عنوان پایان‌نامه
سنتز و اصلاح از طریق پوشش دهی پلیمری نانو کریستال های سوپر پارامغناطیس داری توزیع یکنواخت و سایز کنترل شده جهت کاربردهای زیستی
- رشته تحصیلی
- نانوشیمی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76269;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1125;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76269;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1125
- تاریخ دفاع
- ۱۷ مهر ۱۳۹۵
- استاد راهنما
- مهدی شمس آرا, حسین مهدوی
- دانشجو
- عباس فرمانی
- چکیده
- نانو ذرات مغناطیسی عامل دار شده نوعی از مواد کاربردی جدید هستند که به طور گسترده ای در بیوتکنولوژی و کاتالیزور ها استفاده می شوند. به منظور کاربردهای عملی، نانوذرات باید دارای خواص ترکیبی اشباع مغناطیسی بالا، پایداری، سازگاری زیستی و کارکردهای تعاملی در سطح باشند. علاوه بر این، سطح نانوذرات آهن اکسید را می توان توسط مواد آلی و یا مواد غیر آلی از قبیل پلیمرها، مولکول های زیستی، سیلیکا، فلزات، و غیره اصلاح نمود. در این رساله سنتز نانوبلور مغناطیسی آهن اکسید با قابلیت کنترل پذیری شکل و بار الکتریکی سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از روش سولووترمال، با کنترل شرایط واکنش و تغییر نسبت مواد شیمیایی مورد استفاده، نانوبلور مغناطیسی تک بلوره آهن با ساختار کروی پایدار شده توسط تری سدیم سیترات تهیه شد. سپس یون های آهن سه ظرفیتی به سطح نانو بلور تهیه شده داپ شد. در ادامه با استفاده از پوششی از پلی اتیلن گلیکول، یون های آهن داپ شده بر روی سطح نانوبلور آهن تثبیت شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نانوبلورمغناطیسی تهیه شده در pH های بیولوژیکی دارای بار الکتریکی سطحی منفی است. پس از اصلاح سطح نانوبلور مغناطیسی توسط یون آهن و پگیله شدن، بار الکتریکی سطحی آن به سمت مقادیر مثبت تر شیفت پیدا کرد. تصاویر TEM و SEM تشکیل یک هاله نازک بر روی سطح نانوبلور مغناطیسی را نشان داد. نانوبلور مغناطیسی دارای پتانسیل زتای منفی در تهیه حسگر الکتروشیمیایی حساس به داروی مخدر بوپرونورفین مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد که استفاده از نانو بلور مغناطیسی با پتانسیل زتای منفی باعث بهبود سیگنال الکتروشیمیایی مربوط به اکسایش داروی مخدر بوپرونورفین به میزان قابل توجهی می شود. همچنین، نانوبلور با پتانسیل زتای مثبت تر، پس از بررسی سمیت آن، جهت بیان ژن pEGFP-C1 در باکتری E. coli مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که سمیت این نانو ذره در طیف گسترده ای از غلظت نانوبلور مغناطیسی اصلاح شده، در زمان های مختلف قابل صرفنظر کردن است. نانوبلور مورد استفاده در این مطالعه بازده انتقال ژن pEGFP-C1 در باکتری E. coli را به میزان قابل توجهی بهبود داد.
- Abstract
- Functionalized magnetic nanoparticles are a new kind of functional materials that are widely used in biotechnology and catalysts. For practical applications, nanoparticles must have combination properties of high magnetic saturation, stability, biocompatibility and active functions on their surface. In addition, the iron oxide nanoparticles can be functionalized with organic or inorganic materials such as polymers, biomolecules, silica, metals, etc. In this thesis the synthesis of magnetic iron oxide nanocrystals with the ability to control the shape and surface charge is investigated. First, by using solvothermal method, by controlling the reaction conditions and change the ratio of chemicals used, single crystalline magnetic nanocrystalline iron with spherical structure was prepared& stabilized by trisodium citrate. The trivalent iron ions were doped on the surface of nanocrystal. In addition, by coating via polyethylene glycol, iron ions have been stabilized on the surface of nanocrystalline iron. The obtained results showed that in the biological pHs the surface charge of nanocrystals is negative. After modifying the surface of a nanocrystal by iron ion and PEGylation, the surface charge is shifted towards more positive values. TEM and SEM images showed the formation of a thin-hollow on the nanocrystal surface. Nano Crystal with a negative zeta potential was used in the development of electrochemical sensors sensitive to the buprenorphine drug. The results of this study showed that the use of magnetic nano-crystals with negative zeta potential significantely enhanced the electrochemical oxidation of the drug buprenorphine signal. Also, nano-crystals with a more positive zeta potential, after examining their toxicity, was used for PUC19 gene expression in E. coli. The results of this study showed that the toxicity of these nanoparticles is negligible in a wide range of concentrations of the nanoparticles at different times. Nano-crystals used in this study, significantly improved the efficiency of pEGFP-C1 gene expression in the bacterium E. coli. Keywords: Magnetic nanocrystal, Electrochemical sensor, Gene delivery
