Nanoparticule magnetice biofuncţionalizate cu glucoză
Autor: Alexandrina Nan, Rodica Turcu, Jürgen Liebscher
Cuvinte cheie: nanoparticule magnetice funcţionalizate, glucozamină, legătură covalentă
Aplicații
Nanoparticulele magnetice cu diferite straturi de acoperire prezintă un interes practic deosebit în nanomedicină, separare magnetică, organocataliză, biosenzori și depoluare datorită următoarelor proprietăți favorabile:
(i) dimensiunile reduse permit pătrunderea şi retragerea cu ușurință în/din mediile de interes;
(ii) caracterul magnetic permite controlul lor extern;
(iii) ele reacţionează prin intermediul grupărilor cu care sunt funcţionalizate, ceea ce conduce la o mare diversitate de poțentiale aplicaţii practice.
Dată fiind preferinţa celulelor canceroase pentru glucoză, am realizat biofuncţionalizarea nanoparticulelor magnetice de Fe3O4 cu această moleculă, vizând aplicații în imagistica nucleară sau tratamentul hipertermic al cancerului pe baza recunoaşterii biomoleculare a celulelor canceroase.
Aspecte inovative
Pentru utilizarea nanoparticulelor magnetice funcţionalizate în diferite domenii (separare celulară magnetică, recunoaştere biomoleculară sau organocataliză) este necesar ca ataşarea grupării funcţionale pe suprafaţa nanoparticulei magnetice să se realizeze printr-o legătură stabilă. Legătura amidică covalentă formată între gruparea carboxil a acidului lauric aflat pe suprafaţa nanoparticulelor magnetice şi gruparea amino din molecula glucozaminei este una puternică și foarte stabilă. Prin metoda dezvoltată s-a reuşit pentru prima dată legarea directă a glucozei de nanoparticule magnetice printr-o legătură chimică, puternică şi stabilă.
Tehnologia
În scopul preparării nanoparticulelor magnetice funcţionalizate cu molecule de glucoză se utilizează ca materii prime de plecare fluid magnetic conţinând nanoparticule de magnetită stabilizate cu un strat dublu de acid lauric în apă şi glucozamină hidroclorată. Reacţia de ataşare a glucozaminei hidroclorate pe suprafaţa nanoparticulelor magnetice se realizează prin legarea covalentă a grupărilor carboxil aflate pe suprafaţa nanoparticulelor şi gruparea amino prezentă în glucozamină, cu ajutorul unor agenţi puternici de cuplare. Demonstrarea legării covalente a glucozaminei pe suprafaţa nanoparticulelor magnetice se realizează prin spectroscopie FTIR, datorită unei benzi de absorbție intensă caracteristică legăturii amidice la 1636 cm-1 care este ușor de identificat în spectru.
Avantaje
- Ataşarea glucozei biologic active pe suprafaţa nanoparticulelor magnetice
- Nanoparticulele magnetice funcţionalizate sunt stabile în mediu apos, în majoritatea solvenților organici și sunt biocompatibile
- Nanoparticulele magnetice funcţionalizate au comportament superparamagnetic, ceea ce înseamnă că se poate realiza uşor separarea acestora din diferite medii
- Nanoparticulele magnetice biofuncţionalizate sunt obţinute cu costuri de producţie reduse
- Tehnologia de preparare a acestor nanoparticule funcţionalizate nu este complicată și s-a reușit scalarea la nivel de grame
Brevet
Brevet 128880/ 30.03.2018
Titlu: Bifuncționalizarea nanoparticulelor magnetice prin atașarea covalentă a glucozei
Inventatori: Nan Alexandrina Emilia, Turcu Rodica Paula, Liebscher Jürgen