• Nie Znaleziono Wyników

ZASTOSOWANIE FUNKCJONALNYCH NANOMATERIAŁÓW W ANALIZIE FAPA MS

Grzegorz Schroedera, Jerzy Silberring, Marek Smoluchb, Michał Cegłowskia

, Joanna Kurczewskaa

a

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Chemii, ul. Umultowska 89b, 61-614 Poznań

bAkademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Biochemii i Neurobiologii

schroede@amu.edu.pl

Opracowano technikę oznaczania niskocząsteczkowych analitów (leków, związków bioaktywnych) metodą spektrometrii mas z niskotemperaturową jonizacją plazmową pod ciśnieniem atmosferycznym (ang. flowing atmospheric-pressure afterglow mas spectrometry- FAPA MS) wykorzystując układy supramolekularne. Innowacyjność tej metody polega na zastosowaniu hybrydowych zmiataczy molekularnych, magnetycznych zmiataczy molekularnych oraz polimerów z odciskiem molekularnym umożliwiających selektywne zagęszczanie z roztworów lub fazy gazowej związków organicznych (analitów), ich transporcie w dowolnym czasie do spektrometru mas, oraz termicznej desorpcji umożliwiającej jonizację w strumieniu plazmy. Opracowana metoda analityczna charakteryzuje się bardzo niskim progiem wykrywalności związków organicznych w roztworach i fazie gazowej, dużą selektywnością oznaczania oraz brakiem konieczności przeprowadzania wstępnych procedur analitycznych. W pracy przedstawiono syntezę oraz zastosowanie w technice FAPA MS nanomateriałów oraz polimerów z odciskiem molekularnym dedykowanych do oznaczenia bioaktywnych analitów w różnych matrycach.

This work was supported by the National Science Centre, Poland under grant number 2016/21/B/ST4/02082.

1

M. Cegłowski, J. Kurczewska, M. Smoluch, E. Reszke, J. Silberring, G. Schroeder, 2015, Magnetic

scavengers as carriers of analytes for flowing atmospheric pressure afterglow mass spectrometry (FAPA-MS), Analyst, 140, 17, 6138-6144.

2 M. Smoluch, M. Ceglowski, J. Kurczewska, M. Babij, T. Gotszalk, J. Silberring, G. Schroeder, 2014,

Molecular Scavengers as Carriers of Analytes for Mass Spectrometry Identification, Analytical

Chemistry, 86, 11226-11229.

3

M. Cegłowski, M. Smoluch, E. Reszke, J. Silberring, G. Schroeder, 2017, Molecularly imprinted

polymers as selective adsorbents for ambient plasma mass spectrometry, Analytical and Bioanalytical

BIOTECHNOLOGIA, NANOMEDYCYNA I BEZPIECZEŃSTWO W DZIEDZINIE NANOMATERIAŁÓW BNB-P11

SYNTEZA I CHARAKTERYSTYKA FIZYKOCHEMICZNA KOMPOZYTU

MAGNETYT/POLIDOPAMINA/Β-CYKLODEKSTRYNY ORAZ OCENA JEGO ZASTOSOWANIA JAKO POTENCJALNEGO NOŚNIKA LEKÓW W TERAPII PRZECIWNOWOTWOROWEJ

Artur Jędrzaka,b

, Emerson Coyb, Bartosz Grześkowiakb

, Roksana Markiewiczb, Stefan Jurgab, Teofil Jesionowskia, Radosław Mrówczyńskib

a Politechnika Poznańska, Wydział Technologii Chemicznej, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań

b Centrum NanoBioMedyczne Uniwersytetu im. A. Mickiewicza w Poznaniu, ul. Umultowska 85, 61-614 Poznań

rm53520@amu.edu.pl

Wraz z rozwojem nanotechnologii nastąpił przełom w syntezie nowoczesnych nośników leków, które pozwalają na dostarczanie hydrofobowych leków do komórek nowotworowych. Wykorzystują one efekt zwiększonej przepuszczalności i retencji (EPR, ang. enhanced permeability and retention effect) sieci naczyń nowotworowych lub aktywne kierowanie nanonośników stosując odpowiednie ligandy np. przeciwciała lub kwas foliowy. Najczęściej stosowanymi materiałami w syntezie zaawansowanych nanostruktur są nanorurki węglowe, grafen, nanocząstki złota oraz magnetyczne nanocząstki tlenków żelaza1,2. W tej grupie na szczególną uwagę zasługują magnetyczne nanocząstki, które nie tylko są biokompatybilne ale także pozwalają na celowanie w komórki nowotworowe z zastosowaniem zewnętrznego pola magnetycznego oraz mogą zostać wykorzystane jako środki kontrastujące w obrazowaniu magnetycznym rezonansem jądrowym, co czyni je idealnymi materiałami do budowy zaawansowanych narzędzi teranostycznych.

Przykładem takiego zaawansowanego i nowatorskiego nanomateriału opartym o magnetyczne nanocząstki jest zintegrowany układ magnetyt/polidopamina/β-cyklodekstryny. Szereg właściwości pochodzących od każdego ze składnika kompozytu1,3-5, czyni go wyjątkowym nanomateriałem. Przedstawione zostaną wyniki badań podjętych nad tym nowatorskim układem, będącym połączeniem magnetycznych nanocząstek, otoczonych polidopaminą5

- polimerem o właściwościach zarówno fototermicznych jak i udowodnionej biokompatybilności, z β-cyklodekstrynami6,7

- komponentami, które przejawiają wysoka zdolność załadunku i uwalniania różnych substancji, w tym leków przeciwnowotworowych. Zaprezentowane zostaną wyniki prac nad zdolnością enkapsulacji doksorubicyny przez nanonośnik oraz kinetyka uwalniania leku. Przedyskutowane będą także wyniki analiz biologicznych i fizykochemicznych ze szczególnym uwzględnieniem danych dotyczących wykorzystania kompozytu jako środka kontrastującego w MRI. Jedną z metod wykorzystaną do charakterystyki nanonośnika była transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM), która pozwoliła na zbadanie morfologii układu oraz ocenę grubości powłoki z polidopaminy.

Rysunek 1. Zdjęcia TEM ukladu magnetyt/polidopamina/cyklodekstyny. Podziękowania

Praca finansowana w ramach grantu LIDER przyznanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju nr LIDER/11/0055/L-7/15/NCBR/2016. Dziękujemy Milo Malanga z CycloLab za dostarczenie pochodnej cyklodekstryny.

1 S. Laurent, et al., Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical charcterizations, and

biological applications, Chem. Rev., 2008, 108, 2064-2110.

2 R. Sharma, et al., Fe3O4 (iron oxide)-supported nanocatalysis: synthesis, characterization and applications in coupling reactions,

Green Chem., 2016, 18, 3184-3209.

3 M. Pio di Cagno, The potential of cyclodextrins as novel active pharmaceutical ingredients: a short overview, Molecules, 2017, 22, 1-14.

4 M. Viswalingam, et al., Preparation and characterization of a imopramine-β-cyclodextrin inclusion complex, Instrm. Sci. Technol., 2016, 10, 1-22.

5 D. Dreyer, et al., Perspectives on poly(dopamine), Chem. Sci., 2013, 4, 3796-3802; Y. Liu, K. Ai, L. Lu, Polydopamine and its

derivative materials: synthesis and promising applications in energy, enviromental, and biomedical fields, Chem. Rev., 2014,

114, 5057-5115.

6

B. Singh, et al., Slow relase of ciprofloxacin from β-cyclodextrin containing drug delivery system through network formation and

supramolecular interactions, Int. J. Biol. Macromol., 2016, 92, 390-400.

7 L. Szente, J. Szemán, T. Sohajda, Analytical characterization of cyclodextrins: history, official methods and recommended new

techniques, J. Pharm. Biomed. Anal., 2016, 130, 347-365.

b) a)

BNB-P12 BIOTECHNOLOGIA, NANOMEDYCYNA I BEZPIECZEŃSTWO W DZIEDZINIE NANOMATERIAŁÓW

ZASTOSOWANIE NANOCZĄSTEK MAGNETYCZNYCH OTOCZONYCH POLIETYLENOIMINĄ W TERAPII NOWOTWORÓW MÓZGU OPARTEJ NA

INTERFERENCJI RNA

Radosław Mrówczyńskia

, Bartosz F. Grześkowiaka, Kosma Szutkowski, Katarzyna Rolleb, Małgorzata Grabowskab

, Dariusz Wawrzyniakb, Paweł Głodowiczb

, Jan Barciszewskib, Stefan Jurgaa

a Centrum NanoBioMedyczne, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Umultowska 85, 60-687 Poznań

b Zakład Epigentyki, Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Z. Noskowskiego 12/14, 61-704 Poznań

rm53520@amu.edu.pl

Glejaki są najczęściej występującymi nowotworami centralnego układu nerwowego człowieka. Pomimo coraz lepszego zrozumienia molekularnego podłoża glejaków, a także połączenia leczenia chirurgicznego z radio- i chemioterapią udaje się osiągnąć jedynie ograniczony sukces terapeutyczny wyrażony kilkumiesięcznym wydłużeniem okresu przeżycia1,2

. Duże nadzieje wiąże się z nowoczesną terapią opartą na interferencji RNA (RNAi), która prowadzi do ograniczenia syntezy białka macierzy pozakomórkowej tenascyny-C (TN-C) w komórkach guzów mózgu poprzez zastosowanie dwuniciowego RNA (dsRNA) komplementarnego do mRNA białka TN-C3-5

.

Wprowadzanie dsRNA z wykorzystaniem nanocząstek magnetycznych może stanowić obiecujące podejście w leczeniu glejaka poprzez ograniczenie aktywności wielofunkcyjnego białka TN-C. Nanocząstki magnetyczne otoczone polietylenoiminą (PEI) zostały zsyntetyzowane i scharakteryzowane, a następnie posłużyły do utworzenia kompleksów z dsRNA. Kompleksy te charakteryzowały się nie tylko niskim poziomem cytotoksyczności w badanym zakresie stężeń, ale również wykazywały znacznie lepszą skuteczność terapeutyczną. Obrazowanie wewnątrzkomórkowe z wykorzystaniem mikroskopii fluorescencyjnej dodatkowo potwierdziło efektywny transport kompleksów do wnętrza komórek nowotworowyh. Badania te sugerują, że wytworzone nanocząstki mogą być wykorzystywane jako nośniki kwasów nukleinowych oraz środki do obrazowania komórkowego w terapii antynowotworowej glejaka.

Podziękowania

Badania finansowane w ramach grantu OPUS 11przyznanego przez Narodowe Centrum Nauki numer 2016/21/B/ST8/00477.

1 M. Stuplich, D. R. Hadizadeh, K. Kuchelmeister, J. Scorzin, C. Filss, K. -J. Langen, N. Schäfer, F. Mack, H. Schüller, M. Simon, M. Glas, T. Pietsch, H. Urbach, U. Herrlinger, J. Clin. Oncol., 2012, 30, e180-e18.

2 P. Y. Wen, D. R. Macdonald, D. A. Reardon, T. F. Cloughesy, A. G. Sorensen, E. Galanis, J. DeGroot, W. Wick, M. R. Gilbert, A. B. Lassman, C. Tsien, T. Mikkelsen, E. T. Wong, M. C. Chamberlain, R. Stupp, K. R. Lamborn, M. A. Vogelbaum, M. J. van den Bent, S. M. Chang, J. Clin. Oncol., 2010, 28, 1963-1972.

3 J. Pas, E. Wyszko, K. Rolle, L. Rychlewski, S. Nowak, R. Żukiel, J. Barciszewski, Int. J. Biochem. Cell Biol., 2006, 38, 1594-1602.

4 K. Rolle, S. Nowak, E. Wyszko, M. Nowak, R. Zukiel, R. Piestrzeniewicz, I. Gawronska, M. Z. Barciszewska, J. Barciszewski, Cancer Biol. Ther., 2010, 9, 397-407.

5

R. Zukiel, S. Nowak, E. Wyszko, K. Rolle, I. Gawronska, M. Z. Barciszewska, J. Barciszewski, Cancer Biol. Ther., 2006, 5, 1002-1007.

BIOTECHNOLOGIA, NANOMEDYCYNA I BEZPIECZEŃSTWO W DZIEDZINIE NANOMATERIAŁÓW BNB-P13

NANOFACTURING – PROJEKTOWANIE I BUDOWA PLATFORMY PROCESU PRODUKCYJNEGO NANOCZĄSTECZEK FARMACEUTYCZNYCH W SKALI