بخشی از مقاله
چکیده
مقدمه: نانو ذرات اکسید آهن با خصوصیات ویژه مانند اندازه، زیست سازگاری و پایداری مورد توجه می باشند.
روش کار و نتایج: گروه عاملی کربوکسیل در پلیمر کیتوزانبا اتصال به نانوذرات اکسید آهن موجب زیست عملگرا شدن آنها می شود. در این پژوهش، نانو ذرات Fe2O3 با کربوکسی متیل کیتوزان پوشش داده و به روشهای طیف سنجی مادون قرمز و پراش اشعه ایکس، پوشش نانوذرات تائید و اندازه ذرات 21 نانومتر مشخص گردید.
نتیجه گیری: سپس نانوذرات کربوکسیل دار شده به عنوان یاور زیستی با آنتی ژن پرتوتابی شده ویروس آنفلوانزا طیور H9N2 کونژوگه و با الکتروفورز آگارز تائید گردیدند.
-1مقدمه و هدف
تحقیقات فناوری نانو می تواند به پیشرفت در زمینه مهندسی، شیمی، فیزیک، رباتیک، زیست شناسی و پزشکی انجامد. یکی از کاربردهای فناوری نانو در پزشکی برای تحویل دارو و واکسن به منظور درمان و پیشگیری انواع بیماری ها می باشد. سیستم های هوشمند میکرو و نانو می تواند اثربخشی درمان را از طرق مختلفی به حداکثر برساند، زیرا آنها توانایی شناسایی سریع و پاسخ دادن به حالات مختلف بیماری را به طور مستقیم درجایگاه خودشان دارند و در نتیجه بهبود کیفیت زندگی بیمار را به همراه دارند.
نانوذرات در ترکیب، اندازه، شکل و خواص سطحی متفاوت هستند و به دلیل شباهت اندازه شان به اجزاء سلول میتوانند به سلولهای زنده بوسیله اندوسیتوز - پینوسیتوز - وارد شوند.
هدف از انجام این تحقیق، پوشش دار نمودن نانوذرات اکسید آهن با کربوکسی متیل کیتوزان و کاربرد آنها به عنوان یاور زیستی برای فرمولاسیون واکسن آنفلوانزا طیور تایپ H9N2 می باشد.
-2 تئوری و پیشینه تحقیق
نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی - SPION - 1 ، ذرات سنتزی کوچک از Fe2O3 یا Fe3O4 و یک پوشش آلی یا غیر آلی هستند. در سال های اخیر، سنتز و استفاده از نانو ذرات اکسید آهن با کارکرد ها و خصوصیات ویژه مانند اندازه در حد نانو، سطح ویژه بالا و خاصیت سوپر پارا مغناطیسی[2]، غیرسمی بودن، پایداری شیمیایی، قیمت پایین تا حد زیادی [5] ، زیست سازگار بودن با شرایط محیط بدن2، پایداری و تهیه آسان[3] مورد توجه قرار دارندخصوصاً. سنتز، پوشش دادن و قابلیت تغییر شکل سطح آسان و قابلیت برای کنترل یا دستکاری کردن ماده در مقیاس اتمی، تنوع بی نظیری را توانسته فراهم آورد.
مشکل اساسی استفاده از ذرات در شرایط درون بدن، جذب عناصر بیولوژیکی مثل پروتئین های پلاسما روی سطح هیدروفوب ذرات است که باعث می شود ذرات سریع از گردش خون خارج می شوند. البته با پوشش های هیدروفیلی که روی سطح ذرات ایجاد می کنند این مشکل رفع می شود.
سایز هیدرودینامیکی ذرات در مورد مخفی ماندن آنها از سیستم فاگوسیتوزی بدن نقش مهمی را بازی می کند. هر چه اندازه ذرات بزرگتر باشد زودتر توسط کبد به دام می افتند در حالیکه ذرات کوچک تر برای کاربردهای پزشکی مفیدترند و دیرتر توسط کبد شناسایی می شوند و در جریان خون نیمه عمر بیشتری دارند. با انجام اصلاحات لازم بر روی سطح این ترکیبات، امکان اتصال دارو، پروتئین و مواد ژنتیکی، فراهم می شود.
