Interazione tra radiazione ionizzante e nanodiamanti: effetto della funzionalizzazione sulla radiolisi dell'acqua

I nanodiamanti sono nanocristalli di diamante le cui dimensioni variano dai 4-5 nm ai 300 nm. Date le loro peculiari proprietà, stanno suscitando un interesse sempre maggiore nel campo della biomedicina: offrono infatti un’eccellente biocompatibilità, requisito fondamentale quando si ha a che fare con sistemi biologici, e godono inoltre di un alto rapporto superficie-volume e di strutture superficiali facilmente trattabili mediante processi termici. Questi ultimi rappresentano un metodo piuttosto efficiente per il controllo della chimica di tali strutture. Seguono i principali: - Annealing: la cottura del nanodiamante avviene ad una temperatura di 800°C in atmosfera inerte (azoto o argon); essa promuove la grafitizzazione delle componenti di carbonio amorfo e rimuove i gruppi funzionali presenti sulla superficie dei nanodiamanti non trattati. - Ossidazione: il nanodiamante ossidato presenta una natura idrofila e una superficie più omogenea, motivo per cui costituisce il più delle volte il punto di partenza per i processi di idrogenazione. - Idrogenazione: questo processo risulta estremamente importante in quanto il nanodiamante idrogenato si è recentemente dimostrato un promettente agente radiosensibilizzante, in grado di provocare lesioni alle cellule tumorali in seguito ad un ipotetico incremento della produzione di Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS), le quali riescono a danneggiare irreversibilmente il DNA cellulare. Ciò è dovuto all’affinità elettronica negativa, la quale favorisce il trasferimento di elettroni dal materiale all’acqua adsorbita, con la conseguente formazione di un accumulo di fori nello strato sottosuperficiale, i quali conferiscono al nanodiamante un’elevata conduttività elettrica. Lo scopo della tesi è volto all’analisi della produzione di radicali liberi (*OH) in soluzioni saline irraggiate con raggi X o elettroni, studiando il comportamento dei nanodiamanti idrogenati in relazione alla radiolisi dell’acqua. Particolare attenzione è stata rivolta all’effetto della funzionalizzazione degli stessi con acido ialuronico (ACP). L’indagine è stata svolta utilizzando l’acido tereftalico (TPA) all’interno della soluzione salina: dopo l’irraggiamento, il TPA si lega con i radicali liberi, formando l’acido idrossitereftalico (HTPA), un cromoforo fluorescente facilmente rilevabile tramite fluorimetria: il segnale ad esso relativo è pertanto legato alla quantità di radicali liberi creati nella soluzione salina.