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Jun 19, 2023

磁性環状芳香族ポリイミド鎖に基づく新規スターポリマーの作製と生物学的研究

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9598 (2023) この記事を引用 669 アクセス 4 Altmetric Metrics の詳細 ここでは、統計的特性を備えた環状芳香族ポリイミドをベースとした新規ナノ構造

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9598 (2023) この記事を引用

669 アクセス

4 オルトメトリック

メトリクスの詳細

ここでは、統計的星型ポリマー構造を持つ環状芳香族ポリイミドに基づく新しいナノ構造が、CuFe2O4 MNP 表面の官能化によって合成されました。 CuFe2O4 MNP の官能化表面上の重合プロセスは、ピロメリット酸二無水物とフェニレンジアミン誘導体を使用して実行されました。 フーリエ変換赤外分光法 (FT-IR)、熱重量分析 (TG) 分析、X 線回折 (XRD) パターン、エネルギー分散型 X 線 (EDX)、電界放射型走査電子顕微鏡 (FE- ＳＥＭ）、振動サンプル磁力計（ＶＳＭ）を実行して、ＣｕＦｅ２Ｏ４＠ＳｉＯ２ポリマーナノ磁性体の構造を特徴付けた。 CuFe2O4@SiO2ポリマーの細胞毒性を生物医学的応用のためにMTTテストによって調査した。 結果は、このナノ複合材料が HEK293T 健康細胞と生体適合性があることを証明しました。 また、CuFe2O4@SiO2-Polymer の抗菌性を評価したところ、グラム陰性菌およびグラム陽性菌における MIC は 500 ～ 1000 μg/mL であり、抗菌活性を有することがわかりました。

制御された重合における最近の進歩により、さまざまな用途向けに特定の分子量を備えた広範囲にわたる複雑な構造が作成されています。 スターポリマーは、その独特な構造と先端材料への応用により、広く研究されてきました1。 スターポリマーは分岐高分子の一種として知られています。 それらは、中心核と中心点に融合した線状ポリマー分岐から構成されます。 これらのポリマーは、構造と鎖長に基づいて、均一なものと不均一なものの 2 つのカテゴリーに分類されます。

さらに説明すると、アームの構造と長さが同じである場合、それらは均一ポリマーのカテゴリーに分類され、逆も同様で、構造と鎖の長さが異なる場合は、不均一ポリマーとして知られます。 このクラスのポリマーは、官能化アームを使用してスケッチできる追加の特徴を備えた超分子構造に自己集合する可能性が高く、このことがポリマーに対する研究の関心につながっています2。 他の線形製品にはないこれらの独自の機能により、材料科学、医学、薬学などのさまざまな分野で多くの用途が提供されています3。

これまでのところ、スターポリマーは、標的薬物送達、抗菌生体材料、組織工学、診断、遺伝子送達などの生物医学用途で広く使用されています。 スターポリマーの独特の構造と、カプセル化性、希薄溶液中での低粘度、刺激に対する応答性の向上、内部および環境性能などの魅力的な化学的および物理的特性により、スターポリマーは多くの注目を集めています。 研究により、ポリマーコーティングを備えた磁性ナノ粒子の複合体の製造により、癌治療に非常に役立つハイブリッド構造が生成されることが示されています。 磁性フェライト ナノ粒子は、生物医学分野で最も広く使用されている粒子の 1 つです。 これらの主要なナノ粒子は、そのサイズに依存する独特の特性により、触媒、生物医学、ナノテクノロジーなどのさまざまな分野で最も重要な材料の 1 つとなっています4。

ナノテクノロジーは、1 ～ 100 nm のサイズと独特の物理化学的特性を備えたナノ材料の開発に有望な基盤を提供します5。 XFe2O4 (X = Ni、Cu、Co、Zn、Mg など) 磁性ナノ粒子は、独特の光学的、電子的、磁気的特性を示す重要な種類の磁性材料になります6。 これらのナノ粒子は、高い透磁率と良好な飽和磁性を持ち、容易に磁化されて磁気特性を失い、電気絶縁性も備えています。

銅フェライト (CuFe2O4) ナノ粒子は、さまざまな条件下で相転移を示し、半導体特性を変化させ、電気スイッチや四角形の変化を示す重要なフェライトの 1 つです 7,8。 これらのナノ粒子は、適切な磁気的、電気的、熱的安定性に加えて、触媒 9、リチウムイオン電池 10、バイオプロセシング 11、カラーイメージング 12、およびガスセンシング 13 において幅広い用途があります。 これらのナノ粒子は、画像診断 16、17、薬物送達 18、19、温熱療法 15、20、21、22、23、24、25、細胞標識 26 などの生物医学応用 14、15 にも使用できる大きな可能性を秘めています。 これまでのところ、他の材料と組み合わせた銅フェライトの生物学的反応についてはあまり情報が得られていないため、生物医学におけるこれらのナノ粒子の使用は課題となっています。