Synthesis and functionalization of graphene oxide nanocomposites for anticancer drug delivery
Antikanser ilaç sağlanması için grafen oksit nanokompozitlerin sentezi ve işlevselleştirilmesi
- Tez No: 743713
- Danışmanlar: Prof. Dr. ZAFER EVİS, Prof. Dr. AYŞEN TEZCANER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Grafen, Grafen kuantum noktaları (GQD) ve bunların türevleri ile Altın nanoparçacıkları (AuNP), geniş yüzey alanları, kimyasal ve mekanik stabiliteleri ve iyi biyouyumlulukları nedeniyle biyomedikal uygulamalarda, özellikle antikanser ilaç iletiminde geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bu araştırmanın ilk amacı, İndirgenmiş Grafen Oksitin Bor ile katkılanarak ve Altın nanoparçacıklar (Au-B-rGO) ile dekore edilmesi yoluyla İndirgenmiş Grafen Oksitin (rGO) kimyasını ve çözünürlüğünü iyileştirmenin yanı sıra antikanser ilacı doksorubisinin (DOX) yükleme verimliliğini artırmaktır. İkinci amaç ise, Borik asidin (BA) Glukozamin ile birleştirilmiş Grafen Oksit kuantum noktaları (GOQDs-GlcN) ile birleştirildiğinde antikanser ilaç iletimi üzerindeki etkisini araştırmaktır. Nanokompozitlerin Karakterizasyon işlemi için FTIR, XPS, XRD, SEM, EDS ve Zeta-Potansiyel'i analizleri kullanılmıştır. Ayrıca hidrofobik nanokompozitlerin, agregasyonu azaltmak için Kitosan Oligosakkarit ile işlevselleştirilmiştir. Ancak yüksek işlevsellik, ilacın yükleme yüzdesini azaltmıştır. Öte yandan, Kitosanın, glukozamin GOQDs-GlcN-DOX ile değiştirilmesi, (%57 ilaç yüklemesi) ile sonuçlanırkan, Borik Asit GOQDs-GlcN-BA-DOX ilavesinden sonra yüklenen ilacla karşılaştırıldığında bu yüzde (%90)'a yükseilmiştir. 96 saat sonra asidik bir ortamda GOQDs-GlcN-DOX'tan DOX salınımının sadece %8'i meydana gelirken, nanokompozite BA ilavesi; DOX salınımını %20'ye kadar arttırmıştır. Nano düzeneğin morfolojisi ve nano boyutu TEM ile teyit edilmiştir. Sentezlenen yalın nanokompozitlerin yüksek konsantrasyonlarda %100'den fazla hücre canlılığı ile toksik olmaması durmunu MTT tahlili ile belirlenirken, GOQD-GlcN-BA-DOX ise; GOQD-GlcN-DOX'a kıyasla MCF-7 hücrelerine karşı daha fazla sitotoksisite sergilemiştir. GOQD-GlcN-BA-DOX, sialik asit ve BA etkileşimi aracılığıyla daha yüksek MCF-7 hücresel içselleştirmesi sayesinde floresan mikroskopisi yoluyla daha güçlü floresan göstermiştir. Bu tez, BA ilavesinin antikanser ilacının yüklenmesini ve salınımını arttırdığını, daha yüksek hücresel içselleştirme ile sistemin toksik olmamasını ve dolayısıyla antikanser ilaç iletimi için üstün bir potansiyel olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Graphene, graphene quantum dots (GQDs) their derivatives and gold nanoparticles (AuNPs), all have a wide range of applications in biomedical applications, particularly anticancer drug delivery, due to their large surface area, chemical and mechanical stability, and good biocompatibility. The first goal of this research is to improve the chemistry and solubility of rGO by doping it with boron and decorating it with AuNPs (Au-B-rGO), as well as to improve the loading efficiency of the anticancer drug doxorubicin (DOX). The second goal is to investigate the effect of boric acid (BA) on anticancer drug delivery when it is combined with graphene oxide quantum dots conjugated with glucosamine (GOQDs-GlcN-BA). FTIR, XPS, XRD, SEM, EDS, and zeta potential analysis were used for characterization of the nanocomposites. The hydrophobic nanocomposites were functionalized with chitosan oligosaccharide to lower the aggregation. However, high functionalization reduced the drug's loading percentage. Replacing chitosan with glucosamine GOQDs-GlcN-DOX, resulted in (57% drug loading) compared to the drug loaded after boric acid addition GOQDs-GlcN-BA-DOX (90%). Only 8% of DOX release occured from GOQDs-GlcN-DOX, in an acidic environment, after 96 h whereas BA addition in the nanocomposite increased DOX release of up to 20%. The morphology and nanosize of the nanoassembly were confirmed by TEM. The nontoxicity of the synthesized bare nanocomposites determined by MTT assay, with cell viability more than 100% at high concentrations, while GOQD-GlcN-BA-DOX exhibited more cytotoxicity against MCF-7 cells compared to GOQD-GlcN-DOX. GOQD-GlcN-BA-DOX shows stronger fluorescence through fluorescence microscopy owing to higher MCF-7 cellular internalization via sialic acid and BA interaction. This thesis shows the addition of BA enhanced the loading and release of anticancer drug, nontoxicity of the system with higher cellular internalization thus superior potential for anticancer drug delivery.
Benzer Tezler
- Grafen-polimer nanokompozitlerin emülsiyon polimerizasyonu yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis of graphene-polymer nanocomposites via emulsion polymerization and characterization
MEHMET DERYA ÖZEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Bilim ve TeknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALE BERBER YAMAK
- Mangan oksit /indirgenmiş grafen oksit (MnO2/RGO) kompozit aktif elektrot materyallerin kapasitif performansına mangan oksit nanopartiküllerin yüzey fonksiyonalizasyonunun etkisi
Effect of surface functionalization of manganese oxide on capacitive performance of metal oxide/reduced graphene oxide (MnO2/RGO) composite electrode materials
HOSSAIN BAKHSH NAZARI
- Yeni Pt ve ikinci metalden nanomalzemelerin sentezlenmesi, karakterizasyonları ve doğrudan metanol yakıt pillerindeki uygulanabilirliklerinin araştırılması
Synthesis, characterization of nanomaterials from new Pt and secondary metal and investigation of their applicability in direct methanol fuel cells
ESRA KUYULDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyoteknolojiGaziantep ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL İYİDOĞAN
- Modification of graphene oxide as efficient catalyst support for polymer electrolyte membrane fuel cells
Pem yakıt hücreleri için kullanılan graphen oksit kataliz destek malzemenin modifiye edilmesi
ESAAM JAMİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
- Arayüzey tabakası olarak Au/n-InP doğrultucu ekleme yerleştirilen kovalent türevlendirilmiş indirgenmiş grafen oksit ince tabakaların engel parametreleri üzerindeki etkilerinin numune sıcaklığına bağlı olarak incelenmesi
Examination based on sample temperature of the effects on barrier parameters of covalent derivatized reduced graphene oxide thin layers placed to Au/n-InP rectifier junction as interfacial layer
BİLGE SALTUKLU AĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM