بخشی از مقاله
چکیده
به دلیل برتری نانوساختارها نسبت به مواد درشت دانه، امروزه توجه زیادی به استفاده از نانوذرات در حوزه پزشکی شده و نانوزیست فناوری رشد چشمگیری داشته است. نانوذرات مغناطیسی با پوششهای زیست سازگار، تنها نانوساختارهایی هستند که مورد تائید سازمان غذا و دارو برای کاربردهای پزشکی میباشند. اخیرا، اسیدآمینهها - از جمله آرژنین - بهعنوان پوششهای زیست سازگار مطرح شدهاند.
در این پژوهش اسیدآمینه آرژنین که خاصیت بازی و کاهنده در فرایند فرآوری بازی میکند به صورت کوالانسی در پیرامون نانوذرات مغناطیسی قرارگرفته و نانوذرات فرآوری شده پایدار تشکیل میدهد که به علت افزایش دافعه گروههای آمینی تمایل به کلوخه شدن را میکاهد و به عبارت دیگر اصلاح سطح نانوذرات مغناطیسی بوسیله عاملدار شدن با آرژنین به صورت درجا منجر به پایدارسازی آنها میشود.
در تحقیق پیشرو نانوذرات مغناطیسی عاملدار شده با آرژنین در 3 غلظت 0,5 mM، 1 mMو 1,5 mM - به ترتیبp0.5، p1 و - p1.5 فرآوری شدند. مشخصههای ساختاری و ریختشناسی نانوذرات توسط آنالیزهای پراش اشعه ایکس - XRD - ، میکروسکوپ الکترونی - SEM - ، مغناطیسسنج نمونه مرتعش - VSM - ، طیف سنجی مادون قرمز بسط فوریه - FT-IR - و ارزیابی پتانسیل زتا - DLS - بدست آمد.
مقدار آرژنین قرار گرفته بر روی ذرات از روش نوری مبتنی بر استفاده از ماده فنانترن کوئینین ارزیابی شد. نتایج XRD، SEM و FT-IR گواه بر این بود که آرژنین به طور کامل با نانوذرات مگنتیت پیوند برقرار کرده است. همچنین نتایج VSM نشان داد که با افزایش میزان آرژنین، مغناطش اشباع مگنتیت به دلیل افزایش قطر پوشش، کاهش یافته است.
مقدمه
نانوذرات مغناطیسی در گستره وسیعی از حوزهها، از جمله تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، تستهای ایمنی، تثبیت پروتئینها، پپتیدها و آنزیمها، انتقال دارو یا ژن، ذخیره دادهها و اصلاح محیط زیست بسیار مورد توجه هستند [1,2] بهطوریکه امروزه نانوذرات مغناطیسی توسط سازمان غذا و دارو - FDA - مورد تایید قرار گرفتهاند. از اینرو آنها جایگزینی برای روشهای فیلتراسیون یا سانتریفوژ، به ویژه در کاربردهای صنعتی میباشند .[3] پایداری این نانوذرات یکی از چالشهای مهم در سالهای اخیر بوده است. به همین دلیل، به منظور پایداری و محافظت از این نانوذرات، از پوششهای آلی و غیر آلی استفاده میشود .
در این تحقیق، نانوذرات مغناطیسی عاملدار شده با آرژنین به دلیل زیست سازگاری، غیرسمی بودن، قابلیت اتصال به مولکولهای هدف و تجمعپذیری کم مورد توجه قرار گرفتهاند. به دلیل کاربردهای زیاد و قابل توجه آنها در حوزه نانوزیست فناوری، فرآوری و کمی سازی میزان آرژنین قرار گرفته بر روی آنها از اهمیت زیادی برخوردار است.
