Multimodal Contrast Agent Enabling pH Sensing Based on Organically Functionalized Gold Nanoshells with Mn-Zn Ferrite Cores

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Bui, Duong Thuy
dc.contributor.author Havelek, Radim
dc.contributor.author Královec, Karel
dc.contributor.author Kubickova, Lenka
dc.contributor.author Kulickova, Jarmila
dc.contributor.author Matous, Petr
dc.contributor.author Herynek, Vit
dc.contributor.author Kupcik, Jaroslav
dc.contributor.author Muthna, Darina
dc.contributor.author Rezanka, Pavel
dc.contributor.author Kaman, Ondrej
dc.date.accessioned 2023-07-12T12:55:12Z
dc.date.available 2023-07-12T12:55:12Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.issn 2079-4991
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/80952
dc.description.abstract Highly complex nanoparticles combining multimodal imaging with the sensing of physical properties in biological systems can considerably enhance biomedical research, but reports demonstrating the performance of a single nanosized probe in several imaging modalities and its sensing potential at the same time are rather scarce. Gold nanoshells with magnetic cores and complex organic functionalization may offer an efficient multimodal platform for magnetic resonance imaging (MRI), photoacoustic imaging (PAI), and fluorescence techniques combined with pH sensing by means of surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). In the present study, the synthesis of gold nanoshells with Mn-Zn ferrite cores is described, and their structure, composition, and fundamental properties are analyzed by powder X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, transmission electron microscopy, magnetic measurements, and UV-Vis spectroscopy. The gold surface is functionalized with four different model molecules, namely thioglycerol, meso-2,3-dimercaptosuccinate, 11-mercaptoundecanoate, and (11-mercaptoundecyl)-N,N,N-trimethylammonium bromide, to analyze the effect of varying charge and surface chemistry on cells in vitro. After characterization by dynamic and electrophoretic light scattering measurements, it is found that the particles do not exhibit significant cytotoxic effects, irrespective of the surface functionalization. Finally, the gold nanoshells are functionalized with a combination of 4-mercaptobenzoic acid and 7-mercapto-4-methylcoumarin, which introduces a SERS active pH sensor and a covalently attached fluorescent tag at the same time. H-1 NMR relaxometry, fluorescence spectroscopy, and PAI demonstrate the multimodal potential of the suggested probe, including extraordinarily high transverse relaxivity, while the SERS study evidences a pH-dependent spectral response. eng
dc.format p. 428 eng
dc.language.iso eng
dc.publisher MDPI eng
dc.relation.ispartof Nanomaterials, volume 12, issue: 3 eng
dc.rights open access eng
dc.rights.uri https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject gold nanoshells eng
dc.subject magnetic nanoparticles eng
dc.subject surface-enhanced Raman spectroscopy eng
dc.subject photoacoustic imaging eng
dc.subject transverse relaxivity eng
dc.subject cell viability eng
dc.subject zlaté nanoslupky cze
dc.subject magnetické nanočástice cze
dc.subject povrchem zesílená Ramanova spektroskopie cze
dc.subject fotoakustické zobrazení cze
dc.subject transverzální relaxivita cze
dc.subject buněčná viabilita cze
dc.title Multimodal Contrast Agent Enabling pH Sensing Based on Organically Functionalized Gold Nanoshells with Mn-Zn Ferrite Cores eng
dc.title.alternative Multimodální kontrastní látky umožňující snímání pH na podkladě organickými molekulami funkcionalizovaných zlatých nanoslupek s manganato-zinečnato feritovým jádrem cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Vysoce komplexní nanočástice kombinující multimodální zobrazování se snímáním fyzikálních vlastností v biologických systémech mohou výrazně zlepšit biomedicínský výzkum. Zlaté nanoslupky s magnetickými jádry a komplexní organickou funkcionalizací mohou nabídnout účinnou multimodální platformu pro zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), fotoakustické zobrazování (PAI) a fluorescenční techniky kombinované se snímáním pH pomocí povrchově zesílené Ramanovy spektroskopie (SERS). V této studii je popsána syntéza zlatých nanoslupek s Mn-Zn feritovými jádry, a také jejich struktura, složení a základní vlastnosti. Zlatý povrch byl funkcionalizován čtyřmi různými modelovými molekulami, jmenovitě thioglycerolem, meso-2,3-dimerkaptosukcinátem, 11-merkaptoundekanoátem a (11-merkaptoundecyl)-N,N,N-trimethylamoniumbromidem. Bylo zjištěno, že částice nevykazují významné cytotoxické účinky, bez ohledu na funkcionalizaci povrchu. Nakonec byly zlaté nanoslupky funkcionalizovány kombinací kyseliny 4-merkaptobenzoové a 7-merkapto-4-methylkumarinu. NMR relaxometrie, fluorescenční spektroskopie a PAI demonstrují multimodální potenciál navrhované sondy, včetně mimořádně vysoké příčné relaxivity, zatímco studie SERS potvrzuje spektrální odezvu závislou na pH. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus published eng
dc.identifier.doi 10.3390/nano12030428
dc.relation.publisherversion https://www.mdpi.com/2079-4991/12/3/428
dc.identifier.wos 000755646400001
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85123434057
dc.rights.license CC BY 4.0
dc.identifier.obd 39887483


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

open access Kromě případů, kde je uvedeno jinak, licence tohoto záznamu je open access

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet