بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش نانوساختار هیبریدي نانولوله کربنی- اکسید روي با نشست نانوذرات اکسید روي بر بدنه نانولولههاي کربنی، به روش سل ژل با استفاده از استات روي دوآبه و نانولوله کربنی عاملدارشده با گروه کربوکسیل در سه pH مختلف 7، 8 و 9 ساخته شد. نانوهیبریدهاي ساختهشده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی - - FESEM، طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز - - FTIR، طیفسنجی تفکیک انرژي اشعه ایکس - - EDX و پراش اشعه ایکس - - XRD مشخصهیابی شدند. بمنظور بررسی اثر نانومواد بر روي سطح سرمی آنزیم هاي کبدي، پروتئین تام و آلبومین تعداد 42 سر موش صحرایی نر در هفت گروه شش تایی به صورت زیر استفاده شدند : گروه کنترل، گروه شم دریافتکننده فقط محلول سالین و پنج گروه دریافت کننده نانوذرات شامل دو گروه دریافت کننده نانولوله کربنی خام و عاملدار و سه گروه دیگر دریافتکننده نانومواد هیبریدي با دوز 0/75 mg/kg بمدت هفت روز. سپس غلظت سرمی آنزیمهاي کبدي - ALT ، ALP و - AST و پروتئین تام و آلبومین در سرم موشها سنجیده شد. آنالیز آماري نشان داد که غلظت سرمی ALT در بین گروههاي مورد مطالعه فقط در گروه دریافت کننده هیبرید نانولوله کربنی-اکسید روي ساخته شده در pH=9 در مقایسه با گروه کنترل تفاوت معنیداري دارد.
-1 مقدمه
در طی ده سال گذشته فناوري نانو به سرعت در جهان رشد کرده است. پیشبینیها حاکی از آن است که رشد در این زمینه پژوهشی در آینده با سرعت چشمگیر و فزایندهاي ادامه خواهد داشت. فناوري نانو یا نانوتکنولوژي عبارتست از تولید مواد و ابزارها با ساختار و خصوصیات منحصر بهفرد فیزیکی و شیمیایی در مقیاس نانو. نانومواد به موادي اطلاق میشود که دستکم در یک بعد داراي اندازه در مقیاس نانو باشند - . - 1 مواد در مقیاس نانو، محدودة وسیع و متنوعی از محصولات و کاربردها را در الکترونیک، نورشناسی، نساجی، پزشکی، کاتالیز، حسگرهاي زیستی، بسته بندي غذا، فناوريهاي تصفیه آب، داروسازي، سلول هاي سوختی، لوازم بهداشتی و آرایشی و از این دست در بر میگیرند . - 2 - در بین نانومواد، نانولولههاي کربنی - CNTs - ، به دلیل خواص فیزیکو- شیمیایی ویژه همانند پایداري و رسانندگی حرارتی بالا ، خواص مغناطیسی، نوري و هدایت الکتریکی فوق العاده - - 3 از دید بیولوژیکی براي گستره وسیعی از کاربردها از جمله: حسگرهاي زیستی، حمل و نقل ملکولی، جستجوي الکتروشیمیایی نمونههاي بیولوژیک، داربست بافتی، فرستنده سیگنال به سلولها و روشهاي تشخیصی جذابیت یافتهاند - 5،. - 4 نانولولههاي کربنی از پیچانده شدن یک تک لایه یا چند لایه گرافیتی - گرافن - به شکل استوانه توخالی ایجاد میشوند و به دو دسته اصلی نانولولههاي تک-جداره - - SWCNT و نانولولههاي چندجداره - - MWCNT تقسیم میشوند - . - 6 جلب نظر دانشمندان به سازگاري زیستی نانولولهها و اثرات مضر احتمالی آنها بر سلولها، به این واقعیت برمیگردد که در سالهاي اخیر با افزایش روز افزون کاربردهاي نانولولهها در صنعت و حضور بیشتر آنها در محیط، ارتباط معناداري بین آنها و بیماريهایی از جمله بیماريهاي تنفسی و پوستی پیدا شده است. این امر مراکز علمی و تحقیقاتی را بر آن داشته است تا به بررسی اساسی این تأثیرات، یعنی تأثیر نانولوله بر سلول بپردازند. علیرغم مطالعاتی که در ابتدا نشان میداد که نانولولهها و هم خانوادههاي آن تأثیر چندانی بر مورفولوژي، رشد و تکثیر سلولی ندارند، امروزه مشخص شده است که شاخصهایی چون ابعاد فیزیکی، مساحت، دوز، نسبت طول به قطر، زمان، خلوص و وجود عوامل شیمیایی متصل به سطح، هریک به نوبه خود در خاصیت سیتوتوکسیتی نانولوله مؤثرند .
هر یک از مطالعات صورت گرفته روي یکی از متغیرهاي مذکور تمرکز بیشتري دارند، اما به نظر میرسد که دوز، خلوص و حضور دنبالههاي شیمیایی متصل به سطح از موارد مهمتر باشند - . - 7 مطالعات زیادي نشان میدهد که نانوذرات و نانولولهها قابل رهایش در محیط و مسبب آثار مضر براي انسان یا موجودات زندهاند. نانوذرات به دلیل شکل و اندازهاي که دارند میتوانند از سدهاي فیزیولوژیکی عبور کرده و اثرات مضري به جاي گذارند. به هر حال اطلاعات ما در مورد سمی بودن آنها بسیار محدود میباشد. همچنین یکی از زمینههاي تحقیقاتی که بسرعت در حال پیشرفت است، طراحی، رشد و مشخصهیابی نانوساختارهاي هیبریدي متشکل از نانولولههاي کربنی و مواد غیرآلی از جمله اکسیدهاي فلزي است. اتصال نانولولههاي کربنی و اکسیدهاي فلزي، منجر به ترکیبات جدیدي با خواص ویژهي الکتریکی و نوري و مکانیکی میشود که طیف گستردهاي از کاربردها را در برمیگیرد . در میان اکسیدهاي فلزي اکسید روي مادهاي نیمه رسانا با خواص فوقالعاده نوري و الکترونیکی و یک ماده زیستسازگار با هزینه تولید کم است. رسوب ذرات اکسید روي بر بدنه نانولولههاي کربنی منجر به یک ساختار هیبریدي میشود که در مواد فتوکاتالیستی، ترانزیستورها، آشکارسازهاي نوري، سنسورها و.. بکار میرود - . - 8 باتوجه به اینکه در سالهاي اخیر ساخت این نانوهیبریدها در زمینههاي مختلف بشدت در حال افزایش است، احتمال مواجهه با این نانومواد هیبریدي وجود دارد. در این تحقیق اثر نانولولههاي کربنی چندجداره خام - - MWCNTs، نانولولههاي کربنی چندجداره عاملدار با گروه کربوکسیل - -MWCNT - COOH و نانومواد هیبریدي - - MWCNT-ZnO برسطوح آنزیمهاي کبدي - AST، ALT و - ALP، پروتئین تام و آلبومین در سرم موشهاي صحرایی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. AST در ایزوآنزیمهاي میتوکندریایی و سیتوزولی وجود دارد و در کبد، ماهیچه، مغز و پانکراس یافت میشود.ALT یک آنزیم سیتوزولی است که براي کبد اختصاصی است. ALP آنزیمی است که در بسیاري از بافت ها وجود دارد و به مقدار زیادي از کبد و استخوان آزاد میشود و انسداد مجاري صفراوي منجر به افزایش سرمی آن میگردد - . - 9 آسیب سلولهاي کبدي باعث آزاد شدن این آنزیمها به داخل گردش خون میشود . تاکنون مطالعات بسیار اندکی در مورد تاثیر نانولولههاي کربنی بر روي آنزیمهاي کبدي شده است اما بنابر مطالعات ما تاکنون هیچ بررسی در زمینه اثرات نانومواد هیبریدي صورت نگرفته است.
-2مواد و روشها:
-1-2ساخت و مشخصهیابی هیبرید نانولوله کربنی- اکسید روي:
هیبرید نانولولهکربنی-اکسیدروي به روش سل-ژل با استفاده از استات روي دوآبه - Zn - CH3COO - 2.2H2O - و نانولولههاي کربنی چند جداره - - MWCNT عاملدارشده با گروه کربوکسیل - تهیه شده از شرکت US - NANO ساخته شد که در اینجا براي رعایت اختصار از ارائه جزئیات روش ساخت صرفنظر کردهایم. در فرآیند ساخت، pH محلول روي مقادیر 7، 8 و 9 تثبیت شد. نانوهیبریدهاي ساخته شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی - - FESEM، طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز - - FTIR، طیفسنجی تفکیک انرژي اشعه ایکس - - EDX و پراش اشعه ایکس - - XRD مشخصه یابی شدند.
-2-2 دوز و نحوه آمادهسازي سوسپانسیون نانوذرات :
نانوذرات - اعم از نانولولههاي خام، عاملدار و هیبریدها - در محلول سالین حاويtween- 80 با غلظت نهایی % 1 حل شده، بهمنظور پراکندگی و یکنواختی بهتر بهمدت 10 دقیقه در حمام اولتراسونیک قرار گرفتند و قبل از هر بار تزریق توسط دستگاه شیکر پراکنده گردیدند. نانوذرات به صورت داخل صفاقی و تک دوز 0/75 میلی گرم / کیلوگرم به مدت یک هفته، روزانه تزریق شدند.
-3-2 حیوانات آزمایشگاهی و نحوه تیمار:
در این مطالعه 42 موش صحرایی نر - رت - بالغ از نژاد ویستار با وزن تقریبی200-30 گرم از مرکز انستیتو پاستور شهرستان آمل خریداري شدند . حیوانات در زمان آزمایش به طور متوسط داراي سن7-8 هفته بودند. درجه حرارت محیط در زمان آزمایش 25 درجه سانتیگراد در طول شبانه روز بود. همچنین شرایط نوري به مدت 12 ساعت تاریکی و 12 ساعت روشنایی تنظیم شد. آب آشامیدنی از آب لولهکشی شهري و تغذیهي حیوانات به وسیلهي خوراك مخصوص موش - غذاي فشرده - که از شرکت سهامی خوراك دام و طیور پارس تهیه شده بود، انجام شد. حیوانات به صورت تصادفی به هفت گروه شامل یک گروه کنترل، یک گروه شم و پنج گروه دریافتکننده نانوذرات تقسیم شده و در هر گروه 6 سر موش قرارگرفت.
گروه کنترل:حیوانات این گروه از روز آغاز تیمار روزانه آب و غذا کافی دریافت کردند. گروه شم: دریافتکننده محلول - سالین - 1% tween-80 +، گروه : - MWCNT - دریافتکننده نانولولههاي کربنی چندجداره خام، گروه - : - MWCNT-COOH دریافتکننده نانولولههاي کربنی چندجداره عاملدار با گروه کربوکسیل،
گروههاي - MWCNT/ZnO7 - ، - MWCNT/ZnO8 - و : - MWCNT/ZnO9 - دریافتکننده نانومواد هیبریدي ساخته شده در سه پی هاش7 ، 8 و9 بودند. در تمامی مراحل آزمایش با حیوانات بر اساس قوانین بین المللی مراقبت و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی، رفتار میشد.
-4-2 مطالعه پارامترهاي بیوشیمیایی:
