بخشی از مقاله
چکیده
اغلب دارورسانی توسط حاملهای نانو ذرات مغناطیسی با هدایت نانوذرات مغناطیسی به ناحیه هدف توسط میدان مغناطیسی، انجام می پذیرد. این عمل از طریق چندین مکانیسم مختلف انجام میشود. در این پژوهش به سنتز و بررسی خواص مغناطیسی نانوذره مغناطیسی Fe3O4 به روش هیدروترمال و ایجاد کپسول Fe3O4 با روکش پلی اتیلن گلیکول پرداخته شده است. سپس نانوذره PbS/Zns توسط پلی اتیلن گلیکول به روش سل ژل کپسوله می شود و کپسول ایجاد شده توسط نانو ذره Fe3O4 سنتز شده نشان دار می شود.
خواص و ساختار این کپسول نشان دار شده به کمک تست های XRD، VSM و FTIR و مورفولوژی ذرات توسط تست SEM بررسی شده است. با توجه به تست SEM و XRD مشخص شد که اندازه ذرات سنتز شده زیر 100 nm می باشد که برای انتقال هدفمند دارو مناسب می باشد. همچنین با بررسی تست VSM مشاهده شد به دلیل بزرگ بودن اندازه ذرات نمونه ها از نوع فرومغناطیس می باشند.
.1 مقدمه
فناوری نانو واژه ای است کلی که به تمام فناوری های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می شود. معمولا منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود 1nm تا 100nm می باشد. نقاط کوانتومی، به خاطر کوچک بودنشان، دسته منحصربهفردی از نیمهرساناها به شمار میروند. پهنای آنها، بین 2 تا 10 نانومتر، یعنی معادل کنار هم قرار گرفتن 10 تا 50 اتم است. در این ابعاد کوچک، مواد رفتار متفاوتی دارند و این رفتار متفاوت قابلیتهای بیسابقهای در کاربردهای علمی و فنی به نقاط کوانتومی میبخشد.[1]
سیستم های دارورسانی بر پایه فناوری نانو به سبب تغییر فارموکنتیک دارو،افزایش مدت زمان حضور دارو در جریان خون،کاهش سمیت و افزایش نیمه عمر دارو موجب بهبود چشمگیر در درمان های دارویی شده اند. تمام این ویژگی ها ازانتقال هدفمند دارو میسر می شود که در این بین نقش نانو ذرات مغناطیسی1 به عنوان حامل های دارورسانی به خاطرداشتن ویژگی های منحصر به فرد علاوه بر ویژگی های معمول در سایر نانومواد پررنگ تر است.
[2] نانوذرات مغناطیسی که بخش بزرگی از نانومواد را به خود اختصاص می دهند پتانسیل انقلاب در بخش تشخیص و درمان های کلینیکی به سبب خواص منحصر به فرد از جمله مومنتوم تشدید شده مغناطیسی و سوپر پارا مغناطیسی و قدرت برهم کنش های زیستی درسطوح سلولی و ملکولی را دارا می باشند .[3] روش هیدروترمال امکان تولید مواد پیشرفته مانند تک بلورهای توده، ذرات ریز 2و یا نانوذرات را فراهم میکند .[4]
این روش در مقایسه با سایر روشهای مرسوم مزایایی دارد که میتوان به ذخیره انرژی، سادگی، قیمت ارزان، کنترل هستهزایی بهتر، عاری بودن از آلودگی - چون واکنش در محیط بسته انجام میشود - ، پخششدگی بهتر، سرعت بالای واکنش، کنترل شکل بهتر، دمای عملیاتی کمتر در حضور حلال مناسب و ... اشاره کرد. همچنین استفاده از این تکنیک باعث سرعت گرفتن بر هم کنش بین پودر جامد و حلال مایع و تولید مواد هم گون و فاز خالص میشود؛ همچنین سیال هیدروترمال قدرت پخش و نفوذ بیشتری را ارائه میکند. با توجه به اینکه در این روش ویسکوزیته کمتر است، انتقال جرم تسهیل یافته و در عوض توان حل کنندگی را بیشتر میکند و مهم تر از همه این که، محیط شیمیایی واکنش به طور مناسب دنبال میشود.[5]
بعضی از مواد فلزی دارای گشتاور مغناطیسی دائمی در غیاب میدان خارجی هستند و مغناطشهای خیلی بزرگ و دائمی از خود نشان میدهند .این مواد فرومغناطیس نامیده میشوند. فلزات واسطه مثل آهن با شبکه BCC، کبالت، نیکل و بعضی ازفلزات خاکی نادر مانند گادولینیم - Gd - دارای این خاصیت هستند .[6] برخلاف مواد فرو مغناطیس در مولکولهای مواد پارامغناطیس، اتمها و یا یونها گشتاور مغناطیسی کوچکی وجود دارد. ولی گشتاورها با جهات اتفاقی توزیع شده و یکدیگر را خنثی میکنند و مغناطش خالص برابر صفر می شود. اگر این دسته از مواد در یک میدان مغناطیسی قرار گیرند، تعدادی از گشتاورها درجهت میدان میچرخند و هم راستا میشوند.
کپسول کردن یک تکنولوژی جدید برای محبوس کردن مواد جامد، مایع یا گاز در کپسول های بسیار کوچک شناور در سیال است که محتویات آن می توانند به روش هایی تحت شرایط خاص کنترل شوند. کاربرد این روش به دلیل اینکه باعث حفظ مواد از قرار گرفتن در برابر رطوبت، گرما یا دیگر شرایط می شود به شدت افزایش یافته است .[7] در سال 2015 به سنتز نانوذرات Fe3O4 پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول - PEG - با استفاده از روش رسوب دهی شیمیایی برای کاربردهای بیومدیکال پرداخته شد. نانوذرات Fe3O4 پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول - PEG - به روش رسوب دهی شیمیایی سنتز شدند. پلی اتیلن گلیکول - PEG - به عنوان تثبیت کننده بود و نانو ذره در آن پراکنده شد.[8] هدف از انجام این پژوهش سنتز نانو ذره Fe3O4 به روش هیدروترمال، کپسوله کردن نانو ذره Pbs/Zns توسط پلی اتیلن گلیکول به روش سل ژل و در نهایت نشان دار کردن این کپسول با نانو ذره Fe3O4 می باشد.
.2 مواد و روش ها
1-2 مواد
آهن دی سولفات هپتا هیدارت - FeSO4 . 7H2O - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی - 278/02 g/mol، سدیم هیدروکسید - NaOH - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی - 40 g/mol، پتاسیم نیترات - KNO3 - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی g/mol - 101/11، 1,6 دی آمینو هگزان - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی - 116/21 g/mol، پلی اتیلن گلیکول - PEG - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی - 35000-45000 g/mol، نانو ذره PbS/ZnS - ساخته شده توسط شرکت هندی - ، پتاسیم هیدروژن فسفات - جرم مولکولی : 174/18 gr/mol، محصول شرکت مرک آلمان،کد: - $146101، آب دیونیزه - - - H2O آب مقطر دو بار تقطیر شده - ، متانول - CH3OH - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی - 32/04 g/mol، اتانول - C2H5OH - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی g/mol - 46/06، بی کربنات سدیم - NaHCO3 - - محصول مرک آلمان، جرم مولکولی . - 84/007 g/mol
2-2 روش کار
1-2-2 سنتز نانو ذره Fe3O4 به روش هیدروترمال
5/6g آهن دی سولفات هپتا هیدرات در 120ml آب حل شد و محلول به رنگ سبز روشن در آمد، در ادامه 15ml پتاسیم نیترات و 15ml سدیم هیدروکسید 2M به محلول اضافه شد و رنگ محلول سبز تیره شد. مخلوط با دور 1200rpm به مدت 15min همزده شد و سپس در یک ظرف 500ml سه دهانه تحت گاز نیتروژن قرار داده شد. ظرف حاوی نمونه تحت گاز نیتروژن به مدت 6h تحت همزدن مکانیکی در دمای 160 ℃ نگهداری شد. محصول نهایی توسط آب دیونیزه و اتانول 3 بار شستشو داده شد ودر دمای اتاق به مدت 24h خشک شد.
2-2-2 کپسوله کردن نانو ذرات Fe3O4 با PEG به روش رسوب دهی شیمیایی
یک محلول آبی 100ml حاوی 1/077g نانو ذره مغناطیسی Fe3O4 سنتز شده و 3g پلی اتیلن گلیکول - PEG - تهیه شد سپس به یک بشر 250ml منتقل شد. این مخلوط به مدت 30min برای به دست آوردن یک محلول همگن بوسیله همزن مغناطیسی مخلوط شد. سپس 1/6 دی آمینو هگزان 2 مولار به آرامی به محلول همگن افزوده شد تا pH محلول به 11 برسد، سپس به مدت 3h در دمای اتاق توسط همزن مغناطیسی مخلوط شد.
سپس محلول در حمام آب گرم با دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 10min قرار می گیرد تا پلی اتیلن گلیکول کامل حل شود و در نهایت در حمام آب و یخ برای ایجاد شوک دمایی منتقل شد. این محلول به رنگ سیاه می باشد، و این شرایط مورد نیاز برای بارگیری ذرات را ایجاد می کند. سپس رسوب ها با استفاده از یک آهنربای مغناطیسی جدا شد و سپس به نانوذرات جدا شده متانول اضافه شده و مجدد با آهنربا جداسازی انجام شد. این فرایند در شکل 1 نشان داده شده است. این فرآیند 4 دفعه انجام شد تا مولکول های آمین اضافی حذف شوند. نانوذرات Fe3O4 پوشش داده شده PEG به مدت 1 روز در دمای اتاق خشک شد و در نهایت پودر سیاه رنگ بدست آمد.
