Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
254
T2: P–39 
Structure and properties of biomimetic ECM like scaffolds 
in in vitro condition 
 
Ewa Stodolak-Zych
1
, Maciej Boguń
2
, Zbigniew Darczyński
2
, and Beata Kolesińska
3
 
 
1 
Department of Biomterials, AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Department of Material and Commodity Sciences and Textile Metrology, Technical University of 
Lodz, Poland 
3 
Institute of Organic Chemistry, Lodz University of Technology, Zeromskiego 116, 90-924 Lodz, 
Poland 
  
 
Biomimetic scaffolds for  tissue engineering and regenerative  medicine  are based  on  the  natural 
compounds (protein, polysaccharides, lipids) which found in the living organism. Simple proteins and 
polysaccharides  build  an  extracellular  matrix  (ECM)  play  role  a  natural  scaffold  for  the  cells  and 
tissue.  In  this  work,  several  models  of  protein-polysaccharides  composition  were  obtained.  All 
biomaterials  were  characterized  from  the  point  of  view  of  physicochemical  properties  and  their 
structure.  
 
As  a  polysaccharides  component  were  used:  chitin,  BOC,  and  blend  of  chitin/BOC  (in  ratio 
80/20).  Chemical  structure  of  polysaccharides  polymer  chain  (which  are  N-acetylglucosamine)  are 
rich in an attractive place to attache short peptides. As a peptides some types of amino acids are used 
in the study: tryptophan (W), cysteine (C), tyrosine (Y) combined into simple 6-peptide chains (Table 
1).  The  synthesis  of  the  biomaterials  was  carried  out  in  two  stages:  dissolving  the  peptides  in  the 
alcohol mixture and then combining them with the polysaccharides matrix (65°C/24 h). In the result 
protein-polysaccharide  systems  were  dried  (to  2D  form)  and/or  lyophilized  (to  3D  form).  The 
structure of biomimetic composition was characterized by analysing the FTIR spectra obtained by the 
ATR technique (ZnSe/Ge crystal, in range 4000–400 cm
–1
, penetration depth 2µm). It was shown that 
the best combination is obtainable when BOC and chitin/BOC blend are used as the polysaccharide 
matrix for proteins (significant change in carbonyl and carboxyl groups 1730, 1650, 1080 cm
–1
 and 
amide groups above 3200 cm
–1
). These materials characterised a relative surface hydrophobicity with 
significant  dispersion  component  (IFTd)  in  total  surface  energy  (IFT).  Additionally,  the  surface 
morphology depending on the type of protein: the shape and form of aggregates were observed using 
optical  microscopy  and  scanning  electron  microscopy  (SEM).  The  second  stage  of  the  experiment 
included environmental impact on  materials: all types of biomimetic scaffolds were incubated in in 
vitro condition in phosphate buffer (37°C/30 days). It were shown that materials independent of form 
(2D  or  3D)  were  stable  in  in  vitro  condition:  the  changes  in  FTIR  spectra  was  observed  in  the 
vibration range of hydroxyl and amide groups (indicate high wettability of polysaccharides matrices). 
Changes in morphology of scaffolds have been reported; higher roughness of the surface is result of 
initial phase of material degradation.of the investigated systems. 
 
 
Tabele 1. Composition of biomimetic scaffolds based on BOC, chitin  and BOC/chitin blend. 
Peptid/polysaccharides 
H-WWWWWW-OH 
H-WWCWWC-OH 
H-YYCYYC-OH 
Chitin 
+ 
+ 
+ 
BOC 
+ 
+ 
+ 
BOC/chitin 
+ 
+ 
+ 
 
Keywords: extracellular matrix; protein; polysaccharides; ECM stability  
 
Acknowledgment 
This  work  has  been  supported  by  the  National  Science  Center,  Poland,  under  grant  no.  UMO-
2015/19/B/ST8/02594 
 
References  
[1]  C.M. Rubert Pérez, N. Stephanopoulos, S. Sur, S.S. Lee, C. Newcomb, Ann. Biomed. Eng. 43 (2015) 501.  
[2]  B. Kolesinska, K.K. Rozniakowski, J. Fraczyk, I. Relich, A.M. Papini, Eur. J. Org. Chem. 401-408 (2015) 
1254. 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
255
T3: P–1 
Applications of SiO
2
 nanospheres covered by silver layer 
as highly active SERS substrates 
 
Jan Krajczewski
1
, Karol Kołątaj
1
, and Andrzej Kudelski
1
 
 
1 
Laboratory of Molecular Interactions, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, ul. Pasteura 1, 
02-093 Warsaw, Poland, e-mail: [e-mail] 
  
 
It  is  well  known  that  intensity  of  SERS  spectra  depends  on  many  various  parameters.  For 
example, silver substrates generate significantly higher local electromagnetic field than the same 
substrates made from gold. Also roughness of surfaces significantly influences on value of the 
enhancement factor of the electromagnetic fields. Spherical noble metal nanoparticles generally 
do not generate high enhancement factors. Larger enhancement could be obtained by application 
of  anisotropic  nanoparticles  or  rough  surfaces.  Previous  experiments  have  shown  that  embed 
silver  layers  on  silica  nanospheres  is  very  rough,  which  leads  to  creation  of  so-called  ,,hot-
spot’’.  This  leads  to  high  value  of  the  enhancement  factor,  what  allows  to  reduce  the  limit  of 
detection. 
 
In  this  work  we  present  easy  and  repeatable  method  of  synthesis  of  silica  nanospheres. 
Presented  method  is  based  on  polymerization  of  the  SiO
2
  precursors  like  TEOS  (tetraethyl 
orthosilicate)  or  APTMS  ((3-aminopropyl)-trimethoxysilane)  in  alcohol  solutions  in  the 
presence  of  ammonium  as  catalyst  [1].  This  method  allows  to  control  diameter  of  obtained 
nanoparticles by changing amount of some reagents. Morphology of obtained silica nanospheres 
were thoroughly investigated on TEM microscope. What is important, reduction of the amount 
of  TEOS,  while  maintaining  amount  of  other  reagents,  does  not  lead  to  formation  of  smaller 
nanoparticles.  Silica  cores  were  subsequently  covered  by  nanometric  layer  of  silver.  Two 
different  methods  of  covering  was  tested:  reduction  of  silver  ions  in  organic  solvent  by 
octylamine [2] and reduction of silver ions in water solution by ascorbic acid. The effect of the 
thickness  of  the  silver  layer  on  the  optical  properties  of  formed  nanostructures  was  also 
investigated.  Obtained  nanocomposites  were  tested  as  optical  nanoresonators  (as  SERS  active 
substrates). Influence  of various factors on SERS  activity  was tested. Obtained nanocomposite 
was used to detect pesticide molecules: thiram and methyl parathion.  
 
Keywords: SERS; SiO
2
 nanoparticles; SiO
2
@Ag  
 
References  
[1]  W. Stöber, A. Fink, J. Colloid Interf. Sci. 26 (1968) 62. 
[2]  D.  Napierska,  L.  Thomassen, V.  Rabolli,  D.  Lison,  L.  Gonzalez,  M. Kirsch-Volders, J. Martens,  P. 
Hoet, Small 5 (2099) 846. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---