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Prof. Dr. Jens Haueisen

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INHALTE

coronaMNP II

Untersuchung von Bildungskinetik, Stabilität und feldgesteuerter Wechselwirkung mit biologischen Systemen einer auf magnetischen Nanopartikeln erzeugten Proteinkorona

Projektbeschreibung

In diesem Projekt sollen grundsätzlich die Bildung einer Proteinkorona um magnetische Nanopartikel (MNP), der Einfluss verschiedener Faktoren auf diesen Prozess sowie der Einfluss der Korona auf die Wechselwirkung der betreffenden Partikel mit einem biologischen System untersucht werden. Dazu werden Kern-Schale Hybridpartikel, bestehend aus einem magnetischen Kern und einer Polymerhülle mit veränderlicher Ladung und Ladungsdichte hergestellt und anschließend zur Erzeugung einer Proteinkorona in fötalem Kälberserum (FCS) inkubiert. Der Fokus der Arbeiten liegt vor allem auf der Aufklärung der Wechselwirkung zwischen den erzeugten MNP@Korona-Hybridpartikeln und verschiedenen biologischen Systemen. Dies soll untersucht werden, indem diese Partikel mit verschiedenen biologischen Systemen (z.B. Blut, Zellen, Tier) in Kontakt gebracht werden (auch unter Einfluss eines magnetischen Feldes bzw. Feldgradienten) und die anschließende Reaktion des biologischen Systems auf diesen Kontakt hin untersucht wird. Vorgesehene Untersuchungsmethoden dafür sind beispielsweise die µ-Rheologie, etablierte Zelltoxizitätstests sowie zwei- und dreidimensionale mikroskopische Untersuchungen an Zellen und Versuchstieren. Diese Arbeiten beinhalten auch Untersuchungen, wie die Partikel für die Anwendung am lebenden Tier vorbereitet und gelagert werden müssen. Weiteres wichtiges Ziel der Studie ist die Aufklärung der Kinetik der Koronaentstehung. Schlüsselmethoden hierzu sind die Magnetrelaxometrie, AC-Suszeptometrie sowie Kleinwinkelröntgenstreuung zur Erfassung von minimalen Änderungen des hydrodynamischen Durchmessers, welche mit dem Wachstum der Korona einhergehen.

Die Reduzierung der Partikel-Zell Wechselwirkung durch Aufbringen einer Proteinkorona auf den MNP ermöglicht die Herstellung länger im Organismus zirkulierender MNP.

News

Projektpartner

Teilprojekt zu SPP 1681:

Feldgesteuerte Partikel-Matrix-Wechselwirkungen: Erzeugung, skalenübergreifende Modellierung und Anwendung magnetischer Hybridmaterialien

Publikationen & Patente

  • C. Gräfe, A. Weidner, M. v.d. Lühe, C. Bergemann, F.H. Schacher, J.H. Clement, S. Dutz. Intentional formation of a protein corona on nanoparticles - Serum concentration affects protein corona mass, surface charge, and nanoparticle-cell interaction. Int. J. Biochem. Cell Biol. 75: 196–202 (2016).