Fyzikálně-chemická charakterizace nano- a mikročástic a jejich interakce s proteiny
Loading...
Date
Authors
Bačovská, Šárka
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato dizertační práce se zabývá charakterizací nano- a mikročástic, se zaměřením na jejich interakce s modelovými proteiny. Pro analýzu byly vybrány tři typy částic: komerční LUDOX®, syntetizované mezoporézní silikové nanočástice a syntetizované nanočástice uhličitanu vápenatého. Výzkum je rozdělen do tří hlavních částí: první část zkoumá, jak teplota a čas ovlivňují syntézu mikročástic uhličitanu vápenatého. Syntetizované částice měly různé tvary od kuliček, přes květákovité až po půlměsícovité, s velikostí od 3 do 22 mikrometrů. Přeměna z vateritu na kalcit byla pozorována při každé teplotě v čase, s výjimkou 20 °C. Druhá část je zaměřena na charakterizaci nanočástic LUDOX® a jejich interakci s opačně nabitým proteinem lysozymem. HRUS, ITS, DLS a ELS titrace ukázaly, že velikost nanočástic ovlivňuje interakce, stejně jako prostředí (voda a PBS). Závěrečná část zkoumá syntézu nanočástic mesoporézního oxidu křemičitého a vliv specifického pufru na jejich interakci s BSA. Syntetizované mesoporézní nanočástice oxidu křemičitého byly funkcionalizovány aminoskupinami, které jim daly záporný náboj a umožnnily tak elektrostaticky interagovat s negativně nabitým BSA. Bylo potvrzeno, že adsorpce bílkovin na nanočástice je při fyziologickém pH specifická pro pufr.
This dissertation examines the characterization of nano- and microparticles, focusing on their interactions with model proteins. Three types of particles were selected for analysis: commercial LUDOX®, synthesized mesoporous silica nanoparticles, and synthesized calcium carbonate microparticles. The research is organized into three main sections: the first part investigates how temperature and time affect the synthesis of calcium carbonate microparticles. Synthesized particles had various shapes from spheres, cauliflower-like to croissant-like, with sizes ranging from 3 to 22 micrometers. The transformation from vaterite to calcite was observed at every temperature in time, except 20 °C. The second section focuses on the characterization of LUDOX® nanoparticles and their interaction with oppositely charged protein lysozyme. HRUS, ITS, DLS, and ELS titration showed that the size of the nanoparticles affects the interactions, as well as the environment (water and PBS). The final part explores the synthesis of mesoporous silica nanoparticles and the specific buffer effect on their interaction with BSA. Synthesized mesoporous silica nanoparticles were functionalized with amino groups, giving them a negative charge to facilitate the electrostatic interaction with positively charged BSA. Protein adsorption on the nanoparticles was confirmed to be buffer-specific at physiological pH.
This dissertation examines the characterization of nano- and microparticles, focusing on their interactions with model proteins. Three types of particles were selected for analysis: commercial LUDOX®, synthesized mesoporous silica nanoparticles, and synthesized calcium carbonate microparticles. The research is organized into three main sections: the first part investigates how temperature and time affect the synthesis of calcium carbonate microparticles. Synthesized particles had various shapes from spheres, cauliflower-like to croissant-like, with sizes ranging from 3 to 22 micrometers. The transformation from vaterite to calcite was observed at every temperature in time, except 20 °C. The second section focuses on the characterization of LUDOX® nanoparticles and their interaction with oppositely charged protein lysozyme. HRUS, ITS, DLS, and ELS titration showed that the size of the nanoparticles affects the interactions, as well as the environment (water and PBS). The final part explores the synthesis of mesoporous silica nanoparticles and the specific buffer effect on their interaction with BSA. Synthesized mesoporous silica nanoparticles were functionalized with amino groups, giving them a negative charge to facilitate the electrostatic interaction with positively charged BSA. Protein adsorption on the nanoparticles was confirmed to be buffer-specific at physiological pH.
Description
Keywords
nanočástice oxidu křemičitého, mikročástice uhličitanu vápenatého, lysozym, hovězí sérový albumin, proteinová korona, kalcit, vaterit, specifický vliv pufru, silica nanoparticles, calcium carbonate microparticles, lysozyme, bovine serum albumin, protein corona, calcite, vaterite, specific buffer effect
Citation
BAČOVSKÁ, Š. Fyzikálně-chemická charakterizace nano- a mikročástic a jejich interakce s proteiny [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. František Krčma, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Roman Maršálek, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Nejdl, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Karel Kubíček, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-02-17
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo. Ing. Bačovská se účastnila několika mezinárodních konferencí. Absolvovala několik krátkodobých zahraničních stáží. Je spoluautorkou 5 článků v impaktovaných časopisech, v jednom případě je první autorkou. Ve své powerpointové prezentaci představila doktorandka podstatné výsledky své disertační práce. Byly přečteny oponentské posudky, oba kladné a doporučovaly práci k obhajobě. Posudky obsahovaly dotazy, na které doktorandka velmi dobře odpověděla. Uspokojivě zodpověděla i dotazy vzešlé z následné diskuze.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení