سنتز سبز نانوذرات کربن (دوپ شده با مس) برگرفته از برگ گل ختمی برای درمان فوتوترمال سرطان در اولین پنجره مادون قرمز (NIR-IN) (808 نانومتر)
Green synthesis cu-doped carbon dots from Alcea for cancer photothermal therapy in the first near-infrared (NIR-IN) window (802 nm)
مجریان: احمد یاری خسروشاهی
خلاصه روش اجرا: در ابتدا سنتز نانو ذرات کربن دات دوپ شده با مس را انجام داده و بعد مشخصه یابی نانو ذرات سنتز شده از نظر اندازه، باز سطحی، مورفولوژی، عامل های سطحی، میزان کارایی در افزایش دما در زمان تابش دهی توسط لیزر 808 نانومتر و... انجام خواهد گرفت. در مراحل تست سلولی، سلولهای سرطان سینه کشت شده و با نانو ذرات سنتز شده انکوبه خواهد شد و تستهای مربوط به سمیت نانو ذره انجام گرفته و در غلظت غیر سمی بدست آمده، سلولها را در حضور نانو ذره مورد تابش لیزر قرار داده و میزان مرگ سلولی و نوع مرگ سلولی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت تا میزان کارایی فوتوترمال این نانوذرات مورد ارزیابی قرار گیرند.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 68611 |
| عنوان فارسی طرح | سنتز سبز نانوذرات کربن (دوپ شده با مس) برگرفته از برگ گل ختمی برای درمان فوتوترمال سرطان در اولین پنجره مادون قرمز (NIR-IN) (808 نانومتر) |
| عنوان لاتین طرح | Green synthesis cu-doped carbon dots from Alcea for cancer photothermal therapy in the first near-infrared (NIR-IN) window (802 nm) |
| نوع طرح | طرح تحقیقاتی |
| اولویت طرح | نانوفیبرها، نانوذرات و اسکافولدها (در طب بازساختی، مهندسی بافت و دارورسانی) |
| نوع مطالعه | طرح تحقیقاتی-پژوهشی |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 9 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | به طور کلی روشهای رایج موجود برای درمان سرطان شامل جراحی، شیمی درمانی، پرتودهی و یا ترکیبی از روشهای فوق میباشد. هر کدام از این روشها دارای محدودیتهایی میباشند که این محدودیتها محققین را به سوی روشهای جدیدی برای درمان سرطان سوق داده است. یکی از روشهای نوین استفاده از روش فوتوترمال تراپی با استفاده از نانو مواد میباشد. روش فوتوترمال روشی نوین، ایمن، موثر و غیر تهاجمی برای درمان سرطان میباشد که با استفاده از تابش دهی نانو ذرات وارد شده به بافت تومور، سبب تبدیل انرژی تابشی به حرارتی (توسط نانو ذرات) شده و افزایش دمای حاصله باعث از بین رفتن سلولهای سرطانی میشود. از چالشهای پیش رو برای روش فوتوترمال وجود نانوذرات ارزان قیمت، داشتن روند سنتزی آسان و دارای جذب نوری در محدوده پنجرهی درمانی (بازه 700 تا 800 نانومتر) با حداقل سمیت میباشد. بیشترین نانوذرات استفاده شده در فوتوترمال، نانو لولههای کربنی، نانو ذرات گرافن و انواع اشکال نانو ذرات طلا ازجمله آنها نانو ذرات کروی طلا ، نانو قفس های طلا ، نانو ذرات هسته پوسته می باشندکه این ذرات دارای محدودیت هایی از جمله: وابستگی افزایش دمایی به الکترونهای سطحی که با تغییر محیط میزان و شدت تبدیل نور به حرارت دچار تغییر میشود، گران قیمت بودن و دارای روند سنتز پیچیده، ناپایداری در مدت زمان نگهداری، تجمع کم در محیط تومور و برداشت سلولی کم میباشد. در طرف مقابل در نانوذرات مس این محدودیتها وجود نداشته و نانوذرات مس، سنتزی آسان و ارزان قیمت با پایداری بالا و قابلیت تبدیل نور به حرارت توسط الکترونهای لایههای داخلی و برداشت سلولی مناسبی را با توجه به اندازه زیر 20 نانومتر دارند. حال مهمترین چالش در استفاده از نانوذرات مس سمیت نسبتا بالای این ذرات در مقایسه با نانوذرات دیگری مانند طلا میباشد. میزان غلظت بهینهی معرفی شده برای این نانوذرات زیر 100 پی پی ام (ppm) معرفی شده است که در این غلظت میزان عملکرد این نانوذرات در فوتوترمال ناچیز بوده و کارایی مورد نظر را ندارد. نانو ذرات کربن دات از نانو ذرات نقطهای و صفر بعدی بر پایه کربن هستند که ویژگیهای منصحر بفرد فیزیکی و شیمیایی خاصی دارند. این نانو ذرات دارای طیف وسیع و قابل تغییر جذب نوری و فلورسنس هستند که آنها را برای انجام کارهای مرتبط با نور مناسب میسازد و پایداری بسیار بالا، فرآیند سنتز آسان و ارزان قیمت و از همه مهمتر بدلیل قابل سنتز بودن از مواد طبیعی حاوی کربن در طبیعت همانند عصارهی گیاهان طبیعی، دارای زیست سازگاری بالایی میباشند. در این مطالعه به جای روش سنتز معمول نانوذرات مس که نیاز به استفادهی زیاد از عنصر مس جهت سنتز دارد که متعاقبا سبب افزایش سمیت در حین استفاده از این نانو ذرات میشود، برآنیم برای اولین بار با استفاده از عصارهی برگ گیاه ختمی، نانوذرات کربن دات سنتز کرده و یون مس را بصورت ناخالصی (دوپ) در ساختار نانوذرات کربن وارد کنیم تا به نانوذرهی نهایی با کمترین میزان مس و دارای خاصیت فوتوترمال مناسب در غلظت بهینهی مس برسیم. |
| اهداف اختصاصی | سنتز نانو ذرات کربن دات دوپ شده با مس -مشخصه یابی نانو ذره سنتز شده -بررسی نانو ذره سنتز شده از نظر عملکرد فوتوترمال تراپی بر روی سلول‌های سرطان سینه |
| چکیده انگلیسی طرح | Surgery, chemotherapy, radiation, or a combination of the three are common cancer treatments that each of these approaches has drawbacks that have led to the development of novel cancer treatments. The use of photothermal therapy by nanomaterials is one of the novel approaches. The photothermal method is a new, safe, effective, and non-invasive method for the treatment of cancer that uses nanoparticles to convert irradiated energy into heat and increase the resulting temperature to kill cancer cells. One of the challenges for the photothermal method is finding inexpensive nanoparticles, having an easy synthesis process, and having light absorption in the treatment window range (700 nm to 800 nm) with minimal toxicity. The most commonly used nanoparticles in photothermal therapy are gold metal nanoparticles. They have limitations such as dependence of temperature increase on surface electrons that change with the change of environment and the intensity of light to heat conversion, being expensive and having a complex synthesis process, instability during storage. On the other hand, there are no such limitations in copper nanoparticles. copper nanoparticles have an easy and inexpensive synthesis with high stability and the ability to convert light into heat by the electrons in the inner layers. Now the most important challenge in using copper nanoparticles is the relatively high toxicity of these particles compared to gold nanoparticles. The optimal concentration of these nanoparticles below 100 ppm has been introduced, in which the photothermal performance of these particles in optimal concentration is low and does not have the desired efficiency. In this study, instead of the usual synthesis method of copper nanoparticles, which requires a lot of copper element for synthesis, which subsequently increases the toxicity while using these nanoparticles, we intend to synthesize carbon dots nanoparticles using Alcea leaf extract and Introduce copper ions as impurities (doped) in the structure of carbon nanoparticles to reach the final nanoparticle with the lowest amount of copper and with suitable photothermal properties in the optimal concentration of copper. |
| کلمات کلیدی | فوتوترمال تراپی: یک روش درمان سرطان بر پایه عامل فوتوترمال و نور است که در آن عامل فوتوترمال سبب تبدیل انرژی نور به انرژی گرمایی شده و سبب از بین بردن سلولهای سرطانی میشود. فوتوداینامیک تراپی: فوتوداینامیک تراپی Photodynamic therapy (PDT) روش نوین در درمان غیر تهاجمی و سرپایی سرطان است. در این روش به بیمار دارو حساس به نور که اصطلاحاً به آن photosensitizer گفته می شود تزریق می شود. سلولهای سرطانی حاوی دارو تحت تابش نور با طول موج مخصوص دارو قرار میگیرند. دارو با جذب نور فعال شده و تولید اکسیژن اکتیو می کند. اکسیژن اکتیو سلولهای سرطانی کشته و سرطان را از بین می برد. فوتوکاتالیست: فرآیندی است که در آن موادی با جذب نور سبب افزایش سطح انرژی و متعاقبا سبب انجام یک واکنش (معمولا شکست مواد سنگین به مواد سبک تر) میشوند. پی پی ام (ppm): یک یکا برای سنجش غلظت مواد با غلظت بسیار کم است. بخش در میلون (ppm). پنجره درمانی (Therapeutic window) : پنجره درمانی یا پنجره نزدیک به مادون قرمز (NIR) به بازه نور مادون قرمز بین 650 نانومتر تا 1350 نانومتر گفته میشود که نور بیشترین نفوذ را در بافت دارد. نانو ذرات کربن دات: به نانو ذرات کربن نقطه ای کمتر از 10 نانومتر گفته میشود. دوپ شده (Doped): به انتقال عمدی یک ناخالصی به یک ساختار خالص جهت تغییراتی در ویژگیهای ساختاری، نوری و هدایتی ساختار گفته میشود. |
| ذینفعان نتایج طرح | بیماران سرطانی، محققین عرصه سلامت |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| میثم نجفلو | مجری دانشجویی(کمیته تحقیقات دانشجویی) |
| احمد یاری خسروشاهی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| فرهاد بانی | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر سرطان سینه توسط نانو ذرات کربن سنتز شده از برگ گیاه ختمی به همراه یون مس با روش فوتوترمال درمان شد.متن خبر یکی از روشهای نوین درمان سرطان استفاده از روش فوتوترمال تراپی است که در این روش نور تابیده شده از لیزر توسط نانو ذرات دارای خاصیت رزونانسی به حرارت تبدیل شده و سبب از بین رفتن سلولهای سرطانی میشود.
از محدودیتهای موجود نانو ذرات مورد استفاده، روش سنتز پیچیده، هزینهی بالای سنتز و سمیت بالای آنها میباشد که برای رفع این مشکل در این طرح با استفاده از عصارهی برگ گیاه ختمی نانو ذرات کربن ساخته شدند که بعد از قرار دادن یون مس در ساختار آنها خاصیت فوتوترمال داشته که در سرطان سینه به خوبی بعد از تابش لیزر سبب از بین رفتن سلولهای سرطانی شدند. از ویژگیهای این نانو ذرات میتوان به روش سنتز آسان و کم هزینه، امکان سنتز در حجم زیاد و امکان سنتز از مواد اولیهی گیاهی و بدون سمیت اشاره کرد که بر محدودیتهای قبلی نانو ذرات مورد استفاده فایق آمد. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
