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Introducing gold nanoparticle bioconjugates within the biological machinery
El rápido desarrollo de la Nanotecnología durante las últimas décadas ofrece amplias perspectivas en el uso de materiales a micro- y nanoescala en diferentes áreas de la industria, tecnología y medicina. Sin embargo, su uso y aplicación segura y eficaz en estas áreas requieren un control mucho mayor sobre sus propiedades físico-químicas y sus interacciones moleculares relacionadas con los seres vivos. El conocimiento actual de la comunidad científica está de acuerdo en que existe una brecha considerable en la comprensión de este tipo de interfaz Nano-Bio". Dando un paso adelante en esta dirección, este trabajo de Tesis ha tenido como objetivo proporcionar conocimientos sobre la formación racional de bioconjugados de nanopartículas de oro para modular y comprender sus interacciones y los procesos celulares. En este contexto, la primera parte de esta Tesis se centra en la síntesis de nanopartículas de oro catiónicas y sus interacciones con células. La primera estrategia desarrollada para la síntesis de nanopartículas de oro cargadas positivamente se llevó a cabo mediante el uso simultáneo de un reductor débil y uno fuerte. Se ha demostrado que los dos reductores actúan de forma secuencial en el proceso sintético para producir nanopartículas de oro catiónicas monodispersas, con tamaños comprendidos entre 10.3 nm y 19.7 nm. Se describe también un método de crecimiento de nanopartículas de oro, en el que se obtienen nanopartículas monodispersas de mayor tamaño (de hasta ~ 28 nm) a partir de nanopartículas de oro previamente sintetizadas, mediante la adición de precursor y un reductor débil. La segunda estrategia desarrollada hace frente a la creciente demanda de nanopartículas de oro catiónicas de diferentes tamaños y ligandos, mediante el empleo de una metodología de transferencia de fase de medio orgánico a acuoso. Esta combinación de métodos de síntesis orgánica y acuosa da como resultado importantes beneficios. Esta estrategia se ha optimizado para preparar nanopartículas de oro catiónicas de 4.6, 8.9 y 13.4 nm de diámetro, usando un ligando alquílico tiolado con carga positiva. Además, su aplicación práctica se demostró mediante la producción de bioconjugados de oro de 13 nm con un péptido catiónico y otro aniónico. Las propiedades físico-químicas de estos bioconjugados en medios de cultivo celular, así como su internalización y toxicidad en fibroblastos humanos han sido estudiados. La segunda parte de esta Tesis se centra en la funcionalización racional de nanopartículas de oro con anticuerpos y la investigación de su interacción específica con receptores celulares. La formación de bioconjugados de oro con anticuerpos se ha estudiado utilizando una química selectiva, que ha permitido controlar el número de anticuerpos y su orientación en la nanopartícula. La obtención de bioconjugados bien definidos hizo posible la creación de nuevos autoensamblajes de nanopartículas mediante reconocimiento anticuerpo-antígeno. Esta estrategia también se exploró para la conjugación de un anticuerpo biológicamente relevante (Cetuximab) con nanopartículas de oro. Bioconjugados de oro con Cetuximab de configuración y multivalencia controlada se han utilizado para examinar su interacción con el receptor de superficie celular EGFR (receptor del factor de crecimiento epidérmico), un receptor de tirosina quinasa que es sobreexpresado en un gran número de cánceres.
Introducing gold nanoparticle bioconjugates within the biological machinery
El rápido desarrollo de la Nanotecnología durante las últimas décadas ofrece amplias perspectivas en el uso de materiales a micro- y nanoescala en diferentes áreas de la industria, tecnología y medicina. Sin embargo, su uso y aplicación segura y eficaz en estas áreas requieren un control mucho mayor sobre sus propiedades físico-químicas y sus interacciones moleculares relacionadas con los seres vivos. El conocimiento actual de la comunidad científica está de acuerdo en que existe una brecha considerable en la comprensión de este tipo de interfaz Nano-Bio". Dando un paso adelante en esta dirección, este trabajo de Tesis ha tenido como objetivo proporcionar conocimientos sobre la formación racional de bioconjugados de nanopartículas de oro para modular y comprender sus interacciones y los procesos celulares. En este contexto, la primera parte de esta Tesis se centra en la síntesis de nanopartículas de oro catiónicas y sus interacciones con células. La primera estrategia desarrollada para la síntesis de nanopartículas de oro cargadas positivamente se llevó a cabo mediante el uso simultáneo de un reductor débil y uno fuerte. Se ha demostrado que los dos reductores actúan de forma secuencial en el proceso sintético para producir nanopartículas de oro catiónicas monodispersas, con tamaños comprendidos entre 10.3 nm y 19.7 nm. Se describe también un método de crecimiento de nanopartículas de oro, en el que se obtienen nanopartículas monodispersas de mayor tamaño (de hasta ~ 28 nm) a partir de nanopartículas de oro previamente sintetizadas, mediante la adición de precursor y un reductor débil. La segunda estrategia desarrollada hace frente a la creciente demanda de nanopartículas de oro catiónicas de diferentes tamaños y ligandos, mediante el empleo de una metodología de transferencia de fase de medio orgánico a acuoso. Esta combinación de métodos de síntesis orgánica y acuosa da como resultado importantes beneficios. Esta estrategia se ha optimizado para preparar nanopartículas de oro catiónicas de 4.6, 8.9 y 13.4 nm de diámetro, usando un ligando alquílico tiolado con carga positiva. Además, su aplicación práctica se demostró mediante la producción de bioconjugados de oro de 13 nm con un péptido catiónico y otro aniónico. Las propiedades físico-químicas de estos bioconjugados en medios de cultivo celular, así como su internalización y toxicidad en fibroblastos humanos han sido estudiados. La segunda parte de esta Tesis se centra en la funcionalización racional de nanopartículas de oro con anticuerpos y la investigación de su interacción específica con receptores celulares. La formación de bioconjugados de oro con anticuerpos se ha estudiado utilizando una química selectiva, que ha permitido controlar el número de anticuerpos y su orientación en la nanopartícula. La obtención de bioconjugados bien definidos hizo posible la creación de nuevos autoensamblajes de nanopartículas mediante reconocimiento anticuerpo-antígeno. Esta estrategia también se exploró para la conjugación de un anticuerpo biológicamente relevante (Cetuximab) con nanopartículas de oro. Bioconjugados de oro con Cetuximab de configuración y multivalencia controlada se han utilizado para examinar su interacción con el receptor de superficie celular EGFR (receptor del factor de crecimiento epidérmico), un receptor de tirosina quinasa que es sobreexpresado en un gran número de cánceres.
Introducing gold nanoparticle bioconjugates within the biological machinery
García Fernández, Lorena (Autor:in)
2013
Hochschulschrift
Elektronische Ressource
Englisch
Recent applications of gold dredging machinery
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Fluorescent Gold Nanoparticle Superlattices
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