Σύνθεση νέων υλικών - νανοϋλικών: εφαρμογές τους σαν καταλύτες και αντικαρκινικά

Abstract

The present PhD thesis is dealing with synthesis, spectroscopic study and biological activity of nanoparticles of platinum, palladium and zinc. For the reasons of this PhD thesis have been chosen commercial thiol- ligands and thiosemicarbazones. The PhD thesis contains three main units: Introduction (Chapters 1-3), Characterization Techniques (Chapter 4), Results and Discussion (Chapters 5-9) and Experimental Section (Chapter 10). In the first chapter is attempted to present a review on the different kinds of nanoparticles and the synthetic methods that have been used in the last decades. The second chapter presents the applications of nanoparticles as catalysts in chemical reactions. The role of metal nanoparticles in biological systems is studied in the third chapter. In the fourth chapter are presented the characterization techniques that have been used in the implementation of this PhD thesis.The following chapters (5-7) are dealing with the metallic nanoparticles of platinum, palladium and zinc. In this chapter are discussed the results in accordance with the experimental data. This chapter indicates the compositions with platinum, palladium and zinc with selected stabilizers. All newly synthesized nanoparticles were characterized by techniques EDX, XRF, EDS, SEM and FT-IR.Chapter eight presents the results of the catalytic activity of Pt / TDPC NPs on the hydrogenation of cinnamaldehyde. Details the experiments of catalyst recycling and emphasize to the ability of selective hydrogenation of cinnamaldehyde by the catalytic system of nanoparticles.The biological studies described in chapter nine concerning the in vitro antiproliferative effect of nanoparticles against three human cell tumor lines, MCF 7 (breast cancer), T24 (bladder cancer), A549 (lung cancer) and a tumor cell line of mouse fibroblasts L929.In the experimental section are described procedures followed for the synthesis of thiosemicarbazones and nanoparticles of platinum, palladium and zinc. Basic requirements of cells in culture as well as basic laboratory design and selection of equipment for cell culture are also described.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή περιλαμβάνει τη σύνθεση και τη μελέτη των φασματοσκοπικών δεδομένων και της βιολογικής δράσης νανοσωματιδίων λευκοχρύσου, ψευδαργύρου και παλλαδίου. Για το σκοπό αυτής της διατριβής επιλέχτηκαν εμπορικοί θειολικοί υποκαταστάτες καθώς και θειοσεμικαρβαζόνες.Η διατριβή αποτελείται από τρεις κύριες ενότητες: την Εισαγωγή (κεφάλαια 1-3), τις Τεχνικές Χαρακτηρισμού (κεφάλαιο 4), τα Αποτελέσματα και Συζήτηση (κεφάλαια 5-9) και το Πειραματικό Μέρος (κεφάλαιο 10). Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται εκτενής αναφορά στα είδη των νανοσωματιδίων και τις τεχνικές με τις οποίες επιτυγχάνεται η σύνθεσή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι εφαρμογές των νανοσωματιδίων ως καταλύτες σε χημικές αντιδράσεις. Στο τρίτο κεφάλαιο μελετάται ο ρόλος των μεταλλικών νανοσωματιδίων σε βιολογικά συστήματα. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά των τεχνικών χαρακτηρισμού που χρησιμοποιήθηκαν κατά την υλοποίηση της παρούσας διατριβής. Τα επόμενα κεφάλαια (5-7) αναφέρονται στα μεταλλικά νανοσωματίδια λευκοχρύσου, ψευδαργύρου και παλλαδίου. Στο κεφάλαιο αυτό πραγματοποιείται συζήτηση των αποτελεσμάτων σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα. Αναφέρονται οι συνθέσεις με λευκόχρυσο, ψευδάργυρο και παλλάδιο με τους επιλεγμένους σταθεροποιητές. Όλα τα νεοσυντιθέμενα νανοσωματίδια μελετήθηκαν με τις τεχνικές EDX, XRF, EDS, SEM και FT-IR.Στο κεφάλαιο οχτώ παρατίθενται τα αποτελέσματα της καταλυτικής δράσης των νανοσωματιδίων Pt/TDPC NPs ως προς την υδρογόνωση της κινναμωμικής αλδεΰδης. Παρουσιάζονται αναλυτικά τα πειράματα ανακύκλωσης του καταλύτη και δίνετε έμφαση στην ικανότητα εκλεκτικής υδρογόνωσης της κινναμωμικής αλδεΰδης από το καταλυτικό σύστημα των νανοσωματιδίων.Οι βιολογικές μελέτες που περιγράφονται στο κεφάλαιο εννέα αφορούν την αντιπολλαπλασιαστική δράση in vitro των νανοσωματιδίων ενάντια σε τρεις κυτταρικές καρκινικές σειρές ανθρώπου, MCF 7 (καρκίνος του μαστού), Τ24 (καρκίνος ουροδόχου κύστεως), Α549 (καρκίνος του πνεύμονα) και μία κυτταρική καρκινική σειρά από ινοβλάστες ποντικού L929.Στο πειραματικό μέρος περιγράφονται οι διαδικασίες που ακολουθήθηκαν για τη σύνθεση των νανοσωματιδίων λευκοχρύσου, ψευδαργύρου και παλλαδίου καθώς και των θειοσεμικαρβαζονών που χρησιμοποιήθηκαν. Επίσης, περιγράφονται και οι βασικές απαιτήσεις για την καλλιέργεια των κυττάρων, ο βασικός εργαστηριακός σχεδιασμός και η επιλογή του εξοπλισμού για την καλλιέργεια των κυττάρων.