|
|
Effect of nanodiamond particles on neuronal tissue
Šimková, Veronika ; Benson, Veronika
High-Pressure High-Temperature nanodiamonds are considered to be highly biocompatible due to\ntheir low acute toxicity, which makes them suitable for biomedical applications. However, next to interaction with the cell membrane, nanoscale allows particles to penetrate the plasma membrane and even accumulate in the cell cytoplasm. Recently it brought up questions regarding sustainable nanoparticle application in vivo and potential toxicity hazards. The neuronal tissue consists of neurons and glial cells, and it is separated by a bloodbrain barrier from the peripheral blood system. Neurons are nerve cells forming a complex network of synapses that carry signals in the brain. The neurons are nourished and protected by glial cells. This project aims to find out whether nanodiamonds pass the blood-brain barrier when applied intravenously as a drug carrier and whether they directly interact with the neuronal tissue.
|
|
|
Nanodiamonds as an innovative system for intracellular delivery of mirna-34a inprostatic cancer therapy
Bitti, G. ; Abate, M. ; Neuhoferová, Eva ; Kindermann, Marek ; Petráková, V. ; Boccellino, M. ; Quagliuolo, L. ; Filová, Eva ; Benson, Veronika ; Caraglia, M. ; Amler, Evžen
The microRNA(miRNA)-34a is an important regulator of tumor suppression. It controls the expression of several target proteins involved in cell cycle, differentiation and apoptosis, and antagonizes processes that are necessary for basic cancer cell viability as well as cancer stemness, metastasis, and chemoresistance. It is downregulated in numerous cancer types, including prostatic cancer, and inhibits malignant growth by repressing genes involved in various oncogenic signaling pathways. Given the anti-oncogenic activity of miR-34a, here we proved the substantial benefits of a new therapeutic concept based on nanotechnology delivery of miRNA mimics. In order to monitor the miRNA-34a replacement, we used a fluorescent nanodiamond particles (FND) system with linked miRNA-34a mimic, which was delivered to PC3 and DU145 prostatic cancer cell lines. We used functionalized nanodiamonds coated with polyethylenimine to transfer miRNA-34a into PC3 and DU145 prostatic cancer cell lines and we measured the zeta-potential of these complexes before using them for in vitro experiments. A replacement of miRNA-34 was observed by monitoring levels of miRNA-34 via real-time PCR. Moreover, our in vitro experiments demonstrated that miRNA-34a replacement, using this FND delivery system, decreased viability and induced apoptosis in prostatic cancer cell lines. Our findings suggest the replacement of oncosuppressor miRNA-34a provides an effective strategy for cancer therapy and the FND-based delivery systems seems to be an excellent strategy for a safe and effective targeting of the tumor.
|
|
|
Targeted biocompatible nanoparticles for therapy and cancer diagnostics.
Neburková, Jitka ; Cígler, Petr (vedoucí práce) ; Benson, Veronika (oponent) ; Schirhagl, Romana (oponent)
SOUHRN Nanočástice mají mnoho předpokladů k tomu, aby byly použity v cílené medicíně. Mohou zastávat více funkcí najednou a sloužit tak jako zobrazovací značky nebo nosiče účinných látek pro terapii. Po modifikaci vhodným cílícím ligandem mohou specificky interagovat s rakovinnými buňkami. Účinnost cílení nicméně závisí na poměru mezi specifickou a nespecifickou interakcí nanočástic s buňkami. Nespecifické interakce nanočástic s buňkami nesouvisí s cíleným receptorem a musí být odstraněny, aby bylo možné snížit pozadí zobrazování, případně snížit škodlivý efekt léků na zdravé tkáně. V této práci byly povrchové modifikace nanočástic zkoumány především na biokompatibilních uhlíkových nanočásticích nanodiamantech, které vykazují výjimečné fluorescenční vlastnosti jako je dlouhá doba života fluorescence, fluorescence bez fotodestrukce ("photobleaching"), bez blikání ("photoblinking") a citlivost fluorescence k elektromagnetickému poli. Hlavními nedostatky nanodiamantů, které jsou v této práci řešeny, jsou nízká koloidní stabilita částic v pufrech a médiích, jejich nespecifické interakce s proteiny a buňkami a omezené možnosti modifikací povrchu. Tyto nedostatky byly překonány pokrytím nanodiamantů vrstvou biokompatibilních, hydrofilních a elektroneutrálních polymerů poly(etylenglykolu) a poly[N-(2-...
|
|
|
Design and synthesis of surface architectures on fluorescent nanodiamonds
Havlík, Jan ; Kotek, Jan (vedoucí práce) ; Lang, Kamil (oponent) ; Štěpánek, František (oponent)
Díky svým unikátním vlastnostem a vysoké biokompatibilitě patří fluorescenční nanodiamanty mezi slibné zástupce uhlíkatých nanomateriálů s potenciálně širokým spektrem uplatnění v mnoha odvětvích. Jejich nízká intenzita fluorescence a koloidní nestálost v biologickém prostředí však doposud brání jejich širšímu využití. Optimalizace jejich přípravy spolu s vývojem nových vhodných povrchových architektur tak představuje významnou výzkumnou výzvu. V rámci této práce byly navrženy a optimalizovány jednotlivé kroky přípravy fluorescenčních nanodiamantů, díky čemuž bylo dosaženo řádového zvýšení intenzity jejich fluorescence spolu s omezením poškození jejich povrchu grafitizací. Dále byla vyvinuta metoda ozařování nanodiamantů umožňující dramatické navýšení jejich produkce. S využitím částečné fluorace funkčních skupin na povrchu nanodiamantů byla demonstrována možnost ovlivnění parametrů jejich fluorescence. Byla také vyvinuta metoda zvyšující homogenitu a cirkularitu nanodiamantů, což významně ovlivnilo jejich interakci s biologickými strukturami. Možná uplatnění tohoto materiálu v medicíně a biologickém výzkumu byla demonstrována na přípravě částic s komplexní povrchovou architekturou umožňujících cílení a terapii nádorových buněk. Bylo také objevena a na in vitro a ex vivo modelech demonstrována vysoká a...
|
|
|
Carbon nanomaterials and their interactions with bacteria
Jurková, Blanka ; Beranová, Jana (vedoucí práce) ; Kuthan, Martin (oponent)
Uhlíkové nanomateriály jsou v poslední době v centru pozornosti hlavně díky svým zajímavým, často unikátním vlastnostem. Mají široké možnosti využití, například v elektronice, optice, kosmetice solárních článcích, stavebních materiálech, vzduchových filtrech, k leštění materiálů, jako ochranné povrchy či suchá maziva. Zatímco jejich fyzikální a chemické vlastnosti jsou již dobře prozkoumány, výzkum jejich působní na živé organismy je stále v počátcích. Tato práce je zaměřena na interakce uhlíkových nanomateriálů, konkrétně grafenu, fullerenu, uhlíkových nanotrubiček a nanodiamantů, s bakterálními buňkami a jejich antibakteriální a antiadhezivní účinky. Mechanismy toxického působení zahrnují porušení vnějších struktur buňky v důsledku přímého kontaktu s nanomateriálem, narušení bakteriálního metabolismu nebo produkci volných kyslíkových radikálů. Přesné porozumění dějům, které se odehrávají mezi bakteriální buňkou a uhlíkovými nanomateriály, může přispět k výzkumu jejich možných aplikací v medicíně či možností jejich ekologické recyklace.
|
|
|
Bioapplications of novel nanostructured materials
Fučíková, Anna ; Valenta, Jan (vedoucí práce) ; Polívka, Tomáš (oponent) ; Plášek, Jaromír (oponent)
Název práce: Bioaplikace nových nanostrukturních materiálů Autor: Anna Fučíková Katedra: Katedra chemické fyziky a optiky, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. Katedra chemické fyziky a optiky, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze Abstrakt: Tato práce se zabývá vývojem nových fluorescenčních značek na bázi křemíkových nanokrystalů. Pro srovnání jsou zkoumány také nanodiamanty a komerční kvantové tečky na bázi CdSe. Křemíkové nanokrystaly jsou malé (1-4 nm) ve srovnání s ostatními testovanými nanočasticemi; připravujeme je pomocí elektro-chemického leptání v roztoku HF. Povrch Si nanokrystalů lze aktivovat různými molekulami a tím modifikovat jejich luminiscenční vlastnosti. Luminiscence má kvantovou účinnost až 30 % a je relativně fotostabilní (na rozdíl od ostatních fluorescenčních značek, které vybělují) Si nanočástice jsou poměrně stabilní v biologickém prostředí, z dlouhodobého hlediska ovšem biodegradabilní a netoxické. Pomocí mikro-spektroskopie jsme schopni pozorovat jednotlivé luminiskující Si nanokrystaly a to i uvnitř živých buněk. Studované nanodiamanty vykazují pouze slabou luminiscenci, jsou velmi stabilní v biologickém prostředí, ale neodbouratelné a při větších koncentracích značně toxické. Komerční...
|
|
|
Influence of incorporated nanodiamond particles on mechanical properties of composite material based on multi-layer PVA nanofiber textiles
Prošek, Zdeněk ; Indrová, K. ; Rácová, Z. ; Ryparová, Pavla ; Nežerka, V. ; Topič, J. ; Tesárek, Pavel ; Kromka, Alexander
The present study investigates the influence of NDP on mechanical properties of multi-layer PVA nanofiber textiles. The particles of a diameter equal to 5 nm were incorporated into double- and triple-layer textiles, while the single-layer samples were prepared as the reference. The diameter of PVA nanofibers varied from 100 to 300 nm. We characterized the tensile strength, stiffness and ductility of fabricated nanofibers by using a conventional method – a tensile test. We found that the NDP-enriched nanofibers reveal antibacterial character. However, none or negligible influence of NDP additions on the tested mechanical properties was observed.
|
|
|
Nedestruktivní stanovení dusíku v biologických a jiných materiálech fotonovou aktivační analýzou
Krausová, Ivana ; Mizera, Jiří ; Chvátil, David ; Krist, Pavel ; Řanda, Zdeněk ; Kučera, Jan ; Štursa, Jan
Je uveden postup stanovení dusíku v biologických materiálech instrumentální fotonovou aktivační analýzou (IPAA). Stanovení je založeno na měření nespecifického anihilačního záření gama o energii 511 keV radionuklidu 13N, produktu fotojaderné reakce 14N(γ, n)13N, který je čistým pozitronickým zářičem. Bylo testováno stanovení dusíku v koncentracích pod 1 % v biologických referenčních materiálech - NIST RM 8433 Corn Bran, 1547 Peach Leaves, 8414 Bovine Muscle a 1577b Bovine Liver. Optimalizovaný postup byl použit pro stanovení dusíku v přáškových nanodiamantech pro lékařské účely.
|
host ::
RSS.