به طور کلی حامل های نانو ممکن است:
- یک دارو را از تخریب محافظت کنند.
- جذب دارو را از طریق تسهیل توزیع آن از غشای روده افزایش دهند.
- باعث تعدیل اثر بدن بر دارو شده و توزیع بافتی را تغییر دهند.
عدم حلالیت نانولوله های کربنی در محیط های آبی یک مانع مهم تکنیکی در کاربردهای شیمیایی و بیولوژیکی آنها است. اگر به ساختار نانولوله های کربنی، گروه کربوکسیلیک یا آمونیوم اضافه شود حلالیت آنها بالاتر می رود. به این ترتیب می توان برای انتقال پروتئین، اسید نوکلئیک و داروها از آنها استفاده کرد. نانولوله های کربنی دارای یک حفره کانالی هستند که برای قرارگیری نمونه و حمل آن می تواند استفاده شود [۲۷].

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱-۱۶) تشخیص دقیق بیماری در مراحل اولیه
هرچه بیماری یا آسیب به بخشی از بدن زودتر تشخیص داده شود، احتمال درمان آن بیشتر خواهد بود. با پیشرفت آزمایشگرهای زیستی امکان شناسایی میکروب های عامل بیماری قبل از تظاهر بیماری ممکن می شود. به عنوان مثال با توجه به پیشرفت فناوری تصویری می توان با دقت بسیار زیادی، محل حضور سرطان و آسیب وارده به بافت های بدن و اندام ها را تعیین کرد [۲۶].
۱-۱۷) نانولوله های کربنی و کاربرد آنها در تشخیص سرطان
طبق گزارش سازمان سلامت جهانی در سال ۲۰۰۸ حدود ۴/۱۲ میلیون مورد جدید از سرطان در کل دنیا و ۶/۷ میلیون مرگ ناشی از این بیماری تخمین زده شده است. هر چند سرطان قابل درمان است اما می تواند بعد از یک دوره شیمی درمانی، جراحی، یا اشعه درمانی مجدداً عود کند. لذا با اینکه برداشت ریشه ای تومور در مراحل اولیه بیماری تنها راه درمان آن است ولی تشخیص زودهنگام آن بسیار حیاتی و مهم است [۲۸].
در هر حال اکثر سرطان ها در مراحل ابتدایی بدون علامت هستند و روش های تصویربرداری سرطان مثل CT Scan[22] و MRI[23] و X-Ray قدرت تفکیک لازم را برای تشخیص زود هنگام بیماری ندارند. علاوه بر این روش های رایج تشخیص و درمان سرطان دارای محدودیت هایی مثل حساسیت کم، ویژگی پایین و سمیت دارویی است. بنابراین ارتقاء ابزار جدید برای تشخیص زودهنگام سرطان ضروری است. از نانومواد به خاطر ویژگی های منحصر به فردی که در حالت توده در آن ها دیده نمی شود، مانند ویژگی های نوری، مغناطیسی، مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی و توانایی آنها در عبور از غشاء سلولی برای تشخیص نشانگر های زیستی سرطان استفاده می شود [۲۹].
نانولوله های کربنی نشاندار شده با ایندیوم ۱۱۱ برای از بین بردن سلول های سرطانی و نانولوله های ناقل DNA می توانند در ژن درمانی استفاده شوند. در این نانولوله ها DNA به صورت متصل به سطح یا درون آنها حمل می شود. همچنین می توان از این SIRNA[24] برای خاموش کردن سلول های سرطانی استفاده کرد. اگر این SIRNA ها به وسیله نانولوله های کربنی تک لایه به سلول های سرطانی تحویل داده شوند، می تواند سبب خاموش شدن ژن های سرطانی شوند [۲۷].
۱-۱۸) نشانگرهای زیستی
نشانگرهای زیستی شاخصی از وضعیت زیستی بیماری هستند و در واقع بیانگر حالت خاصی هستند که می توانند برای تشخیص بیماری استفاده شوند. این نشانگرها می توانند برای مطالعه فرآیندهای سلولی و شناخت یا کنترل توقف یا تفسیر فرآیندهای سلولی در سلول های سرطانی مورد استفاده قرار گیرند. نشانگر زیستی می تواند یک پروتئین، یک قطعه از پروتئین ویا مولکول DNA یا RNA باشد [۳۰].
سلول های سرطانی اغلب نشانگر زیستی پروتئینی مشخصی را بیش از حد بیان می کنند که این ویژگی، زمینه ای را برای تشخیص زود هنگام بیماری فراهم می کند. نشانگرهای زیستی که به دلیل حمله سرطان و رشد آن به مقدار زیاد بیان می شوند، می توانند در سلول های سرطانی، خون، ادرار و سایر مایعات بدن مشاهده و شناسایی گردند. این مولکول ها می توانند در درون یا بیرون سلول سرطانی باشند. اگر در درون سلول سرطانی باشند غلظت آنها کم است بنابراین باید سلول لیز شود تا بتوان این نشانگرها را استخراج و تغلیظ نمود. اگرچه حساسیت و ویژگی پایین نشانگرهای زیستی مانع از استفاده ی آنها برای تشخیص سرطان می شود. اما استفاده از حسگرهای زیستی برای تجزیه و شناسایی نشانگرهای زیستی پروتئینی سبب ایجاد روشی با امتیازاتی از جمله هزینه مناسب، حساسیت و ویژگی بالا می گردد [۳۱-۱۵].
۱-۱۹) کاربرد نانولوله های کربنی در تشخیص مولکول ها
از آنجا که هدایت الکتریکی نانولوله کربنی به محیط و نیز تغییرات حاصل از جذب سطحی مولکول های مختلف حساس است می توان از آن بعنوان ابزاری برای تشخیص مولکول ها از جمله نشانگرهای زیستی سرطانی استفاده کرد [۳۰] .
۱-۲۰) نانولوله های بورنیترید
یک نانولوله بورنیترید[۲۵] ساختاری نظیر نانولوله های کربنی درطبیعت می باشد. با این تفاوت که اتم های B و N در یک ورقه گرافیتی بدون تغییر در فاصله بین اتم ها، جایگزین اتم های کربن می شوند (شکل۱-۱۲). نانولوله های بورنیترید در سال ۱۹۹۵ با موفقیت سنتز شدند. چهارده سال پیش از این سنتز، ایشی[۲۶] و همکاران یک گزارش در مورد ساختار شش ضلعی BN که در ادبیات جدید BNNT های بامبو مانند نامیده می شود، ارائه کردند ]۳۲[.
علیرغم شباهت های ساختاری بسیار زیاد این نانولوله ها با نانولوله های کربنی، تفاوت های فراوانی هم بین آن ها مشاهده می شود. برای مثال، نانولوله کربنی می تواند با توجه به جهت چرخش هم رسانا و هم نیمه رسانا باشد. در حالی که شبکه بورنیترید مستقل از دستوارگی لوله و شکل آن بوده و همواره نارسانا یا عایق می باشد. خواص الکتریکی نانولوله های بورنیترید برخلاف همتای کربنی مستقل از قطر لوله و تعداد لایه ها می باشند [۳۴-۳۳].
BNNT ها دارای خواص مکانیکی، پایداری شیمیایی، ویژگی های الکتریکی و پایداری حرارتی بهتری نسبت به CNT ها می باشند [۳۵]. همچنین تعامل خوبی با مولکول های آلی مانند پروتئین ها و DNA از خود نشان داده اند که این ویژگی برای کاربرد های پزشکی BNNT ها بسیار امیدوار کننده خواهد بود [۳۶].
