Önszerveződő hibrid filmek előállítása nanoszerkezetű anyagokból = Preparation of self-assembled hybrid films from nanostructured materials

Önszerveződő hibrid nanofilmek előállítását, szerkezeti és optikai tulajdonságait vizsgáltuk különböző kolloidokból felépíthető ultravékony rétegekben. Funkcionált felületű nanorészecskékből szabályozott szerkezetű nanohibrid ultravékony filmeket készítettünk. A félvezető-oxidok közül a cink-oxid részecskéket alkalmaztuk önszerveződő filmek építéséhez és szenzorok előállításához. Réteges szerkezetű nanolamellás rendszerek kiváló önszerveződő tulajdonságokkal rendelkeznek a lamellák anizometrikus dimenziói miatt. A hibrid rétegek további komponensei lehetnek polimerek, peptidek és fehérjék is. Az önrendeződés folyamatát kétdimenziós kísérletekben Langmuir-mérleggel is követtük és jellemeztük a filmek kompresszibilitását. Az ezüst plazmonikus tulajdonságait kihasználva a látható fényben gerjeszthető fotokatalizátorokat készítettünk és azok hatékonyságát fotooxidációs reakciókkal minősítettük. Kvázi-kétdimenziós optikai reflexiós spektroszkópiával tanulmányoztuk a hidrofil és hidrofób nanohibrid filmeket. Funkcionalizált arany részecskékkel gőzök adszorpciójára szenzitív interdigitális szenzorokat fejlesztettünk ki. Aminosavak funkcionalizáló hatását tanulmányoztuk, és a plazmonikus anyagok felületén bekövetkező szorpciós folyamatok alkalmasak az ezüst valamint az arany nanorészecskék felületén megkötött biokolloidok tulajdonságainak optikai jelzésére. Ez a módszer kifejleszthető gyógyszer hatóanyagok megkötésének kvantitatív detektálására protein szupramolekulákra. | Structural and optical properties of self-assembled hybrid nanofilms prepared from different colloids were investigated. The nanohybrid ultrathin films with tailored structure were prepared from functionalized nanoparticles. Semiconductor metal oxide (zinc oxide) nanoparticles were applied for the construction of self assembled films for sensor application. The layered structured nanolamellar systems exhibit excellent self assembled properties because of the anisometric dimensions of the lamellae. Further components of the hybrid layers may also involve polymers, peptides and proteins as well. The self-assembly process was controlled by two dimensional Langmuir-balance measuring the compressibility of the films. The plasmonic properties of silver were exploited for photocatalysis. The catalysts can be excited in visible light and their efficiency in photooxidation reactions was determined. Quasi-two dimensional optical reflection spectroscopy on hydrophilic and hydrophobic nanohybrid films were studied using setup developed in our laboratory. Gold nanoparticles were deposited on interdigital sensor surfaces measuring the vapours adsorption. The effect of surface functionalization by amino acids were also studied. The sorption processes are able to modify the optical signal on the surface of plasmonic materials for biocolloids on plasmonic surfaces. This method can be developed for quantitative characterization of pharmaceutical drug materials binding on supramolecules

Ultrasmall, Ligand-Free Ag Nanoparticles with High Antibacterial Activity Prepared by Pulsed Laser Ablation in Liquid

Since ancient times, silver and its compounds have been known to have a broad spectrum of antimicrobial activities for bacteria, fungi, and viruses. Due to the increasing bacterial resistance to classic antibiotics, the investigations of Ag NPs have increased. Herein, we present the preparation of ligand-free Ag NPs with 3 and 20 nm sizes by applying picosecond laser ablation in liquid at 355 and 1065 nm. Our laser processing system allows a high control on particle sizes. The produced nanoparticles were characterized by means of transmission electron microscopy, UV-Vis spectroscopy, and X-ray diffraction. The size effect on the antibacterial activity of Ag NPs was tested againstE. coliandS. aureus. The growth curves of bacteria were monitored at 0–5 mg/L of Ag NPs by a multimode microplate reader. The size effects as well as the concentration of Ag NPs on their antibacterial activity are discussed

Fotoreaktív nanorészecskék hatása vörösborszőlő-fajták levelének polifenol összetételére és tápelemtartalmára

A különleges tulajdonságokkal rendelkező nanoszerkezetű anyagok hasznosítása az iparban, a mezőgazdaságban és gyógyászatban egyaránt folyamatosan növekszik. A fotoreaktív titán-dioxid (TiO2) nanorészecskék sajátsága, hogy UV-fény hatására reaktív oxigén származékokat (ROS generálnak, melyek jelentős antimikrobiális hatással bírnak, így a növényre kijuttatva potenciális növényvédőszerként funkcionálhatnak. A növényekben keletkező ROS a növények élettani folyamatainak szabályozásában is részt vesznek, ezért a mesterségesen, TiO2 nanorészecskék segítségével keltett ROS a célzott antimikrobiális aktivitás mellett a levelek metabolizmusára is hatással lehet. Ez a hatás lehet negatív, mivel a ROS nagy mennyiségben sejtkárosító, de lehet pozitív is, a természetes úton keletkező ROS hatásához hasonlóan a stresszvédő utakat aktiváló. Habár a TiO2, mint alternatív növényvédőszer a gyakorlatban nagy érdeklődésre tarthat számot, ftotoxicitásáról még csak nagyon kevés információ áll rendelkezésünkre. Ebben a munkában azt tanulmányoztuk, hogy a levelek felszínére juttatott és ott napsugárzásnak kitett TiO 2 nanorészecskék miként befolyásolják a szőlőlevelek teljes fenolos tartalmát(antioxidáns kapacitását) és polifenol proflját. Ezek a paraméterek érzékenyen jelzik a növény oxidatív stresszre adott válaszreakcióit.Nyomon követtük továbbá a levelek makro- és mikroelem összetételének változását is. Szabadföldi kísérletben öt vörösborszőlő-fajtát (Cabernet sauvignon, Cabernet franc, Merlot, Kékfrankos és Kadarka) vizsgáltunk. Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfás mérésekkel kimutattuk, hogy szőlőfajtától függően a levelek kaftársav és flavonol-glikozid tartalma a kezelést követően szignifkánsan emelkedett. A levelek teljes fenolos tartalmának növekedése szintén szignifkáns volt. Mindemellett ICP-AES méréseink azt mutatták, hogy TiO2 nanorészecskék a levelek főbb makro- és mikroelemeinek (Ca, Mg, K, B és Mn) koncentrációját ugyancsak növelték

Béta-amiloid peptidek aggregációja és kölcsönhatása fehérjékkel; új neuroprotektív vegyületek alkalmazása az Alzheimer-kór megelőzésére = Beta-amyloid aggregation and interaction with proteins; novel neuroprotective compounds for prevention of Alzheimer's disease

Új, standardizálható módszert dolgoztunk ki toxikus �béta-amiloid (Abéta) 1-42 peptid oligomerek előállítására, a preparált oligomereket fiziko-kémiai módszerekkel jellemeztük. Két új neuroprotektív peptidmimetikum vegyületcsaládot találtunk, ezek az anyagok megvédik a neuronokat az Alzheimer-kór (AK) állatmodelljében az Abéta neurotoxikus hatásától. Mindkét vegyületcsoportot szabadalmilag védjük, mint az AK potenciális gyógyszerjelölt vegyületeit. Új ex vivo módszert dolgoztunk ki az Abéta peptidek toxicitásának mérésére (patkány hippocampus szelet, MTT-teszt), a módszer alkalmas az új neuroprotektív vegyületeink aktivitásmérésére is. Az ex vivo hippocampus szeleteket sikerrel alkalmaztuk a neuronális plaszticitás (LTP) mérésére, az Abéta-toxicitás meghatározására, multielektród array (MEA) technikával. In vivo, egysejt-elvezetéses elektrofiziológiai mérésekkel bizonyítottuk az új peptidmimetikumaink neuroprotektív hatását. Proteomikai módszerekkel azonosítottuk az Abéta peptidekkel kölcsönhatásba lépő fehérjéket, ezek elsősorban plazmamembrán, ill. intraneuronális fehérjék (mitokondrium, endoplazmás reticulum, mikrotubuláris rendszer). Az intraneuronális fehérjék és az Abéta peptidek kölcsönhatásai kulcsszerepet játszhatnak az AK patogenezisében. Igazoltuk, hogy a Zn2+ ionok toxikus Abéta-aggregátumok képződését indukálják. Az AK transzgén állatmodelljén bizonyítottuk, hogy a Zn-kelátorok (pl. Perindopril) neuroprotektív hatásúak. Új AK-állatmodellt dolgoztunk ki az Abéta oligomerek icv bevitelével. | A new method was introduced for the preparation of toxic beta-amyloid (Abeta) 1-42 oligomers, these assemblies were characterized with physicochemical methods. Two families of novel neuroprotective peptidomimetics were found, these substances protect neurons against the toxic effect of Abeta in tg mouse models of Alzheimer’s disease (AD). Both groups of the novel substances will be patented as putative drug candidates for AD treatment. A new ex vivo method was introduced for toxicity measurement of Abeta peptides (rat hippocampal slices, MTT-assay); this method proved to be suitable for activity measurement of the novel neuroprotective substances. Hippocampal slices were successfully used for measurement of neuronal plasticity (LTP) for demonstrating neurotoxicity of Abeta aggregates, applying multielectrode array (MEA) technique. The neuroprotective effect of our novel peptidomimetics was demonstrated also in vivo, using one-cell electrophysiology. Proteomic methods were used for identification of proteins interacting with Abeta peptides; these are mainly plasma membrane and intraneuronal (mitochondrial, endoplasmatic reticular and microtubular) proteins. Interaction of intracellular proteins with Abeta may play key role in AD pathogenesis. The role of Zn2+ ions in formation of toxic Abeta-aggregates was demonstrated. Zn2+-chelators (e.g. Perindopril) were neuroprotective in a tg-mouse model of AD. A new AD rat model was introduced using icv administration of synthetic Abeta oligomers