ISBN 978-3-8439-5098-5

978-3-8439-5098-5, Reihe Anorganische Chemie

Alexander Michael Renner
Funktionalisierte Gold und Eisenoxid Nanopartikel in der Diagnostik Maligner Tumore

193 Seiten, Dissertation Universität Köln (2022), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neues Transportmittel für Arzneimittel, basierend auf Gold-mesoporösem Siliziumdioxid (Au@mSiO2) Kern-Schale Nanopartikel für die gezielte Anwendung von Brustkrebszellen vorgestellt. Die mesoporöse Siliziumdioxid Schale trug zu einer optimalen Beladung der Partikel mit Krebsmedikamenten wie Doxorubicin und Quercetin bei. Eine Oberflächenmodifizierung der Au@mSiO2 Nanostäbchen ermöglichte eine langsame Arzneimittelfreisetzungskinetik von 8 Tagen für Doxorubicin und 30 Tage für Quercetin. Die entwickelten Nanocarrier wurden in verschiedenen Brustkrebszelllinien, sowie in tumortragenden Mäusen getestet und auf die Effizienz einer rezeptorvermittelten Partikelaufnahme hin untersucht.

In dieser Arbeit wird ebenso eine nicht-operative Strategie zur Extraktion, Aufreinigung und Quantifizierung von tumorrelevanter miRNA15a (bei klarzelligem Nierenkarzinom), aus menschlichem Urin vorgestellt. Das präsentierte Diagnosewerkzeug zeigt eine hohe Selektivität und Sensitivität gegenüber miRNA15a und übertrifft in dessen Performance andere Standard-Quantifizierungsverfahren wie z.B. die qRT-PCR in Bezug auf Ausstattung, Handhabung, Messdauer und verbundenen Kosten.

Für beide Anwendungen bedarf es einer kontrollierten und reproduzierbaren Synthese und Oberflächencharakterisierung. Da konventionelle Quantifizierungsverfahren wie z.B. TGA und FT-IR alleine nicht für eine genaue Bestimmung der Ligandendichte an der Oberfläche eines Trägerpartikels ausreichen werden zusätzlich zwei neue Techniken präsentiert: eine basierend auf einer modifizierten potentiometrischen Messung und eine weitere basierend auf elektrokinetischen Schallwellenamplitude (ESA) Messungen. Die erhaltenen Daten dieser neuen Techniken ergaben zuverlässige Werte und wurden durch Datensätze von verschiedenen Nanokompositen verifiziert. Ein theoretisches Modell zur Berechnung der Ligandendichte ist ebenso in dieser Arbeit vorgestellt und unterstützt die neu entwickelten Methodiken.