نانوکامپوزیت مگنتیت/سیلیکا/ نقاط کوانتومی کربنی، بمنظور استفاده برای دارورسانی هدفمند ملاتونین
محورهای موضوعی : بیوموادآیدا فایقی نیا 1 , حسین نورانیان 2 , حسین اسلامی 3
1 - پژوهشگاه مواد وانرژی
2 - هیات علمی/پژوهشگاه مواد و انرژی
3 - دانشجوی ارشد مواد / پژوهشگاه مواد و انرژی
کلید واژه: کربن, مگنتیت, سیلیکا, دارو رسانی, ملاتونین,
چکیده مقاله :
در دارو رسانی هدفمند، دارو در نقطه و شرایط خاص و مورد نظر رهاسازی می شود، در این پژوهش از هسته های مگنتیت(خاصیت مغناطیس‌پذیری اشباع بالا (emu.g-159)) برای هدفمند کردن سامانه‌دارویی استفاده شد. ابتدا نانو ذرات مگنتیت به روش هم رسوبی از نمک‌های کلریدی دو و سه ظرفیتی آهن (FeCl2 وFeCl3) سنتز شدند، سپس سیلیکاهای مزومتخلل (با قطر تخلخل nm13(به روش استوبر از منبع سیلیکایی تترا اتیل اورتو سیلیکات (TEOS) روی هسته‌های مگنتیتی بشکل کره تشکیل شد، پس از آن نقاط کوآنتومی کربنی که به روش هیدرومال از اسید سیتیرک سنتز شده بودند و اثر ناپذیری سطح آنها بوسیله دی اتیل آمین صورت پذیرفته بود، در حفره‌های سیلیکا با روش جذب فیزیکی جایگذاری شد، داروی مؤثره ملاتونین(46/6 میلی‌گرم ملاتونین در 100 میلی‌گرم از سامانه دارویی) نیز به روش جذب فیزیکی روی این سامانه بارگذاری شد و نحوه رهایش این دارو با روش رهایش از کیسه دیالیز در محیط شبیه سازی شده خون و بافت سرطانی بدقت مورد بررسی قرار گرفت و بهره کوآنتومی سامانه نیزحدود 40% مشخص شد. نتایج نشان داد بارگذاری داروی ملاتونین و نقاط کوآنتومی کربن به خوبی روی نانو ذرات سیلیکا با هسته های مگنتیتی انجام شد و این سامانه در شرایط دمایی نیز به میزان 30% دارو را آزاد می کند.
In targeted drug delivery, the drug is released at specific points and conditions, and in this study, magnetite nuclei were used to target the drug system. First, magnetite nanoparticles were synthesized by co-precipitation of two- and three coordinated iron chloride salts (FeCl2 and FeCl3).Carbon dioxide quantum dots, which had been hydrolyzed by citric acid and whose surface was ineffective by diethylamine, were then placed in silica cavities by physical absorption. The effective drug melatonin was also loaded on the system by physical absorption, and the method of releasing this drug by dialysis bag was carefully examined in the simulated environment of blood and cancer tissue, and the quantum yield of the system was determined. The accuracy of the operations performed by electron microscopy, nitrogen uptake and absorption, factor characterization, X-ray diffraction, magnetometry and infrared spectroscopy were investigated. The results showed that the loading of melatonin and carbon quantum dots was well performed on silica nanoparticles with magnetite nuclei, and the system also releases the drug well at room temperature.
[1] ا. بی‌غم، "تولید و مشخصه‌یابی منیزیم سیلیکات مزوحفره جهت کاربرد‌های رهایش کنترل شده دارو"، فرایندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 12، شماره 1، شماره پیاپی 44، صفحه 86-88، بهار 1397.
[2] م. رفیعی نیا، ا. یزدانی چم زینی، ب. موحدی و ح. صالحی، "سنتز و ارزیابی سمیت سلولی نانو‌الیاف شیشه‌ی زیستی تهیه شده به روش الکتروریسی جهت ساخت داربست مهندسی بافت"، فرایندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 9، شماره 3، صفحه 145-54، پاییز 1394.
[3] R. Narayan, U. Y. Nayak, A. M. Raichur & S. Garg, "Mesoporous silica nanoparticles: A comprehensive review on synthesis and recent advances", Pharmaceutics, vol. 10, no. 3, pp. 1–49, 2018.
[4] L. Shen, B. Li & Y. Qiao, "Fe3O4 nanoparticles in targeted drug/gene delivery systems", Materials (Basel), vol. 11, no. 2, pp. 1–29, 2018.
[5] M. L. Chen, Y. J. He, X. W. Chen, and J. H. Wang, "Quantum dots conjugated with Fe3O4-filled carbon nanotubes for cancer-targeted imaging and magnetically guided drug delivery", Langmuir, vol. 28, no. 47, pp. 16469–16476, 2012.
[6] Y. Li et al, "Melatonin-loaded silica coated with hydroxypropyl methylcellulose phthalate for enhanced oral bioavailability: Preparation, and in vitro-in vivo evaluation", Eur. J. Pharm. Biopharm, vol. 112, no. November, pp. 58–66, 2017.
[7] Y. Li et al, "Melatonin for the prevention and treatment of cancer", Oncotarget, vol. 8, no. 24, pp. 39896–39921, 2017.
[8] G. A. Bubenik, "Gastrointestinal melatonin: Localization, function, and clinical relevance", Dig. Dis. Sci, vol. 47, no. 10, pp. 2336–2348, 2002.
[9] J. Liu, F. Huang & H. W. He, "Melatonin effects on hard tissues: Bone and tooth", Int. J. Mol. Sci, vol. 14, no. 5, pp. 10063–10074, 2013.
[10] P. Zrazhevskiy, M. Sena & X. Gao. "Designing multifunctional quantum dots for bioimaging, detection, and drug delivery", Chemical Society Reviews vol. 39, no. 11, pp. 4326-4354, 2010.
[11] S. Sun & H. Zeng, "Size-controlled synthesis of magnetite nanoparticles", J. Am. Chem. Soc, vol. 124, no. 28, pp. 8204–8205, 2002.
[12] X. Sun et al, "Size-controlled synthesis of magnetite (Fe3O4) nanoparticles coated with glucose and gluconic acid from a single Fe(III) precursor by a sucrose bifunctional hydrothermal method", J. Phys. Chem. C, vol. 113, no. 36, pp. 16002–16008, 2009.
[13] A. Doadrio, A. Salinas, J. Sánchez-Montero & M. Vallet-Regí, "Drug release from ordered mesoporous silicas", Curr. Pharm. Des, vol. 21, no. 42, pp. 6213–6819, 2015.
[14] M. Martínez-Carmona, Y. K. Gun’ko & M. Vallet-Regí, "Mesoporous silica materials as drug delivery: ‘the nightmare’ of bacterial infection", Pharmaceutics, vol. 10, no. 4, pp. 1–29, 2018.
[15] S. Ray et al, "Dendrimer-and copolymer-based nanoparticles for magnetic resonance cancer theranostics", Theranostics, vol. 8, no. 22, pp. 6322–6349, 2018.
[16] F. Salahpour Anarjan, "Active targeting drug delivery nanocarriers: Ligands", Nano-Structures & Nano-Objects, vol. 19, p. 100370, 2019.
[17] J. Estelrich, E. Escribano, J. Queralt & M. A. Busquets, "Iron oxide nanoparticles for magnetically-guided and magnetically-responsive drug delivery", Int. J. Mol. Sci, vol. 16, no. 4, pp. 8070–8101, 2015.
[18] S. N. Baker & G. A. Baker, "Luminescent carbon nanodots: emergent nanolights", Angew. Chem, Int. Ed, 49, 6726-6744, 2010.
[19] H. C. Zhang, H. Ming, S. Lian, H. Huang, H. Li, L. Zhang, Y. Liu, Z. Kang & S. T. Lee, "Fe2O3 / carbon quantum dots complex photocatalysts and their enhanced photocatalytic activity under visible light", Dalton Trans, vol.40, pp.10822-10825, 2011.
[20] S. Zhu, Y. Song, X. Zhao, J. Shao, J. Zhang & B. Yang, "The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots, and polymer dots): current state and future perspective", Nano Res, vol. 8, no. 2, pp. 355–381, 2015.
[21] A. Carrillo-Vico, P. J. Lardone, N. Álvarez-Śnchez, A. Rodrĩguez-Rodrĩguez & J. M. Guerrero, "Melatonin: Buffering the immune system", Int. J. Mol. Sci, vol. 14, no. 4, pp. 8638–8683, 2013.
[22] R. J. Reiter, J. C. Mayo, D. X. Tan, R. M. Sainz, M. Alatorre-Jimenez & L. Qin, "Melatonin as an antioxidant: under promises but over delivers", J. Pineal Res, no. June, pp. 253–278, 2016.