شماره ركورد
25657
شماره راهنما
BIOTECH2 394
عنوان
ساخت و مشخصهيابي نانوذرات اكسيدآهن پوشش يافته با عصاره توس براي كاربردهاي زيست پزشكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ريززيست فناوري
دانشكده
علوم و فناوريهاي زيستي
تاريخ دفاع
1404/06/26
صفحه شمار
138 ص.
استاد راهنما
دكتر ابولقاسم عباسي كجاني
كليدواژه فارسي
نانوذرات اكسيد آهن , تصفيه محيطزيست , ليپوزومها , ضدسرطاني , ضد رگزايي , ترانوستيك
چكيده فارسي
اين پژوهش بر سنتز، شناسايي و كاربرد دوگانه نانوذرات اكسيد آهن (Fe₃O₄) در تصفيه محيطزيست و زمينههاي زيستپزشكي، بهويژه درمان سرطان، متمركز است. مطالعه در دو فاز اصلي شامل استفاده از نانوذرات اكسيد آهن براي حذف آلايندههاي محيطزيستي و سپس بارگذاري آنها به همراه دارو در ليپوزومها براي ارزيابي پتانسيل ضدسرطاني و ضد رگزايي آنها، انجام شده است. هدف كلي اين پژوهش، نشان دادن تطبيقپذيري نانوذرات اكسيد آهن در پاسخ به چالشهاي زيستمحيطي و سلامت، و كمك به پيشرفت در علوم محيطزيست و نانوپزشكي است. نانوذرات اكسيد آهن با استفاده از روش حلال گرمايي ساخته شدند، كه يك روش كارامد و آسان براي توليد نانوذرات مغناطيسي است. ساخت در شرايط كنترلشده، با تنظيم دقيق دما، pH و نسبت مولي نمك آهن انجام شد تا نانوذراتي با اندازه يكنواخت 20 تا 30 نانومتر و خواص مغناطيسي مطلوب، توليد شوند. مشخصهيابي با استفاده از چندين تكنيك تحليلي پيشرفته انجام شد. پراش اشعه ايكس (XRD) براي تعيين ساختار كريستالي نانوذرات استفاده شد. ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM) براي ارزيابي اندازه و مورفولوژي به كار رفت و نشان داد كه نانوذرات كروي با قطر متوسط 20 تا 30 نانومتر هستند. طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) براي شناسايي گروههاي عاملي سطحي استفاده شد كه براي فرآيندهاي بعدي كپسولهسازي يا كاربرديسازي حياتي هستند. علاوهبر اين، خواص مغناطيسي با استفاده از مغناطيسسنج نمونه ارتعاشي (VSM) ارزيابي شد و نشان داد كه نانوذرات، رفتار سوپرپارامغناطيسي دارند. تكنيكهاي ديگر همچون BET، TGA و EDS به ترتيب براي بررسي درصد تخلخل، درصد پوشش و آناليز عنصري نانوذرات، استفاده شد. تكنيكهاي DLS، HPTLC و TEM، براي بررسي اندازه، اتصال آنتيبادي يا آپتامر و مورفولوژي نانوذرات ليپوزومي استفاده شدند. نانوذرات اكسيدآهن در كمتر از 48 ساعت، سه دسته اصلي از مولكولهاي آلوده كننده محيط زيست شامل رنگهاي آلي، آنتيبيوتيك و علفكشها را از آب حذف كردند. نانوذرات مگنتوليپوزوم ابتدا براي تصوير برداري رزونانس مغناطيسي (MRI) مورد استفاده قرار گرفتند و سپس با بارگزاري با داروهاي سورافنيب و سانيتينيب و عامل دار شده با آنتي باديهاي راموسيرومب يا تراستوزومب و آپتامرهاي اختصاصي عليه VEGFR2 يا HER2، خواص ضدسرطاني و ضد رگزايي بسزايي از خود نشان دادند. علاوهبرآن افزايش بيان ژنهاي آپوپتوزي (Apaf-1, Caspase 3/7/8/9) و افزايش فعاليت پروتئينهاي آپوپتوزي (Caspase 3/7) در تيمار نانوذرات ليپوزوم بارگزاري شده با نانوذرات اكسيدآهن و داروي سورافنيب و عامل دار شده با آنتيبادي راموسيرومب بسيار قابل توجه بود كه نشاندهنده عملكرد ضد سرطاني سامانه ذكر شده است. فعاليت ضدرگزايي سامانه، بيان ژن VEGF-C را تا 23 برابر و توليد پروتئين VEGF را تا 3.99 برابر در رده سرطاني كاهش داد. آزمون CAM assay نيز صحت دادههاي ضد رگزايي بيان ژن و پروتئين را تاييد كرد چنان كه توليد رگ در جنين جوجه پس از تيمار با سامانه به طور كامل مهار شد.
كليدواژه لاتين
Iron oxide nanoparticles (IONPs) , Bioremediatio , Liposomes , Anti-cancer , Anti-angiogenesis , Theranostics
عنوان لاتين
Synthesis and characterization of Iron oxide nanoparticles coated with Birch extract for medical usage
گروه آموزشي
زيست فناوري
چكيده لاتين
This research focuses on the synthesis, characterization, and dual application of iron oxide nanoparticles (IONPs) in environmental remediation and biomedical fields, with a particular emphasis on cancer treatment. The study was conducted in two primary phases: the first involved utilizing iron oxide nanoparticles for the removal of environmental pollutants, while the second explored their encapsulation in liposomes to assess their anti-cancer and anti-angiogenic potential. The overarching goal of this research is to demonstrate the versatility of iron oxide nanoparticles in addressing both environmental and health challenges, thereby contributing to advancements in environmental science and nanomedicine.
The iron oxide nanoparticles were synthesized using the hydrothermal method, a widely recognized chemical technique for producing magnetic nanoparticles. Synthesis was performed under meticulously controlled conditions, with precise regulation of temperature, pH, and the molar ratio of iron salts, yielding uniformly sized nanoparticles ranging from 20 to 30 nm with favorable magnetic properties. Characterization was carried out using a suite of advanced analytical techniques. X-ray diffraction (XRD) was employed to determine the crystal structure, while field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) revealed spherical nanoparticles with an average diameter of 20–30 nm, providing insights into their size and morphology. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) identified surface functional groups critical for subsequent encapsulation or functionalization processes. Magnetic properties were assessed using vibrating sample magnetometry (VSM), confirming the superparamagnetic behavior of the nanoparticles. Additional techniques, including Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, thermogravimetric analysis (TGA), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), were used to evaluate porosity, coating percentage, and elemental composition, respectively. Furthermore, dynamic light scattering (DLS), high-performance thin-layer chromatography (HPTLC), and transmission electron microscopy (TEM) validated the size, antibody or aptamer conjugation, and morphology of the liposomal nanoparticles.
The iron oxide nanoparticles exhibited the ability to effectively remove three major categories of environmental pollutants—organic dyes, antibiotics, and herbicides—within less than 48 hours. In the biomedical application, magnetoliposome nanoparticles loaded with drugs such as sorafenib and sunitinib, and functionalized with antibodies (e.g., ramucirumab or trastuzumab) or aptamers targeting VEGFR2 or HER2, demonstrated significant anti-cancer and anti-angiogenic properties. In the MTT assay, cell viability was reduced to 45.65%. Moreover, nanoparticle treatments markedly increased the expression of apoptotic genes (Apaf-1, Caspase 3/7/8/9) and the activity of apoptotic proteins (Caspase 3/7), underscoring the system’s anti-cancer efficacy. The anti-angiogenic activity was evidenced by a 23-fold reduction in VEGF-C gene expression and a 3.99-fold decrease in VEGF protein production in cancer cell lines. These anti-angiogenic effects were further validated by the chorioallantoic membrane (CAM) assay, which showed complete inhibition of vessel formation in nanoparticle-treated chicken embryos
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
156828
نويسنده