عنوان

سنتز و شناسایی نانوذرات سوپر پارامغناطیس اسپینل آهن اکسید و فلزات واسطه پوشش داده شده با کوپلیمرهای اسیدی، اکسیدهای فلزی یا غیر فلزی و بررسی تأثیر این ترکیبات بر سلول‌های سرطانی

شماره

پ۲۸۷۳۹

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

سنتز و شناسایی نانوذرات سوپر پارامغناطیس اسپینل آهن اکسید و فلزات واسطه پوشش داده شده با کوپلیمرهای اسیدی، اکسیدهای فلزی یا غیر فلزی و بررسی تأثیر این ترکیبات بر سلول‌های سرطانی

نام نخستين پديدآور

مرجان قاضی مرادی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

شیمی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۱۵۰ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

شیمی گرایش شیمی معدنی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۱۱/۱۹

متن يادداشت

هدف از این رساله، سنتز نانوکامپوزیت‌های جدیدی با خصوصیات مغناطیس-لومینسانس وحساس به pH بود، به گونه‌ا‌ی که مواد حاصل بتوانند به عنوان نانو حامل‌های داروهای ضد سرطان در سیستم‌های دارورسانی هدفمند مورد استفاده قرار گیرند. برای این منظور، در ابتدا نانوکامپوزیت‌های ،CoFe2O4/mSiO2-NH2/Poly(MAA-co-IA)/MF3ZnFe2O4/nSiO2/mSiO2/MF3/NH2/pectin-DA و NaCeF4:Yb/Er@SiO2@Fe3O4-NH2@poly(MAA-co-IA) به عنوان نانومواد مغناطیس-لومینسانس و حساس به pH با ساختارهای هسته/دو پوسته و هسته/سه پوسته سنتز شدند. نانومواد چند منظوره تهیه شده با تکنیک‌های XRD، FT-IR، VSM، FE-SEM، TEM، BET، PL و EDS شناسایی گردیدند. بر طبق نتایج آنالیز‌های TEM و BET، نانوکامپوزیت CoFe2O4/mSiO2-NH2/Poly(MAA-co-IA)/MF3با ساختار هسته/دو پوسته دارای قطر حدود 35 نانومتر با مساحت سطح و قطر منافذ به ترتیب 220 مترمربع بر گرم و 44/2 نانومتر می‌باشد. این نانوکامپوزیت به عنوان یک نانو حامل برای داروهای ضدسرطان متوترکسات (MTX) و دوکسوروبیسین (DOX) به طور هم‌زمان، علیه سلول‌های سرطان سینه انسان MCF-7)) استفاده شد. این نانوحامل به گونه‌ای طراحی شده بود که به pH حساس باشد، بنابراین رهایش دارویی کنترل‌شده‌ای را نشان داد که می‌تواند بین بافت‌های طبیعی و سرطانی تمایز قائل شود. مطالعات زیست سازگاری نانوحامل، سمیت سلولی بسیار پایینی را در برابر سلول‌های لایه درون رگی ناف اولیه انسان (HUVEC) نشان داد. همچنین، مطالعات سمیت برون ‌تنی MTX@DOX-NPs علیه سلول‌های MCF-7 مهار تومور قابل توجهی را در مقایسه با شکل آزاد داروها نشان داد. در بخش دیگر این کار پژوهشی، یک نانوماده جدید پاسخگو به pH و مغناطیسی-لومینسانس که توانایی رهاسازی کنترل شده دارو، هدف قرار دادن و ردیابی داروها را به طور هم¬زمان در سیستم‌های دارورسانی دارد، مورد استفاده قرار گرفت. قابلیت نانوحامل در تحویل هم¬زمان دو داروی ضد سرطان (MTX&DOX) برای درمان سلول‌های سرطان ریه انسان (A549) بررسی شد. اولین پوسته(nSiO2) روی هسته مغناطیسی(ZnFe2O4) پوشانده شد تا از خاموش شدن یون‌های لانتانید (M3+) Ce3+، Tb3+ و Gd3+ توسط ZnFe2O4 جلوگیری شود. سپس لایه دوم mSiO2 متخلخل برای میزبانی یون‌هایM3+ ایجاد شد. نانوساختار هسته/دو پوسته با لایه سوم پکتین دی‌آلدهید (پکتین-DA) که به گروه‌های سطحی NH2 متصل شده بودند، اصلاح شد. در نهایت، نانوساختار هسته/سه پوسته ZnFe2O4/nSiO2/mSiO2/MF3/NH2/pectin-DA به ‌عنوان نانو حامل چند عملکردی برای درمان سرطان ریه با تحویل هم‌زمان MTX&DOX ارائه شد. بر اساس نتایج آنالیز TEM، نانوکامپوزیت به شکل کروی با قطر حدود 127 نانومتر بود. علاوه بر این، نانوکامپوزیت مغناطیسی-لومینسانس تهیه‌شده مغناطیس بالایی emu/g)92/15) و انتشار سبز تحت تابش لامپ UV (نانومتر 254 = λex) نشان داد. آزمایشهای رهاسازی دارو نشان داد که نانوکامپوزیت چند منظوره به pH حساس بوده و خاصیت آزادسازی کنترل شده داروها را دارد. مطالعات سمیت سلولی برون تنی MTX&DOX-NPs مهار تومور قابل توجهی را در مقایسه با DOX و MTX&DOX نشان داد. DOX بارگذاری شده در نانو ذرات، درونی سازی سلولی بسیار بالاتری نسبت به DOX آزاد در برابر سلول‌های A549 نشان داد. در بخش آخر این کار پژوهشی، یک نوع جدید از نانوکامپوزیت سه منظوره (مغناطیس بالا emu/g)25/26) و اندازه حدود 24 نانومتر) با خواص مغناطیسی، لومینسانس و پاسخگو به pH (NaCeF4:Yb/Er@SiO2@Fe3O4-NH2@poly(MAA- co-IA))، به عنوان یکنانوحامل جدید برای بارگذاری و آزادسازی هم‌زمان MTX&DOX طراحی شد. NaCeF4:Yb/Er به‌ عنوان یک هسته لومینسانس و توخالی برای تشخیص عمیق بافت مناسب‌تر است مطالعات آزادسازی برون ‌تنی در مقادیر مختلف pH (4/7 و 5)، سیستم پاسخگو به pH را نشان دادند. مطالعات زیست‌سازگاری نانوحامل سمیت سلولی بسیار کم و زنده ماندن سلولی بالا (70%) را در برابر رده سلولی MDA-MB-231 پس از 72 ساعت نشان داد. آزمایش‌های سمیت سلولی در شرایط برون تنی نانوحامل-MTX@DOX در برابر رده سلولی MDA-MB-231 زنده ‌ماندن سلولی پایین (11%) را پس از 72 ساعت نشان داد. جذب سلولی درصد جذب DOX-NPs را به طور قابل توجهی بالاتر از DOX آزاد در عرض 3 ساعت نشان داد، در حالی که نتایج رنگ‌آمیزیDAPI اثرات آپوپتوز بالاتر نانوحامل بارگذاری شده با داروها را نسبت به فرم آزاد داروها نشان داد. چالش اصلی در درمان سرطان، هدف قرار دادن و از بین بردن سلول‌های سرطانی با کمترین تأثیر بر روی سلول‌های سالم است. بنابراین، این نانوکامپوزیت‌های جدید می¬توانند به طور بالقوه در هدف‌گیری، نظارت و رهایش کنترل شده داروها در سیستم‌های دارورسانی مورد استفاده قرار گیرند.

