Hybrid Micro- and Nanoplatforms for Biosensors and Medicine
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Hybrydowe mikro- i nanoplatformy dla biosensorów i medycyny
english
- hybrid material
- microplatform
- nanoplatform
- biosensor
- nanomedicine
- materiał hybrydowy
- mikroplatforma
- nanoplatforma
- biosensor
- nanomedycyna
EN The motivations for the research were aspects related to human health care, environmental monitoring, and cancer treatment. The first main aim of this work was design and synthesis micro- and nanoplatforms for biosensors unveiling higher stability (time-stability and temperature-stability), higher selectivity, and higher sensitivity, reducing a general cost of the arranged components indeed. The second main aim of this work for nanomedicine to obtain multifunctional carriers for drug-delivery, exhibiting great biocompatibility, targeting to tumor cells (by the passive and active way), when combined chemo- and photothermal therapy were used. The innovative materials based on selected inorganic components like magnetite, silica, and functional biomimetic compounds like kraft lignin, polydopamine, PAMAM dendrimers, and β-cyclodextrins are arranged. The synthesis of these materials was considered with aspects related to size, a shape, a kind of used components, a functionalization, multicomponents composition and they will carry out in various ways of synthesis. The obtained materials will be tested for the potential utility as a glucose biosensors and as a theranostic tool in cancer treatment. Additionally, it is important that at the time of undertaking the considered research topic, there were no literature reports on the use of hybrid materials based on metal oxides (magnetite, silica) coated with biopolymers (polydopamine, lignin) with attached nanocontainers (dendrimers, cyclodextrins) for biosensors and medicine. In the part of biosensors, there was a lack of scientific works demonstrating the increased stability, selectivity, and sensitivity of these platforms, which would be based on cheap components. In the field of nanomedicine, there was a lack of developed multifunctional nanoplatforms based on the mentioned components for the combined treatment method (chemo- and photothermal therapy, CT-PTT) of hepatocellular carcinoma, with simultaneous teranostatic properties.
PL Motywacją do badań były aspekty związane z ochroną zdrowia człowieka, monitorowaniem środowiska i leczeniem onkologicznym. Pierwszym głównym celem tej pracy było zaprojektowanie i synteza mikro- i nanoplatform dla biosensorów wykazujących wyższą stabilność (stabilność czasową i temperaturową), wyższą selektywność i wyższą czułość, co istotnie obniżając ogólny koszt użytych komponentów. Drugim głównym celem tej pracy było otrzymanie wielofunkcyjnych nośników do dostarczania leków (dla nanomedycyny), wykazujących dużą zgodność biologiczną, nakierowanych na komórki nowotworowe (w sposób pasywny i aktywny), z zastosowaną skojarzoną terapią chemio- i fototermiczną. Zastosowane innowacyjne materiały na bazie wybranych składników nieorganicznych, takich jak magnetyt, krzemionka oraz funkcjonalne związki biomimetyczne, takie jak lignina, polidopamina, dendrymery PAMAM i β-cyklodekstryny. Rozważano syntezę tych materiałów w oparciu o aspekty związane z wielkością, kształtem, rodzajem użytych komponentów, funkcjonalizacją, składem wieloskładnikowym. Uzyskane materiały zostały przetestowane pod kątem potencjalnej aplikacji jako biosensory glukozy oraz jako narzędzie teranostyczne w leczeniu raka drobnokomórkowego wątroby. Dodatkowo istotne jest, że w momencie podejmowania rozważanego tematu badawczego brakowało publikacji dotyczących stosowania materiałów hybrydowych na bazie tlenków metali (magnetyt, krzemionka) pokrytych biopolimerami (polidopamina, lignina) z dołączonymi nanokontenerami (dendrymery, cyklodekstryny) dla biosensorów i medycyny. W literaturze dot. biosensorów brakowało prac naukowych wskazujących na zwiększoną stabilność, selektywność i czułość platform, które byłyby oparte na tanich komponentach. W dziedzinie nanomedycyny brakowało prac dot. wymienionych komponentów wielofunkcyjnych do leczenia skojarzonego (chemioterapia i fototermoterapia, CT-PTT) raka wątrobowokomórkowego, przy wykazywaniu właściwości teranostatycznych.
218
chemical sciences
chemical technology
DrOIN 2105
no permission to download file
library
Beata Podkościelna
Lublin, Polska
18.11.2020
polish
no permission to download file
library
Wojciech Święszkowski
Warszawa, Polska
01.12.2020
polish
no permission to download file
library
dissertation
Poznań, Polska
09.02.2021
Rada Dyscypliny Nauki Chemiczne Politechniki Poznańskiej
doktor nauk ścisłych i przyrodniczych w dyscyplinie: nauki chemiczne