آرژنین سه گروه آلیفاتیک متیلن دارد و داری گروه گوانیدیوم با بار مثبت است و نقطه ایزوالکتریکی آن10,76 است .[4,5] با توجه به اتصال کوالانسی آرژنین به سطح نانوذرات مغناطیسی مگنتیت، امکان پایدارسازی، عاملدارکردن و زیست سازگاری نانوذرات به صورت درجا بدون آنکه کاهش چشمگیری در خواص مغناطیسی و خاصیت سوپرپارا مغناطیسی بوجود آید امکانپذیر میشود و دافعه الکترواستاتیکی موجود بین این نانوذرات از تجمع آنها جلوگیری میکند. کاربرد نانوذرات مغناطیسی با پوشش آرژنین از دو منظر قابل توجه میباشد.
از منظر اول کارآمد بودن نانوذرات حاصله است؛ زیرا امکان اتصال این نانوذرات به دیگر مولکولها اعم از زیستی و غیر زیستی فراهم میشود. از منظر دیگر به فرض کاربرد نانوذرات حاصله درون بدن، اگر این نانوذرات در معرض تجزیه در بدن قرار گیرند، در بدن مسمومیت ایجاد نمیکنند به علت اینکه اولأ آرژنین اسیدآمینه ضروری بدن میباشد و هیچ آسیبی به بدن وارد نمیکند؛ از طرفی اگر نانوذره مگنتیت در بدن تجزیه شود، به یونهای Fe2+ و Fe3+ تبدیل میشود که در حد غلظت پایینتر از حد آستانه مجاز یعنی کمتر از 20mg/kg سمی نیست. این نکات علت کاربرد نانوذرات مغناطیسی عاملدار شده با آرژنین را نمودار میسازد.
روش کار:
محلول 2 مولار FeCl3.6H2O و 1 مولار FeCl2.4H2O را تهیه کرده و به قدری محلول با مگنت هم زده شد تا محلول کاملا شفاف گردید. حال محلول آرژنین با غلظتهای مختلف - 0,5 mM، 1 mM و - 1,5 mM را به محلول دو نمک آهن اضافه کرده و تحت اتمسفر خنثی همزدن ادامه یافت. در نهایت محصول نهایی چندین بار توسط اتانول و آب دیونیزه شسته شده و در نهایت خشک گردید.
محاسبات:
جهت اندازهگیری مقدار آرژنین قرار گرفته در پیرامون نانوذرات، ماده فنانترن کوئینین* استفاده شد. فنانترن کوئینین یک ماده فعال نوری - کروموفور - است که از سه حلقه بنزنی تشکیل شده است. میزان حلالیت این ماده در آب بسیار کم است، از اینرو باید آن را در حلالهایی با قطبیت پایین مانند تولوئن، کربن تتراکلراید، اتر، کلروفرم، اسید استیک و یا بنزن حل نمود.[8-6] به طور خلاصه، 1 ml از نمونه نانوذرات با 3 ml از 10,9 -فنانترن کوئینین مخلوط شده و 0,5 ml آمونیاک به آن اضافه شد. مخلوط به مدت 1 ساعت در دمای 30 درجه سانتیگراد انکوبه شده و سپس با 4,5 ml از HCl مخلوط شد. فلورسانس محصول گرفته شده و با انجام محاسبات مقدار آرژنین قرار گرفته بر روی هر نمونه اندازه گیری شد. همانطور که در جدول زیر آورده شده مقدار جرم آرژنین در هر سه نمونه با افزایش غلظت آرژنین موجود در محلول، افزایش یافته است.
جدول - 1مقدار آرژنین قرار گرفته پیرامون نانوذرات در هر نمونه.
مشخصه یابی:
نانوذرات مغناطیسی با غلظت های مختلف در این مطالعه فرآوری شدند و مقدار آرژنین آرایش شده روی سطح اندازهگیری شد و توسط آنالیزهای پراش اشعه ایکس - - XRD، مغناطیسسنج نمونه مرتعش - VSM - ، میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - ، پتانسیل زتا - DLS - ، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز - FT-IR - مشخصهیابی گردید.
ترکیب نانوذره و ویژگیهای ساختاری آن، با استفاده از پراش اشعه ایکس تعیین شد، موقعیت پیکها مطابق با شکل - 1 - نشان دهنده تشکیل هسته مگنتیت میباشد که به ترتیب از 1 تا 8 گزارش شده است.
