بررسی تاثیر غلظت کراتین حل شده از پر مرغ بر اندازه نانوذرات کراتین
Keywords:
کراتین, نانوذره, پروتئین, خاصیت خودتجمعی, قطر هیدرودینامیکAbstract
کراتین یکی از سخت‌ترین مواد بیولوژیکی موجود در طبیعت است به همین دلیل حل کردن پروتئین کراتین یک کار چالش برانگیز است. نانوذرات کراتینی در روش سنتز پایین به بالا، با خود تجمعی از طریق برهم‌کنش‌های بین مولکولی و مبادلات دی سولفیدی ساختار هایی در ابعاد نانو شکل می‌دهند. سایز، اندازه سطح و ریخت شناسی نانوذرات از پارامترهای مهمی هستند که با تغییر آنها از طریق مکانیسم های مختلف، می‌توان بر خواص زیستی آنها تاثیر ایجاد کرد. در این پژوهش نانوذره کراتین در دو غلظت ساخته شد. سپس طیف سنجی مرئی- فرابنفش، تصویر میکروسکوپ الکترونی با FESEM و همچنین اندازه قطر هیدرودینامیک با DLS این دو نمونه بررسی شد. نتایج نشان می دهد افزایش غلظت کراتین حل شده منجر به افزایش خودتجمعی ذرات کراتین و در نتیجه سایز بزرگتر ذرات کراتین شده است. به نحوی که در غلظت 1.47 mg.ml-1 ، ذرات کراتین واجد قطر حقیقی 15-12 نانومتر و بیشترین فراوانی در قطر هیدرودینامیک 10.1 نانومتر بودند. در حالی که در غلظت mg.ml-1 13.83، ذرات کراتین واجد قطر حقیقی 29-13 نانومتر و بیشترین فراوانی در قطر هیدرودینامیک 58.7 نانومتر بودند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد با وجود اینکه غلظت کراتین حل شده به میزان ده برابر افزایش یافت، بیشترین فراوانی در اندازه ذرات به میزان پنج برابر و در قطر هیدرودینامیکی 58.7 نانومتر مشاهده شد. پس می توان اظهار داشت در مواردی از جمله سیستم دارو رسانی هوشمند که نیاز به سایز ذرات زیر 100 نانومتر می باشد، می توان از این تکنیک به منظور افزایش دارورسانی و کاهش دوز مصرفی دارو استفاده کرد و این تکنیک روشی کاربردی و مقرون به صرفه جهت استفاده از نانوذرات کراتین در مصارف پزشکی، دارویی و صنعتی است.
References
[1] P. A. Coulombe and M. B. Omary, “‘Hard’and ‘soft’principles defining the structure, function and regulation of keratin intermediate filaments,” Curr. Opin. Cell Biol., vol. 14, no. 1, pp. 110–122, 2002.
[2] J. M. Gillespie, “The proteins of hair and other hard α-keratins,” in Cellular and molecular biology of intermediate filaments, Springer, 1990, pp. 95–128.
[3] B. R. George, A. Evazynajad, A. Bockarie, H. McBride, T. Bunik, and A. Scutti, “Keratin fiber nonwovens for erosion control,” in Natural Fibers, Plastics and Composites, Springer, 2004, pp. 67–81.
[4] J. M. Ruso and P. V Messina, Biopolymers for Medical Applications. CRC Press, 2017.
[5] C. C. Reddy et al., “Valorization of keratin waste biomass and its potential applications,” J. Water Process Eng., vol. 40, p. 101707, 2021.
[6] P. Kumaran, A. Gupta, and S. Sharma, “Synthesis of wound-healing keratin hydrogels using chicken feathers proteins and its properties,” Int J Pharm Pharm Sci, vol. 9, no. 2, pp. 171–178, 2017.
[7] V. J. Mohanraj and Y. Chen, “Nanoparticles-a review,” Trop. J. Pharm. Res., vol. 5, no. 1, pp. 561–573, 2006.
[8] W. D. C. Chacon, S. Verruck, A. R. Monteiro, and G. A. Valencia, “The mechanism, biopolymers and active compounds for the production of nanoparticles by anti-solvent precipitation: a review,” Food Res. Int., vol. 168, p. 112728, 2023.
[9] W. Lohcharoenkal, L. Wang, Y. C. Chen, and Y. Rojanasakul, “Protein nanoparticles as drug delivery carriers for cancer therapy,” Biomed Res. Int., vol. 2014, 2014.
[10] E. Kianfar, “Protein nanoparticles in drug delivery: animal protein, plant proteins and protein cages, albumin nanoparticles,” J. Nanobiotechnology, vol. 19, no. 1, p. 159, 2021.
[11] F. Eweje et al., “Protein-based nanoparticles for therapeutic nucleic acid delivery,” Biomaterials, p. 122464, 2024.
[12] J. P. Rao and K. E. Geckeler, “Polymer nanoparticles: Preparation techniques and size-control parameters,” Prog. Polym. Sci., vol. 36, no. 7, pp. 887–913, 2011.
[13] T. Sugimoto, “Underlying mechanisms in size control of uniform nanoparticles,” J. Colloid Interface Sci., vol. 309, no. 1, pp. 106–118, 2007.
[14] J. Kaltbeitzel and P. R. Wich, “Protein‐based Nanoparticles: from Drug Delivery to Imaging, Nanocatalysis and Protein Therapy,” Angew. Chemie Int. Ed., vol. 62, no. 44, p. e202216097, 2023.
[15] Y. Miao, T. Yang, S. Yang, M. Yang, and C. Mao, “Protein nanoparticles directed cancer imaging and therapy,” Nano Converg., vol. 9, no. 1, p. 2, 2022.
[16] D. Nath and P. Banerjee, “Green nanotechnology–a new hope for medical biology,” Environ. Toxicol. Pharmacol., vol. 36, no. 3, pp. 997–1014, 2013.
[17] P. M. Mehrnaz Sheikh Hosseini, Zahra Moosavi-Nejad, “A new nanobiotic: synthesis and characterization of an albumin nanoparticle with intrinsic 1 antibiotic activity,” Iran. joyrnal Microbiol., 2023.
[18] P. V Baptista et al., “Nano-strategies to fight multidrug resistant bacteria—‘A Battle of the Titans,’” Front. Microbiol., vol. 9, p. 1441, 2018.
[19] M. Pakdel, Z. Moosavi-Nejad, R. K. Kermanshahi, and H. Hosano, “Self-assembled uniform keratin nanoparticles as building blocks for nanofibrils and nanolayers derived from industrial feather waste,” J. Clean. Prod., vol. 335, p. 130331, 2022.
[20] Z. P. Rad, H. Tavanai, and A. R. Moradi, “Production of feather keratin nanopowder through electrospraying,” J. Aerosol Sci., vol. 51, pp. 49–56, 2012.
[21] J. Wang, S. Hao, T. Luo, Q. Yang, and B. Wang, “Development of feather keratin nanoparticles and investigation of their hemostatic efficacy,” Mater. Sci. Eng. C, vol. 68, pp. 768–773, 2016.
[22] E. J. Khamees, “Physical and biological synthesis of GNPs and keratin nanoparticles from chicken’s feather and applications,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 928, no. 7, p. 72013.
