Ag2S/2-MPA quantum dots; cytocompatibility and cellular internalization
Ag2S/2-MPA kuantum noktacıkları; sito-uyumluluk ve hücre içi alım çalışmaları
- Tez No: 313827
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAVVA FUNDA YAĞCI ACAR, YRD. DOÇ. DR. CAN ÖZEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Biology, Biotechnology, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Kuantum noktacıkları, yüksek kuantum verimi ve fotokararlılık gibi önemli optik özellikleri olan floresan yarı iletken nanokristallerdir. Bu nanopartiküller organik boyalara ve floresan proteinlere göre birçok açıdan üstündür ve bu nedenle hem in vivo hem de in vitro görüntüleme ve ilaç salımı uygulamalarında kullanılmak üzere büyük potansiyel göstermektedirler. Fakat sitotoksisite konusu hala kuantum noktacıklarının biyolojik uygulamaları ile ilgili önemli problemlerden birisidir.Bu çalışmanın amacı, merkaptopropiyonik asit (2-MPA) ile kaplanmış bir özgün gümüş sülfit (Ag2S) kuantum noktacığının in vitro karakterizasyonu ve biyolojik uygulamalar konusundaki potansiyelini değerlendirmektir. Bu araştırmada sunulan in vitro çalışmalar, 10 ile 600 ?g/mL arasındaki konsantrasyonlarda, 24 saat süresince kuantum noktacığı uygulanmış fare fibroblast hücreleri (NIH/3T3) üzerinde yürütülmüştür. Çeşitli floresan spektroskopi ve mikroskopi metotları; KN uygulanmış hücrelerdeki metabolik aktivite, çoğalma hızı ve apoptoz oranı değerlerinin belirlenmesi ile birlikte hücrelerin KN içselleştirilme etkinliği ve hücre içi lokalizasyon çalışmalarında kullanılmıştır. KN uygulanmış hücrelerin metabolik aktivitesi ve çoğalma hızı sırasıyla XTT ve CyQUANT® deneyleri ile ölçülmüştür. Hücre içi lokalizasyon ve nitel hücre içi alım çalışmaları konfokal lazer taramalı mikroskopisi ile yürütülmüştür. Apoptoz çalışmaları Annexin V deneyi ile yapılmıştır. Son olarak, gümüş sülfit partiküllerinin içselleştirme etkinliğinin belirlenmesi amacıyla nicel bir hücre içi alım deneyi uygulanmıştır.Birbiriyle korrelasyon gösteren metabolik aktivite ve çoğalma hızı deneylerinin sonuçları Ag2S/2-MPA kuantum noktacıklarının 600 ?g/mL değerindeki konsantrasyonlara kadar oldukça sito-uyumlu olduğunu ve belirgin bir toksik etkiye sahip olmadığını belirtmektedir. Optimum hücre görüntüleme konsantrasyonu 200 ?g/mL olarak belirlenmiştir. Parçacıklar noktalı sitoplazmik dağılım göstermiş olup; bu durum hem endozomlarda hapsedilmiş parçacıklar olduğunu göstermektedir.Bu çalışmada sunulan in vitro karakterizasyon çalışmaları, Ag2S/2-MPA kuantum noktacıklarının üstün spektral ve sitouyumluluk özellikleri sebebiyle biyolojik uygulamalar konusunda büyük potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Gümüş sülfit kuantum noktacıklarının kızılötesi civarındaki emisyonu ayrıca büyük bir avantaj sağlamaktadır çünkü hücrelerden gelen sinyal etkileşimi (otofloresan) bu emisyon spektrumunda çok zayıf kalmaktadır.Bu çalışmanın sonuçları Journal of Materials Chemistry tarafından kabul edilmiş olan bir makalede sunulmuştur. DOI: 10.1039/C2JM31959D.
Özet (Çeviri)
Quantum dots are fluorescent semiconductor nanocrystals that have unique optical properties such as high quantum yield and photostability. These nanoparticles are superior to organic dyes and fluorescent proteins in many aspects and therefore show great potential for both in vivo and in vitro imaging and drug delivery applications. However, cytototoxicity is still one of the major problems associated with their biological applications.The aim of this study is in vitro characterization and assessment of biological application potential of a novel silver sulfide quantum dot coated with mercaptopropionic acid (2-MPA). In vitro studies reported in this work were conducted on a mouse fibroblast cell line (NIH/3T3) treated with Ag2S/2-MPA quantum dots in 10-600 ?g/mL concentration range for 24 h. Various fluorescence spectroscopy and microscopy methods were used to determine metabolic activity, proliferation rate and apoptotic fraction of QD-treated cells as well as QD internalization efficiency and intracellular localization. Metabolic activity and proliferation rate of the QD treated cells were measured with XTT and CyQUANT® cell proliferation assays, respectively. Intracellular localization and qualitative uptake studies were conducted using confocal laser scanning microscopy. Apoptosis studies were performed with Annexin V assay. Finally, we also conducted a quantitative uptake assay to determine internalization efficiency of the silver sulfide particles.Correlated metabolic activity and proliferation assay results indicate that Ag2S/2-MPA quantum dots are highly cytocompatible with no significant toxicity up to 600 ?g/mL treatment. Optimal cell imaging concentration was determined as 200 ?g/mL. Particles displayed a punctuated cytoplasmic distribution indicating to endosomal entrapment.In vitro characterization studies reported in this study indicate that Ag2S/2-MPA quantum dots have great biological application potential due to their excellent spectral and cytocompatibility properties. Near-infrared emission of silver sulfide quantum dots provides a major advantage in imaging since signal interference from the cells (autofluorescence) which is a typical problem in microscopic studies is minimum in this part of the emission spectrum.The results of this study are presented in an article which was accepted by Journal of Materials Chemistry. DOI: 10.1039/C2JM31959D.
Benzer Tezler
- Development of near infrared emitting Ag2X (X: S and Te) quantum dots and hybrid nanoparticles
Yakın kızılötesi bölgesinde ışıyan Ag2X (X: S and Te) kuantum noktacıklarını ve hibrit nanoparçacıklar
İBRAHİM HOCAOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
Bilim ve TeknolojiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA F. YAĞCI ACAR
- Development of near infrared emitting cationic Ag2S quantum dots as drug-gene delivery and optical imaging agents
İlaç-gen salımı ve optik görüntüleme ajanı olarak yakın kızılötesi ışıyan katyonik Ag2S kuantum noktacıklarının geliştirilmesi
FATMA DEMİR DUMAN
Doktora
İngilizce
2017
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Development of ag-based quantum dots for optical imaging and multimodal therapy of cancer
Optik görüntüleme ve multi-modlu kanser tedavisi için ağ tabanlı kuantum noktalarının geliştirilmesi
MAHSHID HASHEMKHANI
Doktora
İngilizce
2021
BiyoteknolojiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Kuantum noktalarının memeli hücrelerindeki sitotoksik ve genotoksik etkileri
Cytotoxic and genotoxic effects of quantum dots in mammalian cells
DENİZ ÖZKAN VARDAR
Doktora
Türkçe
2015
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE NURŞEN BAŞARAN
- Dendrigraft kaplı gümüş sülfür kuantum noktalarının hazırlanması ve teranostik potansiyellerinin incelenmesi
Preparation of dendrigraft coated silver sulfide quantum dots and study of their theranostic potentials
HATİCE TURAN PESTEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiSağlık Bilimleri ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTAY SAVALAN