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Dual-Responsive Magnetic Core–Shell Nanoparticles for Nonviral Gene Delivery and Cell Separation

Titelangaben

Majewski, Alexander P. ; Schallon, Anja ; Jérôme, Valérie ; Freitag, Ruth ; Müller, Axel H. E. ; Schmalz, Holger:
Dual-Responsive Magnetic Core–Shell Nanoparticles for Nonviral Gene Delivery and Cell Separation.
In: Biomacromolecules. Bd. 13 (2012) Heft 3 . - S. 857-866.
ISSN 1526-4602
DOI: https://doi.org/10.1021/bm2017756

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Abstract

We present the synthesis of dual-responsive (pH and temperature) magnetic core-shell nanoparticles utilizing the grafting-from approach. First, oleic acid stabilized superparamagnetic maghemite (γ-Fe(2)O(3)) nanoparticles (NPs), prepared by thermal decomposition of iron pentacarbonyl, were surface-functionalized with ATRP initiating sites bearing a dopamine anchor group via ligand exchange. Subsequently, 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA) was polymerized from the surface by ATRP, yielding dual-responsive magnetic core-shell NPs (γ-Fe(2)O(3)@PDMAEMA). The attachment of the dopamine anchor group on the nanoparticle's surface is shown to be reversible to a certain extent, resulting in a grafting density of 0.15 chains per nm(2) after purification. Nevertheless, the grafted NPs show excellent long-term stability in water over a wide pH range and exhibit a pH- and temperature-dependent reversible agglomeration, as revealed by turbidimetry. The efficiency of γ-Fe(2)O(3)@PDMAEMA hybrid nanoparticles as a potential transfection agent was explored under standard conditions in CHO-K1 cells. Remarkably, γ-Fe(2)O(3)@PDMAEMA led to a 2-fold increase in the transfection efficiency without increasing the cytotoxicity, as compared to polyethyleneimine (PEI), and yielded on average more than 50% transfected cells. Moreover, after transfection with the hybrid nanoparticles, the cells acquired magnetic properties that could be used for selective isolation of transfected cells.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Zusätzliche Informationen: PMID: 22296556
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II - Univ.-Prof. Dr. Andreas Greiner
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik > Lehrstuhl Bioprozesstechnik - Univ.-Prof. Dr. Ruth Freitag
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
Eingestellt am: 22 Feb 2016 15:40
Letzte Änderung: 11 Apr 2018 12:45
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/31022