سنتز و شناسایی نانوذرات مغناطیسی پلیمری¬شده و کاربرد آن در استخراج فاز جامد مغناطیسی
Synthesis and characterization of polymeric magnetic nanoparticles and its application in solid-phase extraction
مجریان: رویا صالحی قره ورن
خلاصه روش اجرا: در این کار پژوهشی ابتدا نانوژلی با هسته پوسته سوپر پارا مغناطیس اکسید آهن (Fe3O4) و روکشی مبتنی بر SiO2 سنتز می گردد. سپس مولکول های پلیمری آکریل آمید و آکریلیک اسید همراه با پلیمر اصلاح شده β- سیکلودکسترین ، توسط کراس لینکر مناسب (NوN- متیلن بیس آکریل آمید) به هسته¬ی Fe3O4@SiO2 متصل شده که این کراس لینکر پیوندهای عرضی را در بین پلیمرها به وجود آورده و باعث ایجاد ساختار سه بعدی نانوژل می شود. این نانوژل مغناطیسی بوده و پایداری بسیار بالایی دارد و از همه مهمتر نسبت به آنالیت های مورد نظر گزینش پذیری بالایی دارد. سپس این نانوژل به عنوان نانوجاذب در استخراج داروی دوکسوروبیسین از نمونه ادرار دورریز بیماران سرطانی بصورت همزمان با روش استخراج فاز جامد مغناطیسی به کار می¬رود بدین صورت که ابتدا آنالیت بر روی نانوجاذب ، جذب یونی می شوند سپس با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی (آهنربا)، از محلول نمونه خارج می¬گردند. در نهایت توسط یک حلال شوینده مناسب آنالیت¬ها از روی نانوژل شسته شده و برای آشکارسازی مورد استفاده قرار می گیرند. در روند این پژوهش، همه¬ی پارامتر¬های مؤثر در مرحله¬ی استخراج بهینه سازی خواهند شد. به منظور دستیابی به فاکتورهای تغلیظ بالا وکاهش حد تشخیص روش، پارامترهای مختلفی مورد بررسی قرار میگیرند که عبارتند از: 1)نوع حلال شوینده، 2) مقدار جاذب، 3) زمان واجذب، 4) اثر pH، 5) اثر دما بر روی حلال شوینده، 6) اثر نمک روش آنالیز دستگاهی مورد استفاده در این پژوهش، روش اسپکتروفوتومتری UV-vis است. با توجه به پهن بودن طیف جذبی و وجود هم پوشانی زیاد بین طیف گونه¬های مورد نظر، از روش¬های کالیبراسیون چند متغیره مانند PLS برای اندازه گیری همزمان گونه¬ها استفاده خواهد شد . از مزایای این روش می¬توان به سادگی و سهولت کار، عدم نیاز به تجهیزات پیچیده، زمان آنالیز نسبتاً کم، هزینه کم و ... اشاره کرد. پارامترهای تجزیه¬ای از جمله حد تشخیص، تکرارپذیری، اثر ماتریکس، محدوده¬ی خطی و فاکتور تغلیظ در این روش مورد بررسی قرار می¬گیرند.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 66606 |
| عنوان فارسی طرح | سنتز و شناسایی نانوذرات مغناطیسی پلیمری¬شده و کاربرد آن در استخراج فاز جامد مغناطیسی |
| عنوان لاتین طرح | Synthesis and characterization of polymeric magnetic nanoparticles and its application in solid-phase extraction |
| نوع طرح | طرح - پایان نامه |
| اولویت طرح | نانوفیبرها، نانوذرات و اسکافولدها (در طب بازساختی، مهندسی بافت و دارورسانی) |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | بله |
| مقطع پایان نامه | کارشناسی ارشد |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | انتظار می رود تا در طی این پروژه با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده، نانوژل مناسبی به عنوان نانو جاذب برای استخراج فاز جامد مغناطیسی تهیه نماییم. همچنین انتظار داریم این نانوژل با راندمان بالایی تهیه شده و حاوی گروه های عاملی مورد نظر باشد. در مرحله ی بعدی، حلال شوینده¬ی مناسبی را به منظور جداسازی آنالیت¬ها از روی نانوژل انتخاب کرده و با بهینه سازی عوامل مؤثر در استخراج، به فاکتور های تغلیظ بالا و حد تشخیص پایین و تکرارپذیری قابل قبول دست یابیم. همچنین انتظار می رود تلفیق روش اسپکتروفوتومتری UV-vis و PLS به ما امکان اندازه گیری همزمان همه ی نگهدارنده ها را بدهد. |
| اهداف اختصاصی | تهیه نانوذرات سوپرپارامغناطیسی اکسید آهن و پوشش دهی سطح آنها با تترا اتیل اورتو سیلیکات (Fe3O4@SiO2) -پوشش دهی سطح نانوذرات اصلاح شده با پلیمرهای آکریل آمید و آکریلیک اسید و پلیمر اصلاح شده β- سیکلودکسترین وکراس لینکر N،N- متیلن بیس آکریل آمید -استخراج فاز جامد مغناطیسی دوکسوروبیسین از نمونه ادرار دورریز بیماران سرطانی |
| چکیده انگلیسی طرح | In this research work, nanogels are first synthesized with super paramagnetic iron oxide (Fe3O4) core and SiO2-based coating. The polymer molecules of acrylamide and acrylic acid, together with the modified polymer β-cyclodextrin, are attached to the Fe3O4 @ SiO2 nucleus by a suitable cross-linker (N-N-methylene bisacrylamide), which cross-links between the polymers to creates the three-dimensional structure of nanogels. This nanogel is magnetic and has a very high stability and most importantly has a high selectivity to the analytes. This nanogel is then used as a nanosorbent in the extraction of doxorubicin from the urine sample of cancer patients simultaneously with the magnetic solid phase extraction method, in which first the analyte on the nanosorbent is ionically absorbed and then by applying an external magnetic field ( Magnets) are removed from the sample solution. Finally, the analytes are washed from the nanogel with a suitable detergent solvent and used for detection. In the process of this research, all effective parameters will be optimized in the extraction stage. In order to achieve high concentration factors and reduce the detection limit of the method, various parameters are examined, which are: 1) Type of detergent solvent, 2) Absorbent amount, 3) Desorption time, 4) PH effect, 5) Temperature effect on detergent solvent, 6) Salt effect The method of instrumental analysis used in this research is UV-vis spectrophotometric method. Due to the wide absorption spectrum and the large overlap between the spectra of the species, multivariate calibration methods such as PLS will be used for simultaneous measurement of species. The advantages of this method include simplicity and ease of work, no need for complex equipment, relatively short analysis time, low cost, etc. Analytical parameters such as detection limit, repeatability, matrix effect, linear range and concentration factor are examined in this method. |
| کلمات کلیدی | نانوذرات سوپرپارامغناطیسی اکسید آهن: ذرات سوپرپارامغناطیس اکسید آهن (Fe3O4) که دارای خواص پارامغناطیس هستند یعنی در اثر عمل میدان مغناطیسی خارجی خاصیت مغناطیسی پیدا نموده به سوی میدان جذب می شوند و ابعاد این ذرات فلزی در محدوده نانومتر و ترجیحا زیر 50 نانومتر است. پلیمرهای زیست سازگار: پلیمرهایی هستند با شرایط بیولوژیک سازگار بوده و پس از قرار گرفتن در محیط زنده خود یا اجزای حاصل از تخریب آنها ایجاد سمیت یا تداخل یا عوارض جانبی در بدن نمی کند. β- سیکلودکسترین: سیکلودکسترین ها که گاهی سیکلوآمیلاز، سیکلومالتوز یا دکسترین های شاردینگر نامیده می شوند ، نانوکپسول های طبیعی تشکیل شده از واحدهای گلوکزی (7عدد گلوکز) هستند. این مولکول دارای ساختار مخروطی بوده که بدلیل داشتن گروه های هیدروکسیل در قسمت بیرونی مخروط، خاصیت قطبی دارد اما حفره داخلی مولکول دارای خاصیت ناقطبی می باشد. یکی از مهمترین خاصیت بتا سیکلودکسترین ایجاد کمپلکس مهمان- میزبان با مولکول های مهمان آبگریز در نانو حفره های خود است. نانوژل: نانوژل ها، نانوذرات پلیمری با شبکه سه بعدی هستند که از طریق شبکه ای شدن زنجیرهای پلیمری به وسیله ی عوامل شبکه کننده ی شیمیایی یا فیزیکی تشکیل می شوند. نانوژل ها به تحریک کننده های خارجی مانند تغییرات دمایی، نور، میدان های مغناطیسی، pH، تغییرات خواص یونی، عوامل شیمیایی یا زیستی پاسخ می دهند و به همین دلیل نانوژل ها بهترین عملکرد را در کپسوله کردن و آزادسازی دارو و تحویل هدفمند دارو، مهندسی بافت و دیگر کاربردهای پزشکی دارند. کمپلکس مهمان- میزبان: در شیمی ابرمولکول، معمولا یک مولکول به عنوان میزبان به مولکول دیگر به عنوان میهمان متصل شده و تشکیل کمپلکس میزبان- میهمان را می دهد. میزبان معمولاً یک مولکول بزرگ مانند آنزیم یا یک ترکیب حلقوی سنتز شده دارای حفره مرکزی با اندازههای مشخص (مثل قفل) میباشد. میزبان می تواند یک کاتیون تک اتمی، آنیون یا مولکول خنثی باشد (مثل کلید). به عبارت بهتر، میزبان را یک مولکول دارای اتم های دهنده پیوند هیدروژنی و یا اتم های با خاصیت بازی لوئیس می توان در نظر گرفت و میهمان را به عنوان یک کاتیون فلزی با خاصیت لوئیس اسیدی یا پذیرنده پیوند هیدروژنی دانست. حداقل مربعات جزئی(PLS): PLS یکی از روش های کالیبراسیون چند متغیره است که می توان چندین جزء موجود در نمونه را بصورت همزمان اندازه گیری نمود. به وسیله ی آن می توان حتی در همپوشانی شدید طیف ها، حضور نوفه، مزاحمت فیزیکی ناشی از پراکندگی نور و برهمکنش اجزای مورد اندازه گیری، جواب هایی با صحت و دقت قابل قبول بدست آورد. |
| ذینفعان نتایج طرح |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| رویا صالحی قره ورن | استاد راهنمای اول (آموزشی ) |
| سیما الوانی علمداری | دانشجوی مالک پایان نامه |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر استخراج دوکسوروبیسین از نمونه های بیولوژیکی بوسیله نانوژل مغناطیسی جدید بر اساس کوپلیمر اسید پلی اکریلیک‑آکریل آمید-بتا سیکلودکسترین انجام شد.متن خبر در این مطالعه ، یک نانوژل مغناطیسی جدید برای استخراج و پیش تغلیظ داکسوروبیسین (DOX) از نمونه های بیولوژیکی سنتز شد. تصاویر SEM و TEM نشان داد نانوژل سنتزی ذرات کروی با قطر تقریبی 50 نانومتر می باشند.از روش طراحی تجربی CCD برای بهینه سازی پارامترهای مهم موثر بر بازیابی استخراج DOX استفاده شد.مقادیر بهینه به دست آمده برای هر متغیر برای رسیدن به حداکثر استخراج داکسوروبیسین ، pH 5.0 ، زمان جذب = 22 دقیقه ، مقدار جاذب = 15 میلی گرم و محتوای نمک = 0٪ است. در شرایط آزمایش بهینه شده ، نمودار کالیبراسیون در محدوده غلظت 0.6 تا 15 میکروگرم بر میلی لیتر برای نمونه های پلاسما و 2.0 تا 30 میکروگرم بر میلی لیتر برای نمونه ادرار خطی است. مقادیر LOD برای ادرار ، و نمونه های پلاسما به ترتیب 0.72 و 0.24 میکروگرم برمیلی لیتر محاسبه می شود. این روش با موفقیت برای تعیین DOX در نمونه های بیولوژیکی استفاده شد. در مقایسه با سایر جاذبهای فاز جامد که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، نانوژل سنتز شده دارای مزایای ظرفیت جذب خوب و سازگار با محیط زیست بدون مصرف محلول آلی برای روشهای جذب / دفع است. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
