Skip to main content
SUPERVISOR
ژاله ورشوساز (استاد مشاور) حجت صادقي علي آبادي (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Behshid Behdadfar
بهشيد بهدادفر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386

TITLE

Synthesis and characterization of magnetic nanocapsules containing magnetite and Zn-Gd substituted magnetite nanoparticles for magnetic hyperthermia application
In this work, superparamagnetic Zn and Gd substituted magnetite nanoparticles with a narrow size distribution were synthesized by the effective and environmental friendly “citric acid-assisted hydrothermal reduction method”. The prepared nanoparticles were characterized by different methods and instruments, including X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission and scanning electron microscopies (TEM and SEM respectively), dynamic light scattering (DLS), TG and DTA thermal analyses and vibrating sample magnetometer (VSM). Magnetic measurements showed that the prepared nanoparticles had high saturation magnetizations with a maximum of 82 emu/g and were hydrophilic. Magnetic ferrofluids (MFFs) containing these nanoparticles had good stabilities at neutral pH. Intrinsic loss power (ILP) calculations on different MFFs showed that the MFFs containing Zn 0.3 Fe 2.7 O 4 nanoparticles had the highest ILP (4.8 nHm 2 /kg) which is higher than the maximum ILP of the commercial MFFs (3.12 nHm 2 /kg). In order to coat the magnetic nanoparticles, Pluronic F127-Chitosan co-polymer was synthesized successfully. Formation of the desired co-polymer was proved by H-NMR and FTIR experiments. The magnetic nanoparticles were coated by this co-polymer due to the strong electrostatic interactions between the negative charge of the nanoparticles surfaces and the positive charge of the Chitosan. The coated nanoparticles were characterized by FTIR, TG and TEM experiments. The TEM results showed the formation of nanocapsules with the mean size of about 84 nm. Investigating the cytotoxic effects of the MFFs containing coated and uncoated Zn 0.3 Fe 2.7 O 4 nanoparticles by MTT assay method on Hella cells showed that cytotoxic effects of the nanoparticles decreased because of the coating, and the MFFs containing nanocapsules with concentrations not larger than 3.5 mg ferrite/ml had less toxic effects. The magnetic hyperthermia experiments using the MFFs with concentration of 3.5 mg/ml and without the anticancer drug (Doxorubicin) could kill more than 80% of Hella cells, while in the presence of Doxorubicin, magnetic hyperthermia could kill all the cancer cells. Key words: Magnetite nanoparticles, Zinc substituted magnetite nanoparticles, Zinc and Gadolinium substituted magnetite nanoparticles, Hydrothermal-reduction method, Citric acid, Magnetic hyperthermia, Ferrofluids.
چکيده در اين پژوهش با روش پر بازده و دوستدار محيط زيست احياي هيدروترمال و با عامل احياکننده اسيد سيتريک، نانو ذرات ابرپارامغناطيس مگنتايت و مگنتايت جانشاني شده با روي و گادولينيوم با توزيع اندازه ي يکنواخت ساخته شد. نانوذرات ساخته شده با روش هاي پراش پرتو ايکس (XRD)، بيناب نمايي فروسرخ (FTIR)، وزن سنجي حرارتي (TGA)، ميکروسکوپ هاي الکتروني روبشي و عبوري (SEM و TEM)، پراکندگي پوياي نور (DLS) و مغناطيس سنج نوساني (VSM) شناسايي گرديد. نانو ذرات مغناطيسي توليد شده داراي مغناطش اشباعي بالا با بيشينه ي emu/g 82 و آب دوست بوده و شاره هاي مغناطيسي ساخته شده از آنها پايداري بسيار خوبي در pH خنثي داشت. محاسبه ي توان اتلافي ذاتي شاره ها نشان داد که شاره ي مغناطيسي ساخته شده از نانوذرات مگنتايت جانشاني شده با روي با فرمولZn 0.3 Fe 2.7 O 4 داراي توان اتلافي ذاتي بالاتري (nHm 2 /kg 8/4) نسبت به بيشينه ي توان اتلافي ذاتي گزارش شده براي شاره هاي مغناطيسي تجاري شده (nHm 2 /kg 12/3) است. براي پوشش دهي نانوذرات، کوپلي مر حساس به دماي Pluronic F127-Chitosan با موفقيت ساخته شد. تشکيل اين کوپليمر با آزمايش هاي H-NMR و FTIR اثبات گرديد. سپس با توجه به بار منفي سطح نانوذرات مغناطيسي، بار مثبت کيتوزان و برهمکنش قوي کولني ميان کوپلي مرهاي ساخته شده و سطح نانوذرات، پوشش دهي سطح نانوذرات با اين کوپليمر انجام گرديد. وجود پوشش بر روي سطح نانوذرات با آزمايش هاي FTIR، TG و TEM اثبات شد و نتايج TEM نشان داد که پس از پوشش دادن نانوذرات، نانوکپسول هايي با اندازه ي ميانگين 84 نانومتر ساخته شده است. بررسي سميت سلولي شاره هاي مغناطيسي داراي نانوذرات Zn 0.3 Fe 2.7 O 4 بدون پوشش و پوشش دار به روش MTT assay بر روي سلول هاي سرطاني هلا نشان داد که حضور پوشش، سميت سلولي شاره هاي مغناطيسي را کاهش داده و شاره هاي داراي نانوکپسول هاي مغناطيسي با غلظت 5/3 ميلي گرم اکسيد آهن بر ميلي ليتر و کم تر، از سميت سلولي کم تري نسبت به شاره هاي غليظ تر برخوردارند. آزمايش فراگرمايي مغناطيسي با شاره هاي مغناطيسي با غلظت 5/3 ميلي گرم بر ميلي ليتر بر روي سلول هاي سرطاني هلا نشان داد که فراگرمايي مغناطيسي به مدت 30 دقيقه در نبود داروي دوکسوروبيسين بيش از 80 درصد سلول ها را نابود مي کند. با افزودن داروي دوکسوروبيسين به شاره ي مغناطيسي همه ي سلول هاي سرطاني با به کارگرفتن فراگرمايي مغناطيسي نابود شدند. کلمات کليدي : نانوذرات مگنتايت، نانوذرات مگنتايت جانشاني شده با روي، نانوذرات مگنتايت جانشاني شده با روي و گادولينيوم، روش احياي هيدروترمال، اسيد سيتريک، فراگرمايي مغناطيسي، شاره مغناطيسي.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی