Quil A-lipid powder formulations releasing ISCOMs and related colloidal stuctures upon hydration

The aim of the present study was to prepare solid Quil A-cholesterol-phospholid formulations (as powder mixtures or compressed to pellets) by physical mixing or by freeze-drying of aqueous dispersions of these components in ratios that allow spontaneous formation of ISCOMs and other colloidal stuctures upon hydration. The effect of addition of excess cholesterol to the lipid mixtures on the release of a model antigen (PE-FITC-OVA) from the pellets was also investigated. Physical properties were evaluated by X-ray powder diffractometry (XPRD), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), and polarized light microscopy (PLM). Characterization of aqueous colloidal dispersions was performed by negative staining transmission electron microscopy (TEM). Physically mixed powders (with or without PE-FITC-OVA) and pellets prepared from the same powders did not spontaneously form ISCOM matrices and related colloidal structures such as worm-like micelles, ring-like micelles, lipidic/layered structures and lamellae (hexagonal array of ring-like micelles) upon hydration as expected from the pseudo-temary diagram for aqueous mixtures of Quil A, cholesterol and phospholipid. In contrast, spontaneous formation of the expected colloids was demonstrated for the freeze-dried lipid mixtures. Pellets prepared by compression of freeze-dried powders released PE-FITC-OVA slower than those prepared from physically mixed powders. TEM investigations revealed that the antigen was released in the form of colloidal particles (ISCOMs) from pellets prepared by compression of freeze-dried powders. The addition of excess cholesterol slowed down the release of antigen. The findings obtained in this study are important for the formulation of solid Quil A-containing lipid articles as controlled particulate adjuvant containing antigen delivery systems. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Viscoelastic Properties of Nanocrystalline Films of Semiconducting Chalcogenides at Liquid/Liquid Interface

The interfacial shear rheological properties of a continuous single-crystalline film of CuS and a 3D particulate gel of CdS nanoparticles (3−5 nm in diameter) formed at toluene−water interfaces have been studied. The ultrathin films (50 nm in thickness) are formed in situ in the shear cell through a reaction at the toluene−water interface between a metal−organic compound in the organic layer and an appropriate reagent for sulfidation in the aqueous layer. Linear viscoelastic spectra of the nanofilms reveal solid-like rheological behavior with the storage modulus higher than the loss modulus over the range of angular frequencies probed. Large strain amplitude sweep measurements on the CdS nanofilms formed at different reactant concentrations suggest that they form a weakly flocculated gel. Under steady shear, the films exhibit a yield stress, followed by a steady shear thinning at high shear rates. The viscoelastic and flow behavior of these films that are in common with those of many 3D “soft” materials like gels, foams, and concentrated colloidal suspensions can be described by the “soft” glassy rheology model.

Delamination and solvothermal decomposition of layered zinc hydroxysalt: Formation of bimodal zinc oxide nanostructures

Dodecylsulphate-intercalated zinc hydroxysalt, Zn-5(OH)(8)(DS)(2)center dot mH(2)O delaminates to give monolayer colloidal dispersions in alcohols such as 1-butanol and ethylene glycol. The extent of delamination and the stability of the colloidal dispersion are comparable to those of layered double hydroxides. The solvothermal decomposition of the colloidal dispersion of the hydroxysalt in ethylene glycol yields a bimodal ZnO having a nanotubular structure decorated with nanosheets. (C) 2010 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Synthesis of graphene oxide-intercalated alpha-hydroxides by metathesis and their decomposition to graphene/metal oxide composites

Graphene oxide-intercalated alpha-metal hydroxides were prepared using layers from the delaminated colloidal dispersions of cetyltrimethylammonium-intercalated graphene oxide and dodecylsulfate-intercalated alpha-hydroxide of nickel/cobalt as precursors. The reaction of the two dispersions leads to de-intercalation of the interlayer ions from both the layered solids and the intercalation of the negatively charged graphene oxide sheets between the positively charged layers of the alpha-hydroxide. Thermal decomposition of the intercalated solids yields graphene/nanocrystalline metal oxide composites. Electron microscopy analysis of the composites indicates that the nanoparticles are intercalated between graphene layers. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Preparation and characterization of a novel pyrrole-benzophenone copolymerized silica nanocomposite as a reagent in a visual immunologic-agglutination test.

Biological sensing is explored through novel stable colloidal dispersions of pyrrole-benzophenone and pyrrole copolymerized silica (PPy-SiO(2)-PPyBPh) nanocomposites, which allow covalent linking of biological molecules through light mediation. The mechanism of nanocomposite attachment to a model protein is studied by gold labeled cholera toxin B (CTB) to enhance the contrast in electron microscopy imaging. The biological test itself is carried out without gold labeling, i.e., using CTB only. The protein is shown to be covalently bound through the benzophenone groups. When the reactive PPy-SiO(2)-PPyBPh-CTB nanocomposite is exposed to specific recognition anti-CTB immunoglobulins, a qualitative visual agglutination assay occurs spontaneously, producing as a positive test, PPy-SiO(2)-PPyBPh-CTB-anti-CTB, in less than 1 h, while the control solution of the PPy-SiO(2)-PPyBPh-CTB alone remained well-dispersed during the same period. These dispersions were characterized by cryogenic transmission microscopy (cryo-TEM), scanning electron microscopy (SEM), FTIR and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

Anfotericina B e suas formulações lipídicas

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Synthesis and characterization of mesoporous TiO2 nanostructured films prepared by a modified sol-gel method for application in dye solar cells

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Deposition of controlled thickness ultrathin SnO2 : Sb films by spin-coating

The technological interest in transparent conductive oxide films (TCOs) has motivated several works in processing techniques, in order to obtain adequate routes to application. In this way, this work describes a new route to obtain antimony-doped tin oxide (ATO) films, based in colloidal dispersions of oxide nanocrystals. The nanoparticles were obtained by a hydrolisis method, using SnCl2 and SbCl3 in ethanolic solutions. The residual halides were removed by dyalisis, obtaining a limpid and transparent colloidal suspension. By this, the method offers the advantage of producing ultrathin films without organic contaminants. This route was employed to produce films with 5, 10, 14, and 18 mol% Sb doping, with thickness ranging from 40 to 70 nm. The physical characterization of the samples showed a uniform layer deposition, resulting in good packing density and high transmittance. A preliminar electrical study confirmed the low electrical resistivity even in the ultrathin films, in such level similar of reported data. The method described is similar in some aspects to layer-by-layer (LbL) techniques, allowing fine control of thickness and interesting properties for ultrathin films, however, with low cost when compared to similar routes.

Preparação e caracterização estrutural e elétrica de células solares sensibilizadas por corantes empregando anodos nanoestruturados à base de 'TiO IND. 2'

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Moderating effect of ammonia on particle growth and stability of quasi-monodisperse silver nanoparticles synthesized by the Turkevich method

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Surface modified Mg-doped ZnO QDs for biological imaging

Fundação Amparo à Pesquisa Estado de São Paulo (FAPESP)

Realisierung einer 3D-Kreuzkorrelationsanlage zur Untersuchung von Struktur und Dynamik hochkonzentrierter Kolloide

Realisierung einer 3D-Kreuzkorrelationsanlage zur Untersuchung von Struktur und Dynamik hochkonzentrierter Kolloide Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neuartige 3D-Kreuzkorrelationsanlage zur mehrfachstreufreien Untersuchung des diffusiven Verhaltens hochkonzentrierter kolloidaler Suspensionen vorgestellt. Hierzu werden zwei Lichtstreuexperimente gleichzeitig am gleichen Streuvolumen und mit dem gleichen Streuvektor durchgeführt. Aus der so gewonnenen Kreuzkorrelationsfunktion kann das dynamische Verhalten der Kolloide bestimmt werden. Für die Diffusion der Partikel spielen neben der direkten Wechselwirkung elektroviskoser Effekt und die hydrodynamische Wechselwirkung eine entscheidende Rolle. Insbesondere bei hohen Konzentrationen kann keiner der drei Effekte vernachlässigt werden. Die zu messenden Unterschiede in den Diffusionskoeffizienten sind sehr klein. Daher wurde der experimentelle Aufbau detailliert charakterisiert. Hierbei konnten theoretische Überlegungen hinsichtlich des Nachpulsens und der Totzeit der verwendeten Si-Avalanche-Photodioden überprüft werden. Der Kurzzeitselbstdiffusionskoeffizient hochkonzentrierter geladener kolloidaler Suspensionen wurde gemessen. Um die Daten bei hohen Konzentrationen korrekt zu normieren, wurde der elektroviskose Effekt bei geringen Konzentrationen ausführlich untersucht. Hierbei zeigte sich, dass der elektroviskose Einzelteilcheneffekt zu einer monotonen Abnahme des Diffusionskoeffizienten bei abnehmender Ionenstärke führt. Anhand der volumenbruchabhängigen Daten des Kurzzeitselbstdiffusionskoeffizienten konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die hydrodynamische Wechselwirkung einen geringeren Einfluss auf die Diffusion hat, falls das direkte Wechselwirkungspotential ein Coulomb-Potential anstelle eines Harte-Kugel-Potentials ist.

Scherverhalten kolloidaler Lagenphasen in Rohrströmungen

Kolloidale Suspensionen aus identischen kugelförmigen, geladenen Partikeln in wässrigen Medien stellen ein ideales Modellsystem zur Untersuchung des Gleichgewichtsverhaltens, aber auch des Nicht-Gleichgewichtsverhaltens Weicher Materie dar. So bilden derartige Systeme bei hinreichend starker und langreichweitiger elektrostatischer Repulsion fluid und kristallin geordnete Strukturen aus, die wegen der weitreichenden Analogie zu atomar kondensierter Materie als kolloidale Fluide und Kristalle bezeichnet werden. Von großem Vorteil ist dabei die Möglichkeit zur kontrollierten Einstellung der Wechselwirkung und die gute optische Zugänglichkeit für Mikroskopie und Lichtstreuung sowie die Weichheit der Materialien, aufgrund derer sich auch Zustände fernab des mechanischen Gleichgewichts gezielt präparieren lassen. Themenstellung der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Phasenverhaltens und der Fließmechanismen kolloidaler Kristalle in einer Rohrströmung. Im ersten Teil der Arbeit wird gezeigt, dass beim Fluss durch eine zylindrische Röhre Mehrphasenkoexistenz auftritt, wobei ein polykristalliner Kern von einer isotropen Scherschmelze umgeben ist. Zusätzlich treten an der Grenze zwischen diesen Phasen und an der Rohrwand Phasen hexagonal geordneter übereinander hinweggleitender Lagen auf. Der Vergleich zwischen auf der Basis der Navier-Stokes-Gleichung theoretisch berechneten und gemessenen Geschwindigkeitsprofilen zeigt, dass jede dieser Phasen für sich Newtonsches Fließverhalten aufweist. Die Gesamtviskosität ist hingegen durch die mit dem Durchsatz veränderliche Phasenzusammensetzung Nicht-Newtonsch. Damit gelang es, die erstmalig von Würth beschriebene Scherverdünnung auf eine Veränderung der Phasenzusammensetzung zurückzuführen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde erstmals das Fließverhalten der Lagenphasen mittels Lichtstreuung und Korrelationsanalyse untersucht. Dafür wurde ein im Prinzip einfacher, aber leistungsstarker Aufbau realisiert, der es erlaubt, die zeitliche Veränderung der Bragg-Reflexe der Lagenphase in radialer und azimutaler Richtung zu verfolgen und mittels Fourieranalyse zu analysieren. In Abhängigkeit vom Durchsatz geht die zunächst rastend gleitende Lagenphase in eine frei gleitende Lagenphase über, wobei charakteristische Veränderungen der Spektren sowie der Korrelationsfunktionen auftreten, die detailliert diskutiert werden. Der Übergang im Gleitmechanismus ist mit einem Verlust der Autokorrelation der Rotationskomponente der periodischen Intra-Lagenverzerrung verbunden, während die Kompressionskomponente erhalten bleibt. Bei hohen Durchflüssen lassen die Reflexbewegungen auf das Auftreten einer Eigenschwingung der frei gleitenden Lagen schließen. Diese Schwingung lässt sich als Rotationsbewegung, gekoppelt mit einer transversalen Auslenkung in Vortexrichtung, beschreiben. Die Ergebnisse erlauben eine detaillierte Diskussion von verschiedenen Modellvorstellungen anderer Autoren.

Design of nanoparticle systems with antimicrobial properties

Infektiöse Komplikationen im Zusammenhang mit Implantaten stellen einen Großteil aller Krankenhausinfektionen dar und treiben die Gesundheitskosten signifikant in die Höhe. Die bakterielle Kolonisation von Implantatoberflächen zieht schwerwiegende medizinische Konsequenzen nach sich, die unter Umständen tödlich verlaufen können. Trotz umfassender Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der antibakteriellen Oberflächenbeschichtungen ist das Spektrum an wirksamen Substanzen aufgrund der Anpassungsfähigkeit und Ausbildung von Resistenzen verschiedener Mikroorganismen eingeschränkt. Die Erforschung und Entwicklung neuer antibakterieller Materialien ist daher von fundamentaler Bedeutung.rnIn der vorliegenden Arbeit wurden auf der Basis von Polymernanopartikeln und anorganischen/polymeren Verbundmaterialien verschiedene Systeme als Alternative zu bestehenden antibakteriellen Oberflächenbeschichtungen entwickelt. Polymerpartikel finden Anwendung in vielen verschiedenen Bereichen, da sowohl Größe als auch Zusammensetzung und Morphologie vielseitig gestaltet werden können. Mit Hilfe der Miniemulsionstechnik lassen sich u. A. funktionelle Polymernanopartikel im Größenbereich von 50-500 nm herstellen. Diese wurde im ersten System angewendet, um PEGylierte Poly(styrol)nanopartikel zu synthetisieren, deren anti-adhesives Potential in Bezug auf P. aeruginosa evaluiert wurde. Im zweiten System wurden sog. kontakt-aktive kolloide Dispersionen entwickelt, welche bakteriostatische Eigenschaften gegenüber S. aureus zeigten. In Analogie zum ersten System, wurden Poly(styrol)nanopartikel in Copolymerisation in Miniemulsion mit quaternären Ammoniumgruppen funktionalisiert. Als Costabilisator diente das zuvor quaternisierte, oberflächenaktive Monomer (2-Dimethylamino)ethylmethacrylat (qDMAEMA). Die Optimierung der antibakteriellen Eigenschaften wurde im nachfolgenden System realisiert. Hierbei wurde das oberflächenaktive Monomer qDMAEMA zu einem oberflächenaktiven Polyelektrolyt polymerisiert, welcher unter Anwendung von kombinierter Miniemulsions- und Lösemittelverdampfungstechnik, in entsprechende Polyelektrolytnanopartikel umgesetzt wurde. Infolge seiner oberflächenaktiven Eigenschaften, ließen sich aus dem Polyelektrolyt stabile Partikeldispersionen ohne Zusatz weiterer Tenside ausbilden. Die selektive Toxizität der Polyelektrolytnanopartikel gegenüber S. aureus im Unterschied zu Körperzellen, untermauert ihr vielversprechendes Potential als bakterizides, kontakt-aktives Reagenz. rnAufgrund ihrer antibakteriellen Eigenschaften wurden ZnO Nanopartikel ausgewählt und in verschiedene Freisetzungssysteme integriert. Hochdefinierte eckige ZnO Nanokristalle mit einem mittleren Durchmesser von 23 nm wurden durch thermische Zersetzung des Precursormaterials synthetisiert. Durch die nachfolgende Einkapselung in Poly(L-laktid) Latexpartikel wurden neue, antibakterielle und UV-responsive Hybridnanopartikel entwickelt. Durch die photokatalytische Aktivierung von ZnO mittels UV-Strahlung wurde der Abbau der ZnO/PLLA Hybridnanopartikel signifikant von mehreren Monaten auf mehrere Wochen verkürzt. Die Photoaktivierung von ZnO eröffnet somit die Möglichkeit einer gesteuerten Freisetzung von ZnO. Im nachfolgenden System wurden dünne Verbundfilme aus Poly(N-isopropylacrylamid)-Hydrogelschichten mit eingebetteten ZnO Nanopartikeln hergestellt, die als bakterizide Oberflächenbeschichtungen gegen E. coli zum Einsatz kamen. Mit minimalem Gehalt an ZnO zeigten die Filme eine vergleichbare antibakterielle Aktivität zu Silber-basierten Beschichtungen. Hierbei lässt sich der Gehalt an ZnO relativ einfach über die Filmdicke einstellen. Weiterhin erwiesen sich die Filme mit bakteriziden Konzentrationen an ZnO als nichtzytotoxisch gegenüber Körperzellen. Zusammenfassend wurden mehrere vielversprechende antibakterielle Prototypen entwickelt, die als potentielle Implantatbeschichtungen auf die jeweilige Anwendung weiterhin zugeschnitten und optimiert werden können.