Skip to main content
SUPERVISOR
Neda Habibi,S.Mohammad Ghoreshi
ندا حبیبی (استاد راهنما) سیدمحمد قریشی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohaddeseh Shafiee
محدثه شفیعی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Functionalization of Electrospun Chitosan/Polyvinyl alcohol Nanofibers with GoldNanoparticles
Recently, electrospinning technology has emerged as a versatile method to produce biomimetic non-wovenmats comprising a large network of interconnected fibers and pores.Especially, a series of electrospun nanofibers based on chitin and chitosan have gained great attention owing to their extensive biomedical applications such as tissue engineering scaffolds, drug delivery.Gold nanoparticles functionalized fibers, provid non-toxiccarriers for drug and gene delivery applications. Including gold nanoparticles in functionalized electrospinning fibers allows an effective attachment of CS nanofiber to thiol groups includind DNA-SMolecules. If Au can be integrated into CS nanofibers, it would largely expand the applications of CS in the field of biomedicine. Au nanoparticles (Au) containing polyvinyl alcohol (PVA)/chitosan (CS) composite nano?bers were successfully prepared by a simple and effective method called electrospinning.Au were ?rstly synthesized under a mild condition with CS as the reducing agent and stabilizer, followed by mixing with PVA solution andsubsequentlythe resulting ?bers were fabricated. To stabilize the gold nanoparticles in solution biocompatible polymer chitosan from various methods such as mixing chitosan, polyvinyl alcohol and mercapto propionic acid and tri polyphosphate more stabilizers were used. Two CS and PVA polymer solution with suitable weight ratio of 20/80 and different concentrations of 500, 250 ppm gold nanoparticles were prepared and electrospun. Electrospinning process in this research with voltage 20 kV, distance needle tip to collector 20 cm, flow rate 2 ml / hr was carried. Nanofiber morphology and distribution of gold nanoparticles using Scanning electron microscope (FESEM) were studied. Fiber structure and functional groups of polymers were studied by FTIR. To examine the thiolgroups bind to gold nanoparticles of mercapto propionic acid and change SH group soluble mercapto propionic acid to Au-S in the fiber was investigated by FTIR spectroscopy. The terminal carboxylemercapto propionic acid is activated by EDC and the fluorescence probe FA was connected by amino group. Distribution of fluorescence, which indicates the distribution of gold nanoparticles and Au-S bonds are evaluated by fluorescence microscopy. Finally ,the gold nanoparticles binding thiols DNA and S-Au structures were identified with FTIR. Produced nanostructured without the grain with average diameter of 198 nm .The results showed that by increasing the gold nanoparticles, the average diameter of hybrid nanofiber reduced and the particles are as well as in nanofiber. Use a variety of stabilizers for gold nanoparticles cause more particles located on the surface of the nanofibers to form a consecutive layer structure seem to beand enough space to attach particles to provide other levels.In the case of particles coated mercapto propionic acid, being coated on the surface of gold nanoparticles to prevent stick together of the particles to each other and reduce the diameter of the nanoparticles compared to other coatings. Using fluorescence microscopy dispersion and thiol compounds binding to gold nanoparticles well observed.FTIR remove a thiol group in the area in 2600 and showed Au-s bonds.The nanofibers functionalized with gold nanoparticles and DNA can be used as a sensor to accurately identify supplement DNA
اخیرا فناوری الکتروریسی به‌عنوان روشی ساده و چند منظوره جهت تولید نانو الیاف به کارگرفته می‌شود. نانو الیاف الکتروریسی شده براساس کیتین وکیتوزان با توجه به کاربردهای پزشکی وسیع خود به‌عنوان ‌مثال مهندسی بافت، رهایش داروتوجه زیادی به دست آورده است. عامل دارکردن الیاف با نانو ذرات طلا، حامل‌های زیست سازگاری برای کاربردهای انتقال دارو و ژن و همچنین حسگرهای حساس فراهم می‌کنند. وارد نمودن نانو ذرات طلا در الیاف‌های الکتروریسی شده امکان عامل دارکردن آن‌ها با گروه‌های تیول را ایجاد می کند. مزیت نانو الیاف‌ها در حسگرها شناسایی ترکیبات دارای گروه تیول و درکاربردهای دارورسانی، بارگذاری ترکیبات تیول‌دارمثل DNA متصل به تیول در الیاف‌ها می‌باشد. الکتروریسی محلول پلیمری کیتوزان به دلیل ویسکوزیته بالا به‌ تنهایی امکان‌پذیرنیست، بنابراین با افزودن محلول پلی وینیل الکل(PVA) این روند تسهیل می‌یابد. نانوالیاف کامپوزیتی کیتوزان (CS)/ پلی وینیل الکل (PVA) حاوی نانوذرات طلا با روش الکتروریسی آماده شد. جهت قرارگیری نانوذرات طلا درنانو الیاف ازروش های مختلفی مانند اختلاط درمحلول های کیتوزان، پلی وینیل الکل و مرکاپتوپروپیونیک اسید و تری پلی فسفات استفاده گردید. محلول‌هایی از CS(2%وزنی) وPVA(10%وزنی) با نسبت مناسب 20/80 ازدوپلیمرتهیه ودرهرمرحله ازآزمایش ها غلظت‌های متفاوت500،250ppm از نانو ذرات طلا درون محلول های کیتوزان، پلی وینیل الکل و مرکاپتوپروپیونیک اسید و تری پلی فسفات تهیه و الکتروریسی شدند. الکتروریسی دراین پژوهش با ولتاژ20 کیلوولت، فاصله نوک سوزن تا جمع کننده20سانتی متر و شدت جریان 2 میلی لیتر/ ساعت انجام گردید. مورفولوژی نانو الیاف و توزیع نانو ذرات طلا با استفاده از میکروسکوپ الکترونی رویشی (FESEM) مورد بررسی قرارگرفت. ساختار الیاف وگروه های عاملی پلیمرها بوسیله FTIR بررسی گردید. به منظور بررسی اتصال گروه های تیول به نانو ذرات طلا از مرکاپتوپروپیونیک اسید استفاده شد و تغییرگروه S-H محلول مرکاپتوپروپیونیک اسید به Au-S در الیاف بوسیله FTIR بررسی گردید. سپس انتهای کربوکسیل مرکاپتوپروپیونیک اسید بوسیله کربودیمید فعال شده و به پروب فلورسنس فلوفنامیک اسید توسط گروه آمین آن متصل شد. توزیع فلورسنس که نشانگر توزیع نانو ذارت طلا و برقراری پیوند Au-S می باشند بوسیله میکروسکوپ فلورسنس بررسی گردیدند. در نهایت اتصال DNA تیولدار به نانو ذرات طلا و ایجاد ساختارهایS-Au با FTIR مشخص شدند. نتیجه تولید نانوساختاری بدون دانه با میانگین قطری 198 نانومتر می باشد. نتایج نشان داد با افزایش نانو ذرات طلا، متوسط ??قطرهیبریدی نانو الیاف کاهش یافته و ذرات به خوبی در نانو الیاف قرارگرفته اند. استفاده ازانواع تثبیت کننده ها برای نانو ذرات طلا باعث می شوند ذرات بیشتری برروی سطح نانو الیاف قرارگرفته وفضای کافی برای اتصال ذرات به سطوح دیگر را فراهم کنند. در نمونه پوشش داده شده ذرات با مرکاپتوپروپیونیک اسید، قرارگرفتن پوشش برسطح نانوذرات طلا مانع به هم چسبیدن ذرات به یکدیگر شده وموجب کاهش اندازه قطر نانو ذرات نسبت به سایر پوشش ها می شود. با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس پراکندگی و اتصال ترکیبات تیول دار به نانو ذرات طلا به خوبی مشاهده شد و FTIR حذف پیک گروه تیول درناحیه ???? و برقراری پیوند Au-S را نشان داد. سطح نانو الیاف عامل دار شده با نانو ذرات طلا و DNA می توانند به عنوان حسگر حساس برای شناسایی دقیق مکمل DNA استفاده شوند. کلمات کلیدی: نانو الیاف الکتروریسی،کیتوزان، نانو ذرات طلا

ارتقاء امنیت وب با وف بومی