سنتز نانو ذرات آهن با استفاده از کیتوسان و بررسی کاربرد آن در انتقال ژن
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Iron magnetic nanoparticles synthesis using chitosan and evaluation of their application in gene delivery
First Statement of Responsibility
/شهلا کریم زاده
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی شیمی
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۸
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۸۴ص
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
Date of degree
۱۳۹۸/۰۵/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در این پایان نامه سنتز نانو ذرات اکسید آهن با نسبت ۱:۲ نمکهای آهن دو و سه ظرفیتی با استفاده از محلول (W/V) ۱ کیتوسان، با سه روش اتوکلاو، مایکروویو و هیتر انجام شد .تشکیل نانو ذرات اکسید آهن با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس) XRD) مورد بررسی قرار گرفت .نتایج XRD نشان داد که در غلظت (W/V) ۱ کیتوسان ساختار های تشکیل شده برای نانو ذرات آهن تولید شده توسط هر سه روش مذکور به صورت آمورف بوده و کریستالها تشکیل نشده اند .بعلاوه نتایج نشان داد که غلظت های پایین کیتوسان قادر به احیای یونهای آهن نمی باشند .بنابراین ادامه آزمایشات فقط با استفاده از کیتوسان انجام شد.سنتزنانو ذرات کیتوسان به روش انعقاد یونی و به وسیله نمک تری پلی فسفات در غلظت های ۱ تا ۵ میلی گرم بر میلی لیتر محلول کیتوسان انجام شد و اثر غلظت بر اندازه نانو ذرات، شاخص پراکندگی و پتانسیل زتای آنها بررسی شد .تشکیل نانو ذرات با استفاده از آنالیز پراکندگی نور دینامیکی (DLS) مورد بررسی قرار گرفت .نتایج DLS نشان داد با افزایش غلظت کیتوسان از ۱ تا ۵ میلی گرم بر میلی لیتر، اندازه نانو ذرات تولید شده از ۱۳۵ به ۱۳/۰۶ نانومتر کاهش یافت .همچنین به دلیل اینکه تغییر معناداری در اندازه نانو ذرات در غلظت های ۳، ۴ و mg/mL ۵مشاهده نشد، بنابراین غلظت ۳ میلی گرم بر میلی لیتر به عنوان غلظت بهینه انتخاب گردید تا اثر pH در مقادیر ۳/۵ و ۵ و مدت زمان نگهداری به مدت ۱۴ روز، بر اندازه و پایداری نانو ذرات مورد بررسی قرار گیرد .اندازه نانو ذرات سنتز شده در۳/۵ =pH از ۱۹ تا ۳۳۳ نانومتر و در ۵ =pH از ۸۱ الی ۹۵ نانومتر، به ترتیب در روز ۱ و ۱۴ تغییر یافتند .به منظور افزایش کارایی انتقال ژن( پلاسمید GFP) از طریق پدیده تشکیل اسفنج پروتونی در سلول های سرطان پستانMCF -۷، اصلاح سطحی کیتوسان با استفاده از اسید آمینه هیستیدین و پلی اتیلن ایمین (PEI) انجام شد .کیتوسان با استفاده از کربونیل دی ایمیدازول (CDI) و با تشکیل پیوند کاربامیدی به PEI متصل گردید .همچنین کیتوسان در حضور اتیل دی متیل آمینو پروپیل کربودی ایمید (EDC) و هیدروکسی سوکسینیمید (NHS) با تشکیل پیوند آمیدی به اسید آمینه هیستیدین متصل شد .تشکیل این پیوند ها با استفاده از آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)مورد تایید قرار گرفت .میزان انتقال ژن بواسطه کیتوسان، کیتوسان / هیستیدین و کیتوسانPEI /، با نسبت های وزنی حامل(نانو ذره) به پلاسمید ۱، ۱۰، ۵۰ و۱۰۰ مورد بررسی قرار گرفت .میزان انتقال ژن به وسیله نانو ذرات کیتوسان در نسبت وزنی۱۰، ۴۵ در صد و در کیتوسان / هیستیدین و کیتوسان /PEI به ترتیب ۵۴ و۵۳/۴ در صد بدست آمد .همچنین میزان زیست پذیری سلول ها در نسبت وزنی ۱۰ در حضور کیتوسان( PEI / ۴۵) کمتر از کیتوسان ( ۵۶/۴) اندازه گیری شد .نتایج به دست آمده نشان می دهد که هر دو اصلاح سطحی انجام شده بر روی کیتوسان با بهبود میزان انتقال ژن می توانند به عنوان وکتور غیر ویروسی در رهایش ژن مورد استفاده قرار گیرند
Text of Note
In the present study the synthesis of iron oxide nanoparticles using tri- and bivalent iron salts (with molar ratio of 2:1) and using 1 (W / V) chitosan solution has completed via three methods including, autoclave, microwave and normal heating methods. Formation of iron oxide nanoparticles was investigated using X-ray diffraction (XRD) analysis. The results showed that using chitosan solution with concentration of 1 (W / V), iron oxide nanoparticles with amorphous structure were formed. Obtained results indicated that lower concentrations of chitosan (less than 1 ) could not reduce iron ions and lead to synthesis of the nanoparticles. Therefore, chitosan solution with maximum concentration of 1 was used for the further studies and analysis. Synthesis of chitosan nanoparticles using ionic gelation method was performed using different concentrations of chitosan (1 to 5 mg / mL) and 0.1 (W/V) tripolyphosphate salt (2 to 4.5 mL). Effects of chitosan concentration on the particle size, polydispersity index (PDI) and zeta potential of the formed nanoparticles were evaluated using dynamic light scattering (DLS). DLS results indicated that by increasing the concentration of chitosan from 1 to 5 mg / mL, particle size of the fabricated nanoparticles decreased from 135 to 13.06 nm. Furthermore, the obtained results indicated that there was insignificant difference between particle size of the resulted nanparticles using higher concentration of chitosan (3-5 mg/mL). Therefore, chitosan with concentration of 3 mg/mL was chosen for evaluation of the pH effects (3.5 and 5) on the physic-chemical properties of the formed nanoparticles during 14 days of storage. Achieved results demonstrated that particle sizes of the resulted nanoparticles in the solutions with pH of 3.5 and 5 were changed from 19 to 333 nm and 81 to 95 nm, respectively. In order to increase the transfection efficiency and induction of proton sponge effect in the breast cancer cells (MCF-7), chitosan surface modification was performed using histidine amino acid and polyethyleneimine (PEI). Chitosan was linked to PEI by carbonyldiimidazole (CDI) which lead to formation of carbamide bond. Furthermore, in the presence of 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-Hydroxysuccinimide (NHS), chitosan was grafted into the histidine by amide bond. Formation of the mentioned bonds was confirmed using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) spectroscopy analysis. Transfection efficiency of the plasmid using chitosan, chitosan / histidine and chitosan / PEI at different C/P (carrier to plasmid) ratio (1, 10, 50 and 100 W/W) was investigated and the obtained results indicated that C/P ratio of 10, transfection efficiency for chitosan, chitosan/PEI and chitosan/ histidine was 45, 53.4 and 54 , respectively. Finally, results revealed that both surface modification could efficiently increase the transfection efficiency, and chitosan / PEI and chitosan / histidine, in their nanoparticle form, can be used as nonviral vector in the gene delivery.
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Iron magnetic nanoparticles synthesis using chitosan and evaluation of their application in gene delivery
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
انتقال ژن
پلاسمید
نانو ذرات اکسید آهن
کیتوسان
زیست پذیری سلول
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
Gene delivery, Plasmid, Iron oxide nanoparticles, Chitosan, Cells viability