Příprava nanočástic zlata pomocí oxidovaných polysacharidů

Ing. Alžběta Důbravová

Doctoral thesis

Preparation of gold nanoparticles using oxidized polysaccharides

Abstract:

Tato práce se zabývá přípravou zlatých nanočástic (AuNPs) pomocí selektivně oxidovaných polysacharidů a stanovení jejich aplikačního potenciálu. V první fázi byly pomocí selektivní oxidace připraveny deriváty polysacharidů a následně byly charakterizovány. Pomocí připravených materiálů byly následně syntetizovány AuNPs, kdy proběhla optimalizace reakčních podmínek a následně charakterizace z hlediska strukturního a z hlediska stability a obsahového zastoupení složek zlato/polysacharid. Studován byl následně aplikační potenciál pro katalytické účinky a pro SERS efekt. V dalším kroku byl připraven kompozitní materiál z chitosanových nanovláken a roztoku zlatých nanočástic připravených pomocí DAC, kdy došlo k využití tvorby Schiffovy báze mezi karbonylovými skupinami ve slupce AuDAC a aminovými skupinami v nanovláknech z chitosanu. Vazba byla následně stabilizována pomocí borohydridu sodného. Kompozitní materiál byl následně charakterizován a proběhla i jeho zkouška aplikovatelnosti pro katalytickou redukci 4-NP na 4-AP. Na základě slibných výsledků AuDAC nanočástic byly připraveny i AuNPs s využitím dalších dialdehydů polysacharidů. Všechny prokázaly efektivnější katalytickou redukci 4-NP ve srovnání s AuDAC. Následně bylo potvrzeno že výše navržená tvorba kompozitních těles je využitelná pro různé typy AuNPs a různé typy nanovláken obsahující aminové skupiny. Na závěr byla testována i antibakteriální aktivita u takto připravených kompozitních těles.

Abstract:

This work focuses on preparing gold nanoparticles (AuNPs) using selectively oxidized polysaccharides and evaluating their application potential. In the first step, polysaccharide derivatives were prepared by selective oxidation and subsequently characterized. The AuNPs were synthesized using the prepared materials after optimizing the reaction conditions and then characterized in terms of structure and in terms of stability and gold/polysaccharide content. Subsequently, the application potential for catalytic and SERS effects was studied. In the next step, a composite material of chitosan nanofibers and DAC-decorated gold nanoparticles was prepared by exploiting the Schiff base formation between the carbonyl groups in the AuDAC shell and the amine groups in the chitosan nanofibers. The bond was subsequently stabilized using sodium borohydride. The composite material was characterized in terms of structure, stability, and composition and the application for the catalytic reduction of 4-NP to 4-AP was tested. Based on the promising results of the AuDAC nanoparticles, AuNPs were also prepared using other dialdehyde polysaccharides. They all showed a more efficient catalytic reduction of 4-NP than the AuDAC. Subsequently, it was confirmed that the proposed formation of composite bodies applies to different types of AuNPs and different nanofibers containing amine groups. Finally, antibacterial activity was also tested on these bodies.

Keywords

celulóza, kyselina hyaluronová, dextran, alginát, selektivní oxidace, katalýza, Povrchově vylepšený Ramanův rozptyl, kompozitní materiály

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 12. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 9. 2. 2024

Tomas Bata University in Zlín

Tomas Bata University in Zlín

Doctoral programme / field:
Nanotechnology and Advanced Materials / Nanotechnology and Advanced Materials