سنتز، جداسازی و خالصسازی نانوذرات پروتئینی آلبومین و ژلاتین به عنوان حامل داروهای ضد سرطان
محورهای موضوعی : مجله فناوری اطلاعات در طراحی مهندسی
کلید واژه: Optimization, nanoparticles, جداسازی, Taguchi Method, نانوذرات, دارورسانی, سانتریفوژ, اولترافیلتراسیون, Drug delivery, HSA, desolvation method,
چکیده مقاله :
چکیده: با وجـود کـاربرد بـالقوه نـانوذرات پلیمـری در صـنایع د اروسـازی ، یکـی از چـالش هـا بـرای کـاربرد نانوذرات در ابزار تشخیص و درمان سرطان، مربوط به خالص سازی و جداسازی آن هـا مـی باشـد ؛ لذا درسال های اخیر جداسازی نانوذرات توجه زیادی را در بسیاری از زمینه های علمی به خود جلب کرده است. هدف این مقاله، یافتن روش مناسب برای جداسازی و خالص سـازی نـانوذرات پروتئینـی به عنوان حامل دارو است (زیرا روش نامناسب از فعالیت زیسـتی نـانوذرات مـی کاهـد ) کـه بسـته بـه روش ساخت و خواص رهایشی نانوذرات متفاوت می باشد. درابتدا نانوذرات پروتئینی سرم آلبـومین گاوی، سرم آلبومین انسانی و نانوذرات ژلاتینی را به روش توده ای شدن تهیه کردیم، سپس با روش اولترافیلتراســیون، دیــالیز، ســانتریفوژ، ژل الکتروفــورز و FTIR بــه جداســازی و خــالص ســازی و مشخصه یابی آن ها پرداختیم. بهترین اندازه بـرای نـانوذرات سـرم آلبـومین گـاوی ، سـرم آلبـومین انسانی و ژلاتینی به ترتیب67،53 و 174 نانومتر ب دست آمد که نشان می دهـد ایـن نـانو ذرات بـرای دارورسانی بسیار مناسب می باشند.
Abstract In recent years, the application of protein nanoparticles has become of more and more interest to the pharmaceutical industry. In this study,Human Serum Albumin (HSA) was used for the synthesis of nanoparticles by desolvation method for application in drug delivery system because of biodegradablity, owing to the high capacity of drug loading and nontoxiticty. Moreover, the effects of different parameters i.e. pH, HSA concentration, agitation speed, glutaraldehyde concentration, organic solvent adding rate, the ratio of organic solvent/HSA solution were examined in this research and Taguchi method with L16 orthogonal array was implemented to optimize experimental conditions. The best parameters for nanobioparticles production were obtained at pH=9, HSA concentration: 75 mg.ml-1 , ethanol adding rate: 1.5 ml.min-1 and the ratio of organic solvent/HSA solution: 4. Under these conditions, the software predicted the 46.625 nm for HSA nanoparticle size, which, in experiment 53 nm, was achieved for the nanoparticles. With respect to our study, the synthesis of human serum albumin nanoparticles was carried out for the first time and to the best of our knowledge, no reference has been found in the literature about using Taguchi method for optimization of HSA nanoparticles up to now.
[1] RH Miiller; “Colloidal carriers for controlled drug delivery and targeting”. Wissenschaftliche verlagsgesellschaft: Stuttgart, Germany and CRC Press: Boca Raton, 1991. [2]S Cohen, H Bernstein (eds); “Microparticulats systems for the delivery of proteins and vaccines”, Marcel Dekker, New York, 1996. [3] R Gref, Y Minamitake, MT Peracchia, V Trubetskoy, VP Torchilin, R Langer; “Biodegradable long-circulating polymeric nanospheres”, Science 263, 1994, 1600. [4]G Panyam, V Labhasetwar: “Biodegradable nanoparticles for drug and gene delivery to cells and tissue”, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol. 55, 2003, 329-347. [5] F Yuan, M Dellian, M Fukumura, M Leunig, BD Berk, VP Torchilin, RK Jain; “Vascular permeability in a human tumor xenograft, Molecular size dependence and cutoff size”, Cancer Res55, 1995, 3752. امل داروهای ضدسرطان سازی نانوذرات پروتئینی آلبومین و ژلاتین به عنوان ح سنتز، جداسازی و خالص 55 [6] M Rahimnejad, M Jahanshahi, G. D Njafpour: “Production of biological nanoparticles from bovine serum albumin for drug delivery”, Afr. J. Biotechnol, 5 (20), 2006, 1918-1923. [7] L Brannon-Peppas, J.O Blanchette; “Nanoparticle and targeted systems for cancer therapy”, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol. 56, 2004, 1649-1659. [8] M Jahanshahi, G. D Njafpour, M Rahimnejad; “Applying Taguchi method for optimized fabrication of bovine serum albumin (BSA) nanoparticles as drug delivery vehicles”, Afr. J. Biotechnol, 7(4), 2008, 362. [9] M Jahanshahi, M H Sanati, S Hajizadeh, Z Babaei; “Gelatin nanoparticle fabrication and optimization of the particle size”, Phy. Stat. sol. (a), 2008, 1-5. [10] M Jahanshahi, Z Babaei; “Protein nanoparticle: A unique system as drug delivery Vehicles”, Afr. J. Biotechnol, 7(25), 2008, 4926-4934. [11]Hand book of drug delivery systems, Nanoparticles. [12] Protein Concentration and Diafiltration by Tangential Flow Filtration, [Internet source], Millipore, Viewed 2007-10-01, Available at: http://www.millipore.com/techpublications/tech1/tb032 [13] M Jahanshahi, Z Zhang, ALyddiatt; “Subtractive chromatography for purification and recovery of Nano-bioproducts”, J.IEE Proc-Nanobiotechnol, 152(3), 2005, 121-126. [14] J.J Marty, R.C Oppenheimer, P Speiser; “Nanoparticles-a new colloidal drug delivery system”, Pharm. Acta Helv, 53, 1978, 17-23. [۱۵ [سید عباس شجاع الساداتی، محمد علی اسـدالهی، بیوتکنولوژی صنعتی. انتشـارات دانشـگاه تربیـت مدرس، ۱۳۸۱ . [16] J Kreuter; “Peroral administration of nanoparticles”, Adv Drug Del Rev 7(1), 1991, 71-86. [17] MP Desai, V Labhasetwar, E Walter, RJ Levy, GL Amidon; “The mechanism of uptake of biodegradable microparticles in Caco-2 cells in size dependent”, Pharm Res 14 , 1997, 1568 -1573. [18] M Jahanshahi, MH Sanati , Z Babaei; “Optimization of parameters for the fabrication of gelatin nanoparticles by the Taguchi robust design method”, Journal of Applied Statistics, 35, 12, 2008, 1345–1353,
_||_