POST DOC un EU logo ansamblis glavas logotipam
Synthesis of new magneto-active functional nanomaterials/
Jaunu magnētisku aktīvu funkcionālo nanomateriālu sintēze

General information/Vispārīga informācija
Project title/Projekta nosaukums: Synthesis of new magneto-active functional nanomaterials/ Jaunu magnētisku aktīvu funkcionālo nanomateriālu sintēze
Project number/Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/018
Project partners/Projekta sadarbības partneri:
University of Barcelona, Faculty of Physics, Department of Condensed Matter, Magnetic Soft Matter group,  As. Prof. P.Tierno, Barselona, Spain/Barselonas Universitātes Fizikas fakultātes Kondensētu Vidu nodaļa, Magnētiskās Mīkstās Vides grupa, As. Prof. P. Tierno, Barselona, Spānija.
Project duration/Projekta īstenošanas termiņš: 2017.11.01-2020.10.31
Project funding/Projekta kopējais finansējums:
133 806,00 EUR, all for UL, of which/viss LU, no tā:
ERDF funding/ERAF finansējums: 113 735,10 EUR
State budget funding/Valsts budžeta finansējums: 13 380,60 EUR
UL funding/LU finansējums: 6 690,30 EUR
Project goal/Projekta mērķis: to create new types of carriers of biologically active compounds. Different magnetic nanoparticles are to be synthesized and functionalized by using such lipid-like compounds as cationic amphiphiles synthesized on the basis of polyfunctional 1,4-dihydropyridine (1,4-DHP). The project foresees the development of magnetic micromotors for transporting biologically active materials, as well as magnetic objects with the aim of developing new techniques for microrheology in a biological environment, and improving competence and scientific capacity of postdoc/ Jauna tipa bioloģiski aktīvu nesēju izveidošana. Dažādu magnētisko nanodaļiņu sintēze un funkcionalizēšana, izmantojot tādus savienojumus, kā katjoni amfifīli, kas sintezēti no polifunkcionāla 1,4-dihidropiridīna (1,4-DHP). Projekta rezultātā tiks izstrādāti magnētiskie mikromotori bioloģiski aktīvu materiālu transportam un jaunas metodes mikroreoloģijā bioloģiskās vidēs, kā arī tiks uzlabortas pēcdoktoranta kompetences un zinātniskā kapacitāte.
Project results/Projekta rezultāti:
ResultRezultātsCount/Skaits
PublicationPublikācija3
Conference abstractsKonferenču tēzes2
MobilitiesMobilitātes1
Progress reports in web pageProgresa ziņojumi mājas lapā12

Progress reports (in Latvian)/Progresa ziņojumi:

1. ceturkšņa atskaite (01.11.2017. – 31.01.2018.)

WP 1. Atskaites periodā pēc zinātniskas literatūras apskata pirmajam sintēzes izmēģinājumiem hematītam (α-Fe2O3) tika izvelēta metode, kas aprakstīta T. Sugimotoet al., Colloids Surf. A, 1993, 70,167.

Tika veiktas izmēģinājuma sintēzes, pielāgojot tās esošam laboratorijā aprīkojumam. 

Iegūtas daļiņas tika pētītas, izmantojot dinamiskās gaismas izkliedes metodi (DLS, Zetasizer Nano S90, Malvern Instr.), lai noteiktu daļiņu hidrodinamisko diametru DH; rentgenstarojuma difraktometriju (Fizikali organiskās ķīmijas lab., OSI), lai noteiktu iegūto daļiņu sastāvu un struktūru, un optisko mikroskopiju.

1. att. Sintēzēta α-Fe2O3 parauga rentgenogramma

Rentgenogramma (sk. 1.Att.) paradīja, ka sintēzes rezultātā tika iegūtas hematīta daļiņas kā arī piemaisījumu klātbūtni (22 = 26.77 grad).   Pēc optiskās mikroskopijas (OM) iegūto daļiņu izmērs (D0) ir 300–600 nm.

Pēc DLS datiem: iegūto daļiņu Z-ave DH = 1389 nm; sadalījuma maksimuma vid. DH = 1604 ± 647 nm un polidispersitātes indeks (PdI) 0.162. Daļiņu stabilizācijai suspensijā tika izmantots  nātrija laurilsulfāts un karboksimetildekstrāna nātrija sāls. Netika sasniegta stabila nanodaļiņu dispersija.

Nepieciešams turpināt meklēt un veidot sintēzes metodes un nosacījumus, ar mērķi iegūt stabilas daļiņu dispersijas; iegūt dažādu formu un izmēru hematīta daļiņas.

WP 2. Latvijas OSI MAS laboratorijā ir sintezēti jauni lipīd-veida savienojumi, kuriem par savienotajposmu  (linkers)  starp polāro un lipofīlo daļām ir izmantots 1,4-dihidropiridīna gredzens (1,4-DHP) (sk. 2. Att.).

 

2. Att. (A). Katjona lipīda vispārējā struktūra (G. Byk et al. J.Med.Chem., 1998, 41, 224-23; (B). Savienojums 1.

Projekta gaitā tiks pētītas šādas modifikācijas katjonu 1,4-DHP atvasinājumos: polāras daļas modifikācijas – savienojumi 5 un 6; linkera modifikācija – savienojumi 4 un 7; hidrofobas daļas modifikācijas – savienojumi 1, 2 un 3.

Lai iegūtu informāciju par pētīto savienojumu (sav. 17) fizikālajām īpašībām, tika veikta termogravimetriskā (TG) un diferenciālā termālā analīze (DTA)  (LU CFI Shimadzu DTG-60). Analīze veikta Ar atmosfērā (plūsma 50 ml/min).

Noteikts lipīda parauga daudzums tika ievietots alumīnija šūnā, kura, savukārt, tika ievietota ierīcē. Paraugs tika lēni karsēts, paceļot temperatūru no 25 līdz 300°C. Analizējot iegūtos datus (sk. 3. Att.) varam atrast temperatūras diapazonu, kad sākas vielas stāvokļa izmaiņas (endotermisks process), bez parauga ievērojamas masas zaudējuma (parēja uz gēla fāzi). Piemēram, tāda veidā var noteikt temperatūras diapazonu, kurš ir vispiemērotākais liposomu veidošanai.

Iegūtas magnētiskas liposomas, izmantojot apgrieztās fāzes ietvaicēšanas metodi (REV) salīdzinājumam izmantojot 1,4-DHP atvasinājumus  ar hidrofobās daļas modifikācijas (savienojumi 1 (C12), 2 (C14), 3 (C16)) – šīm savienojumam ir pagarinātas nepolāras daļas.  Ka var redzēt, nepolāras daļas pagarināšana ietekmē liposomas izmēru.

3. Att. (A) MLs dispersijas OM attēli (sav. 1 (redzamais liposomu  diametrs 1–20 mm), sav. 2  (1.5–16 mm) un sav. 3 (1.2–4 mm); (B) attiecīgas savienojumu TGA/DTA diagrammas.

Zinātnes un projekta popularizēšanai ņemta dalība Valsts izglītības attīstības aģentūras un Latvijas Jauno zinātnieku apvienības organizētajā diskusiju forumā “Ko nozīmē būt zinātniekam?”, kuram sagatavota prezentācija:

O. Petričenko, Jaunu funkcionālo nanomateriālu sintēze, VIAA&LJZA diskusiju forums “Ko nozīmē būt zinātniekam?”, Rīga, Latvija, 2017.12.06. (darba kārtība)