Üreges szilika nanorészecskék vizsgálata kisszögű röntgenszórással
A sejtek által termelt kisméretű lipid nanorészecskék, extracelluláris vezikulák, exoszómák új lehetőségeket biztosítanak különféle betegségek gyors és hatékony diagnosztizálásában. A hagyományos sejtszámláló módszerek (például áramlási citometria) azonban -- megfelelő méretű és törésmutatójú referenciaanyag hiányában -- nem alkalmasak ezek megbízható detektálására és méretük meghatározására. Az MTA Természettudományi Kutatóközpontjának Biológiai Nanokémia Kutatócsoportja által kifejlesztett új, belül üreges, gömb alakú szilika nanorészecskék erre a feladatra alkalmasak lehetnek. Méretük elsődleges jellemzése, mint a referencia minta „kalibrálása” így különösen fontos.
A kisszögű röntgenszórás (small-angle X-ray scattering -- SAXS) módszere (az atomi méretskálához képest) nagyméretű objektumok vizsgálatát teszi lehetővé, így a nanorendszerek szerkezetvizsgálatának ideális eszköze. Segítségével az üreges szilika nanorészecskék oldatfázisban vizsgálhatóak, és -- ellentétben sok direkt képalkotó módszerrel -- statisztikailag szignifikáns eredmények nyerhetőek. A módszer további előnye, hogy a mérési eredmények visszavezethetőek az SI mennyiségek definícióira („traceability”). Ugyan a tömör nanorészecskék méreteloszlásának meghatározása mára már a „rutin” eljárások közé tartozik, az üreges rendszerek esetében ez még nem megoldott.
Dolgozatomban a fent nevezett kutatócsoport által előállított üreges szilika nanorészecskék alakjának és méretének jellemzésére készítettem modelleket és eljárásokat. Megvizsgáltam különböző elektronsűrűség-eloszlások hatását, figyelembe véve a részecskéket jellemző méretparaméterek (sugár, héjvastagság) eloszlását. A program által adott eredményeket direkt képalkotó eljárásokkal (transzmissziós elektronmikroszkópia) validáltam. Az így elkészült -- Python illetve Cython nyelven implementált -- program lehetőséget teremt a részecskék morfológiai adatainak rutinszerű meghatározására, így hasznos eszköz lehet a méretstandard kialakításában és jellemzésében.
szerző
-
Milecz-Mitykó Richárd
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Wacha András Ferenc
tudományos segédmunkatárs, MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémia Intézet (külső)
