Publication detail

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

Year: 2022

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Nanomaterials

Publisher name: MDPI

Place: BASEL

Page from-to: 428

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Multimodální kontrastní látky umožňující snímání pH na podkladě organickými molekulami funkcionalizovaných zlatých nanoslupek s manganato-zinečnato feritovým jádrem	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.	zlaté nanoslupky; magnetické nanočástice; povrchem zesílená Ramanova spektroskopie; fotoakustické zobrazení; transverzální relaxivita; buněčná viabilita
eng	Multimodal Contrast Agent Enabling pH Sensing Based on Organically Functionalized Gold Nanoshells with Mn-Zn Ferrite Cores	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.	gold nanoshells; magnetic nanoparticles; surface-enhanced Raman spectroscopy; photoacoustic imaging; transverse relaxivity; cell viability

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links