Geri Dön

Conjugated polymer nanoparticles for biomedical applications including bioimaging and drug delivery

Konjuge polimer nanoparçacıkların ilaç taşınımı ve biyolojik görüntüleme içeren biyomedikal uygulamaları

PDF İndir

  1. Tez No: 335659
  2. Yazar: ÖZLEM ÜNAL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

Bu çalışmada, floren tabanlı konjuge polimer nanoparçacıkların antikanser terapatik taşınımı ve biolojik görüntüleme verimi, canlı dışı toksik inceleme ve floresan görüntüleme yöntemleriyle incelenmiştir. Nanoparçacıkların hazırlanmasında yeşil ışıyan poli[(9,9-bis{6-dimetilaminohekzil}florenil-2,7-dil)-ko-(1,4-benzo-{2,1,3}-tiyadiazol)](PDAFBT) polimeri kullanılmıştır. PDAFBT polimeri, Suzuki kenetleme reaksiyonu ile sentezlenmiş, karekterizasyonu nükleer manyetik rezonans spektroskopileri ( H1-NMR, C13-NMR), elektrosprey ionizasyon kütle spektroskopisi (ESI-MS), matris destekli lazer salınımlı kütle spektroskopisi (MALDI), fourier transformu kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), UV-Vis absorbans ve floresans spektroskopileri ile yapılmışmıştır. PDAFBT nanoparçacıkları, çözücünün hidrofilikliğinin azaltılmasına dayanan ve polimer zincirlerinin çökerek küresel forma dönüşmesine dayanan geriçöktürme yöntemi ile hazırlanmıştır. Anti-kanser terapatiği olarak kullanılan kamptotesin, PDAFBT nanoparçacıklarının içerisine nanoparçacık oluşumu sırasında etkin olan hydrofobik etkileşimle yüklenmiştir. Nanoparçacıkların boyut, yüzey yükü, şekilsel ve ışıksal karekterizasyonları dinamik ışık saçılımı (DLS), geçirimli elektron (TEM), taramalı elektron mikroskopileri (SEM), UV-Vis absorbans ve fluoresans spektroskopileri ile yapılmıştır. Nanoparçacıkların ilaç taşıyıcı olarak özelliklerinin incelenmesi amacıyla, ilaç kapsülleme (EE) ve ilaç taşıma (LE) verimleri analiz edilmiş ve ilaç kapsülleme verimi 1:35 ilaç-polimer oranında % 92, 1:25 ilaç-polimer oranında % 75 olarak bulunurken, ilaç taşıma verimi ise % 2.67±0.3 olarak belirlenmiştir. Öncül bir çalışma olan ve sonuçları istatiksel olarak güçlendirilecek PDAFBT nanoparçacıkların ilaç salınım profili analiz edilmiş ve ilaç miktarının yaklaşık % 100 ünün 48 saat içinde salındığı gözlenmiştir. Boş ve kamptotesin yüklü PDAFBT nanoparçacıkların hücre kültürü ortamı, bovin serum albumin (BSA) ve insan serumu içeren farklı biyolojik ortamlardaki stabilitesi test edilmiş, insan serumu ve bovin serum albumin ortamında proteinlerin polimer yüzeyine tutunması nedeniyle nanoparçacık solusyonunda çökme gözlenmiştir. Boş ve ilaç yüklü nanoparçacıkların canlı dışı (in vitro) doza bağlı toksik incelenmesi, tetraazolyum boyasının redüklenmesine dayanan MDA-MB-231, MDA-MB-157, MCF-7 insan göğüs kanseri hücre hatları üzerinde MTT toksikoloji testi ile yapılmıştır. Sadece kamptotesin ve kamptotesin yüklü PDAFBT nanoparçacıklar için % 50 inhibe edici konsantrasyon (IC50) değerleri MDA-MB-157 hücreleri için 4.50 ?M ,1.35 ?M ve MDA-MB-231 hücleri için 1.97?M ve 1.05?M?dır ve polimer kapsuller sayesinde ilacın hücrerele etkin alınımı gösterir. PDAFBT ve PPFBT nanoparçacıkların yaşayan canlı modelleri olan zebra balığı ve C. Elgans üzerindeki yapılan görüntülemeleri nanoparçacıkların dokulara etkin bir şekilde nüfuz ettiğini desteklemektedir ayrıca zamana ve doze bağlı uygulamalar için umut vericidir.

Özet (Çeviri)

In this study, the ability of fluorene-based conjugated polymer nanoparticles in the delivery of anticancer therapeutics and bioimaging was investigated through in vitro cytotoxicity assessments and fluorescence imaging. In order to prepare the nanoparticles, green light emitting polymer,poly[(9,9-bis{6-dimethylaminohexyl}fluorenyl-2,7-diyl)-co-(1,4-benzo-{2,1,3}-thiodiazole)] (PDAFBT),was synthesized via Suzuki coupling reaction and characterized by nuclear magnetic resonance (NMR), electrospray ionization mass spectroscopy (ESI-MS), matrix assisted laser desorption ionization mass spectroscopy (MALDI), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), UV-visible absorption spectroscopy (UV-Vis) and fluorescence spectroscopies. PDAFBT nanoparticles were synthesized through reprecipitation method which is based on the injection of the polymer solution in a good solvent into a poor solvent for the polymer to enhance the collapse of polymer chains in the form of spherical nanoparticles. Anti-cancer drug, camptothecin (CPT), was entrapped into the PDAFBT nanoparticles via hydrophobic interaction during the nanoparticle formation. Size, surface charge, morphology and optical characterizations of blank and CPT loaded nanoparticles were investigated by dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis and fluorescence spectrocopies. In order to investigate the properties of nanoparticles as drug carrier, drug encapsulation efficiency (EE) and drug loading efficiency (LE) were determined and EE was found to be as 92% and 75% for the 1:35 and 1:25 polymer to drug ratios, respectively, while LE of PDAFBT nanoparticles was determined as 2.67±0.3 %. Preliminary drug release profile which needs to be strengthen statistically, of PDAFBT nanoparticles was analyzed and showed that almost 100% of the loaded CPT was released steadily during first 48h time period indicating that the release of CPT is not a burst process. Stability of blank and CPT loaded PDAFBT nanoparticles was examined in different biological media including cell culture medium, bovine serum albumine (BSA) andhuman serum. The precipitation in nanoparticle dispersion was observed due to adsorption of proteins onto the surface of polymers. In vitro dose dependent cytotoxicity of blank and CPT loaded PDAFBT nanoparticles was assessed through 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazoliumbromide (MTT) toxicology assay on human carcinoma breast cancer cell lines, namely,MDA-MB-231, MDA-MB-157 and MCF-7 cells. The blank PDAFBT nanoparticlesdo not exhibit significant toxicity to MDA-MB-231 and MDA-MB-157 cells up to 40 ?M, however, a linear decrease on the viability of MCF-7 cells was detected ata concentration higher than 2.5 ?M and nearly 40% of the cells were dead at 40 ?M.The half maximal inhibitory concentration (IC50 ) values of free CPT and CPT loaded PDAFBT NPs were calculated to be 4.50?M and 1.35?M for MDA-MB-157 cell line, respectively, and 1.97?M and 1.05?M for MDA-MB-231 cells, respectively. These results indicate clearly that the CT-loaded nanoparticles are more efficient than free CPT in destroying the cancer cells. Fluorescent microscope images show also the efficient internalization of blank and CPT-loaded nanoparticles by MDA-MB-157 and MDA-MB-213 cell lines. Preliminarily in vivo studies have been performed on embryonic zebra fish and C. Elegans animal models using these nanoparticles and the efficient uptake of nanoparticles by the tissues have been observed by fluorescent microscopy. This results indicate that CPNs are promising for imaging and delivery vehicles for time and dose dependent treatments.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    882173

    Işıkla tetiklenen ters elektron gereksinimli Diels-Alder reaksiyonu ile tek zincir polimer nanoparçacıkların hazırlanması

    Fabrication of single-chain polymer nanoparticles by light-induced electron demand Diels-Alder reaction

    ADALET NUR ALTUNKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET ÜBEYDULLAH KAHVECİ

  2. Tez No

    444575

    Innovative hybrid composite nanomaterials

    Yenilikçi hibrit kompozit nanomalzemeler

    ZELİHA SORAN ERDEM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  3. Tez No

    201943

    Preparation and characterization of chitosan-polyethylene glycol microspheres and films for biomedical applications

    Kitosan-polietilen glikol mikroküre ve filmlerinin biyomedikal uygulamalar için hazırlanması ve karakterizasyonu

    İSMAİL DOĞAN GÜNBAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESRİN HASIRCI

  4. Tez No

    591096

    Development of metal and metal oxide nanoparticles and investigation of their potential applications

    Metal ve metal oksit nanoparçacıkların geliştirilmesi ve potansiyel uygulama alanlarının incelenmesi

    ÖZGE ÇAVUŞLAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    KimyaKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR

  5. Tez No

    486867

    Fabrication and functionalization of reactive polymeric coatings for biomedical applications

    Biyomedikal uygulamalar için reaktif polimerik kaplamaların üretimi ve işlevselleştirilmesi

    TUĞÇE NİHAL GEVREK CİVAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    KimyaBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AMİTAV SANYAL

    PROF. DR. RANA SANYAL

Geri Dön