31909

خواص نوري و فتودايناميك نانوذرات طلا با پوشش Ti3C2 در درمان سرطان

كارشناسي ارشد

فيزيك گرايش ماده چگال

1401

1403/10/2

مهدي اسماعيل زاده

ندارم

فيزيك

فتودايناميك تراپي يكي از روش هاي نوين و پربازده براي درمان سرطان مي باشد كه امروزه توجه بسياري را به خود جلب كرده است. اين روش با استفاده از سه عنصر اصلي كه شامل نور ليزر با طول موج مشخص، اكسيژن فعال و ماده ي حساس به نور( نانوذرات) مي باشند، با احتمال بالا و با كمترين آسيب به بافت هاي سالم بدن، تومور سرطاني رو نابود مي كند. در ميان عوامل مختلف فتودايناميك، نانوذرات به دليل ساختار ويژه و خواص منحصر به فرد خود، عامل موثري شمرده مي شوند. در حال حاضر، از نانو ذرات فلزي براي تشخيص، نظارت و درمان بيماري سرطان استفاده مي شود. خواص نوري و پلاسمونيكي نانوذرات فلزي به طور قوي، به شكل و اندازه ي آن ها بستگي دارند؛ به گونه اي كه طيف جذب و پراكندگي آن ها در طيف وسيعي از بازه ي طول موجي با كنترل اندازه و شكل آن ها قابل تنظيم مي باشد. نانوذراتي كه در اين روش استفاده مي شوند مي بايست توانايي بالايي در جذب و پراكندگي نور در پنجره هاي بيولوژيكي (700 تا 1700 نانومتر) را داشته باشند. از سمت ديگر اين نانوذرات بايد داراي سميت كم و حلاليت بالا و در مايعات هم زيست سازگار باشند تا عوارض جانبي به حداقل برسد و دسترسي آساني به تومورهاي هدف داشته باشند. در ميان بسياري از نانوذرات فلزي در حال توسعه براي كاربردهاي نانوپزشكي، اين پژوهش بر روي نانوذرات طلا با روكش تيتانيم كاربيد تمركز دارد و با بررسي و مقايسه ي خواص نوري و فتودايناميك اين نانوذرات در سه شكل كروي، ميله اي و ديسكي، استفاده يا عدم استفاده از آن ها را براي افزايش بازده ي درمان فتودايناميك گزارش مي كند. براي بررسي خواص نوري نانوذرات، پيك پلاسموني آن ها را طبق معادلات ماي و گنز، در نرم افزار متلب(MATLAB) رسم مي كنيم و با تغيير ضخامت و تعداد لايه هاي نانوذرات پيك قابل قبول در محدوده ي پنجره هاي بيولوژيكي را پيدا مي كنيم. سپس با داشتن تابع دي الكتريك و ضريب خاموشي نانوذرات در شكل ها و هندسه هاي مختلف، به سراغ مقايسه ي خواص فوتودايناميكي آن ها در نرم افزار كامسول(COMSOL) مي رويم و نمودار توليد اكسيژن فعال برحسب زمان را براي نانوذرات كروي، ميله اي و ديسكي مقايسه و بررسي مي كنيم.

1403/10/30

Optical and photodynamic properties of gold nanoparticles with〖 Ti〗_3 C_2 coating in cancer treatment

12/23/2025 12:00:00 AM

Photodynamic therapy is one of the most efficient methods for cancer treatment that can be combined with other treatment methods including chemotherapy, gene therapy and immunotherapy. There are three main elements in this method which include laser light with specific wavelength, active oxygen and photosentisizer (nanoparticles). Among the various photodynamic factors, nanoparticles are considered an effective factor due to their special structure and unique properties. Among all nanoparticles, metal nanoparticles are used to diagnose, monitor and treat cancer. The optical and plasmonic properties of these nanoparticles strongly depend on their shape and size. Which means that their absorption and scattering spectrum can be adjusted in a wide range of wavelengths by controlling their size and shape. The nanoparticles used in this method should have a high ability to absorb and scatter light in biological windows (700 to 1700 nm). On the other hand, these nanoparticles should have low toxicity and high solubility and be biocompatible in liquids to minimize side effects and can easily access to targeted tumor. Among many metal nanoparticles being developed for nanomedicine applications, this research focuses on gold nanoparticles with titanium carbide coating. By examining and comparing the optical and photodynamic properties of these nanoparticles in three shapes (sphere, rod and disk) we try to increase the efficiency of photodynamic therapy. To check the optical properties of nanoparticles, we draw their plasmonic peak according to May and Ganz equations in MATLAB software and by changing the thickness and number of nanoparticle layers, we find the acceptable peak in the range of biological windows. Then, we go to compare their photodynamic properties in COMSOL software and show the graph of reactive oxygen production in terms of time for mentioned nanoparticles.

سرطان , فوتودايناميك تراپي , نانوذرات طلا , تيتانيم كاربيد

cancer , photodynamic therapy , gold nanoparticles , Titanium Carbide

sara seifi

mahdi esmaeilzade