Kedves Olvasó!
Kissé összeszaladtak a tennivalóim az elmúlt hetekben. amelyet ráadásul
pár hét – természetesen előre nem tervezett - egészségügyi kényszerpihenő is tetézett. Ám
most újult erővel és lelkesedéssel (és hosszabb bejegyzéssel…) jelentkezem, és ahogyan
ígértem, a következő bejegyzések már szakmai vizekre terelik a Kedves Olvasót.
Röviden szeretném bemutatni a kutatási téma előzményeit és a módszereket,
amiket a laboratóriumban alkalmazunk. Hát akkor kezdjük az elején, mondjuk a
projekt címével:
„Biológiai közegekben stabil szuperhidrofil borítású nanomágnesek
fejlesztése”
Mik is azok a nanomágnesek?
Na és mitől szuperhidrofilek?
Nos, a napjainkban egyre szélesebb
körben vizsgált illetve használt, a külső mágneses térrel manipulálható
mágneses nanorészecskéket nevezzük nanomágnesnek, melyek közül a
szuperparamágneses magnetit (Fe3O4) és maghemit (g-Fe2O3) a legelterjedtebben vizsgált. A számos technológiai
felhasználási mód mellett az utóbbi évtizedekben jelentősen megnövekedett a
diagnosztikai illetve terápiás célokra (pl. MRI kontrasztanyag, hatóanyagok
célzott helyre juttatása és szabályozott leadása, mágneses hipertermia, stb.) szánt
mágneses nanorészecskékkel kapcsolatos kutatások száma, melyekhez ezúton én is
szeretnék hozzájárulni a Vizes Kolloidok csoport tagjaként. Az élő szervezetben
alkalmazni kívánt nanorészecskéknek komoly követelményeknek kell megfelelniük,
ilyen többek között pl. a biokompatibilitás, továbbá, hogy ne legyenek toxikusak,
kémiai és biológiai állandósággal illetve adott mérettel rendelkezzenek.
Az orvosbiológiai célú alkalmazások
esetén ezért a nanomágnesek felületén különféle anyagokból célzottan olyan
védőréteget hoznak létre, amely amellett hogy várhatóan megakadályozza a
részecskék aggregációját, stabilizálja a diszperziót, védelmet is nyújt kémiai
és biológiai degradációjuk ellen. Az egyik komoly probléma, hogy biológiai
közegekben, pl. vérben található plazma-proteinek megkötődhetnek a részecskéken
(opszonizáció), melynek eredményeként a nanomágnesek deaktiválódnak, így a
részecskék felületén bekövetkező fehérjeadszorpció elleni védelem kiemelt
fontosságú. A biokompatibilitás és az indifferens jelleg (az opszonizáció
elkerülése érdekében) biztosítására az egyik leggyakrabban választott molekula
a PEG (polietilén-glikol, másnéven polietilén-oxid (PEO)), az ezzel történő
burkolást nevezzük pegilálásnak.
A másik kérdés a szuperhidrofilitás… Mivel vizes közegű mágneses folyadékokról van szó, elengedhetetlen,
hogy a védőréteggel ellátott részecskék felülete hidrofil („vizet kedvelő”),
sőt szuperhidrofil („vizet nagyon kedvelő”) legyen, így biztosítva a
nanomágnesek jól diszpergált állapotát. A normál PEG molekula alapvetően
hidrofil tulajdonságú a szénlánchoz kapcsolódó nagyszámú hidroxilcsoportnak
köszönhetően, ám a nanorészecskéken történő adszorpciója csak gyenge
kölcsönhatásokon alapul a specifikus kapcsolódásra alkalmas csoportok hiánya
miatt. A PEG célszerű módosításával elérhető, hogy a hidrofilitás (illetve
biokompatibilitás) megőrzése mellett az erősebb kötések kialakítására képes
funkciókkal rendelkező polimereket kapjunk.
Ezek fényében kutatómunkám célja
különféleképpen módosított PEG-ek használatával pegilált nanorészecskék
előállítása és tesztelése elsősorban fizikai-kémiai, majd orvosbiológiai
módszerekkel.
A legújabb
eredmények bemutatása előtt egy kis ízelítő a mágneses folyadékokról:
Üdvözlettel
a közeli viszontlátásig!
A kutatás az
Európai Unió és Magyarország támogatásával, az Európai Szociális Alap
társfinanszírozásával a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú „Nemzeti
Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást
biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program” című
kiemelt projekt keretei között valósult meg.