25242

بررسي تقويت اثرات ضد ميكروبي آنتي ‌بيوتيك‌ها از طريق دارورساني توسط نانوذرات هيبريدي عامل‌دار شده با آمينواسيدها و پپتيدها

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو-نانوشيمي

1397

1400/05/26

جناب آقاي دكتر علي ملكي

شيمي

نانوذرات هيبريدي عامل‌دار شده، به دليل دارا بودن اثربخشي بيشتر نسبت به تركيبات دارويي تنها، توجه زيادي را به خود جلب كرده‌اند. چندين مزيت كه استفاده از اين نوع مواد را برجسته كرده به شرح زير است: كنترل عالي در آزاد سازي دارو، عملكرد انتخابي، چسبندگي و كمك به ورود به سلول و... . در اين پژوهش، گونه جديدي از داروهاي ضد ميكروبي براي افزايش اثر درماني سفيكسيم پيشنهاد شده است. ساخت نانوذرات هيبريدي، بر اساس نانوذرات مزو متخلخل سيليكا توانايي زيادي براي كپسوله كردن و بارگيري داروي سفكسيم دارد. علاوه بر اين، نانوذرات طلا نقش كليدي در روند پلي ‌وينيل سفكسيم بارگذاري شده از داخل منافذ دارد. در حقيقت، پلي ‌وينيل الكل ، به عنوان يك عامل محرك دوگانه براي مسدود كردن حفره‌هاي سيليكاي حاوي سفكسيم و كنترل داشتن بر روي آزاد سازي آن استفاده شده است. در اين راستا، ما از حساسيت شبكه پلي ‌وينيل الكل به pH و دما، در اطراف هسته سيليكا، براي ايجاد بستر مناسب براي آزاد سازي كنترل شده سفكسيم استفاده كرديم. از اثر رزونانس پلاسمون سطحي جايگزيده نانوذرات طلا گنجانيده شده در ماتريس پلي ‌وينيل الكل با استفاده از منبع نور LED سفيد استفاده شده است. علاوه بر اين، يك ديپپتيد نافذ سلول ساخته شده از سيستئين (C) و آرژنين (R) كه در فاز جامد سنتز شده و از طريق پيوند دي سولفيد بهCFM@SiO2/PVA/Au متصل شد. محتواي دارويي براي CFM@SiO2/PVA/Au-CR، 15.22% تخمين زده شد و بيشترين آزاد سازي دارو در شرايط LSPR، در محيط اسيدي مشاهده شده است. ميكروسكوپ كانفوكال بر روي سلول‌هاي رنگ آميزي شده، نشان داده است كه CFM@SiO2/PVA/Au-CR قادر به ورود به سلول‌هاي باكتري كلبسيلا پنومونيه و باكتري اشرشياكلي در نسبت‌هاي بالاتر از CFM تنهاست. آزمايش‌هاي ضد ميكروبي چگالي نوري و منطقه مهار نشان داد كه CFM@SiO2/PVA/Au-CR تهيه شده داراي اثر بيشتري نسبت به CFM تنها و ساير كنترل‌هاست و درصد موفقيت در سلول‌هاي باكتري كلبسيلا پنومونيه و باكتري اشرشياكلي به ترتيب (93.0 ± 1.5)% و (86.6 ± 1.0)% مي‌باشد.

1400/06/29

Investigation of the enhanced antimicrobial effects of the antibiotics delivered by hybrid nanoparticles, functionalized with amino acids and peptides

8/17/2022 12:00:00 AM

Functionalized hybrid nanoparticles have attracted so much attentions due to including more efficacy than the individual pharmaceutical compounds. Several merits with the use of this type of materials can be highlighted, as follow: great control in drug release, selective function and targeting, cell adhesion and assisted internalization, and etc. In this study, a novel species of the antimicrobial therapeutics has been suggested for the enhanced anti-infection therapy by cefixime (CFM). The construction of the presented hybrid nanoparticles is based on the mesoporous silica nanoparticles (MSNs), which is great capability to encapsulate the CFM drug. Moreover, gold nanoparticles (AuNPs) play a key role in the release process of the loaded CFM into the pores. In fact, polyvinyl alcohol (PVA) as a dual-stimuli agent has been used for blocking the CFM-containing voids of the MSNs, and further dissociation and release of CFM, with high control. In this regard, we took advantage of pH- and temperature-sensitivity of the PVA network around the CFM-loaded MSN core to provide an appropriate substrate for the controlled release of CFM. Localized surface plasmonic resonance (LSPR) effect of the incorporated AuNPs in the PVA matrix has been employed by using a white LED light source. Moreover, a cell-penetrating dipeptide made of cysteine (C) and arginine (R) has been synthesized in the solid-phase and conjugated to the prepared CFM@SiO2/PVA/Au cargo, through disulfide bond formation. The drug content of 15.22% has been estimated for the prepared CFM@SiO2/PVA/Au‒CR, and and major release has been observed under the LSPR conditions, at acidic environment. Confocal microscopy on the stained cells has revealed that the CFM@SiO2/PVA/Au‒CR are capable to internalize into the Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) and Escherichia coli (E. coli) bacteria cells in higher ratios than the individual CFM. Antimicrobial experiments (OD600 and ZOI) have revealed that the prepared CFM@SiO2/PVA/Au‒CR has more effect than the neat CFM and other controls, with (93.0 ± 1.5) % and (86.6 ± 1.0) % success rates on the K. pneumoniae and E. coli cells, respectively.

كنترل آزاد سازي , نانوذرات طلا , سنتز فاز جامد , ديپپتيد نافذ سلول , نانوذرات هيبريدي

Controlled release , AuNPs , Solid-phase synthesis , Cell-penetrating dipeptide , Hybrid nanoparticles