Nanomateriały znajdują coraz szersze zastosowanie w wielu branżach takich jak optoelektronika czy kataliza. Ich niezwykle interesująca charakterystyka powoduje także, że w coraz większym stopniu przyczyniają się one do znaczących postępów w medycynie i farmacji. Wśród nowo odkrytych nanomateriałów na szczególną uwagę zasługują węglowe kopki kwantowe (CQDs) o rozmiarze poniżej 10 nm wykazujące specyficzne właściwości luminescencyjne. Celem niniejszej pracy doktorskiej było opracowanie technologii otrzymywania nowych nanomateriałów do zastosowań w obszarze biomedycznym oraz wykazanie istotnego wpływu poszczególnych etapów na właściwości fizykochemiczne i biologiczne produktów końcowych.
W wyniku przeprowadzonych badań jednoznacznie potwierdzono, że zastosowanie właściwych warunków prowadzenia procesu karbonizacji, opracowanie odpowiedniej metodyki oczyszczania CQDs, stosowanie skutecznych czynników modyfikujących bogatych w heteroatomy czy kowalencyjne szczepienie za pomocą barwników molekularnych powierzchni nanomateriałów umożliwia otrzymanie produktu o oczekiwanych właściwościach fizykochemicznych, w tym spektroskopowych oraz biologicznych, wykazujących wysoki potencjał aplikacyjny w obszarze medycyny i farmacji.
Nowadays, nanomaterials are successfully used in many industrial branches such as optoelectronics and catalysis. Moreover, due to their interesting characteristics they increasingly contribute to significant advances in medicine and pharmacy. Among the newly discovered nanomaterials, carbon quantum cops (CQDs) constitute a class of products which deserve considerable attention which can be assigned to specific luminescent properties of these unique nano-objects with diameter below 10 nm. The aim of the following doctoral thesis was to develop a new technology for obtaining novel nanomaterials applicable in the field of medicine and pharmacy and to demonstrate the significant impact of individual stages on the physicochemical and biological properties of final products.
As a result of the following research, it was clearly confirmed that the use of appropriate conditions for the carbonization process, the development of an appropriate methodology for the purification of CQDs, and the use of effective modifying agents rich in O, N, S atoms or covalent grafting with molecular dyes on the nanomaterial surfaces allows to obtain a brand new product with the expected physicochemical properties, including superior spectroscopic and biological characteristics, confirming their high application potential in the field of medicine and pharmacy.
