Engineering Nanocellulose Biointerfaces Toward Bioactivity and Strength

Julkaisun otsikon käännös: Nanoselluloosabiorajapintojen ominaisuuksien muokkaus

Maija Vuoriluoto

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tässä työssä tutkittiin bioaktiivisten materiaalien kehittämistä selluloosananofibrilleistä. Työn tarkoituksena oli muokata nanofibrillaarisen selluloosamateriaalin pintaominaisuuksia, kuten proteiinien adsorptiota ja hylkivyyttä siihen, sekä sen märkälujuutta erilaisissa rakenteissa. Työssä hyödynnettiin pääasiassa nanofibrillaarisesta selluloosasta valmistettuja ohutkalvoja, joita analysoitiin muun muassa pintaherkkien pintaplasmoniresonanssi-(SPR) ja kvartsikidemikrovaakamenetelmien (QCM-D) avulla. Myös nanopaperia ja märkäkehrättyjä selluloosafilamentteja tavoitelluin ominaisuuksin valmistettiin ja tutkittiin. Poly(2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaatista (PDMAEMA) ja poly(oligo(etyleeniglykoli)metyyli-eetterimetakrylaatista (POEGMA) koostuvien lohko- ja satunnaiskopolymeerien rakenteen vaikutusta niiden adsorptioon matalan varaustiheyden regeneroidulle selluloosalle, kohtalaisen varaustiheyden selluloosananofibrilleille (CNF) ja suurivaraustiheyksisille TEMPO-hapetetuille selluloosananofibrilleille (TOCNF) tutkittiin. Adsorptiomekanismiksi paljastui pääasiassa sähköstaattinen vuorovaikutus selluloosamateriaalien anionisten ryhmien ja kopolymeerien positiivisesti varautuneiden osioiden välillä. Huomattava määrä vettä myös poistui rajapinnasta varausten neutraloinnin seurauksena. Kopolymeerit olivat erittäin tehokkaita muodostamaan proteiineja hylkivän kerroksen TOCNF:n päälle vähentäen 84-100% epäspesifisestä IgG-vasta-aineen adsorptiota. TOCNF:lle myös konjugoitiin EDC/NHS-kemiaa hyödyntäen anti-IgG-vasta-ainerajapinta, jonka toimintaa kopolymeeripassivointi ei haitannut vaan yhdeksänkertainen valheellinen rajapinnan vaste saatiin eliminoitua ja biorajapinnan kyky sitoa IgG-vasta-ainetta spesifisen vasta-aine-antigeeni -vuorovaikutuksen avulla säilyi erinomaisena. TOCNF:lle konjugoitiin myös aminobentsofenoniryhmiä EDC/NHS-aktivoinnin avulla, jolloin saatiin valmistettua märkälujuus-ominaisuuksiltaan erinomaista nanopaperia ja märkäkehrättyjä filamentteja. Bentsofenoni-aktivoitua nanosellumateriaalia (BP-CNF) käsiteltiin UV-valolla kovalenttisten sidosten muodostamiseksi, jolloin märkälujuusominaisuudet paranivat jopa 230-kertaisesti. BP-CNF materiaalia voitiin EDC/NHS-aktivoida toisen kerran anti-hemoglobiini-vasta-ainebiorajapinnan muodostamiseksi. Tämä biorajapinta pystyi tunnistamaan näytteestä hemoglobiinia. Lisäksi anti-hemo-globiinirajapinta voitiin muodostaa märkäkehrättyjen selluloosafilamenttien pinnalle ja filamentteja käyttää hemoglobiinin havainnointiin näytteestä. Hemoglobiinin tunnistus raportoitiin sekundaarisen fluoresenssileimatun vasta-aineen avulla. Tässä työssä kehitetyt menetelmät tarjoavat mahdollisuuden muokata selluloosananomateriaalien ominaisuuksia säilyttäen kuitenkin mahdollisuuden sen bioaktivointiin, jotta niiden hyödyntäminen biolääketieteellisissä sovelluksissa ja biosensorien kehittämisessä tulevaisuudessa olisi mahdollista.
Julkaisun otsikon käännösNanoselluloosabiorajapintojen ominaisuuksien muokkaus
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Rojas Gaona, Orlando, Vastuuprofessori
  • Orelma, Hannes, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-7593-8
Sähköinen ISBN978-952-60-7592-1
TilaJulkaistu - 2017
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • selluloosananofibrillit
  • kopolymeeriadsorptio
  • bioaktiivisuus
  • biorajapinnat
  • UV-aktivoitu ristisitominen
  • märkälujuus
  • nanopaperit
  • filamentit

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Nanoselluloosabiorajapintojen ominaisuuksien muokkaus'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä