Author(s):
Rodrigues, Ana Rita O. 
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/1822/22750
Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
Document details
Desenvolvimento de magnetolipossomas baseados em nanopartículas de níquel com c...
Description
Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas Na área biomédica, a nanotecnologia tem produzido avanços significativos no diagnóstico, terapêutica e bioengenharia. As nanopartículas magnéticas são de especial relevância, porque podem ser orientadas e localizadas no local de interesse, através de gradientes de campo magnético externo, usado no tratamento do cancro por hipertermia. Neste trabalho, desenvolveram-se magnetolipossomas para aplicação na entrega de fármacos antitumorais, combinando membranas lipídicas com nanopartículas magnéticas de níquel, com e sem coroa de sílica. Foram preparadas nanopartículas magnéticas de níquel usando diferentes meios microheterogéneos, as quais foram posteriormente cobertas com coroa de sílica. Foram avaliadas as propriedades estruturais, espetroscópicas e magnéticas das nanopartículas preparadas. Estas partículas foram incorporadas em lipossomas, ou também produzidas na presença de camadas de lípido ou tensioativo, obtendo-se assim magnetolipossomas. Nestes magnetolipossomas, foram incorporados novos compostos fluorescentes com potencial atividade antitumoral, 1,3-diarilureias derivadas de tieno[3,2-b]piridinas, sintetizadas pelo CQ/UM. Os compostos foram previamente caracterizados por espetroscopias de absorção UV-visível e de fluorescência. Verificou-se que apresentam uma emissão de fluorescência sensível ao solvente, embora não sejam emissivos em solventes próticos. Os rendimentos quânticos de fluorescência determinados variam entre 6% e 65%, sendo os valores mais baixos obtidos em clorofórmio e os mais elevados em dimetilsulfóxido. A localização dos compostos em lipossomas foi avaliada por medidas de anisotropia de fluorescência em estado estacionário, tendo-se concluído que estes se localizam maioritariamente na bicamada lipídica, sentindo a transição entre as fases gel e líquido-cristalina dos lípidos. Foi realizado um estudo preliminar da interação dos magnetolipossomas com as células, usando GUVs (vesículos unilamelares gigantes) de lecitina de soja como modelos de membranas celulares. A interação foi avaliada por transferência de energia (FRET) entre os compostos sintetizados (doadores) e lípidos marcados incluídos nos GUVs, contendo o marcador fluorescente NBD (funcionando como aceitante). O objetivo global deste trabalho foi o desenvolvimento de nanossistemas que aliam as propriedades magnéticas à capacidade de transportar novos princípios ativos antitumorais. In the field of biomedicine, nanotechnology has produced significant advances in diagnosis, therapy and bioengineering. Magnetic nanoparticles are particularly important because they can be oriented and localized in the therapeutic site, by means of external magnetic field gradients used in cancer treatment by hyperthermia. In this work, systems of nanometric dimensions based on magnetoliposomes were developed, for application in the delivery of antitumor drugs, by combining lipid membranes with nickel magnetic nanoparticles, with or without a silica shell. Thus, nickel magnetic nanoparticles were prepared using different microheterogeneous media, which were then covered with a silica shell. The structural, spectroscopic and magnetic properties of the prepared nanoparticles were evaluated. These nanoparticles were either incorporated in liposomes or produced in the presence of a lipid or surfactant layer, thereby obtaining magnetoliposomes. New fluorescent compounds with potential antitumor activity, 1,3-diarylureas derived from thieno[3,2-b]pyridines, synthesized by CQ/UM, were incorporated in these magnetoliposomes. The compounds were previously studied by UV-vis. absorption and fluorescence spectroscopies, and exhibited a solvent sensitive emission, although they are not emissive in protic solvents. Fluorescence quantum yields vary from 6% to 65%, the lower values being obtained in chloroform and the highest ones in dimethylsulfoxide. The localization of the compounds in liposomes was assessed by fluorescence (steady state) anisotropy measurements. The results showed that these are mainly located in the lipid bilayer, feeling the transition between the gel phase and the liquidcrystalline phase of the lipids. A preliminary study of the interaction of the magnetoliposomes with cells was performed using soybean lecithin GUVs (giant unilamellar vesicles) as models of cell membranes. The interaction was evaluated by resonance energy transfer (FRET) between the synthesized compounds (donors) and labeled lipids included in the GUVs, containing the fluorescent marker NBD (nitrobenzodiazole, acting as acceptor) at several different positions of the lipid molecule. The overall goal of this work was the development of nanosystems that combine the magnetic properties with the ability to transport new potential antitumor drugs.
Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas Na área biomédica, a nanotecnologia tem produzido avanços significativos no diagnóstico, terapêutica e bioengenharia. As nanopartículas magnéticas são de especial relevância, porque podem ser orientadas e localizadas no local de interesse, através de gradientes de campo magnético externo, usado no tratamento do cancro por hipertermia. Neste trabalho, desenvolveram-se magnetolipossomas para aplicação na entrega de fármacos antitumorais, combinando membranas lipídicas com nanopartículas magnéticas de níquel, com e sem coroa de sílica. Foram preparadas nanopartículas magnéticas de níquel usando diferentes meios microheterogéneos, as quais foram posteriormente cobertas com coroa de sílica. Foram avaliadas as propriedades estruturais, espetroscópicas e magnéticas das nanopartículas preparadas. Estas partículas foram incorporadas em lipossomas, ou também produzidas na presença de camadas de lípido ou tensioativo, obtendo-se assim magnetolipossomas. Nestes magnetolipossomas, foram incorporados novos compostos fluorescentes com potencial atividade antitumoral, 1,3-diarilureias derivadas de tieno[3,2-b]piridinas, sintetizadas pelo CQ/UM. Os compostos foram previamente caracterizados por espetroscopias de absorção UV-visível e de fluorescência. Verificou-se que apresentam uma emissão de fluorescência sensível ao solvente, embora não sejam emissivos em solventes próticos. Os rendimentos quânticos de fluorescência determinados variam entre 6% e 65%, sendo os valores mais baixos obtidos em clorofórmio e os mais elevados em dimetilsulfóxido. A localização dos compostos em lipossomas foi avaliada por medidas de anisotropia de fluorescência em estado estacionário, tendo-se concluído que estes se localizam maioritariamente na bicamada lipídica, sentindo a transição entre as fases gel e líquido-cristalina dos lípidos. Foi realizado um estudo preliminar da interação dos magnetolipossomas com as células, usando GUVs (vesículos unilamelares gigantes) de lecitina de soja como modelos de membranas celulares. A interação foi avaliada por transferência de energia (FRET) entre os compostos sintetizados (doadores) e lípidos marcados incluídos nos GUVs, contendo o marcador fluorescente NBD (funcionando como aceitante). O objetivo global deste trabalho foi o desenvolvimento de nanossistemas que aliam as propriedades magnéticas à capacidade de transportar novos princípios ativos antitumorais. In the field of biomedicine, nanotechnology has produced significant advances in diagnosis, therapy and bioengineering. Magnetic nanoparticles are particularly important because they can be oriented and localized in the therapeutic site, by means of external magnetic field gradients used in cancer treatment by hyperthermia. In this work, systems of nanometric dimensions based on magnetoliposomes were developed, for application in the delivery of antitumor drugs, by combining lipid membranes with nickel magnetic nanoparticles, with or without a silica shell. Thus, nickel magnetic nanoparticles were prepared using different microheterogeneous media, which were then covered with a silica shell. The structural, spectroscopic and magnetic properties of the prepared nanoparticles were evaluated. These nanoparticles were either incorporated in liposomes or produced in the presence of a lipid or surfactant layer, thereby obtaining magnetoliposomes. New fluorescent compounds with potential antitumor activity, 1,3-diarylureas derived from thieno[3,2-b]pyridines, synthesized by CQ/UM, were incorporated in these magnetoliposomes. The compounds were previously studied by UV-vis. absorption and fluorescence spectroscopies, and exhibited a solvent sensitive emission, although they are not emissive in protic solvents. Fluorescence quantum yields vary from 6% to 65%, the lower values being obtained in chloroform and the highest ones in dimethylsulfoxide. The localization of the compounds in liposomes was assessed by fluorescence (steady state) anisotropy measurements. The results showed that these are mainly located in the lipid bilayer, feeling the transition between the gel phase and the liquidcrystalline phase of the lipids. A preliminary study of the interaction of the magnetoliposomes with cells was performed using soybean lecithin GUVs (giant unilamellar vesicles) as models of cell membranes. The interaction was evaluated by resonance energy transfer (FRET) between the synthesized compounds (donors) and labeled lipids included in the GUVs, containing the fluorescent marker NBD (nitrobenzodiazole, acting as acceptor) at several different positions of the lipid molecule. The overall goal of this work was the development of nanosystems that combine the magnetic properties with the ability to transport new potential antitumor drugs.
Document Type
Master Thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Castanheira, Elisabete M. S.; Coutinho, Paulo J. G.
Language Portuguese
Advisor(s) Castanheira, Elisabete M. S.; Coutinho, Paulo J. G.
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