Synteza i charakterystyka wybranych nanocząstek o potencjalnych zastosowaniach w medycynie

Zakład Biofizyki Molekularnej, Centrum NanoBioMedyczne UAM

Structural studies on members of the picornavirus superfamily

The pathogenic members of the picornavirus superfamily have adverse effects on humans, their crops and their livestock. As structure is related to function, detailed structural studies on these viruses are important not only for fundamental understanding of the viral life cycle, but also for the rational design of vaccines and inhibitors for disease control. These viruses have positive sense, single-stranded RNA genomes enclosed in a protein capsid. X-ray crystallography and cryo-electron microscopy studies have revealed that the isometric members of this group have icosahedrally-symmetric capsids made up of 60 copies of each of the structural proteins. The members that infect animal cells often employ one or more cellular receptors to facilitate cell entry which in some cases is known to initiate the uncoating sequence of the genome. The nature of the interactions between individual viruses and alternative cellular receptors has rarely been probed. The capsid assembly of the members of the picornavirus superfamily is considered to be cooperative and the interactions of RNA and capsid proteins are thought to play an important role in orchestrating virus assembly. The major aims of this thesis were to solve the structures of blackcurrant reversion virus (BRV), human parechovirus 1 (HPEV1) and coxsackievirus A7 (CAV7), as well as the structure of HPEV1 complexed with two of its cellular receptors using cryo-electron microscopy, three-dimensional image reconstruction and homology modeling. Each of the selected viruses represents a taxonomic group where little or no structural data was previously available. The results enabled the detailed comparison of the new structures to those of known picornaviruses, the identification of surface-exposed epitopes potentially important for host interaction, the mapping of RNA-capsid protein interactions and the elucidation of the basis for the specificity of two different receptor molecules for the same capsid. This work will form the basis for further studies on the influence of RNA on parechovirus assembly as a potential target for drug design.

CdSe nanopartikulen sintesia eta gainazalaren funtzionalizazioa konposite nanoegieturatuen eraketarako

Ikerketa honen ardatza bi puntutan bana daiteke. Lehenengoa CdSe nanopartikulen sintesia, eta ondoren hauen funtzionalizazioa blokezko kopolimero bati gehitzean blokeetako batean hauen dispertsio egokia lortzeko. Horrela CdSe nanopartikulen kasuan ondoren aurkezten diren propietateetan tamainak duen garrantzia kontutan izanik, sintesi parametro ugari aztertu dira (egonkortzaile mota, pH eta Cd:Se erlazioa) nanopartikulen sintesia optimizatzeko,. honez gain, nanopartikularen gainazalean ondorengo eraldaketetarako egokia den talde funtzionala lortuaz. Behin nanopartikulen sintesia optimizatuta, hauen gainazala eraldatzeko teknika ezberdinak aztertu dira, ondoren blokezko kopolimeroei gehitzean nanokonpositeetan dispertsio onak lortzeko. Funtzionalizaziorako teknika ezberdinak erabili dira, hala nola amonio gatzekin eraldaketa edota grafting teknika ezberdinak (grafting from eta grafting through). Azken honen bitartez nanopartikulen dispertsio on bat lortu delarik blokezko kopolimero baten poliestireno fasean.Nanokonposite egokiak lorturik, hauen eta hauek osatzen dituzten nanopartikula eraldatuen propietate elektrostatikoak aztertu dira indar elektrostatikozko mikroskopia neurketa bidez.

La estructura y propiedades magnéticos de las nanopartículas de Fe50Ni50 obtenidas mediante el método de explosión eléctrica de hilo

[Es]Actualmente ninguna área científica es ajena a la revolución de la nanociencia; las nanopartículas atraen el interés de muchos investigadores desde el punto de vista de la ciencia fundamental y para sus aplicaciones tecnológicas. Las nanopartículas ofrecen la posibilidad de fabricar sensores que sean capaces de detectar desde un virus hasta concentraciones de substancias patógenas que no pueden ser detectadas por los métodos convencionales. Hoy en día existes 82 tratamientos contra el cáncer basadas en la utilización de nanopartículas y los materiales composite con nanopartículas se utilizan como medio de protección frente la radiación del rango de microondas. En la rama de ciencias ambientales, las nanopartículas metálicas sirven como materiales anticontaminantes. En este trabajo se ha estudiado la estructura y las propiedades magnéticas de las nanopartículas de FeNi preparadas mediante el método de explosión eléctrica de hilo. Con la técnica de Rayos–X(DRX) se ha determinado que las nanopartículas se cristalizan en un sistema cúbico FCC con un parámetro de celda de 3.596 Å, también, se ha obtenido el tamaño de dominio coherente que es de 35 nm. La muestra se ha sometido a un programa de temperatura controlada para seguir la evolución de la estructura cristalina y del tamaño del cristal, tanto en atmósfera oxidante como en vacío. Para el aprendizaje de los microscopios utilizados en este trabajo, se ha asistido al curso “Fundamentos de microscopia electrónica de barrido y microanálisis” impartido por SGIker de la UPV/EHU. Se han empleado los microscopios electrónicos SEM y TEM para obtener imágenes de gran resolución de la muestra y analizar su contenido elemental. Partiendo de las imágenes sacadas por el SEM se ha calculado el valor medio del tamaño de las partículas de la muestra, 58 nm. Mediante el Mastersizer 2000 se ha medido el tamaño de las partículas y/o agregados por método de difracción láser, disgregando la muestra todo lo posible hasta conseguir el tamaño medio que se aproxime al de una sola partícula, 100nm. Por último, para la caracterización magnética se ha servido del VSM que mide el momento magnético de una muestra cuando ésta vibra en presencia de un campo magnético estático, consiguiendo una imanación de saturación de 125 emu/g. Hemos fabricado y caracterizado las nanopartículas magnéticas de hierro-níquel y los resultados obtenidos han sido enviados a un congreso especializado de ciencia de materiales (ISMANAM - 2013, Italia).

Avances analíticos en la datación forense de tintas y documentos

380 p. : il., gráf.

Nanoantena plasmonikoak

[EUS] Nanoantena plasmonikoak antena optikoak dira, hau da, irrati-uhin edo mikrouhin-antenen moduan, espazioan hedatzen den erradiazio elektromagnetikoa energia lokalizatu bilakatzen dute eta alderantziz. Hala ere, antena konbentzionalak ez bezala, antena optikoak espektro ikusgaian eta infragorrian propietate erresonanteak dituzten egitura isolatuak dira, eta ez dira zirkuitu elektronikoen bidez elikatzen. Erresonantzia plasmoiak baliatuz, antena hauek eremu elektromagnetikoak konfinatzeko eta indartzeko ahalmen handia dute, aplikazio desberdinetarako oso interesgarriak direlarik, hala nola nanoeskalako mikroskopia eta espektroskopia optikoa, eguzki-energiaren transformazioa, zirkuitu optikoak, sentsoreak... Lan honetan antenarik sinpleena, nanopartikula esferiko metalikoa, aukeratu da antena optikoen oinarrizko propietateak aztertzeko. Kasu honetan adierazpen analitikoak (Mie teoria) erabil daitezke argiaren sakabanaketa deskribatzeko, baina antena asimetrikoagoen kasuan metodo numerikoak erabili behar dira ezinbestean. Bukaeran MNPBEM metodoa erabili da dimero-antena baten jokabidea simulatzeko.

Sintesi hidrotermal bidezko titanio dioxidozko nanohodien lorpena

[EUS] Gaur egun nanozientzia zientzia eta teknologia arlo guztietara zabaldu da, gizarte garapenean eragin handia izan du. Ikerkuntza arlo guztietara zabaldu da ezinezkoak ziruditen erronkak argitu eta ezezagunak ditugun ezagutzak garatzeko asmoz. Lan honetan TiO2 nanohagatxoen sintesia burutu da metodo hidrotermala erabiliz. Sintesi baldintzek lortutako produktuaren egituran eta forman duten eragina kontuan harturik, sintesia gertatzeko ezinbestekoak diren pHa, tenperatura eta denbora aztertu dira. Ondoren, tratamendu kimiko eta termiko ezberdinen bidez konposizio eta egitura ezberdinak lor daitezkeela frogatu da. Bereziki, surfaktante eta pHaren arabera egitura ezberdinak lortzen direla ikusirik. Sintetizatutako laginen karakterizazioa burutzeko X izpien difrakzioa, transmisio bidezko mikroskopia elektronikoa, infragorri espektroskopia, eta termograbimetria teknikak erabili dira. Hauen bidez NaTi3O6·(OH)x·(H2O)y , (TiO2)x(H2O)y , anatasa eta rutilo faseak identifikatu dira, eta nanohagatxoen lodiera eta morfologia ezberdinak ikusi dira.

Urrezko nanozilindroen funtzionalizazioa molekula fluoreszenteekin : sintesia eta karakterizazioa

[eus] Nanozientziak bizitzaren zirrikitu guztiak astintzeko ahalmena izango dituelakoan, zientzilariek nanopartikulen ikerkuntza helburu nagusitzat jarri dute eta horren ondorioz, eskala nanometrikoko partikulek aplikazio ugari izatea espero da hurrengo hamarkadetan. Interes handiko nanopartikulen artean urrezko nanozilindroak (GNR) aurkitzen dira, hori izanda lan honen helburua, nanozilindroen sintesia optimizatzea hazien metodoa erabiliz. Hain zuzen, 49±9 nm-ko luzera eta 22±4 nm-ko zabalera duten urrezko nanopartikula dispertsatuak lortu dira. Polimerizazio erreakzio baten bitartez urrezko nanozilindroak silizez (GNR@SiO2) estali dira eta lur arraroen proportzio desberdinekin dopatu egin dira, propietate fluoreszenteak izateko. Sintetizatutako laginen karakterizazioa burutu da transmisio bidezko mikroskopia elektronikoa, UM-Ikus-NIR espektroskopia eta espektroskopia fluoreszenteaz. Modu honetan urrezko nanozilindroen forma, propietate optikoak eta propietate fluoreszenteak aztertu dira.