نانوکامپوزیت های پلیمر/ نقاط کوانتومی و کاربردهای پزشکی آن ها
محورهای موضوعی : پليمرها و نانوفناوری
فاطمه رفیع منزلت
1
(دانشگاه اصفهان)
غلامعلي کوهمره
2
(اصفهان)
کلید واژه: نانوکامپوزیت های پلیمر/ نقاط کوانتومی, سامانه های رهایش دارو, تصویربرداری زیستی, نورگرمادرمانی, فتودینامیک درمانی,
چکیده مقاله :
تاکنون مطالعات زیادی در راستای توسعه نانوکامپوزیت های پلیمر/ نقاط کوانتومی صورت گرفته است. پلیمرهای شفاف در بخش مرئی طیف الکترومغناطیسی می‌توانند با ساختارهای مختلف با هدف فراهم آوردن خواص مکانیکی خوب و حفظ پایداری نوری نقاط کوانتومی در این نانوکامپوزیت ها مورد استفاده قرار گیرند. نقاط کوانتومی با ابعاد نانومتری دارای ویژگی‌های قابل توجه نوری و الکترونیکی هستند که می‌توان به پایداری نوری، عمر طولانی درخشندگی آنها، طیف جذبی پیوسته و پهن، طیف نشری باریک و بازده کوانتومی فلوئورسانسی بزرگ اشاره کرد. وقتی که ابعاد مواد در مقیاس اتمی کوچک می‌شود و به نقاط کوانتومی تبدیل می‌شوند، خواص آن ها بسیار متفاوت از حالت توده است که فرصت‌های جدیدی را برای کاربردهای متنوع در زمینه پزشکي، زيست محيطي، انر‌‌ژي، کاتالیزور ها، ليزر، انواع حسگرها و آناليزگرها، دیودهای ناشر نور و ... فراهم کرده است. کاربردهايي مانند سامانه‌های رهایش دارو، تصویربرداری زیستی، حسگرها، نورگرمادرمانی و فتودینامیک درمانی، غشاهای پلیمری در جداسازي و تصفيه، سلول هاي خورشيدي و ... جهش هاي نويني را در علوم و صنايع کوانتومي ايجاد کرده اند. در این مقاله، پس از معرفی نقاط کوانتومی، ویژگی ها و روش سنتز آن ها، به نحوه طراحی انواع مختلف نانوکامپوزیت های پلیمر/نقاط کوانتومی پرداخته شده و سپس بر کاربردهای پزشکي آن ها تمرکز خواهیم داشت.
-
1. Farzin, M. A., & Abdoos, H., a Critical Review on Quantum Dots: from Synthesis Toward Applications in Electrochemical Biosensors for Determination of Disease-Related Biomolecules, Talanta, 121828, 2020.
2. Valizadeh, A., Mikaeili, H., Samiei, M., Farkhani, S. M., Zarghami, N., Akbarzadeh, A., & Davaran, S., Quantum Dots: Synthesis, Bioapplications, and Toxicity, Nanoscale Research Letters, 7(1), 1-14, 2012.
3. Singh, S., Dhawan, A., Karhana, S., Bhat, M., & Dinda, A. K., Quantum Dots: An Emerging Tool for Point-of-Care Testing, Micromachines, 11(12), 1058, 2020.
4. Girma, W. M., Fahmi, M. Z., Permadi, A., Abate, M. A., & Chang, J. Y., Synthetic Strategies and Biomedical Applications of I–III–VI Ternary Quantum Dots, Journal of Materials Chemistry B, 5(31), 6193-6216, 2017.
5. Su, D., Wang, L., Li, M., Mei, S., Wei, X., Dai, H., ... & Guo, R., Highly Luminescent Water-Soluble AgInS2/ZnS Quantum Dots-Hydrogel Composites for Warm White LEDs, Journal of Alloys and Compounds, 824, 153896, 2020.
6. Yu, Y., Zhang, Y., Jin, L., Chen, Z., Li, Y., Li, Q., ... & Yao, J., Self-Powered Lead-Free Quantum Dot Plasmonic Phototransistor with Multi-Wavelength Response, Photonics Research, 7(2), 149-154, 2019.
7. Li, Y., Shi, Z. F., Li, S., Lei, L. Z., Ji, H. F., Wu, D., ... & Li, X. J., High-Performance Perovskite Photodetectors Based on Solution-Processed All-Inorganic CsPbBr3 Thin Films, Journal of Materials Chemistry C, 5(33), 8355-8360, 2017.
8. Kovačova, M., Špitalská, E., Markovic, Z., & Špitálský, Z., Carbon Quantum Dots as Antibacterial Photosensitizers and Their Polymer Nanocomposite Applications, Particle & Particle Systems Characterization, 37(1), 1900348, 2020.
9. Habiba, K., Bracho-Rincon, D. P., Gonzalez-Feliciano, J. A., Villalobos-Santos, J. C., Makarov, V. I., Ortiz, D., ... & Morell, G., Synergistic Antibacterial Activity of PEGylated Silver–Graphene Quantum Dots Nanocomposites, Applied Materials Today, 1(2), 80-87, 2015.
10. Xu, Y., Li, P., Cheng, D., Wu, C., Lu, Q., Yang, W., ... & Zhang, Y., Group IV Nanodots: Synthesis, Surface Engineering and Application in Bioimaging and Biotherapy, Journal of Materials Chemistry B, 8(45), 10290-10308, 2020.
11. Shen, L., Biocompatible Polymer/Quantum Dots Hybrid Materials: Current Status and Future Developments, Journal of Functional Biomaterials, 2(4), 355-372, 2011.
