Příprava, charakterizace a značení nanočástic na bázi železa

Abstract

Cílená alfa terapie (TAT) s využitím nanočástic se stává nadějnou alternativou v léčbě nádorových onemocnění. Tato bakalářská práce se zaměřuje na přípravu, charakterizaci a optimalizaci syntézy nanočástic na bázi železa, které mají potenciál sloužit jako účinný nosič zdroje ionizujícího záření pro TAT. V teoretické části práce byla provedena rešerše současných poznatků o nanočásticích v medicíně a jejich specifických vlastnostech, soustředěna byla hlavně na výzkum železitých nanočástic a jejich biologickou aplikaci. V experimentální části byla provedena příprava železitých nanočástic pomocí metody sol-gel s kyselinou citronovou jako chelatačním činidlem a následná optimalizace postupu. Byly charakterizovány strukturní a magnetické vlastnosti vzorků. Výsledky potvrdily úspěšnou syntézu ferritu vápníku Ca2Fe2O5 s velikostí částic stanovenou v řádech desítek nm. Tento ferrit byl nadále zkoumán pro budoucí využití v TAT. Výzvou při využití nanočástic pro TAT je jejich schopnost značení radioaktivními izotopy, proto byla zkoumána schopnost nanočástic sorbovat 225Ac, výsledky však ukázaly omezenou sorpční schopnost nanočástic Ca2Fe2O5, což může ovlivnit jejich potenciální využití v nukleární medicíně.

Targeted alpha therapy (TAT) using nanoparticles is becoming a promising alternative in the treatment of cancer. This bachelor’s thesis focuses on the preparation, characterization, and optimization of iron-based nanoparticles, which have the potential to serve as effective carriers of ionizing radiation for TAT. The theoretical part of the thesis conducted a review of current knowledge about nanoparticles in medicine and their specific properties, with a primary focus on the research of iron nanoparticles and their biological applications. In the experimental part, the synthesis of iron nanoparticles via the sol-gel method was performed with citric acid as the chelating agent, followed by process optimization. Structural and magnetic properties of the samples were characterized. The results confirmed the successful synthesis of calcium ferrite nanoparticles (Ca2Fe2O5) with defined particles sizes in the order of tens of nanometres. These nanoparticles were further examined for future utilization in TAT. One of the challenges in using nanoparticles for TAT lies in their ability to be labelled with radioactive isotopes. Therefore, the sorption capability of nanoparticles for 225Ac was investigated; however, the results showed limited sorption capacity of Ca2Fe2O5 nanoparticles, which may affect their potential application in nuclear medicine.