Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Mechanizované Si nanočástice (MSNPs): Nový zlom v teranostice Jiří Hlubuček 1.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Mechanizované Si nanočástice (MSNPs): Nový zlom v teranostice Jiří Hlubuček 1."— Transkript prezentace:

1 Mechanizované Si nanočástice (MSNPs): Nový zlom v teranostice Jiří Hlubuček 1

2 Obsah Úvod co jsou MSNPs Způsoby aktivace světlem pH redoxně enzymaticky Pokroky v oblasti biologie in vitro – autonomní, kontrolované in vivo 2

3 Úvod MSNPs mají 3 složky: pevný nosič – nejčastěji MCM - 41 „užitečný náklad“ – léčiva, zobrazovací činidla vnější mechanizmus – rotaxany a pseudorotaxany Rotaxan [2] (A)monovrstva rotaxanů na povrchu nosiče (B)schéma uvolnění obsahu pórů pomocí rotaxanu [1] 3

4 Vnější mechanizmus A) lineární stonek – připojení rotaxanu k povrchu SNPs B) vtokové kroužky – zadržují náklad C) alternativní kroužkové vazebné místo nebo slabý štěpitelný bod D) uzávěry na koncích stonků 4 Vnější mechanizmus ve formě rotaxanu [3]

5 Rotaxany CBPQT 4+ (cyclobis-(paraquat-p-phenylene)) – nedostatek e - BHEEN (1,5-bis[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]naphthalene) – přebytek e - Velká afinita - navléknutí 5 Makrocyklus CBPQT⁴⁺[4] Stonek BHEEN [5]

6 Způsoby aktivace Nevodná rozpouštědla Změnou redoxního potenciálu Světlem Vodné roztoky Změnou pH Světlem Enzymaticky Změnou redoxního potenciálu 6

7 TTF [6] Redoxní aktivace Bistabilní rotaxany - možnost otevírání a uzavírání CBPQT 4+ - větší afinita k TTF 7 Schema posunu uzávěru CBPQT 4+ [1] TTF (tetrathiafulvalene) DNP (1,5-dioxynaphthalene) TTF + Fe(ClO 4 ) 3. 6H 2 O -> TTF 2+ TTF 2+ + kys. askorbová -> TTF Oxidace - uzavření Redukce - otevření TTF 2+

8 Aktivace světlem A) Fotosenzitizátor – fotoindukovaný přenos elektronů na CBPQT 4+ B) Fotoaktivní azobenzenové „nanopoháněče“ Nepřetržitá fotoizomerizace 8 Azobenzenové „nanopoháněče“ uvnitř póru MSNP [7] Trans konformace Cis konformace UV Viditelné světlo Trans a cis azobenzen [8]

9 pH aktivace ve vodě Supramolekulární systém uzávěr - α-CD (cyklodextrin) stonek – obsahuje anilínové skupiny 9 Uvolnění léčiva z duté mezoporézní SNP pomocí pH [10] Protonace dusíkových atomů při nižším pH – snížení vazebné afinity α-cyklodextrin [9]

10 pH aktivace ve vodě Imobilizované kroužky - β-CD Pohyblivé stonky - rhodamine B/benzidin Schopnost uvolnit nejdříve malé a potom velké částice 10 Nanopísty aktivované pomocí pH [11] Fosfonátová SNP Štěpitelné iminové dvojné vazby β –cyklodextrin [9]

11 Enzymatická aktivace Biokompatibilní, enzym-citlivý nanokontejner 11 Esterově vázaný adamantyl Schema funkce nanokontejneru [12] PEG

12 Pokrok v oblasti biologie Intracelulární dodání léčiv pomocí SNPs Bez vnějšího mechanismu Pouze hydrofobní léčiva (paclitaxel – cytostatikum) Prázdné SNPs – netoxická vozidla pro dodávání léčiv do buněk První úspěšné fungování MSNPs v buňkách Azobenzeny a campothecin (CPT), ozáření 413 nm, povrchové 12 Apoptóza pankreatických rakovinných buněk důsledkem uvolnění CPT po ozáření 1 min(a), 3 min(b), 5 min(c), 10 min(d) [1]

13 Autonomní in vitro uvolnění Neutrální prostředí – β-CD vázán na benzimidazol Kyselé prostředí – protonace, uvolnění 13 Benzimidazol [1] β-cyklodextrin [1] Protonace benzimadazolu v kyselém prostředí [1] Doxorubicin a Hoechst [1]

14 Kontrolované in vitro uvolnění Magnetická aktivace – kov nebo oxid kovu MCSNPs (magnetic-core silica nanoparticles) 14 Uvolnění léčiva z MCSNP oscilací magnetického pole [1] CB6 [1] Zn dopovaný nanokrystaly Fe 3 O 4 Doxorubicin Teplotně citlivé zařízení

15 Kontrolované in vitro uvolnění Zobrazení MCSNPs – rhodamin B Dodávání léčiv, sledování velikosti nádoru 15 Buňky karcinomu prsu. MCSNPs bez magnetického pole(a), 16 % buněk zabito při aplikaci oscilujícího mag. pole bez doxorubicinu(b), 37 % buněk zabito - MCNSPs s doxorubicinem po aplikaci mag. pole(c). [1]

16 Počáteční studie na zvířatech 16 Schéma ukazuje jak MSNPs, pokud jsou vpraveny do organismu s nádorovým onemocněním, jsou schopny se lokalizovat uvnitř a okolo nemocné tkáně a zobrazit signál (diagnóza), a uvolnit léčiva k eliminaci nemocných buněk (léčba) [1] SNPs netoxické a fungující pro dodávání léčiv in vivo Fluorescentní SNPs myším 10 dní dávka 1 mg/den Vylučování z organismu Uchovávání a dodávání CPT do nádorových tkání

17 Reference [1]Ambrogio, M. W. et al. Mechanized silica nanoparticles: a new frontier in theranostic nanomedicine. Accounts of Chemical Research, 2011, vol. 44, no. 10. PMID: PMCID: PMC p. 903–913. DOI: /ar200018x. [2]Rotaxane [cit. 27. prosinec 2014]. URL [3] Yan, H. et al. A Photoswitchable [2]Rotaxane Array on Graphene Oxide. Asian Journal of Organic Chemistry, 2012, vol. 1, no. 4. p. 314–318. DOI: /ajoc [4] Miljanić, O. Š. – Stoddart, J. F. Dynamic donor–acceptor [2]catenanes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2007, vol. 104, no. 32. PMID: PMCID: PMC p – DOI: /pnas [5]1,5-bis[2-(hydroxyethoxy)ethoxy]naphthalene | ChemSpider. [cit. 28. prosinec 2014]. URL [6] Tetrathiafulvalene [cit. 27. prosince 2014]. URL 17

18 Reference [7] Cotí, K. K. et al. Mechanised nanoparticles for drug delivery. Nanoscale, 2009, vol. 1, no. 1. p. 16–39. DOI: /B9NR00162J. [8]Azobenzene [cit. 27. prosince 2014]. URL [9] Cyclodextrin [cit. 27. prosince 2014]. URL [10] Du, L. et al. Controlled-access hollow mechanized silica nanocontainers. Journal of the American Chemical Society, 2009, vol. 131, no. 42. PMID: p – DOI: /ja904982j. [11] Zhao, Y.-L. et al. pH-operated nanopistons on the surfaces of mesoporous silica nanoparticles. Journal of the American Chemical Society, 2010, vol. 132, no. 37. PMID: p – DOI: /ja105371u. [12] Patel, K. et al. Enzyme-Responsive Snap-Top Covered Silica Nanocontainers. Journal of the American Chemical Society, 2008, vol. 130, no. 8. p. 2382–2383. DOI: /ja

19 Děkuji za pozornost 19


Stáhnout ppt "Mechanizované Si nanočástice (MSNPs): Nový zlom v teranostice Jiří Hlubuček 1."

Podobné prezentace


Reklamy Google