Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Preko dihanja, oralnega vnosa in drgnjenja ob kožo, smo vsakodnevno izpostavljeni inherentno toksičnim delcem nanometrskih velikosti (nanodelcem). Nanodelci v zraku so še posebej problematični, ker se jim težko izognemo in povzročajo dolgoročne posledice, kot so na primer srčno-žilne bolezni, vnetja, pljučni rak in poškodbe možganov. Za uspešno regulacijo nanodelcev je torej ključna pravilna določitev njihove toksičnosti. Toksičnost v nanotoksikologiji je definirana kot kumulativna doza, dostavljena v sistem, pri kateri še lahko opazimo neželene stranske učinke. Trenutno je najpogosteje v uporabi definicija doze, opredeljena kot razmerje med celotno površino nanodelcev, dostavljenih v sistem, in celotno pričakovano površino tkiva oz. celic. Ta pa ne upošteva lokalnih interakcij in razporeditve doze, ki ključno vplivajo na določitev dejanskega učinka doze na opazovani sistem. Trenutni standard določitve doznega odziva in toksičnosti nanodelcev so tedne trajajoči poskusi na živalih. Kot hitrejša in cenejša alternativa so bili razviti preprosti in napredni modeli in vitro, osnovani na celičnih linijah, ki pa večinoma ne vsebujejo zelo pomembnega gradnika pljuč, pljučnega surfaktanta. Pri razvoju definicije doze smo uporabili preprost model, sestavljen iz celic pljučnega epitelija, pljučnega surfaktanta in cevk iz titanovega dioksida. Stanje pri vdihu nanodelcev smo posnemali tako, da smo na celice najprej napršili pljučni surfaktant in nato nanodelce. V ta namen smo razvili inkubator, v katerem smo lahko surfaktant in nanodelce na sistem in vitro napršili v fizioloških pogojih direktno na mikroskopu z visoko ločljivostjo in hkrati zajemali slike takoj od napršitve nanodelcev vse do nekaj dni po napršitvi. Z izpostavitvijo celic več nanodelcem smo pokazali, da trenutna definicija doze nezadostno opiše dejanski učinek doze v biološkem sistemu. Nezadostno definicijo smo nadgradili z uvedbo interakcijske površine in interakcijske doze, ki sta direktno upoštevali interakcije med površino membrane in nanodelcev. Nov koncept nam je omogočil, da smo dozo ovrednotili in vizualizirali v vsaki slikovni piki slike. Z dvema novo definiranima parametroma, povprečno interakcijsko dozo in povprečno lokalno interakcijsko dozo, smo poleg lokalnih interakcij med nanodelci in membrano upoštevali še neenakomernost porazdelitve doze ter s tem mnogo bolje ocenili njeno porazdelitev v sistemu. S spremljanjem časovnega razvoja povprečne lokalne interakcijske doze smo potrdili, da biološki sistem modulira dozo že brez dodanega surfaktanta. Z analizo histogramov interakcijske doze v poskusih s surfaktantom in brez njega smo ovrednotili vpliv surfaktanta na modulacijo doze. Ugotovili smo, da v prisotnosti surfaktanta faza karantenizacije in raztapljanja nastopi hitreje, sledi ji pa nova faza raztapljanja, ki je brez surfaktanta ni in omogoča prerazporejanje doze v prostoru in času. Sledenje surfaktantskim proteinom, nanodelcem in lipidom hkrati je bilo mogoče z razvitim trikanalnim slikanjem, osnovanim na zajemu življenjskega časa fluorescence. Iz sledenja vsem trem komponentam smo določili: 1) da se hidrofobni surfaktantski proteini kepijo skupaj s cevkami titanovega dioksida, 2) da nanocevke vdrejo globlje od fiziološke debeline surfaktanta v nekaj sekundah in 3) da se v surfaktantu pojavijo prehodne luknje, ki omogočajo neoplaščenim nanodelcem prehod čez pljučni surfaktant. Trikanalno slikanje celic, nam je na koncu omogočilo prepoznati, da je doza nanodelcev odvisna od lokalne okolice, kot je meja med celičnim jedrom in plazemsko membrano, in od prisotnosti biomolekul v tem okolju. To je vodilo v razvoj novega koncepta vektorske doze nanodelcev, ki je odvisna od v sistemu prisotnih biomolekul. Novi koncept je pripraven za odkrivanje mehanizmov toksičnosti in njihove propagacije po sistemu, kar bi lahko vodilo do boljšega razumevanja ključnih molekularnih dogodkov, ki so osnova za uspešno napovedno toksikologijo, ki ni osnovana na poskusih na živalih.
Ključne besede: toksikologija, nanotoksikologija, doza, lokalna doza, površinska doza, interakcijska doza, lokalna interakcijska doza, fluorescenca, fluorescentna mikroskopija, mikroskopija s stimulirano emisijo, mikroskopija z visoko ločljivostjo, pljučni surfaktant, SP-B, SP-C, proteini pljučnega surfaktanta, nanocevke titanovega dioksida, nanodelci, model in vitro, nano-bio interakcije, analiza slik
Objavljeno v DKUM: 17.04.2023; Ogledov: 548; Prenosov: 51
Celotno besedilo (35,59 MB)

Opis: Proučevali smo vpliv inhibicije neionske površinsko aktivne snovi (PAS) polioksietilen (40) izobutil eter na feritno nerjavno jeklo X4Cr13 v 1,0 M raztopini žveplove (VI) kisline v temperaturnem območju od 30°C do 45°C s klasično potenciodinamsko metodo. Z merjenjem površinske napetosti smo določili kritično micelno koncentracijo (CMC). Adsorpcija PAS polioksietilen (40) izobutil eter sledi Flory-Huggins-ovi adsorpcijski izotermi, s pomočjo katere smo izračunali termodinamsko količino ΔGads. Korozijsko hitrost lahko povežemo z Arrheniusovo enačbo, iz katere smo izračunali aktivacijsko energijo in Arrheniusov parameter. Dobljene vrednosti aktivacijske energije za izbran sistem povedo, da se mehanizem adsorpcije spremeni, in sicer iz fizikalne adsorpcije v kemisorpcijo. To potrjuje prvotno naraščanje vrednosti aktivacijske energije s kasnejšim padanjem teh vrednosti. S pomočjo tehnike oslabljenega totalnega odboja infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo (ATR-FTIR) smo določili značilne skupine polioksietilena (40) izobutil etra na vzorcu, kateri je bil 24 h potopljen v raztopini.
Ključne besede: neionski surfaktant, žveplova (VI) kislina, nerjavno jeklo, adsorpcijska izoterma, kritična micelna koncentracija (CMC), infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo (FTIR)
Objavljeno v DKUM: 14.10.2016; Ogledov: 2055; Prenosov: 175
Celotno besedilo (2,82 MB)

Opis: Namen diplomskega dela je določiti kritično micelno koncentracijo (CMC) za kationski surfaktant (trimetil-tetradecilamonijev klorid-TTSCl) in za neionski surfaktant Triton-X-100 pri standardnih pogojih in preučiti vpliv temperature na CMC. Kot topilo smo uporabili Milli-Q vodo. Pri tem smo se osredotočili na dve temperaturni območji. In sicer za kationski surfaktant je bilo območje od 288 K do 313 K, medtem ko za neionskega od 283 K do 313 K. Za vsakega posebej smo uporabili različni metodi: klasično konduktometrično metodo (kationski surfaktant) in metodo površinske napetosti (neionski surfaktant). S pomočjo le-teh smo za kationski surfaktant dobili odvisnost v obliki 'črke U' ter linearno padajočo odvisnost za neionski surfaktant, tako kot je v skladu z literaturo. Na koncu smo izračunali termodinamske količine: spremembo entalpije micelizacije (ΔH_mic^°), spremembo entropije micelizacije (ΔSmic) in spremembo Gibbsove energije (ΔG_mic^°). Pri tem smo vse tri količine za ionski surfaktant izračunali na dva različna načina in sicer v primeru, kjer se upošteva vpliv temperature na stopnjo disociacije protiiona (β) in kadar se ta vpliv lahko zanemari, če je sprememba β majhna. Za neionski surfaktant smo uporabili enačbe za izračun termodinamskih količin, pri čemu se stopnja disociacije proti-iona ne upošteva, saj neionski surfaktanti ne disociirajo. V obeh primerih smo ugotovili, da je proces micelizacije spontan saj je prosta Gibbsova energija micelizacije (ΔG_mic^°) negativna, medtem ko za ostali termodinamski količini lahko povemo, da sta bistveno drugačni, kar nam nakazujejo rezultati v tabelah.
Ključne besede: surfaktant, kritična micelna koncentracija (CMC), kationski surfaktant trimetil-tetradecilamonijev klorid (TTSCl), Neionski surfaktant (Triton-X-100), termodinamika micelizacije, agregacija, električna prevodnost, površinska napetost.
Objavljeno v DKUM: 04.11.2013; Ogledov: 3476; Prenosov: 352
Celotno besedilo (2,50 MB)