12. Koekoekx, R., Zawacka, N. C., Van Den Mooter, G., Hens, Z., & Clasen, C., Electrospraying the Triblock Copolymer SEBS: The Effect of Solvent System and the Embedding of Quantum Dots, Macromolecular Materials and Engineering, 305(2), 1900658, 2020.
13. Tomczak, N., Jańczewski, D., Han, M., & Vancso, G. J., Designer Polymer–Quantum Dot Architectures, Progress in Polymer Science, 34(5), 393-430, 2009.
14. Abozaid, R. M., Lazarević, Z. Ž., Radović, I., Gilić, M., Šević, D., Rabasović, M. S., & Radojević, V., Optical Properties and Fluorescence of Quantum Dots CdSe/ZnS-PMMA Composite Films with Interface Modifications, Optical Materials, 92, 405-410, 2019.
15. Lesyuk, R., Cai, B., Reuter, U., Gaponik, N., Popovych, D., & Lesnyak, V., Quantum‐Dot‐in‐Polymer Composites via Advanced Surface Engineering, Small Methods, 1(9), 1700189, 2017.
16. Abdelhamid, H. N., El-Bery, H. M., Metwally, A. A., Elshazly, M., & Hathout, R. M., Synthesis of CdS-Modified Chitosan Quantum Dots for the Drug Delivery of Sesamol, Carbohydrate Polymers, 214, 90-99, 2019.
17. Gaynanova, G. A., Bekmukhametova, A. M., Kashapov, R. R., Pavlov, R. V., Vasilieva, E. A., Lenina, O. A., ... & Zakharova, L. Y., the Synthesis of CdSe Quantum Dots Stabilized by Polymers and Polyelectrolyte Capsules, Surface Innovations, 8(1–2), 38-45, 2019.
18. Prudnikau, A., Shiman, D. I., Ksendzov, E., Harwell, J., Bolotina, E. A., Nikishau, P. A., ... & Lesnyak, V., Design of Cross-Linked Polyisobutylene Matrix for Efficient Encapsulation of Quantum Dots, Nanoscale Advances, 3(5), 1443-1454, 2021.
19. Badıllı, U., Mollarasouli, F., Bakirhan, N. K., Ozkan, Y., & Ozkan, S. A., Role of Quantum Dots in Pharmaceutical and Biomedical Analysis, and its Application in Drug Delivery, Trac Trends in Analytical Chemistry, 116013, 2020.
20. Tan, L., Huang, R., Li, X., Liu, S., Shen, Y. M., & Shao, Z., Chitosan-Based Core-Shell Nanomaterials for pH-Triggered Release of Anticancer Drug and Near-Infrared Bioimaging, Carbohydrate Polymers, 157, 325-334, 2017.
21. Yue, J., He, L., Tang, Y., Yang, L., Wu, B., & Ni, J., Facile Design and Development of Photoluminescent Graphene Quantum Dots Grafted Dextran/Glycol-Polymeric Hydrogel for Thermoresponsive Triggered Delivery of Buprenorphine on Pain Management in Tissue Implantation, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 197, 111530, 2019.
22. Zhou, T., Huang, Z., Wan, F., & Sun, Y., Carbon Quantum Dots-Stabilized Pickering Emulsion to Prepare NIR Light-Responsive PLGA Drug Delivery System, Materials Today Communications, 23, 100951, 2020.
23. Zhao, M., Chen, Y., Han, R., Luo, D., Du, L., Zheng, Q., ... & Sha, Y., a Facile Synthesis of Biocompatible, Glycol Chitosan Shelled CdSeS/ZnS QDs for Live Cell Imaging, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 172, 752-759, 2018.
24. Demir, B., Lemberger, M. M., Panagiotopoulou, M., Medina Rangel, P. X., Timur, S., Hirsch, T., ... & Haupt, K., Tracking Hyaluronan: Molecularly Imprinted Polymer Coated Carbon Dots for Cancer Cell Targeting and Imaging, ACS Applied Materials & Interfaces, 10(4), 3305-3313, 2018.
25. Li, X., Jiao, H. F., Shi, X. Z., Sun, A., Wang, X., Chai, J., ... & Chen, J., Development and Application of a Novel Fluorescent Nanosensor Based on FeSe Quantum Dots Embedded Silica Molecularly Imprinted Polymer for the Rapid Optosensing of Cyfluthrin, Biosensors and Bioelectronics, 99, 268-273, 2018.
26. Liu, G., Huang, X., Li, L., Xu, X., Zhang, Y., Lv, J., & Xu, D., Recent Advances and Perspectives of Molecularly Imprinted Polymer-Based Fluorescent Sensors in Food and Environment Analysis. Nanomaterials, 9(7), 1030, 2019.
27. Cao, N., Zhao, F., & Zeng, B., a Novel Self-Enhanced Electrochemiluminescence Sensor Based on PEI-CdS/Au@ SiO2@ RuDS and Molecularly Imprinted Polymer for the Highly Sensitive Detection of Creatinine, Sensors and Actuators B: Chemical, 306, 127591, 2020.
28. Xiang, Y., Mao, C., Liu, X., Cui, Z., Jing, D., Yang, X., ... & Wu, S., Rapid and Superior Bacteria Killing of Carbon Quantum Dots/ZnO Decorated Injectable Folic Acid‐Conjugated PDA Hydrogel through Dual‐Light Triggered ROS and Membrane Permeability, Small, 15(22), 1900322, 2019.
29. Huang, Z., Zhou, T., Yuan, Y., Kłodzińska, S. N., Zheng, T., Sternberg, C., ... & Wan, F., Synthesis of Carbon Quantum Dot-Poly Lactic-Co-Glycolic Acid Hybrid Nanoparticles for Chemo-Photothermal Therapy Against Bacterial Biofilms, Journal of Colloid and Interface Science, 577, 66-74, 2020.