پوشش دار کردن سطح نانوذرات با بیومولکو ل ها، از کلوخه شدن و اکسیدشدن آن ها در معرض هوا جلوگیری می کند. وجود گروه های عاملی مختلف از جمله گروه های هیدروکسیل، کربوکسیل، فسفات و غیره در بیومولکول ها پس از اتصال به نانوذرات موجب زیست عملگرا شدن آنها می شود. در میان مواد و پایدارکنند ه های متنوع، سورفکتانت ها و پلیمر ها توجه بیشتری را به خود معطوف کرده اند. به علاوه پوسته پلیمر باعث افزایش پایداری، کاهش سمیت و مدت زمان ماندگاری آنها می شود
مواد مختلفی برای پوشش نانوذرات مغناطیسی به کار می رود که شامل مواد آلی - پلیمرهایی مثل دکستران و پلی اتیلن گلیکول وکیتوزان - ، مواد غیرآلی - مانند طلا - و غیره است .در این میان پلیمرها بیشتر از بقیه مورد توجه می باشند. پوشش های پلیمری به دو دسته سنتزی و طبیعی تقسیم می شوند .پلیمرهای اتیلن- وینیل استات، اتیلن گلیکول و وینیل الکل از انواع سنتزی هستند و دکستران، کیتوزان و نشاسته از انواع طبیعی هستند. نکته ای که باید مد نظر داشت این است که پوشش مورد نظر برای پوشش دادن سطح نانو ذرات بایستی زیست سازگار باشد؛ زیرا سطحی از نانوذره است که در معرض عوامل زیستی قرار خواهد گرفت و نباید این پوشش به گونه ای انتخاب شود که عامل ایجاد سمیت گردد.
در این تحقیق از پلیمر کیتوزان برای پوشش نانو ذرات آهن استفاده گردید. کیتوزان، یک کوپلیمر3 کاتیونی گلوکزآمین1 و -N استیل گلوکزآمین2 است که یک مشتق جزئی داستیله شده ازیک پلی ساکارید طبیعی به نام کیتین3 می باشد و یکی از فراوان ترین کربوهیدرات ها در طبیعت است که عمدتا از اسکلت خارجی سخت پوستان مشتق شده است . کیتوزان دارای یک مجموعه منحصر به فردی از ویژگی های مفید است مانند : زیست تجدید پذیری4 ،زیست تخریب پذیری5 ، قابلیت چسبندگی زیستی6، زیست سازگاری7 و غیر سمی بود.
الدین وهمکاران - 2010 - ، به منظور افزایش تحویل واکسن نوترکیب مالاریا - پلاسمودیوم یوئلی - 8 از نانو ذرات اکسید آهن پوشش داده شده با پلیمر پلی اتیلن ایمین به عنوان یاور زیستی استفاده کردند.[7] پاسیک و همکاران - - 2013، از نانوذرات اکسید آهن کربوکسیل دار شده به عنوان یاور زیستی برای تحویل واکسن مالاریا نوترکیب انسانی استفاده کردند.[10] حسن زاده و همکاران - 1394 - ، نانو ذرات مغناطیسی اکسید اهن را با پوشش نشاسته بوسیله روش همرسوبی در محل سنتز نمودند.
-3مواد و روش ها
نانوذرات اکسید آهن از شرکت تکونان9 اسپانیا با اندازه حدود 20 نانومتر خریداری شد. در این تحقیق، برای پوشش دادن سطح نانو ذرات اکسید آهن از پلیمر پلی ساکاریدی کیتوزان - 10 سیگما آلدریچ - استفاده شد ولی ابتدا بایستی این پلیمر کربوکسیله گردد. با توجه به وجود گلیکوپروتئین های سطحی ویروس آنفلوانزا و گروه های آمینی آنها که می توانند با گروه کربوکسیل پیوند یابند، لذا سطح نانوذرات با گروه کربوکسیل کیتوزان پوشش داده شد.
سنتز کربوکسی متیل کیتوزان - CMC - 11
ابتدا 1/3 گرم کیتوزان و 2 گرم هیدروکسید سدیم با هم مخلوط شدند و بعد 27 میلی لیتر از محلول آب دی یونیزه و ایزو پروپانول - نسبت 1 به - 3/5 به آن اضافه گردید و به مدت یک ساعت در دمای اتاق همزده شد. 1/6 گرم مونوکلرو استیک اسید را در 3 میلی لیتر ایزوپروپانول حل کرده و قطره قطره به مدت 1 ساعت به محلول فوق اضافه شد. سپس به مدت 4 ساعت در دمای اتاق همزده شد. با افزودن 25 میلی لیتر اتانول 70 درصد واکنش به پایان رسید و محلول نهایی فیلتر شد. به منظور نمک زدایی و آب زدایی دو بار با اتانول 70 درصد و دوبار با اتانل 80 درصد شستشو داده شد. سپس ماده حاصل در دمای اتاق خشک گردید.
