31782

اثر نانو ذرات تيتانيوم دي اكسيد دوپ شده با نيتروژن در حضور حساسگر پورفيريني(TCPP) و متالوپورفيريني (FeTCPP) در فوتوديناميك تراپي سلول هاي سرطان پوست ملانوما و اثر ضد باكتريايي آن

دكتري

شيمي معدني

1397

1403/09/10

دكتر رحمت اله رحيمي

دكتر فاطمه ملاعباسي

شيمي

در اين پروژه‌هاي‌ تحقيقاتي نانو ذره تيتانيوم دي اكسيد با اوره دوپ شد و سپس با پورفيرين TCPP و متالوپورفيرين FeTCPP اصلاح شد. اوره يك تركيب بي خطر است و در اينجا به عنوان منبع نيتروژن از آن استفاده شده است. در پروژه فتوآنتي باكتريال روي باكتري‌هاي گرم مثبت و گرم منفي، نانو ذره‌هاي N -TiO2 (NT)، TCPP/TiO2 (PT) و N -TiO2/TCPP (PNT) سنتز گرديد. در پروژه فوتوديناميك تراپي سلول سرطان پوست ملانوما، به طراحي و سنتز زيست سازگار يك نانو ذره جديد N-TiO2/FeTCPP (PFNT) پرداخته شد. فعاليت فوتوكاتاليزوري نانو ذرات سنتز شده با تخريب متيلن بلو مورد بررسي قرار گرفت. در بين نانو ذرات سنتز شده PNT بيشترين فعاليت فتوكاتاليزوري را در تخريب متيلن بلو داشته است و اين بيان كننده‌ي ميزان توليد بيشتر گونه‌هاي فعال اكسيژن در اين نانو ذره است. فعاليت فتوكاتاليزوري نانو ذره PFNT در مقابل با PNT به دليل حضور يون آهن بيشتر گرديد. حضور اكسيژن يكتايي و گونه‌هاي فعال اكسيژن نظير راديكال آنيون سوپراكسيد و راديكال هيدروكسيل به اثبات رسيد. دوپ كردن تيتانيوم دي اكسيد با نيتروژن و حساس‌سازي با TCPP و FeTCPP سبب كاهش باند گپ تيتانيوم دي اكسيد شده و منجر به جذب نوري در ناحيه nm 400-800 گرديده است و منجر به فعاليت فتوحساس سازي در مسير‌هاي نوع I و II شده است. تابش نور مريي سبب توليد اكسيژن يكتايي توسط TCPP و FeTCPP مي شود همچنين منجر به انتقال الكترون از حالت برانگيخته TCPP* و FeTCPP* به Ti4+ در N-TiO2 شده و باعث تشكيل TCPP+ و FeTCPP+ و Ti3+ مي شوند، بنابراين منجر به توليد اكسيژن يكتايي، راديكال آنيون سوپراكسيد و راديكال هيدروكسيل مي‌شود. نانو ذره PNT بر روي باكتري‌هاي گرم مثبت و گرم منفي در شرايط تاريكي و روشنايي مورد بررسي قرار گرفت. فعاليت فتوآنتي باكتريال اميدوار كننده با فعاليت بازدارنگي 100 درصد تحت تابش نور LED (15W) در مقابل هر دو گونه باكتري بعد از مدت زمان 120 و 180 دقيقه نشان داد. نانو ذره PFNT نيز در دو حالت تاريكي و روشنايي روي سلول سرطان پوست ملانوما رده‌ي سلولي A375 مورد بررسي قرار گرفت. درصد زنده ماندن سلول‌هاي سرطاني در حضور نانو ذره PFNT در غلظت 125 ميكروگرم بر ميلي ليتر در تاريكي و روشنايي به ترتيب 40 و 77 درصد شد و همچين زيست سازگاري اين نانو ذره نشان داده شد. اين تحقيق به خاصيت بالقوه نانو كامپوزيت N-TiO2/FeTCPP سنتز شده در پيشرفت زمينه فوتوديناميك تراپي تاكيد مي‌كند و راه را براي درمان‌هاي كار آمد و هدفمند هموار مي‌كند‌.

1403/10/10

The effect of titanium dioxide nanoparticles doped with nitrogen in the presence of porphyrin (TCPP) and metalloporphyrin (FeTCPP) sensitizers in photodynamic therapy of Melanoma skin cancer cells and its antibacterial effect

11/30/2025 12:00:00 AM

In these research projects, we doped titanium dioxide nanoparticles with urea and then modified them with porphyrin TCPP and metalloporphyrin FeTCPP. Urea is a safe compound and is used here as a nitrogen source. In the photoantibacterial project on Gram-positive and Gram-negative bacteria, N-TiO2 (NT), TCPP/TiO2 (PT) and N-TiO2/TCPP (PNT) nanoparticles were synthesized. In the project of photodynamic therapy of melanoma skin cancer cells, the design and biocompatible synthesis of a new N-TiO2/FeTCPP nanoparticle (PFNT) was discussed. The photocatalytic activity of synthesized nanoparticles was investigated by degradation of methylene blue. Among the synthesized nanoparticles, PNT has the highest photocatalytic activity in the degradation of methylene blue, and this indicates the production of more reactive oxygen species in this nanoparticle. The photocatalytic activity of PFNT nanoparticle increased compared to PNT due to the presence of iron ion. The presence of singlet oxygen and reactive oxygen species such as superoxide anion radical and hydroxyl radical was proved. Doping of titanium dioxide with nitrogen and sensitization with TCPP and FeTCPP has reduced the band gap of titanium dioxide and led to optical absorption in the region of 400-800 nm and has led to enhanced photosensitization in the type I and II pathway. With visible light irradiation, TCPP and FeTCPP not only cause the production of singlet oxygen, but also by electron transfer from the excited state of TCPP* and FeTCPP* to Ti4+ in N-TiO2 and cause the formation of TCPP+, FeTCPP+ and Ti3+, thus leading to the production of singlet oxygen becomes superoxide anion radical and hydroxyl radical. PNT nanoparticles were investigated on Gram-positive and Gram-negative bacteria in dark and light conditions. It showed promising photoantibacterial activity with 100% inhibitory activity under LED light irradiation (15W) against both types of bacteria after 120 and 180 minutes. PFNT nanoparticle was also investigated in both dark and light conditions on melanoma skin cancer cell line A375. The survival percentage of cancer cells in the presence of PFNT nanoparticle at a concentration of 125 μg/ml in darkness and light (15W) was 40% and 77%, respectively, and the biocompatibility of this nanoparticle was shown. This research emphasizes the remarkable promise of the synthesized N-TiO2/FeTCPP nanocomposite in advancing the field of photodynamic therapy and paves the way for efficient and targeted treatments.

نانو ذره تيتانيوم دي اكسيد، پورفيرين، فتوآنتي باكتريال، گونه¬هاي فعال اكسيژن، اكسيژن يكتايي، باكتري اشريشيا اي كلي، باكتري استافيلوكوكوس اورئوس، ملانوما

Titanium dioxide, Porphyrin, Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) , ROS, Singlet Oxygen, Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria, Melanoma

Parisa Nosrati

Prof. Rahmatollah Rahimi