monodisperzní; nanočástice; oxid železa; polymer; superparamagnetický; toxicita
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/100435