Sirvi Märksõna "nanoparticles" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 17 17

listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Analysis of samarium doped TiO2 optical and multiresponse oxygen sensing capabilities
(2019-07-04) Eltermann, Marko; Lange, Sven, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Fotoluminestsents on materjalis toimuv protsess, mille kõige olulisemaks tunnuseks on asjaolu, et materjal muudab talle langeva valguse lainepikkust – ehk teisisõnu selle värvust. Titaanoksiid, millesse on lisatud vähesel määral samaariumi ioone (TiO2:Sm3+), on materjal, mis fotoluminestseerub, kui teda kiiritada ultraviolettkiirgusega (UV). See tähendab, et materjal teisendab UV kiirguse punakas-oranžiks valguseks ehk fotoluminestsents¬kiirguseks (PL). TiO2:Sm3+ PL kiirguse omadused sõltuvad materjali ümbritseva atmosfääri gaasilisest koostisest. See omakorda tekitab küsimuse, kas materjali oleks võimalik rakendada optilise gaasisensorina, kus PL omadusi jälgides oleks võimalik määrata gaasi koostist. See doktoritöö võtabki lähema vaatluse alla TiO2:Sm3+ omadused optilise gaasisensorina. Täpsemalt keskendutakse hapnikutundlikkusele, kuna just hapnikutundlikkus loob eeldused ka teiste (näiteks mürgiste või plahvatusohtlike) gaaside detekteerimiseks. Töös näidatakse eksperimentaalselt, et TiO2:Sm3+ on rakendatav optilise hapnikusensorina. Hapniku tuvastamise mehhanism on lihtne – mida rohkem on keskkonnas hapnikku, seda tugevam oma materjali PL kiirgus. Seega saab materjali PL kiirguse tugevuse põhjal hinnata keskkonna hapnikusisaldust. Materjal tunneb hapnikku laias vahemikus, alates 0,01 % kuni 100 %, olles samas piisavalt kiire ja stabiilne. Gaasitundlikkuse põhjalikuma analüüsi tulemusel luuakse PL kiirguse tekkemehhanismi matemaatiline mudel, kõrvutatakse mudel ja eksperimentaalsed tulemused ja lõpuks antakse hinnang, millised materjali sees toimuvad protsessid põhjustavad hapnikutundlikkuse. Kuigi selles töös pööratakse suurt rõhku TiO2 optilisele gaasitundlikkusele, on materjal ennekõike tuntud elektrilise sensormaterjalina. Sellisel juhul on gaasitundlikuks mõõdetavaks suuruseks materjali elektriline takistus. Selle töö teine osa kombineerib optilise ja elektrilise gaasitundlikkuse. Selgub, et materjal toimib nö. kaks-ühes sensorina, kus üks ja sama materjal toimib samaaegselt nii optilise kui elektrilise gaasisensorina. Põhjalikuma matemaatilise analüüsi tulemusel näidatakse, et mõlemat signaali korraga kasutades on võimalik hapniku kontsentratsiooni mõõtmistäpsust suurendada üle kahe korra.
listelement.badge.access-status Embargo ,
Cell-Penetrating Peptide Nanoparticles for Delivery of Splicing-Correction Oligonucleotides and DNA Origami
(Tartu Ülikool, 2025) Mazur, Oleksandr; Porosk, Ly, juhendaja; Pooga, Margus, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Bioinseneeria instituut
Cell-penetrating peptides (CPPs) are emerging as versatile, non-viral vehicles for nucleic-acid therapeutics, yet their cargo range and in-cell efficiency remain limited. In particular, most studies have not compared how the same CPP sequence handles cargos of very different size and architecture; moreover, there have been no attempts yet to deliver the DNA origami using the CPPs. Here, we asked how the three PepFect14-derived CPPs — PF14, Peptide 1, and PF14-Lys-Ile9 — perform with small versus bulky nucleic acids. Nanocomplexes were prepared by simple aqueous mixing and characterised by DLS/TEM, giving uniform spheroidal particles 100–160 nm in diameter (PDI ≤ 0.30). Functional delivery was then benchmarked for (i) a splice-correction oligonucleotide (SCO-705), (ii) a fluorescent three-arm DNA-origami probe (Nano-Cy3), and (iii) a luciferase-silencing siRNA embedded in, or tethered to, the same origami scaffold. In HeLa pLuc705 cells, Peptide 1 restored luciferase ~34-fold, exceeding PF14 (24-fold) and PF14-Lys-Ile9 (21-fold), while flow cytometry showed PF14-Lys-Ile9 achieved the highest Nano-Cy3 uptake in U87 cells without a corresponding gain in splice rescue, pinpointing endosomal escape as the bottleneck. With siRNA packed into the native LUC nanohydrogel, PF14-Lys-Ile9 drove the deepest knock-down (~72 %), whereas activity halved when siRNA was supplied as an isolated linker duplex. Overall, Peptide 1 is best suited to delivering small oligonucleotides, whereas PF14-Lys-Ile9 is more effective for larger, origami-based constructs — insights that chart distinct optimisation routes for future CPP nanocarriers.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Characterization of mRNA formulation and delivery by histidine-modified peptides
(2022) Ghaith, Faisal Moh'D Abdel-Hafiz
The growing interest in gene therapy has resulted in the development and application of many novel therapeutic approaches, which can offer potential cure or treatment to previously incurable diseases, by the delivery of genetic materials inside the cells. Consequently restoring, replacing, or inhibiting gene expression.The effector molecules deployed in gene therapy are based on nucleic acids. However, physicochemical properties of these molecules, such as high negative charge and large size, limit their effective uptake by target cells and this has been identified as the key obstacle impeding the wider use of gene therapy. To improve the bioavailability, various drug delivery systems (DDSs) have been developed. One group of such DDSs are thecell penetrating peptides (CPPs). CPPs are short peptides (consisting of 3-40 amino acids) usually with a positive charge and possess high transport capability for biomolecules across the cell membrane. The working mechanism of CPPs is based on the formation of non covalent complexes/nanoparticles through electrostatic interactions with the negatively charged nucleic acids, such as mRNA. In this thesis, a number of histidine-modified PepFect14 peptide CPP analogs were studiedwith the aim of tailoring pH-sensitivity with varying degrees of ionizability and cationic charge. It was found that replacing up to 3 out of 5 cationic amino acids in the PF14 peptide with histidines didn’t affect its ability to form nanoparticles or reduce its mRNA delivery efficacy. Peptides with only 1 or no cationic charge were able to form complexes with mRNA but with sizes in the low micrometer range. Their inability to form nanoparticles together with their low cationic charge correlated with their low mRNA delivery efficacy in cell culture. Conclusively, these findings show that PepFect14 requires at the least 2 positive charges or more to be able to encapsulate mRNA into stable nanoparticles without losing efficacy.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Development of nanometer aerosol measurement technology
(2011-07-19) Mirme, Sander
Aerosooliosakeste teket nukleatsiooni teel ja nende järgnevat kasvu on jälgitud kõikjal maailmas. Tekkinud osakesed on algselt nanomeetri suurused, kuid võimelised kasvama ja seejärel osalema pilvetekkes, muutma kiirgusbilanssi ja lõpuks mõjutama Maa kliimat. Samuti võivad nano-osakesed mõjuda inimeste tervisele. Aerosooliosakeste tekke uurimise vastu on suur huvi, kuid nanomeetrisuuruste osakeste mõõtmine atmosfääris on keerukas. Osakeste tekke uurimiseks sobib hästi nanomeeter-aerosooli ja õhuioonide spektromeeter (NAIS, välja töötatud AS Airel, Eesti). Seade kasutab elektrilise aerosooli spektromeetria põhimõtet, et mõõta nii elektriliselt laetud osakeste (aero-ioonide) või ka laadimata osakeste suurusspektreid. Spektromeeter on suuteline töötama kaua hooldusvabalt väga erinevates keskkondades -- nii reostunud kesklinnast, kui ka kaugetes metsades. Seade on väljatöötatud aeroioonide spektromeetri (AIS) baasil. NAIS tööpõhimõte seisneb aersooli laadimises unipolaarses koroona ioonide väljas ja paralleelses elektrilises liikuvusanalüüsis. NAIS-il on kaks paljukanalilist elektrilist liikuvusanalüsaatorit, üks positiivsete ja teine negatiivsete laengute detekteerimiseks. Aerosool klassifitseeritakse ja mõõdetakse mõlemas analüsaatoris samaaegselt, kummaski 21 elektromeetriga. Seade mõõdab ioonide (laetud osakeste, klasterioonide) liikuvusjaotust vahemikus 3.2 – 0.0013 cm/V/s ja aerosooliosakeste suurusjaotust vahemikus 2.0 – 40 nm. Hetkel on üle maailma käigus üle kümne NAIS mõõteseadme. Väitekiri põhineb NAIS spektromeeter arendusel. Kirjeldatakse seadme matemaatilisi ja tehnilisi põhimõtteid. Tutvustatakse uut edasiarendatud NAIS mudelit – nn. “Lendav NAIS”', mis on suuteline sooritama mõõtmisi lennukilt laias kõrgustevahemikus. Uue seadme parandatud töökindlus, paindlikkus ja mõõtmiskiirus tulevad kasuks ka tavapärastel “maistel” atmosfäärimõõtmistel.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Development of smart nanoparticles for experimental treatment of cancer
(2024-11-18) Tobi, Allan; Teesalu, Tambet, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Glioblastoom on kõige sagedasem pahaloomuline ajukasvaja, mis on ebasoodsa prognoosi ja kõrge suremusmääraga. Glioblastoomi standardravi koosneb peamiselt kasvaja kirurgilisest eemaldamisest, millele järgneb kiiritusravi ja samaaegne keemiaravi temosolomiidiga. Üha suuremat tähelepanu pööratakse uudsete täppis-suunatud nanoosakestel põhinevate ravimeetodite väljatöötamisele, et parandada vähiravi tõhusust ja vähendada kõrvalmõjusid. Käesolevas doktoritöös esitatud uuringutes kasutati prekliiniliste vähktõve uuringute tööriistade ja ravimikandjatena kahte nanoosakeste platvormi: hõbeda nanoosakesi (AgNP, ingl silver nanoparticles) ja raudoksiid-nanousse (NW, ingl nanoworms). Demonstreerisime, et neid saab funktsionaliseerida kasvajaspetsiifiliste kullerpeptiididega ning kasutada tsütotoksiliste ja proapoptootiliste ravimite suunatud kohaletoimetamiseks. AgNP ja NW platvormid võimendavad ja laiendavad in vitro ja in vivo analüüsimeetodeid, mis hõlbustavad suunamisligandide uurimist ja valideerimist. Lisaks nanokandjate väljatöötamisele ja iseloomustamisele tuvastasime kasvajaspetsiifilise kullerpeptiidi PL3 (AGRGRLVR), mis seondub valkudega tenastsiin-C ja neuropiliin-1. PL3-peptiid suurendas nanoosakeste akumuleerumist kasvajakoes ja tõhustas eksperimentaalset vähiravi hiiredmudelites. PL3-peptiid omab vaba CendR-motiivi, mistõttu kaasneb sellega mõningane akumulatsioon tervetes kudedes, peamiselt kopsudes. Selle probleemi lahendamiseks kasutasime modifitseeritud faagidisplei meetodit, et tuvastada krüptilised proteolüütiliselt aktiveeritavad PL3 derivaatpeptiidid: SKLG (AGRGRLVRSKLG) ja PL3uCendR (AGRGRLVRSAGGSVA). Krüptiliste derivaatide lõhustamisel kasvajates üleekspresseeritud urokinaasiga (uPA) aktiveerus neuropiliin-1-st sõltuv penetratsioonimehhanism, kuid akumulatsioon terves kopsukoes vähenes olulisel määral. Töö tulemuste põhjal saab edasi arendada tõhusamaid suunatud vähiravimeetodeid glioblastoomile, vähendades ravi kõrvalmõjusid.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Electrochemical reduction of oxygen on silver-based catalysts
(2023-07-17) Linge, Jonas Mart; Tammeveski, Kaido, juhendaja; Erikson, Heiki, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Vesinikkütuseelemendi tehnoloogia toetab üleilmset roheenergia nõudlust ja võimaldab asendada sõidukite sisepõlemismootorid. Vesinikautode peamiseks puuduseks on nende kõrge hind, mis osaliselt tuleneb vajadusest kasutada kütuseelemendi katoodil toimuva hapniku redutseerumisreaktsiooni kiirendamiseks kalleid plaatinapõhiseid katalüsaatormaterjale. Selle probleemi lahendus võiks olla hõbedat sisaldavate katalüsaatorite kasutamine, mis aluselises keskkonnas on hapniku redutseerumisel aktiivsuselt lähedased plaatinakatalüsaatoritele. Hõbe on tunduvalt odavam kui plaatina ning seda leidub maakoores palju rohkem, kuid hõbedapõhised katalüsaatorid vajavad kõrgema elektrokatalüütilise aktiivsuse ja stabiilsuse saavutamiseks veel optimeerimist. Doktoritöös sünteesiti erinevatel meetoditel hõbedapõhised katalüsaatorid, sadestades Ag nanoosakesi mitmetele süsinikmaterjalidele ning varieerides Ag osakeste suurust ja kogust. Valmistatud materjalide elektrokatalüütilist aktiivsust hapniku redutseerumisel ja stabiilsust uuriti elektrokeemiliste meetoditega. Saadud tulemused näitavad, et hõbedapõhised katalüsaatorid võiksid sobida kasutamiseks anioonivahetusmembraaniga kütuseelemendi katoodil ning seega muuta kütuseelemendid tarbijatele taskukohasemaks.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Energy transfer probe as a tool to study morphological and structural origins of fluorescence quenching in rare-earth doped nanophosphors
(2015-08-10) Samsonova, Elena
Uute vähidiagnostika meetodite arendamine on moodsa meditsiini üks põhilisi uurimisvaldkondi. Sügaval paiknevate vähirakkude fluorestsentskuva võib osutuda toimivaks mitteinvasiivseks diagnostikameetodiks. Fluorestsentskuva realiseerimiseks on välja pakutud mitmeid potentsiaalselt sobivaid materjale. Suurt huvi pakuvad haruldaste muldmetallidega dopeeritud nanoosakesed, mis on orgaaniliste luminofooride ja kvantpunktidega võrreldes parema bioloogilise sobivusega ning samas ka foto- ja termostabiilsemad. Paraku nende fluorestsentsomadused vajavad viimistlemist. Põhiprobleemiks on fluorestsentsi kustutamine, mis konkureerib kiirgusliku protsessiga. Et pakkuda välja lahendusi sellele probleemile, tuleb esmalt selgitada selle päritolu ja põhjused. Käesolev töö ongi pühendatud fluorestsentsi kustutamise põhjuste väljaselgitamisele haruldaste muldmetallidega dopeeritud nanoosakestes. Selleks arendati välja nn energiaülekandesondi meetod, mille abil näidati, et fluorestsentsi kustutamist põhjustavad peamiselt vesilahusest pärinevad veemolekulid ja –OH rühmad, mis on märkimisväärses koguses jaotunud üle kogu nanoosakese ruumala, paiknedes tõenäoliselt mesopoorides, mis tekivad materjali kristallisatsiooni käigus.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Homing peptides for targeting of brain diseases
(2020-04-06) Toome, Kadri; Teesalu, Tambet, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Ühiskonna keskmise eluea suurenemise tulemusel kasvab vananemisega seotud kesknärvisüsteemi haiguste, näiteks Alzheimeri ja Parkinsoni tõve, sagedus. Nende haiguste puhul puudub tõhus ravi haiguse kulu peatamiseks või patsientide terveks ravimiseks. Neurodegeneratiivsed haigused pole iseenesest letaalsed, kuid haiguse progresseeruv kulg muudab patsiendid kõrvalabist sõltuvaks. Seevastu ajukasvajad on väga kehva prognoosiga – hoolimata ravist ei ületa agressiivsemate ajukasvajate korral patsiendide elulemus 1,5 aastat. Kesknärvisüsteemi haiguste ravi on keeruline, kuna seda kaitsevad erinevad füüsilised ja funktsionaalsed barjäärid, mille eesmärgiks on takistada patogeenide, toksiinide ja vererakkude sisenemist ajukoesse. Olulisimad nendest mehhanismidest on vere-aju barjäär ning vere-tserebrospinaalvedeliku barjäär, millest vaid väga kindlate omadustega molekulid on võimelised läbi tungima. Enamikele molekulidele ning ka 99% ravimitele on need tõkked läbipääsmatud. Vananemisega seotud neuroloogiliste haiguste ravi parandamiseks on oluline parendada nende haiguste diagnoosimist. Selleks on vaja identifitseerida ja valideerida molekulaarseid markereid, mis võimaldavad haigusi diagnoosida varasemas staadiumis. Eelistatult juba enne kliiniliste sümptomite avaldumist. Järgmine oluline samm neuroloogiliste haiguste ravis on leida molekulaarsed transportsüsteemid, mille abil saaks ravimeid viia läbi kaitsva barjääri, et need jõuaksid haigusest haaratud koeni. Üks strateegia, mis võiks parandada ajuhaiguste ravi, on nanotehnoloogia rakendamine. Vere-aju barjääri läbivad kullermolekulid on võimalik kinnitada ravimitega laaditud nanoosakeste pinnale. Sel viisil oleks võimalik ajukoesse transportida ka ravimeid, mis on koekultuuri süsteemis näidanud efektiivsust kasvajarakkude hävitamisel või neuronite kaitsmisel, kuid vereringesse süstituna ei suuda iseseisvalt aju kaitsvaid tõkkeid läbida. Käesoleva prekliinilise töö eesmärgiks oli leida peptiidid, mis akumuleeruvad ajus ning mida saab rakendada kullermolekulidena kontrastainete ja/või ravimite transportimiseks. Parimate kullermolekulide välja valimiseks töötasime välja väga täpse kvantitatiivse metoodika, mis võimaldab erinevaid kullerpeptiide raku- ja loomkatsetes omavahel võrrelda.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Methanol oxidation on platinum-rare-earth metal oxide activated catalysts
(2023-07-17) Valk, Peeter; Nerut, Jaak, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Kütuseelemendid on seadmed rohelise energia tootmiseks. Roheline vesinik on juba üpris levinud. Rohelist metanooli toodetakse kinnipüütud CO2-st taastuvenergia abil. Vesinik-kütuseelementides tekib jäägina vesi. Metanooli puhul lisaks ka CO2 - tegu on sama CO2-ga, millest toodeti roheline metanool. See on kui null-summa mäng. Mis kasu on null-summa mängust? Sest nulliring on vaid CO2 puhul. Kasu tekib üleliigse taastuvenergia salvestamisest metanoolina, mida saab kasutada rohelise energia tootmiseks, kui energiat on puudu. Kütuseelemendid ei tekita ohtlikke nanoosakesi ega ühendeid, mis põhjustavad sudu ja happevihmu. Metanool-kütuseelemendi väljundist saab CO2 taassiduda. Kütuseelemendis on vaja Pt katalüsaatori nanoosakesi, mis kiirendavad reaktsioone. Mida väiksem on osake, seda suurem on pind reaktsioonide toimumiseks. Töö üks eesmärke oli Pt nanokatalüsaatorite süntees. On erinevaid mooduseid, kuidas neid valmistada: näiteks etüleenglükooli ning mikrolaineahju abil saab sadestada sobivaid Pt nanoosakesi, samuti plaatina ühendite kuumutamisel vesinikus. Nanoosakesed sadestati süsinikkandjale, mis juhib elektrit ja võimaldab reagentide liikumist kütuseelemendis. Tartu Ülikoolis valmistatud süsinikmaterjalidel on hea elektrijuhtivus, stabiilsus ning suur eripind. Pt on hea katalüsaator metanooli oksüdeerimiseks, kuid Pt hoiab mõnd vaheühendit oma pinnal liiga tugevasti kinni. Need ühendid tuleb pinnalt puhastada. Üks kallis variant selleks on ruteeniumi kasutamine. Selles töös uuriti odavamate haruldaste muldmetallide oksiidide kasutusvõimalusi. Tseeriumi või praseodüümi oksiidide sadestamiseks süsinikule koos Pt nanoosakestega uuriti erinevaid meetodeid. Parimad tulemused saavutati kuumutades praseodüümhüdroksiidi inertgaasis 1100 kraadini. Pt sadestati vesinikuga redutseerides madalamal temperatuuril. Katalüsaator koosnes väikestest hästi jaotunud Pt nanoosakestest ning eri vormides olevatest praseodüümoksiidi nanovarrastest. Need katalüsaatorid kiirendavad efektiivselt metanooli oksüdeerimist, kuna on tagatud Pt pinna puhastumine. Haruldase muldmetalli oksiidi pinnale adsorbeeruvad hapnikku sisaldavad ühendid, mis difundeeruvad Pt pinnale ja puhastavad selle. Tekib CO2, mis lahkub pinnalt, ning roheline tsükkel jätkub.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Modification in the emission and spectral shape of photostable fluorophores by nanometallic structures
