سنتز و مشخصه یابی نانو ذرات مغناطیسی پوشش داده شده با کیتوزان و بررسی رهایش پروتئین

STUDENT

DEGREE

YEAR

In this research controlled release of proteins from Fe 3 O 4 /chitosan nanoparticles (CS) NP exposed to alternate magnetic field is reported. Fe 3 O 4 /CS NP was synthesized using tri poly phosphate (TPP) molecules as a cross linker reagent. Bovine serum albumin (BSA) was used as a model protein and its controlled release studied by varying the frequency of alternate magnetic field. The results showed successful coating of CS and BSA on Fe 3 O 4 NP with an average diameter of 50 nm. Intermolecular interactions of TPP with CS and BSA were confirmed by FTIR spectra. Application of low-frequency alternating magnetic fields to such magnetic CS NP enhanced protein release properties in which external magnetic fields may “switch on” unloading of these NP. It is concluded that enhanced BSA release from NP exposed to alternate magnetic field is a promising way for achieving both targeted delivery and controlled release of proteins. Key Words Magnetic nanoparticles, Alternate magnetic field, Chitosan, Nanoparticles, Controlled release, Protein release

بهبود کیفیت امر دارورسانی و درمان موضوعی است که از دیرباز توجه بشر را به خود جلب کرده است. با وجود پیشرفت های بسیاری که در زمینه ساخت مواد دارویی صورت گرفته است، آثار جانبی ناشی از مصرف آن ها و آسیبی که به سایر بافت های سالم موجود در بدن می رسانند از چالش های پیش روی این علم است.دارو رسانی هدفمند و توانایی کنترل رهایش ماده دارویی، موضوعی است که توجه بسیاری از محققان را در دو دهه اخیر به خود معطوف کرده است. به همین دلیل در این تحقیق به منظور کنترل مسیر حرکت ماده دارویی و تحقق بخشیدن به امر دارو رسانی هدفمند، از نانو ذرات مغناطیسی پوشش داده شده با کیتوزان برای حمل کردن ماده دارویی استفاده شد. به همین منظور، ابتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با استفاده از نمک های آن و به روش شیمیایی همرسوبی سنتز شدند و سپس عمل پوشش دهی آن ها با کیتوزان و به کمک ماده اتصال دهنده تری پلی فسفات انجام گرفت. از پروتئین سرم آلبومین گاوی(BSA) نیز به عنوان ماده دارویی در این کار استفاده شد.آنالیزهای FE-SEM، FTIR و VSM برای مشخصه یابی نانوذرات سنتز شده استفاده شدند. با مشاهده ومقایسه طیف های جذب حاصل از آنالیز FTIR، سنتز نانوذرات اکسید آهن و موفقیت آمیز بودن عمل پوشش دهی آن ها تایید شد.آنالیز FE-SEM نیز قرار گرفتن نانوذرات سنتز شده را در حوزه نانو تایید نمود و نشان داد که اندازه آن ها در گستره ی بین 45 تا 70 نانومتر قرار دارد. از آنالیز VSM نیز برای تعیین خاصیت مغناطیسی اشباع و نیروی وادارندگی نانوذرات استفاده شد. این آزمایش نشان داد خاصیت مغناطیسی اشباع نانوذرات اکسید آهن ، پس از پوشش دهی با کیتوزان از حدود emu g -1 60 به حدود emu g -1 53 و پس از پوشش دهی با کیتوزان و BSA به حدود emu g -1 30 کاهش یافته است که این امر نشان از وجود خاصیت مغناطیسی قابل قبول در ساختار نانوذرات سنتز شده داشت.کاهش خاصیت مغناطیسی نانوذرات پس از پوشش دهی نیز تاییدی دیگر بر موفقیت آمیز بودن عملیات پوشش دهی بود. همچنین مقدار نیروی وادارنده برای نانو ذرات Fe 3 O 4 برابرOe 3 و برای نانو ذرات Fe 3 O 4 -CS و Fe 3 O 4 -CS-BSA به ترتیب برابر Oe 5 وOe 8 به دست آمد که نشان از سوپر پارامغناطیس بودن نانوذرات سنتز شده داشت.پس از مشخصه یابی نانوذرات سنتز شده،برای بررسی اثر میدان مغناطیسی بر پروفایل رهایش پروتئین،دستگاه ایجاد کننده میدان مغناطیسی با جریان متناوب ساخته شد و میدان مغناطیسی با قدرتOe 1100 و فرکانس 120 هرتز بر نانوذرات اعمال گردید.نتایج حاصل از این آزمایش افزایش محسوس رهایش پروتئین را در حضور میدان نسبت به عدم حضور آن، نشان داد.به منظور اثر تغییرات فرکانس بر رهایش پروتئین، این آزمایش در فرکانس های بالاتر نیز انجام شد که کاهش یافتن میزان رهایش، نتیجه آن بود.به صورتی که در فرکانس های بالاتر از 300 هرتز رهایش پروتئین با کاهش قابل توجهی مواجه گردید. اندازه گیری میزان پروتئین رها شده در محلول نیز با استفاده از منحنی استاندارد BSA انجام گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که استفاده از نانوذرات مغناطیسی می تواند تاثیر بسیاری بر تحقق بخشیدن امر دارو رسانی هدفمند و رهایش کنترل شده ماده دارویی داشته باشد.