31637

تهيه نانوسامانه دارورساني كربوكسي متيل سلولز-پكتين-N-GQD و بررسي اثرگذاري آن بر رده سلول سرطاني

كارشناسي ارشد

شيمي آلي

1401

03/07/01

حمدرضا نعيمي جمال

.

شيمي

امروزه فناوري نانو در بهبود و كنترل دارورساني و كاهش عوارض جانبي داروها در مقايسه با روش‌هاي درماني مرسوم مانند شيمي‌درماني، نقش قابل‌توجهي دارد. بنابراين طراحي يك نانوحامل زيست‌سازگار با نيمه‌عمر، فراهمي‌زيستي و تاثيرگذاري بالا به منظور رهايش هدفمند تركيبات دارويي، ضروري به نظر مي‌رسد. در همين راستا در اين پژوهش، هيدروژل ‌نانوكامپوزيتي بر پايه‌ي كربوكسي متيل سلولز-پكتين-نيتروژن گرافن كوانتوم دات به عنوان حاملي براي رهايش كنترل‌شده‌ي دارو‌ي جمسيتابين ، به منظور درمان سرطان سينه به روش امولسيون دوگانه با موفقيت سنتز شد. مشخصه‌هاي فيزيكي و شيميايي نانوكامپوزيت حاصل، با استفاده از آناليزهايي نظير FTIR، XRD،PL ، DLS، Zeta و FESEM تعيين شد. سپس داروي جمسيتابين بر روي نانوكامپوزيت فوق بارگذاري شد و تاثير نانوذرات نيتروژن گرافن كوانتوم دات بر ظرفيت و بازده‌ي بارگذاري دارو در هيدروژل نانوكامپوزيت بررسي شد. كه نتايج نشان‌دهنده‌ي افزايش ظرفيت و بازده‌ بارگذاري دارو به هنگام استفاده از نانوذرات نيتروژن گرافن كوانتوم دات بود. نتايج آناليزهاي FTIR، XRD و FESEM تشكيل نانوكامپوزيت كربوكسي متيل سلولز-پكتين-نيتروژن گرافن كوانتوم دات حاوي جمسيتابين را تاييد نمود. مقادير بار سطحي هيدروژل نانوكامپوزيت و محدوده قطر هيدروديناميكي نانوسامانه به ترتيب‌ توسط آناليزهاي Zeta و DLS برابر با 5/50- ميلي‌ولت و 265 نانومتر به دست آمد، كه بيانگر پايداري خوب نانوحامل‌ها و توزيع مطلوب اندازه ذرات نانوكامپوزيت‌ها براي كاربردهاي دارويي بود. ميزان رهايش جمسيتابين از نانوكامپوزيت با استفاده از روش كيسه دياليز و با نمونه‌گيري‌هاي متوالي پس از گذشت 1، 2، 3، 4، 5، 6، 8، 24، 48 و 72 ساعت، با استفاده از اسپكتوفوتومتري UV و منحني كاليبراسيون استاندارد جمسيتابين بررسي گرديد. نتايج حاصل از رهايش دارو از هيدروژل نانوكامپوزيت، رهايش پايدار و كنترل‌شده‌ي حساس به pH در محيط اسيدي سلول‌هاي سرطاني، با مكانيسم هدف‌گيري غيرفعال كه منجر به كاهش اثرات سمي دارو براي سلول‌هاي سالم مي‌شود را نشان داد. نانوحامل طراحي شده با افزايش ظرفيت بارگذاري دارو و انتشار پايدار در كنار حذف محدوديت‌هاي استفاده از داروي آزاد توانسته است، ميزان اثرگذاري بر روي توده‌هاي سرطاني را افزايش دهد.

1403/09/12

Preparation of a carboxymethyl cellulose-pectin-N-GQD drug delivery nanosystem and investigation of its effect on cancer cell lines

9/22/2025 12:00:00 AM

Nanotechnology has significantly enhanced drug delivery systems, enabling better control and reducing adverse effects compared to conventional therapies like chemotherapy. Therefore, designing a biocompatible nanocarrier with a long half-life, high bioavailability, and efficacy for targeted drug delivery is essential. In this research, a nanocomposite hydrogel based on carboxymethyl cellulose-pectin-nitrogen-doped graphene quantum dots was successfully synthesized via a double emulsion method as a carrier for controlled release of gemcitabine for breast cancer treatment. The physical and chemical properties of the resulting nanocomposite were characterized using FTIR, XRD, PL, DLS, Zeta potential, and FESEM analyses. Gemcitabine was then loaded onto the nanocomposite, and the effect of nitrogen-doped graphene quantum dots on drug loading capacity and efficiency was investigated. The results showed an increase in drug loading capacity and efficiency when using nitrogen-doped graphene quantum dots. FTIR, XRD, and FESEM analyses confirmed the formation of the carboxymethyl cellulose-pectin-nitrogen-doped graphene quantum dot nanocomposite containing gemcitabine. The surface charge of the nanocomposite hydrogel and the hydrodynamic diameter range of the nanosystem were determined by Zeta potential and DLS analyses to be -50.5 mV and 265 nm, respectively, indicating good stability of the nanocarriers and a suitable size distribution for drug delivery applications. The release of gemcitabine from the nanocomposite was investigated using the dialysis bag method with sequential sampling after 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 24, 48, and 72 hours, using UV spectrophotometry and a standard gemcitabine calibration curve. The results obtained from drug release from the nanocomposite showed a sustained and controlled pH-sensitive release in the acidic environment of cancer cells, with a passive targeting mechanism that reduces the toxic effects of the drug on healthy cells. The designed nanocarrier, with its increased drug loading capacity and sustained release, along with overcoming the limitations of using free drugs, has been able to increase the efficacy against tumor masses.

نانوكامپوزيت , كربوكسي متيل سلولز , پكتين , نيتروژن گرافن كوانتوم دات , جمسيتابين , امولسيون دوگانه

nanocomposite , carboxymethyl cellulose , pectin , nitrogen-doped graphene quantum dots , gemcitabine , double emulsion

Niloufar Chaychi

Mohammadreza Naimi Jamal