Electrostatic Self-Assembly - From Proteins, Viruses, and Nanoparticles to Functional Materials

Julkaisun otsikon käännös: Elektrostaattinen itsejärjestyminen: Proteiineista, viruksista ja nanopartikkeleista funktionaalisiin materiaaleihin

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tämä väitöskirja käsittelee nanohiukkasten itsejärjestymisen kautta muodostuvia materiaaleja ja niiden rakennetta. Nanohiukkasia voidaan hyödyntää uusien funktionaalisten materiaalien kehittämisessä ja niiden ominaisuudet ovat koosta riippuvia. Nanohiukkasista koostuvien rakenteiden ominaisuuksiin vaikuttaa myös hiukkasten keskinäinen järjestys. Työ keskittyy biologisten ja synteettisten nanohiukkasten vesiliuoksessa tapahtuvaan elektrostaattiseen itsejärjestymiseen sekä itsejärjestymisen kautta syntyviin rakenteisiin, joiden ominaisuudet ovat nanohiukkaskoostumuksesta riippuvia. Julkaisu I tutkii apoferritiini-proteiinihäkin ja poly(amidoamiini)-dendrimeerin muodostamia yhteiskiteitä. Poly(amidoamiini)-dendrimeerin kertaluvut (kokoluokat) kahdesta seitsemään tuottivat yhteiskiteitä yhdistettäessä apoferritiini-proteiinihäkin kanssa. Kidehilan muodon ja hilavakion todettiin riippuvan dendrimeerin kertaluvusta. Rakenteiden muodostumista ja purkautumista kyettiin hallitsemaan liuoksen suolapitoisuuden avulla. Julkaisussa II biologisista partikkeleista muodostettiin funktionaalisia kiteitä yhdistämällä lehmäpavun kloroosiläikkävirus avidiini-proteiinipartikkelin kanssa. Avidiinin tiukka sitoutuminen biotiiniin mahdollisti kiteiden funktionalisoinnin biotiiniin sidotuin yksiköin. Näin kiteisiin liitettiin entsymaattisia, plasmonisia ja fluorisoivia ominaisuuksia. Julkaisussa III tuotettiin fotoaktiivista ftalosyaniinia sisältäviä proteiinikiteitä. Ftalosyaniinia käytetään singlettihapen tuottamiseen. Ftalosyaniinin sitominen proteiinikiteeseen todettiin toimivaksi menetelmäksi liittää singlettihappea tuottava ominaisuus kiinteään kappaleeseen. Julkaisussa IV tutkittiin atsobentseenifunktionalisoituja proteiineja ja dendrimeerejä. Funktionalisoinnin johdosta proteiineihin ja dendrimeereihin kyettiin valon avulla johtamaan liike-energiaa. Funktionalisoiduista yksiköistä muodostettiin valon avulla pintahiloja. Tulokset osoittivat että suuriakin molekyylikomplekseja voidaan liikuttaa näkyvällä valolla. Julkaisuissa V ja VI tuotettiin tasalaatuisia positiivisesti varattuja kultananohiukkasia, joita käytettiin elektrostattisesti itsejärjestyneiden hilarakenteiden muodostamiseen. Kultanano-hiukkasten todettiin sitovan tehokkaasti negatiivisesti varattuja viruksia. Kultananohiukkaset muodostivat yhdessä sauvamaisen tupakan mosaiikkiviruksen kanssa lankamaisia hiloja. Hilojen muoto selittyi itsejärjestymismekanismilla, josta johtui myös kiertynyt hilarakenne ja materiaalin erityiset optiset ominaisuudet. Tämän väitöskirjan tulokset vievät osaltaan eteenpäin funktionaalisten materiaalien kehitystä. Väitöskirja tulokset näyttävät, että nanohiukkasia voidaan käyttää moninaisia ominaisuuksia omaavina yksikköinä, jotka voidaan koota suuremman mittakaavan rakenteiksi.
Julkaisun otsikon käännösElektrostaattinen itsejärjestyminen: Proteiineista, viruksista ja nanopartikkeleista funktionaalisiin materiaaleihin
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Kostiainen, Mauri, Vastuuprofessori
  • Kostiainen, Mauri, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-7536-5
Sähköinen ISBN978-952-60-7535-8
TilaJulkaistu - 2017
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • itsejärjestyminen
  • nanohiukkaset
  • proteiini
  • virus
  • funktionaaliset materiaalit

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Elektrostaattinen itsejärjestyminen: Proteiineista, viruksista ja nanopartikkeleista funktionaalisiin materiaaleihin'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä