A Laboratóriumban folyó kutatás
| Kutatási témák | ||
| Biológiailag lebomló gyógyszerhordozók fejlesztése | Polielektrolitok és tenzidek nem-egyensúlyi asszociációjának szabályozása | |
| Témavezető: Kiss Éva | Témavezető: Mészáros Róbert | |
|
A korszerű gyógyszerhordozó rendszerek számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek. Segítségükkel megvalósítható a programozott hatóanyagleadás, hidrofób és érzékeny hatóanyagmolekulák alkalmazása, és célbajuttatása, ami lehetővé teszi a kezelési idő lerövidítését és a mellékhatások csökkentését. Ezek a terápiás előnyök különösen a nanoszerkezetű gyógyszerhordozók esetében érvényesülnek. Anyagukat tekintve kiemelt jelentőségüek azok, amelyek a szervezetben ártalmatlan vegyületekké bomlanak, vagyis biokompatibilisek és biodegradábilisek. Ilyen polimerekből tervezünk kolloidális gyógyszerhordozókat előállítani, és funkcionális tulajdonságaikat optimalizálni. |
Az ellentétes töltésű makromolekulák és tenzidek nanokomplexei élénk tudományos érdeklődést váltottak ki az elmúlt 10-15 évben, annak köszönhetően, hogy számos új bio- és nanotechnológiai alkalmazás lehetőségét hordozzák magukban. Ismert kísérleti tény, hogy a vizes közegben képződő polielektrolit/tenzid (P/T) komplexek bizonyos összetételi tartományban aggregálódnak és csapadék képződik. A fázistulajdonságok értelmezése korábban az egyensúlyi P/T asszociáció feltételezésén alapult. Ugyanakkor sok kísérleti munka utal arra, hogy az ellentétes töltésű makromolekulákat és amfipatikus anyagokat tartalmazó rendszerek nem-egyensúlyi állapotban is lehetnek. Ennek magyarázatát korábbi kutatásaink adták meg, elsőként az irodalomban. A jelen kutatási téma a P/T komplexek aggregációjának, illetve méretének és szerkezetének szabályozására irányul. Erre nyújtanak lehetőséget a különféle adalékanyagok és oldatkészítési módszerek, valamint a nemzetközi szinten is kiemelkedő műszeres háttérhez történő hozzáférés.
|
|
| Hatóanyagok és hatóanyaghordozók membránaffinitásának jellemzése és szabályozása | Multifunkciós hibrid nanorészecskék előállítása és stabilitásának vizsgálata | |
| Témavezető: Kiss Éva | Témavezető: Mészáros Róbert | |
|
Az élő szervezetben a gyógyszer hatóanyagoknak számos határfelületen kell átjutniuk, hogy elérjenek a hatás helyére. Molekuláris komponensek sejtfelvétele számos mechanizmus által lehetséges. A hatóanyaghordozó nanorendszer esetében a felületi tulajdonságok döntőek abban, hogy mely sejtekhez kötődnek, illetve bejutnak-e a sejtbe, és annak különböző részébe. Ezen folyamatok egyes lépéseit, a meghatározó kölcsönhatásokat rendezett, molekuláris lipid nanorétegek, modell membránok segítségével vizsgáljuk. |
A különféle nanorészecskék, különös tekintettel a nemesfém nanorészecskékre, a nanotechnológiai kutatások fontos részét képezik, hiszen a lehetséges alkalmazásaik meglehetősen széleskörűek. A jelenlegi kutatások egyik kiemelkedő kérdése a nemesfématomokból álló kisebb atom klaszterek előállítása, ugyanis ezek ígéretes fluoreszcens tulajdonságokkal rendelkeznek. Egy másik érdekes probléma a nagyobb nemesfém nanorészecskék által kialakított stabil, egy-, két- és háromdimenziós szerkezetek vizsgálata, melyek kitűnő lehetőséget biztosítanak ezen rendszerek elektromágneses tulajdonságainak hangolására. A közelmúltban megmutatták, hogy egyes polimerek nemcsak stabilizálják a nanorészecskék diszperzióját, hanem redukálószerként is működhetnek, ezzel segítve a nemesfém nanorészecskék kialakulását. Mivel ugyanezen makromolekulák kölcsönhatnak tenzid molekulákkal is, a nanorészecskék szintézisében egy új szerepet tölthet be a polimer/tenzid asszociáció alkalmazása. Kutatócsoportunk jelentős eredményeket ért el korábban a makromolekulák és tenzidek közötti kölcsönhatás vizsgálata terén. Ezért az ionos tenzid/polimer asszociációra építve új, szabályozott szerkezetű, méretű és alakú nemesfém nanokompozitok előállítását célozzuk meg. A képződő nanorendszerek karakterizálására a legmodernebb eszközök állnak rendelkezésre.
|
|
| Bioaktív komponensek határfelületi viselkedése | Hierarchikus lágy nanostruktúrák előállítása és vizsgálata | |
| Témavezető: Kiss Éva | Témavezető: Varga Imre | |
|
A kutatás szilárd/folyadék, illetve fluid határfelületen való megkötődés, az adszorpció mértékének, minőségének kísérleti módszerekkel való tanulmányozására irányul. Vizsgáljuk a határfelület jellegének és a bioaktív komponens szerkezeti jellemzőinek hatását, mely ismeretek hozzájárulhatnak funkcionális, nanoszerkezetű bioanyagok fejlesztéséhez.
|
Összetett biológiai funkciók ellátására a természet által “gyakran alkalmazott megoldás” hierarchikusan egymásra épülő struktúrák kialakítása. Ahhoz, hogy biológiai rendszerekben sikerrel tudjunk megoldani akár viszonylag egyszerűnek tűnő feladatokat, célszerű ennek mintájára olyan összetett struktúrákat kialakítani, melyek egyes szerkezeti elemei különböző feladatok ellátására képesek. Ennek érdekében olyan építőelemek létrehozásával és vizsgálatával foglalkozunk, melyek alkalmasak különböző hierarchikus, lágy nanostruktúrák kialakítása. Vizsgálataink során kiemelt szerepet játszanak a szabályozott mag/héj szerkezettel rendelkező intelligens mikrogél részecskék, a nem egyensúlyi polielektrolit nanokomplexek, valamint az arany nanoklaszterek. Ezen építőelemek önszerveződését kihasználva különböző tömbfázisbeli (3D ill. 1D), valamint határfelületi (2D) nanostruktúrákat hozunk létre és vizsgáljuk ezek tulajdonságait.
|
|
| Nanorészecske rendszerek határfelületi folyamatainak vizsgálata | Fluoreszcens szén nanorészecskék előállítása, jellemzése és felhasználási lehetőségeik vizsgálata | |
| Témavezető: Gyulai Gergő | Témavezető: Gyulai Gergő | |
|
A nanorészecske rendszerek határfelületeken lejátszódó folyamatai meghatározóak számos alkalmazási területen. A fluid-fluid, fluid-szilárd határfelületekekel kialakuló kölcsönhatások ismerete elengedhetetlen az új nanorészecske alapú terápiás módszerek fejlesztésében, hiszen a gyógyszerhordozó rendszerek számos határfelülettel kerülnek kapcsolatba a szervezetben. A határfelületi tulajdonságok finomhangolásával megvalósítható a biológiai rendszerekkel kialakuló kölcsönhatások szabályozása. |
A fluoreszcens, szén alapú amorf nanorészecskék számos területen kerültek a kutatások középpontjába. Egyszerű, olcsó előállíthatóságuknak, szabályozható fluoreszcens tulajdonságuknak, kis toxicitásuknak és nagyfokú diszperzitásuknak köszönhetően ideális alapját képezhetik orvosi diagnosztikai és teranosztikai alkalmazásoknak
|
|
| Funkcionális polimer nanogélek | Újszerű, elektromosan vezető polimerek kémiai tulajdonságainak jellemzése | |
| Témavezető: Gyulai Gergő | Témavezető: Ábrahám Ágnes | |
|
A célzott gyógyszeres terápiákban egyre nagyobb szerepet kapnak a kolloidális méretű hordozó rendszerek alkalmazásai. A kutatás során a cél hidrogél alapú, nanostrukturált, mag-héj szerkezetű gyógyszerhordozó platform kifejlesztése és az előállított rendszerek fizikai kémiai jellemzése.
|
Tüzelőanyag cellákban széles körben alkalmaznak membránként ionvezető polimereket, mely célra a leggyakrabban a perfluorozott ionomert, a Nafiont használják. Új, speciális nanoszerkezettel rendelkező, funkcionalizált polimerek, ionomerek tulajdonságait vizsgáljuk különböző módszerekkel. A módosított polimerek hidrofilitását nedvesedés mérésekkel tanulmányozzuk. A hidrogén tüzelőanyag cella működése során az ionomer hidratált állapota megváltozik, melyet kvarc kristály mikromérleggel (QCM) végzett mérésekkel követünk nyomon. A felület morfológiáját és elektromos jellemzőit atomi erő mikroszkóppal (AFM), illetve elektrosztatikus erő mikroszkóppal határozzuk meg (EFM). |
|