متن يادداشت

Abstract: The aim of this thesis was to synthesize new nanocomposites with magnetic-luminescence and pH-sensitive properties, so that the resulting materials can be used as nanocarriers for anticancer drugs in targeted drug delivery systems. For this purpose, at first, nanocomposites CoFe2O4/mSiO2-NH2/Poly(MAA-co-IA)/MF3, ZnFe2O4/nSiO2/mSiO2/MF3/NH2/pectin-DA and NaCeF4:Yb/Er@SiO2@Fe3O4-NH2@ poly(MAA-co-IA) as magnetic-luminescent and pH-sensitive nanomaterials with core/double shells and core/triple shells structures were synthesized. The prepared multifunctional nanomaterials were characterized by XRD, FT-IR, VSM, FE-SEM, TEM, BET, PL and EDS techniques. According to the results of TEM and BET analysis, CoFe2O4/mSiO2-NH2/Poly(MAA-co-IA)/MF3 nanocomposite with a core/double shells structure with a diameter of about 35 nm, a surface area and pore diameter of 220 m2.g-1 and 2.44 nm, respectively. This nanocomposite was used as a nanocarrier for the anticancer drugs methotrexate (MTX) and doxorubicin (DOX) simultaneously against human breast cancer cells MCF-7. The nanocarrier was designed to be sensitive to pH and it demonstrated a controlled drug release that can be able to distinguish between normal and cancer tissues. The biocompatibility studies of the nanocarrier showed very low cytotoxicity against Primary Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC). Also, the in vitro cytotoxic studies against MCF-7 cells of the MTX@DOX-NPs demonstrated a noticeable tumor inhibition compared with the free forms of drugs. In another part of this research work, a novel pH-responsive and magnetic-luminescent nanomaterial, which has the ability of controlled drug release and the targeting and monitoring of drugs simultaneously, was used in drug delivery systems. The capability of nanocarrier was investigated in co-delivery of two anti-cancer drugs (MTX&DOX) for treatment of human lung carcinoma (A549) cells. The first shell (nSiO2) was coated on the magnetic core (ZnFe2O4) to prevent quenching of Ce3+, Tb3+ and Gd3+ (M3+) lanthanide ions by ZnFe2O4.Then, the second layer of mSiO2 porous was established to host the (M3+) Ce3+, Tb3+& Gd3+ ions. The core/double shells nanostructure was modified with a third layer of pectin dialdehyde (pectin-DA) attached to NH2 surface groups. Finally, the ZnFe2O4/nSiO2/mSiO2/MF3/NH2/pectin-DAcore/triple shells nanostructure was presented as a multifunctional nanocarrier for lung cancer treatment with delivery of MTX&DOX simultaneously. Based on the results of TEM analysis, the nanocomposite was spherical with a bout 127 nm. In addition, the prepared magnetic-luminescent nanocomposite exhibited high magnetization (15.92 emu/g) and green emission under UV lamp irradiation (λex = 254 nm). Drug release tests showed that the multifunctional nanocomposite is pH-sensitive and has a controlled drug release property. The in vitro cytotoxic studies of the MTX&DOX-NPs demonstrated a noticeable tumor inhibition compared with the MTX, DOX and MTX&DOX. The DOX-loaded into NPs exhibited notably higher cellular internalization than free DOX against A549 cells. In the last part of this research work, a novel type of trifunctional nanocomposite (high magnetization (26.25 emu/g) and size about 24 nm)) with pH-responsive, luminescent and magnetic properties (NaCeF4:Yb/Er@SiO2@Fe3O4-NH2@poly(MAA-co-IA)), has been designed as a new nanocarrier for loading and release of MTX&DOX. The luminescent and hollow NaCeF4:Yb/Er as a core is more suitable for deep-tissue diagnosis The in vitro release studies at different pH values (7.4 and 5) exhibited the pH-responsive system. The biocompatibility studies of the nanocarrier exhibited very low cytotoxicity and high cell viability (70%) against MDA-MB-231 cell line after 72 h. In vitro cytotoxicity tests of the MTX@DOX-nanocarrier against MDA-MB-231 cell line revealed low cell viability (11%) after 72 h. Cellular uptake depicted notably higher uptake percentage for DOX-NPs than free DOX within 3 h while DAPI staining results demonstrated the higher apoptotic effects of drugs-loaded nanocarrier than free form the drugs. The major challenge in cancer treatment are targeting and killing the cancer cells with the least effect on the healthy cells. Therefore, these new nanocompositescan be potentially used in targeting, monitoring and controlled drugs release in drug delivery systems.

عنوان گونه گون

Synthesis and identification of super paramagnetic nanoparticles of iron oxid spinel and transition metals coated with acidic copolymers, metal or nonmetal oxides and investigation of their effect on cancer cells

عنصر شناسه اي

‏قاضی مرادی،

ساير عناصر نام

‏مرجان

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

‏عالمی،

عنصر شناسه اي

همیشه کار،

عنصر شناسه اي

قربانی،

ساير عناصر نام

‏عبدالعلی

ساير عناصر نام

‏حامد

ساير عناصر نام

‏ مرجان

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز