Covalent functionalization of mesoporous silica nanoparticles for controlled drug delivery
| Autor: | Barquín Lanza, Miguel |
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| Přispěvatelé: | González Legarreta, Lorena, García Iglesias, Miguel, Universidad de Cantabria |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria Universidad de Cantabria (UC) |
| Popis: | RESUMEN: En el presente trabajo se ha llevado a cabo la síntesis y caracterización de varias muestras de nanopartículas de sílice mesoporosas (MSNs), funcionalizando algunas de ellas con grupos amino. Estas nanopartículas presentan propiedades muy particulares, tales como una gran superficie específica y un gran volumen de poro, lo que las hacen muy interesantes para diversas aplicaciones, entre las que destaca la liberación controlada de fármacos. Su gran superficie específica permite modificarlas con facilidad mediante la adhesión de distintos grupos funcionales. Estos grupos funcionales podrían formar enlaces covalentes con diversas biomoléculas, lo que mejoraría la selectividad y biocompatibilidad de dichas nanopartículas. Para llevar a cabo la síntesis de las MSNs se ha empleado una variante del método de Stöber, donde se combina el proceso sol-gel con el uso de un surfactante catiónico. El reactivo utilizado como surfactante es el hexadeciltrimetilamonio (CTAB), cuya función es formar la estructura porosa de las partículas. Como precursor de la sílice, se emplea el ortosilicato de tetraetilo (TEOS), el cual condensa formando la estructura final sobre el surfactante. Este último se elimina posteriormente mediante lavados a reflujo con etanol. En concreto, en el trabajo se han sintetizado cuatro muestras de MSNs, tres de ellas funcionalizadas con (3-aminopropil) trietoxisilano (APTES) al 10%, 15% y 20% respecto del volumen de precursor utilizado, y la restante sin grupos funcionales adicionales. La funcionalización se ha llevado a cabo mediante el método de cocondensación, que no es más que la condensación simultánea del precursor de la sílice y el grupo funcional utilizado sobre el surfactante. La caracterización se ha llevado a cabo mediante cuatro técnicas diferentes: espectroscopía infrarroja, análisis termogravimétrico, microscopía electrónica de transmisión e isotermas de adsorción-desorción de N2. Las dos primeras nos han permitido comprobar si la funcionalización de las nanopartículas se había producido de forma exitosa, de forma cualitativa y cuantitativa, respectivamente. La tercera nos ha permitido estudiar la morfología y tamaños de las MSNs obtenidas de forma visual. Por último, con la técnica de adsorcióndesorción de N2 hemos estimado parámetros texturales de las nanopartículas tales como su superficie específica y tamaño y distribución de poro. ABSTRACT: During the present work the synthesis and characterization of several mesoporous silica nanoparticles (MSNs) have been performed, where some of those samples were functionalized with amino groups. These nanoparticles exhibit different extraordinary properties, such as great surface area and great pore volume, what make them pretty appealing for several applications, among which drug delivery stands out. Their great surface area allows their surface modification by the adhesion of different functional groups. These functional could facilitate the incorporation of several biomolecules throughout covalent bonds, what may improve the nanoparticles’ selectivity and biocompatibility. In order to accomplish the synthesis of the MSNs, a modified version of the Stöber method was used, in which the combination of a cationic surfactant and a sol-gel process was employed. The hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) was employed as surfactant, whose role was to template the porous structure. On the other hand, tetraethyl orthosilicate (TEOS) was used in order to condensate over the surfactant, which was removed by several reflux washes afterwards. In particular, four MSNs samples were synthesized, three of them modified with (3- Aminopropyl)triethoxysilane (APTES) with 10%, 15% y 20% with respect to the employed precursor’s volume. Additionally, a control nanoparticle with no APTES was synthetized. The functionalization was carried out through the co-condensation method, where the precursor and the functional group would condensate over the surfactant template at the same time. The characterization of the nanoparticles was performed through four different techniques: infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, transmission electronic microscopy and N2 adsorption-desorption isotherms. The first two allowed us to verify the success of the functionalization in a qualitative and quantitative way, respectively. The third technique made possible to develop an study of the shape and size of the MSNs visually. Finally, the isotherms’ technique allowed to estimate the value of the surface area and pore volume and distribution. Grado en Física |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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