شکل۱­۱۲­ نمایی از ساختارهای نانولوله های کربنی و نانولوله های بورنیترید تک لایه
۱-۲۱) شیمی نانولوله های بورنیترید و خالص سازی آنها
اولین گزارش ها در زمینه خالص سازی نانولوله های بورنیترید توسط چن[۲۷] و همکاران در یک پروسه خالص سازی چهار مرحله ای گزارش شد [۳۷]:
توزیع توده های بزرگ با واکنش شیمیایی در اتانول
حذف ذرات فلزی به وسیله شستشوی شیمیایی انتخابی با اسید کلریدریک
تجزیه ذرات بورنیترید از طریق اکسیداسیون انتخابی در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد در هوا
شستن با آب گرم و فیلتر کردن به منظور حذف باقی مانده های B2O3
در کار دیگر، حذف ناخالصی های بورنیترید (مانند نانوذرات، نوارها و موادی بی شکل) از نانولوله با بهره گرفتن از بر هم کنش های قوی بین نانولوله و یک پلیمر ترکیبی مورد توجه واقع شده است. پلیمر ترکیبی به طور انتخابی اطراف نانولوله ها را می پوشاند و می تواند برای تشخیص بین نانولوله ها و ناخالصی های بورنیترید استفاده شود. در این مورد، یک فرایند سه مرحله ای استفاده شده است:
۱- نخست نمونه با HNO3 برای حذف ذرات کاتالیستی شسته می شود.
۲- سپس یک پلیمر ترکیبی، پلی(ام- فنیل ونیلین) – کو(۲ و ۵- دی اکتوکسی- پی- فنیلن) یا PmPv برای پوشاندن نانولوله های بورنیترید به وسیله مخلوط کردن PmPv و نانولوله های بورنیترید در کلروفرم استفاده می شود که نانولوله های بورنیترید پوشیده شده را محلول می سازد. سپس با بهره گرفتن از سانتریفوژ کردن مخلوط، مواد غیر محلول(ناخالصی های BN) جدا می شود.
۳- واکنش حرارتی مواد کامپوزیتی در هوا در دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد پوشش PmPv را بر می دارد و نانولوله های بورنیترید را استخراج می کند [۳۷].
۱-۲۲) ۵-آمینولوولینیک اسید
۵-آمینولوولینیک اسید[۲۸](AVA) امروزه از جمله شناخته شده ترین داروها در درمان فتودینامیک[۲۹] (PDT) می باشد [۳۸]. PDT عبارت است از فعال سازی یک ترکیب حساسگر نوری با یک نور مرئی برای ایجاد نمونه هایی از اکسیژن سیتوتوکسیک و رادیکال های آزاد که به طور انتخابی سلول های در حال رشد سریع را تخریب، و در درمان بیماری ها و اختلالاتی که سیستم های مختلف بدن را درگیر می کند، از جمله ضایعات مخاطی دهانی، بیماری و سرطان های پوستی غیر ملانونی به کار می رود [۴۰-۳۹].
AVA یک زنجیر صاف، که آمینواسید اصلی به همراه یک گروه کربونیل کروموفوریک می باشد، تشکیل شده است [۳۸]. مشتقات شیمیایی AVA نخستین بار توسط مازرال و گرانیک[۳۰] توصیف شدند [۴۱].
شکل۱-۱۳- ساختار شیمیایی ۵-آمینولوولینیک اسید
۱-۲۳) گلیسین
گلیسین[۳۱] از جمله ساده ترین آمینو اسیدها می باشد که فقط دارای یک گروه آمینو، یک گروه کربوکسیل و دو اتم هیدروژن می باشد که همگی به یک اتم کربن اتصال یافته اند [۴۲].
شکل۱-۱۴- ساختار شیمیایی گلیسین
گلیسین در فاز گازی به صورت خنثی است در حالی که در محلول آبی حالت غالب آن به صورت یون دوقطبی[۳۲] است. این یون های دوقطبی با مولکول های آب به شدت واکنش می دهند [۴۳]. گلیسین به خاطر اندازه کوچکش، بسیار انطباق پذیر و مناسب برای قرار گرفتن در موقعیت داخلی پروتئین است [۴۲].