(2014-07-05) Pikker, Siim
Uurimus kuulub uudsesse ja kiiresti arenevasse plasmoonika valdkonda, mis tegeleb plasmonitega ehk elektrontiheduse lainetega seotud nähtustega. Doktoritöös selgitati, kuidas mõjutavad metallist (kullast ja hõbedast) nano-osakesed ja struktuurid helendavatest materjalidest pärinevat valgust. Peamiselt analüüsiti samaariumit sisaldava titaanoksiidi ja lämmastikku sisaldavate 140 nanomeetri suuruste teemantide kiirguse muutumist. Uurimuses rakendati peamiselt fluorestsents-mikroskoopia ja spektroskoopia meetodeid. Katsete tulemused näitasid, et kullast ja hõbedast nano-osakesed suudavad teatud tingimustel helendavatest materjalidest pärinevat valgust võimendada. Peale selle selgus, et peale valguse võimendamise on nende plasmonlainetega võimalik kontrollida ka valguse teisi omadusi, nagu näiteks valguse polarisatsiooni või spektri kuju ehk värvi. Doktoritöö uudsus seisnes selles, et seal näidati, et plasmonlainete kasulike omadusi saab rakendada ka helendavate materjalide peal, millel on kõrge murdumisnäitaja ja mis ei kaota võimet valgust kiirata. Kuigi need fluorestseerivad materjalid on kõrgtehnoloogiatööstusele väga olulised, oli plasmonite mõju seda tüüpi materjalidele varem vähe uuritud. Neid materjale saab näiteks kasutada valgustites, laserites, biotehnoloogias, optikatööstuses ja optiliste elektroonikaseadmete valmistamise juures ning isegi katseliste kvantarvutite ehitamisel.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Novel anthracycline-loaded nanoparticles for precision cancer therapy
(2024-11-20) Sidorenko, Valeria; Simón Gracia, Lorena, juhendaja; Teesalu, Tambet, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Vähiravi on kompleksne valdkond, kus mitmekülgne lähenemine on võtmetähtsusega. Traditsioonilised ravimeetodid, nagu kirurgia ja kiiritusravi, on efektiivsed lokaalsete kasvajate ravimisel, kuid süsteemsed ravimeetodid, eriti keemiaravi, on hädavajalikud, et võidelda metastaseerunud vähiga. Antratsükliinid on ühed enimkasutatavad kasvajavastased ravimid. Antratsükliinide kõrvaltoimed (kardiotoksilisus, immunosupressioon ja seedetrakti häired) piiravad nende terapeutilist kasutamist annustes, mis oleksid piisavad maliigsete kollete likvideerimiseks. Uute antratsükliinide arendamine on oluline, et parandada nende terapeutilist efektiivsust ja ohutust. Veel üheks lähenemisviisiks vähiravi efektiivsuse parandamisel on kasutada ravimite transpordivahendeid, nagu lipiid- ja polümeeriosakesed, võimaldamaks ravimite täpsemat ja kontrollitumat akumulatsiooni kasvajapaikmetes, vähendades samas nende kogust tervetes kudedes ja seeläbi süsteemset toksilisust. Nanokandjate kasutamine võimaldab terapeutilist ainet kaitsta kuni sihtpunkti jõudmiseni, parandades seeläbi ravimi lahustuvust ja biosaadavust. Nanokandjate afiinsus-suunamine kasvajarakkudesse sisenevate peptiidide (tumor-penetrating peptides, TPP) abil võimaldab veelgi suurendada vähiravi täpsust ja efektiivsust. Sellised peptiidid seonduvad selektiivselt kasvajarakkude pinnal ekspresseeritud retseptoritega, võimaldades seeläbi ravimi selektiivset akumulatsiooni soliidtuumorites ja suurendades seeläbi ravi efektiivsust. Käesolev doktoritöö keskendus täppisvähiravi prekliinilisele arendamisele. Optimeeriti ja valideeriti kahte tüüpi nanoosakesi: niosoome (NSV) ja polümeersoome (PS), eesmärgiga suurendada ravimi akumulatsiooni spetsiifiliste retseptorite ekspressiooniga kasvajarakkudes. Põhjalikud in vitro ja in vivo uuringud viidi läbi, et hinnata TPP-ga suunatud osakeste tsütotoksilisust ja ravi efektiivsust, olles laaditud kas doksorubitsiini (DOX)-i või UTO-ga. Lisaks uuriti UTO-ga laetud polümeersoome koos tuumori veresoonte kollapsi põhjustava ühendiga CA4P ja TPP iRGD sünergilisi mõjusid peritoneaalne kartsinoomatoosi loommudelites. Kokkuvõttes näitab see uurimus, kuidas innovaatilised ravimite manustamise strateegiad võivad oluliselt parandada vähiravi efektiivsust ja ohutust. Nanotehnoloogia ja sihitud ravimite manustamise võtted avavad uusi võimalusi isikupärastatud ja tõhusate vähiravimite väljatöötamiseks, mis võivad aidata parandada patsientide elukvaliteeti ja elulemust.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Optical centers and quantum entangled states of Nd3+ ions in doped fluoride crystals
(2023-07-17) Vinogradova, Elena; Orlovskiy, Yury, juhendaja; Peet, Viktor, juhendaja; Sildos, Ilmo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Haruldaste muldmetallide ioonidega (HMI) aktiveeritud fluoriidkristallid ja nende nanoosakesed pakuvad suurt huvi nii fundamentaal- kui ka rakendusteaduse jaoks. Viimaste kümnenditega on esile kerkinud mitmeid uusi optika, lasertehnoloogia ja fotoonika rakendusi. Uudne ja paljulubav valdkond nende materjalide jaoks on ülikiirete optiliste kvantarvutite arendamine, kus HMI baasil optilised tsentrid toimivad kvantbittidena. Selles kontekstis pakub suurt huvi erinevat tüüpi HMI optiliste tsentrite tekkimise ja omaduste uurimine. Käesoleva väitekirja raames uuriti Nd3+ ioonidega dopeeritud erinevat tüüpi fluoriidkristalle vedela heeliumi temperatuuridel, kasutades aeglahutusega kohtselektiivset laserspektroskoopiat. Fluoriit-struktuuriga kristallides, kus Nd3+ lisandioonide lähedal paiknevad laengut kompenseerivad F− ioonid, tekivad väga erinevad, unikaalsete omadustega optilised tsentrid. Uuriti detailselt mitmesuguste optiliste tsentrite spektraalseid ja kineetilisi omadusi. Identifitseeriti ja kirjeldati mitu uut, eelnevalt tundmatut optilist tsentrit. Kahevärvuselist laserergastusskeemi kasutades kahe lähestikku paikneva HMI vastasmõju. Näidati, et sellist laadi ioonpaarist koosnev optiline tsenter on võimalik viia nn kooperatiivsesse kvantpõimitud seisundisse ja seeläbi kasutada ehituskivina tuleviku kvantarvutites. Seega väitekirja tulemused annavad väärtusliku panuse sellesse aktuaalsesse ja kiiresti arenevasse moodsa teaduse ja tehnoloogia valdkonda.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Optimizing cell-penetrating peptide-based nanoparticles for delivery of nucleic acid therapeutics
(2024-07-09) Maloverjan, Maria; Pooga, Margus, juhendaja; Rebane, Ana, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Geenide avaldumise mõjutamine, manustades erinerva toimemehhanismiga nukleiinhappelisi (NH) ravimeid, on leidnud üha enam rakendust meditsiinis nii kaasasündinud kui omandatud haiguste raviks. Paraku ei ole sellised terapeutilised molekulid organismis piisavalt stabiilsed ning suure molekulmassi ja negatiivse laengu tõttu ei suuda need efektiivselt läbida bioloogilisi barjääre. NH efektiivseks toimetamiseks märklaudrakkudesse on tänapäeval välja töötatud mitmeid kandursüsteeme. Üheks tõhusaks kandursüsteemiks on rakkudesse penetreeruvad peptiidid (RPP). Need on kuni 30 aminohappe pikkused peptiidid, mis on võimelised läbima rakumembraane ja koos endaga transportima rakkudesse lastmolekule. RPP-d on valdavalt positiivselt laetud ning seostudes negatiivselt laetud NH-ga moodustavad nad elektrostaatiliste ja hüdrofoobsete interaktsioonide tulemusena nanoosakesi. Käesolevas töös uurisime tegureid, mis pärsivad RPP/NH komplekside tõhusust märklaudgeenide mõjutamisel, ning viise, kuidas vastavat efektiivsust suurendada. Mudelpeptiidina kasutasime peptiidi PepFect14 (PF14), mille laeng on +5 ning mis on modifitseeritud stearüülhappega. Doktoriprojekti esimeses etapis analüüsisime valgukrooni teket PF14/NH osakeste pinnale. Valgukroon on valkude kiht, mis moodustub verre või muudesse biovedelikesse sattuvate osakeste pinnale ning võib põhjustada osakeste agregatsiooni, suurendada toksilisust ja suunata organismist eemaldamisele. Näitasime, et osakestele moodustuva valgukrooni koostis sõltub kasutatud seerumist ning valgukroon mõjutab oluliselt osakeste transfektsiooni ja efektiivsust kultuuris kasvatatavates rakkudes. Seejärel uurisime kas ja kuidas mõjutab Ca²⁺ ja Mg²⁺ ioonide lisamine RPP/NH osakeste omadusi ja efektiivsust. Näitasime, et mõlemad ioonid, eriti Ca²⁺, suurendavad RPP/NH osakeste efektiivsust rakukultuuris mitmekordselt, tõenäoliselt hõlbustades NH vabanemist endosoomidest. Järgnevalt rakendasime PF14 ka mRNA transfekteerimiseks rakkudesse. Selleks moodustasime mRNA-st ja PF14-st nanoosakesed ja varieerisime abiainete lisamisega nende koostist eesmärgiga suurendada osakeste efektiivsust. Näitasime, et PF14 transpordib mRNA efektiivset püsiliinide rakkudesse, aga mõnevõrra vähem tõhusalt inimese primaarsetesse rakkudesse koekultuuris ja kõrvakoesse hiires.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Precision targeting of intraperitoneal tumors with peptide-guided nanocarriers
(2019-03-11) Hunt, Hedi; Teesalu, Tambet, juhendaja; Pooga, Margus, kaasjuhendaja; Kilk, Kalle, kaasjuhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Seedetrakti ja günekoloogiliste pahaloomuliste kasvajate puhul on kasvajarakkude levik kõhuõõnes ehk peritoneaalne kartsinomatoos (PK) üks sagedasemaid ilminguid. PK ravivõimalused on piiratud, kuna süsteemne keemiaravi on madala efektiivsusega ning patsiendile manustatavat ravimidoosi piiravad kõrvalnähud kõhuõõnevälistes kudedes. Võrreldes intravenoossete ravimitega saavutavad otse kõhuõõnde manustatud vähiravimid kasvajakoes kõrgema kontsentratsiooni ning on oluliselt efektiivsemad. Sellegipoolest põhjustavad intraperitoneaalselt manustatud tsütotoksilised ravimid kõrvaltoimeid kõhuõõne normaalsetes kudedes. Üheks võimaluseks ravimite ja kontrastainete efektiivsemaks muutmiseks ja kõrvalnähtude vähendamiseks on nende laadimine nanosakestesse. Nanoosakeste abil on võimalik parandada ravimite lahustuvust, koeselektiivsust ja vabanemist sihtmärkkoes. Mõned nanoravimid PK ravimiseks on jõudnud kliiniliste uuringuteni, kuid hetkel ei ole veel ühtegi Ravimiametite poolt heaks kiidetud nanoravimit turul, mis oleks spetsiaalselt sellise manustamisviisi (st. otse kõhuõõne manustatuna) jaoks kinnitatud. Vähiravimite ja nanoosakeste koeselektiivsuse ja efektiivsuse parandamiseks saab neid suunata keemiliselt konjugeeritud afiinsusligandidega (nt. antikehad, peptiidid, aptameerid). Meie uurimisgrupis kasutab sellel eesmärgil vähiselektiivseid peptiide, näiteks iRGD vähkipenetreerivat peptiidi (TPP). Pärast seondumist rakupinna integriinidega läbib iRGD proteolüütilise lõikamise, mis aktiveerib seondumise teise vähirakkudel üleekspresseeritud valgu, NRP-1’ga, et käivitada rakuinternalisatsiooni rada. TT1 vähkipenetreeriva peptiidi primaarne retseptor on vähirakkude pinnal ekspresseeruv valk p32, mis normaalsetes rakkudes paikneb mitokondrites. TT1 peptiid kinnitub kasvajarakkude pinnal olevale p32’le ning käivitab seejärel NRP-1’st sõltuva rakkusisenemise protsessi. Käesolev prekliiniline töö keskendus kõhuõõne vähkkasvajate (maovähk, soolevähk ja munasarjavähk) uute kuvamis- ja ravimeetodite väljatöötamisele kasutades erinevate koostisega nanoosakesi (nanoravimid) ning suunavaid vähiselektiivseid peptiide. Töös uuriti polümeeridel põhinevate ja raudoksiidi sisaldavate nanoosakeste selektiivsust kasvajakoe suhtes peale kõhuõõnde süstimist. Katses kasutati erinevatel kõhuõõne kasvajarakkudel põhinevaid hiire loommudeleid. Töö tulemus näitas, et vähiselektiivsete peptiidide konjugeerimine aitab kaasa nanoosakeste paremale akumulatsioonile kasvajakoes ja rakku sisenemisele. IP süstitud TPP-NP on võrreldes IV süstitud osakestega vähikoe suhtes selektiivsemad. IP manustatud TPP-NP akumuleeruvad kasvajakoes nii otsese seondumise teel kasvajarakkudele kui ka kaudselt, vereringe kaudu ning ekperimentaalteraapia hiiremudelil näitas et, nanoosakeste suunamine vähiselektiivsete peptiididega võimendab osakeste terapeutilist efektiivsust.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Preimplantation embryo-derived extracellular vesicles: potential as an embryo quality marker and their role during the embryo-maternal communication
(2022-01-31) Dissanayake, Keerthie; Fazeli, Alireza, juhendaja; Jaakma, Ülle, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Kõks, Sulev, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Viljatus on globaalne rahvatervise probleem, mis mõjutab miljoneid inimesi. Abistav reproduktiivtehnoloogia, sealhulgas in vitro viljastamine, on aidanud mitmeid viljatuid inimesi. Küll on sellel metoodikal üheks kitsaskohaks implantatsiooni ebaõnnestumine isegi morfoloogiliselt parimate embrüotega. Seetõttu toimuvad jätkuvalt uuringud tuvastamaks paremaid meetodeid, mis hindavad embrüo kvaliteeti ja ennustavad siirdamise edukust, olles peamiselt embrüokasvusöötme baasil. Rakuvälised ehk ekstratsellulaarsed vesiikulid (EV) on membraaniga ümbritsetud nanoosakesed, mida toodavad peaaegu kõik rakutüübid erinevates füsioloogilistes ja patoloogilistes konditsioonides. Nende kaudu toimub rakuvaheline suhtlus. Mitmed uuringud, eriti vähi korral, on uurinud EVde potentsiaali biomarkerina ja ravimkandursüsteemina. Antud doktoritöö uuris implantatsiooni-eelse perioodi embrüost vabanenud EVde potentsiaali embrüokvaliteedi markerina ja embrüo-emaka suhtluse vahendajana. Katsed viidi läbi kasutades veise-embrüoid ja inimrakukultuuride põhiseid eksperimentaalmudeleid. Esimene uuring tõestas, et individuaalselt kasvatatud implantatsiooni-eelse perioodi veise-embrüod eritavad EVsid kasvusöötmesse ning nende kontsentratsiooni- ja suurusprofiil sõltub embrüo kvaliteedist ja arengustaadiumist. Järgnevalt katsetati munajuharakkudel implantatsiooni-eelse perioodi embrüost pärit EVde funktsionaalsust. Katse käigus selgus, et EVd kõrge kvaliteediga embrüotest muutsid munajuharakkude geeniekspressiooni, mida aga ei teinud halva kvaliteediga embrüote EVd. Suurenenud ekspressiooniga geenide hulgas olid mitmed interferoon-τ raja interferooni stimuleerivad geenid. Interferoon-τ peetakse mäletsejaliste tiinuse tuvastusmolekuliks. See leid viitab, et munajuha tunneb ära kvaliteetse embrüo. Viimaseks uuriti embrüo EVde funktsionaalsuse spetsiifilisust. Leiti, et endomeetrium reageerib vaid embrüo päritolu EVdele. Uuringute käigus tuvastati embrüost vabanenud EVde potentsiaal ja spetsiifilisus embrüokvaliteedi biomarkerina.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Silver nanoparticles for cancer research
(2017-10-17) Willmore, Anne-Mari Anton; Teesalu, Tambet, juhendaja; Braun, Gary, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Vähktõve efektiivse ravi tagamine on kaasaegsele meditsiinile jätkuvalt suureks väljakutseks. Kuigi nanoravimitega on viimase 20 aasta jooksul saavutatud mõningast edu vähiravi kõrvaltoimete vähendamisel, ei ole see ravimiklass osutunud loodetud imerohuks ega suurendanud patsientide elumust. Praegu kliinilises kasutuses olevad nanoravimid akumuleeruvad kasvajalistes kudedes passiivselt. Vähirakke selektiivselt ära tundvaid nanoosakesi testitakse arvukates prekliinilistes ja kliinilistes uuringutes. Vähirakke ära tundvate moodulite lisamine terapeutilistele nanoosakestele võimaldab parandada akumulatsiooni vähikoes ning seeläbi võimaldada efektiivsemat ravi ning vähendada kõrvaltoimeid. Üks võimalus nanoosakeste suunamiseks on kasutada in vivo faagidisplei meetodi abil avastatud kullerpeptiidide. Selliste peptiidide avastamiseks süstitakse vähi-hiiri bakteriofaagi kattevalgul kuvatud peptiidi-raamatukogudega. Kasvajakoes üle-esindatud peptiidi-faagide sekveneerimine aitab seejärel tuvastada koeselektiivsed kullerpeptiidid. Kullerpeptiidide ja teiste nanoosakeste pinnamodifikatsioonide mõju hindamiseks oleks palju abi mudel-nanoosakeste platvormist, mida on lihtne kasutada, mikroskoopiliselt uurida ja kvantifitseerida. Kuna enamik ravimeid peavad ravitoime avaldumiseks sisenema rakku, võiks üks nanoosakeste platvormi kasulik omadus olla võimalus eristada intra- ja ekstratsellulaarseid osakesi. Hõbeda nanoosakestel (AgNP) on olemas kõik eelpool soovitud omadused. AgNP võimendavad neile kinnitatud värvainete fluorestsentsi, neil on optilisel tuvastamisel kõrge ekstinktsioonikoefitsient ning nendega on võimalik siduda lühikesi peptiide. Veelgi enam, AgNP lahustuvad kiiresti ja täielikult mittetoksilises metalse hõbeda söövituslahustis; see võimaldab rakuväliste osakeste lahustamist, mõjutamata rakusiseseid osakesi. AgNP on võimalik valmistada hõbeda puhastest isotoopidest, võimaldamaks osakeste isotoopset tuvastamist ja kvantifitseerimist massispektromeetria abil.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Synthesis and luminescence investigation of nanoparticles doped with Pr³⁺ ions in selected fluoride and phosphate hosts
(Tartu Ülikooli Kirjastus, 2025-09-30) Maji, Sanu Bifal; Kirm, Marco, juhendaja; Vanetsev, Alexander, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Valgus on inimkonna ajaloos pikka aega tähelepanu köitnud – mitte ainult oma ilu, värvide mängu tõttu looduses, vaid ka läbi praktiliste väärtuste nagu selle kasutamine ruumide valgustamisel ja ka läbi selle tervendava potentsiaali inimeste ravimisel. Näidati, et UV kiirgust saab kasutada ühe karmima haiguse vähi raviks. Minu doktoritöö annab panuse kiiresti arenevasse materjaliteaduse ja füüsika valdkonda, otsides uusi Pr³⁺ ioonidega legeeritud fluoriidi ja fosfaadi nanoosakesi, mis kiirgavad nii UV kiirgust lainepikkustel 280–200 nm kui ka nähtavat valgust. Kõik see on tänu Pr³⁺ seisunditele, mis katavad vastavad spektraalpiirkonnad. Osa kiirgust vabaneb UV-C spektraalpiirkonnas, kus vähirakkude DNA neelab kiirgust kõige efektiivsemalt. Peale selle vabaneb kiirgus nähtavas spektraalpiirkonnas, mis on sobiv rakendamiseks fotodünaamilises teraapias, et aktiveerida selleks kasutatavaid ravimeid. Leiti, et nende materjalide struktuuri ja koostise peenhäälestamise abil saame luua strukturaalselt mitmefaasilisi materjale, kus Pr³⁺ ioonid kiirgavad samaaegselt nii UV-C spektraalpiirkonnas kui ka nähtavat valgust nagu BaLuF₅, BaGdF₅ ja segafaasilisi BaLu₂F₈-BaLuF₅ ja LuPO₄. See on uue nutika tööriista disainimine, mis teab, millal midagi kahjustada ja millal panustada rakkude paranemisse. Nende nano-osakeste kiirgusomaduste parandamiseks uuriti ka seda, kuidas temperatuuri mõjutusel tekkinud kristallstruktuuri muutused parandavad nende jõudlust sobivate kiirguste tekitamisel. Termilise lõõmutamise abil oli võimalik vähendada materjalide defektsust, kasvatada nano-osakesi ja seeläbi parandada nende kiirgusefektiivsust, muutes need eredamaks ja usaldusväärsemaks kiirguriks. Eksperimendid MAX IV Laboris Lundis ja PETRA III kogujaringil Hamburgis. viisid meid lähemale tulevikule, kus kiirituspõhine vähiravi muutub efektiivsemaks.