Mehanizmi nastajanja biokompozitnih materijala u sustavima kalcijeva karbonata i biološki značajnih molekula

disertacija

• Naslov (engleski): Formation mechanisms of biocomposites based on calcium carbonates and biologically relevant molecules
• Autor: Lara Štajner
• Mentor: Damir Kralj (mentor)
• Član povjerenstva: Vladislav Tomišić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Jasminka Kontrec (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Daniel Mark Lyons (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2018-06-12, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 54 - Kemija. Kristalografija. Mineralogija

Sažetak

Biomineralizacija je proces nastajanja slabo topljivih soli u živim organizmima, uz prisustvo biološki značajnih makromolekula. Nastajanje biokompozita specifičnih fizičko-kemijskih svojstava predložak je za biomimetičku sintezu novih funkcionalnih materijala. Kalcijev karbonat odabran je kao model biomineralizacije zbog složenosti sustava i makromolekula koje u tom procesu sudjeluju.
Sustavno je istraženo djelovanje malih organskih molekula (aminokiseline, dipeptidi i derivati salicilne kiseline) i ionotropnosti (gelatori male molekulske mase) na nukleaciju te rast kalcita. Utjecaj na nukleaciju ispitan je indirektno eksperimentima spontanog taloženja, dok je utjecaj na rast istražen dodatkom kristalnog sjemena kalcita. Navedenim istraživanjima dobiven je uvid u mehanizam i doseg interakcija malih organskih molekula i površine kalcita određivanjem Langmuirovih konstanti adsorpcije.
Dokazano je da polarne aminokiseline utječu na nukleaciju i rast, a ne samo kisele aminokiseline. Dipeptidi imaju veći utjecaj zbog sinergijskog djelovanja dviju funkcionalnih skupina aminokiselina. Najveći utjecaj uočen je dodatkom salicilnih derivata, koji bi se mogli koristiti kao nosači lijekova.

Sažetak (engleski)

Biomineralization is the formation of sparingly soluble salts in living organisms, strongly influenced by biologically active macromolecules. Formation of biocomposites, with specific physico-chemical properties, is a suitable model for the biomimetic approach of new materials synthesis. Calcium carbonate was selected as a biomineralization model due to the complexity of the system and the macromolecules involved in this process.
Systematic research was carried out on small organic molecules' influence (amino acids, dipeptides and derivatives of salicylic acid) and ionotropy (low molecular weight galators) on nucleation and calcite growth. Their influence on nucleation was investigated by experiments on spontaneous precipitation, while seeded precipitation was used for observing their influence on growth. Insight into the interactions between small organic molecules and calcite surfaces was gained from Langmuir adsorption constants.
Polar amino acids also influenced nucleation and growth, apart from acidic amino acids. Higher influence of dipeptides was observed due to the sinergistic effect of two amino acid functional groups. The strongest influence was noted for salicylic derivatives, which could be used as a drug delivery system.

• Ključne riječi: kalcijev karbonat; aminokiseline; dipeptidi; salicilna kiselina; nosač lijeka; biomimetika; biomineralizacija
• Ključne riječi (engleski): calcium carbonate; amino acids; dipeptides; salicilic acid; drug delivery; biomimetics; biomineralization
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:934363
• Studijski program: Naziv: Kemija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 162 str. ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2018-07-10 12:14:22