فصل دوم
مروری بر کارهای گذشته
۲-۱) درمان هدفمند سرطان کبد برپایه نانولوله کربنی مبتنی بر سیستم دارورسانی به داخل بدن
روش جدیدی از سیستم دارورسانی، DDS[33] شامل کیتوزان اصلاح شده با نانولوله کربنی تک جداره برای کنترل بار و انتشار آنتی سرطان دوکسوروبیسین[۳۴] در درمان سرطان کبد SMMC-7721 به کار برده شد. کیتوزان پیچیده شده به دور نانولوله موجب سازگاری زیستی نانولوله و اسیدفولیک متصل به لایه بیرونی کیتوزان شده که این امر منجر به نابود شدن سلول های تومور به صورت انتخابی می شود. آزمایشات صورت گرفته با روش DDS در درمان بیماری سرطان کبد بر روی موش ها نشان داد که انتقال داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین به همراه نانولوله کربنی بازده بهتری نسبت به استفاده آن به صورت آزاد دارد. نتایج حاصل از آزمایشات خون و پارامترهای بیوشیمیایی به همراه مطالعات بافتی از اندام های زنده حاکی است که DDS موجب کاهش سمیت در داخل بدن می شود. بنابراین استفاده از این روش درمانی با اثربخشی بالا و اثرات جانبی کم، جهت درمان سرطان امیدوار کننده خواهد بود [۴۴].
۲-۲) تجزیه و تحلیل محاسباتی وارد کردن نانولوله های کربنی به غشای سلولی
نانولوله های کربنی به دلیل توانایی در عبور از غشای سلولی به عنوان نانولوله های حامل برای انتقال مواد ژنتیکی و درمانی به داخل سلول ها به کار برده می شوند. به دست آوردن یک تصویر دقیق از حالت مولکولی اینگونه انتقال ها به دلیل اثرات پنهان غشای سلولی دشوار است. در این مقاله به مطالعه محاسباتی سیستماتیک از غشاء و فرآیندهای غشایی در قرار دادن نانولوله کربنی و توده ای از نانولوله ها با بهره گرفتن از دو روش متفاوت پرداخته شده است. در ابتدا به بررسی استاتیک از انرژی آزاد زیست محیطی بر مبنای شکل و گونه های مختلف هندسی و سپس دینامیک با رویکرد ادغام توده ای از ذرات به لایه بیرونی مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده از هر دو تکنیک نانولوله های کربنی به صورت افقی در لایه آبگریز غشای سلولی قرار می گیرند. همچنین با محاسبه انرژی بدست آمده از قرار گرفتن توده نانولوله ها مشخص گردید که غشای سلولی باعث تراکم لوله ها درون هسته آبگریز و موجب پایداری ساختاری آنها می شود [۴۵].
۲-۳ ) مطالعه تابعی چگالی فلوئور انتهایی بر روی نانولوله های بورنیترید
در این مقاله به بررسی اثرات افزایش فلوئور به انتهای نانولوله بورنیترید زیگزاگ (۶,۰) و صندلی (۴,۴) به روش محاسبات تابعی چگالی [۳۵]پرداخته شده است. طبق نتایج حاصل، نانولوله های بورنیترید زیگزاگ و صندلی اثرات مشابهی را در مقابل افزودن اتم فلوئور از خود نشان دادند. همچنین تغییرات قابل توجه تنها بر روی اتم های مجاور اتم فلوئور انتهایی مشاهده گردید. بررسی ها نشان داد که استحکام پیوندهای اولیه نانولوله های بورنیترید قوی تر از پیوندهای ثانویه می باشند [۴۶].
۲-۴) اثر ناخالصی در خواص الکتریکی نانولوله های کربنی
در این مقاله اثر ناخالصی برخواص الکترونیکی نانولوله های کربنی تک دیواره با بهره گرفتن از نظریه تابعی چگالی بررسی شد. ساختار های پیوند الکترونی و حالت های چگالی نانولوله های کربنی (۴,۴) و (۷,۰) با وجود مقادیر متفاوتی از ناخالصی های بور و نیتروژن محاسبه شد. یافته ها نشان داد این ناخالصی ها اثر قابل توجهی در رسانایی نانولوله های کربنی دارد. در حالت (۴,۴) نانولوله فلزی بعد از افزودن ناخالصی بور و نیتروژن به صورت فلز باقی می ماند. خواص الکترونی نانولوله نیم رسانا در حالت (۷,۷) می تواند به طور وسیع در حضور ناخالصی تغییر کند. نتایج نشان داد که ناخالصی B و N در نانولوله (۷,۰) میتواند به ترتیب باعث نیم رسانای نوع p و نوع n شود [۴۷].

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...