과학에서 나노물질의 진화는 나노기술, 생물의학 및 공학 분야의 성장을 가져왔습니다. 이 연구는 conjugated gold-cockle shell 유래 탄산칼슘 나노입자(Au-CSCaCO3 NPs) 생물 의학 응용 프로그램. 사용된 합성 기술은 금 나노 입자 구연산염 환원 방법과 프로그래밍 가능한 롤러 볼 밀의 기계적 사용과 결합된 간단한 침전 방법을 사용했습니다. 합성된 접합 나노물질은 투과전자현미경(TEM), 에너지 분산 X선(EDX)이 장착된 전계방출 주사전자현미경(FESEM) 및 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)을 사용하여 물리화학적 특성을 특성화했습니다. 그러나 세포 메커니즘의 복잡성은 Au-CSCaCO3와 같은 나노물질에 대해 도전적인 것으로 증명될 수 있습니다. NPs, 따라서 세포독성 평가의 필요성. 얻어진 구형 나노입자(밝은 녹색 자줏빛)는 평균 직경 크기가 35 ± 16 nm이고 탄소 및 산소 조성이 높습니다. 공액 나노 물질은 또한 공액 나노 입자 간의 상호 작용을 크게 지원하는 아라고나이트 다형체 및 카복실 결합에 대한 고유한 스펙트럼을 가지고 있습니다. 음의 표면 전하와 스펙트럼 흡광도는 이들의 안정성을 강조했습니다. 생성된 구형 형태의 공액 Au-CSCaCO3 나노입자는 생물의학 응용을 위한 훌륭한 나노물질이 될 수 있습니다.
<섹션 데이터-제목="배경">단분산 나노 입자의 생산은 전자, 광학, 생물 의학 및 자기 응용 분야에서 중요하게 나타났습니다[1,2,3,4]. 그들의 진화와 생체 재료의 진화는 의약품 [5], 생물 의학 시스템 [6], 약물 전달 시스템 [7], 화장품 및 수처리 [7,8,9]를 유리하게 향상시켰습니다. 같은 맥락에서, 생체적합성, 생체유전자성, 무독성 접합물질의 개발은 생명과학 및 생물의학 분야에 귀중한 기여를 할 수 있을 것이다[10]. 또한 생체 적합성 금속 접합 바이오 및 나노 물질은 조직 공학 [5], 치료제 [11] 및 약물 전달 [12]과 같은 생물 의학 응용 분야에서보다 과학적인 발전에 기여할 수 있습니다. 이는 주사 가능한 자가조립형 콜라겐-금 하이브리드 하이드로겔[13], 콜로이드성 금-콜라겐 코어-쉘 나노접합체[14], 항종양 치료를 위한 공동 조립된 캐리어 프리 나노 약물의 사용과 같이 최근 연구에서 정교하게 보여졌습니다. [15]. 많은 연구에서 금속 나노입자가 무기 비-실리카 다공성 물질을 사용하여 전기화학적 바이오센서에서 효소 전극을 생성할 수 있다고 문서화했습니다[16]. 게다가, 합성된 산화 그래핀-알부민 나노-하이브리드는 또한 향상된 광역학 요법에 대한 잠재적인 이점을 보여주었다[17]. 전체적으로 이것은 생체의학 영상 및 생체 감각 시스템과 같은 다른 가능한 응용 분야에서 더 많은 관심을 불러일으켰습니다[16, 18].
천연 광물인 탄산칼슘은 생물의학, 산업 및 나노기술을 포함한 광범위한 응용 분야에서 사용되어 왔습니다[10, 19, 20, 21]. 탄산칼슘 다형체인 Aragonite는 조개껍질에 풍부하게 존재합니다(Anadara granosa ), 연체동물로 널리 알려져 있으며 말레이시아에서도 발견됩니다[22]. Aragonite는 방해석과 바테라이트의 다른 탄산칼슘 다형체와 달리 생물 유래이며, 조개 껍질의 95-98%를 차지합니다. 아라고나이트 다형체의 무기 물질인 탄산칼슘은 조개 껍질 안에 자연적으로 일반적으로 존재합니다[23]. Aragonite 다형체는 생체적합성 특성과 항암제 전달 시스템[24] 및 생물의학 영상[25, 26] 개발에 있어 유망한 잠재력으로 인해 연구 분야에서 점점 더 주목받고 있습니다. 현재 대부분의 선행 연구에서는 탄산칼슘 생산의 두 가지 방법을 주로 밝히고 있다[26]. 여기에는 CO2의 공침 또는 이중 분해 및 탄산화가 포함됩니다. 유감스럽게도 어느 누구도 생체 유래 탄산칼슘을 생성하지 않는 통제된 설정에서 수산화칼슘을 통한 가스입니다[26,27,28]. 따라서 제품에는 방해석과 바테라이트의 혼합물이 다량 함유되어 있어 생체 적합성이 없고 독성이 높다는 보고로 인해 생물 의학용으로 부적합합니다[26].
그러나 생물의학 응용 분야에서 나노기술의 사용이 증가함에 따라 현재 연구는 조절된 조가비 껍질 유래 탄산칼슘 나노입자(CSCaCO3 도데실 디메틸 베타인(BS-12)을 사용하여 독특한 크기와 모양을 갖는 나노입자[29]. 이것은 CSCaCO3 합성에서 생물 광물화 촉매로 BS-12를 활용한 이전 작업에서 영감을 받았습니다. 바이오 응용을 위해 쉽게 조작할 수 있는 나노입자, 비용 효율적이고 상대적으로 순수한 나노입자 [30]. 합성된 나노입자의 형태와 크기는 물리화학적 특성을 결정하는 데 중요하며, 광범위한 잠재적 생물의학적 응용을 고려할 때 금속 나노입자에 중점을 둡니다[31]. 금 나노입자(AuNPs)는 광학적 특성, 다양한 크기 범위, 흡수 최대 변화 또는 사용된 합성 방법에 따라 달라지는 색상으로 인해 지속적으로 사용되어 왔습니다[32]. AuNP의 크기와 모양은 가시광선 스펙트럼에서 흡수 및 방출 특성에 영향을 미치므로 가시광선 영역에서 근적외선 영역까지 다양합니다. 따라서 합성[33], 물리화학적 특성[34], 생체 적합성[35] 및 표면 기능화[36]로 인해 다양한 특정 응용 분야에 대해 조작할 수 있습니다[37]. 또한 의학적 진단에서 완전히 사용되지 않고 그 가치가 불분명할 수 있다고도 언급되어 있다[37].
따라서 적절한 기능화에 따라 암 이미징[38], 암 치료[39], 약물 전달[40] 및 감각 장치[41]를 위해 재설계될 수 있습니다. 코팅은 다공성 탄산칼슘 나노구와 접합된 금 나노입자(AuNP)와 같은 기능화된 특성을 가진 나노 하이브리드 생체 재료를 제조하는 데 필수적입니다[16, 42]. 그 결과 생체 적합성, 우수한 용해도 및 용액 분산성과 같은 유리한 부모 특성을 유지할 수 있는 복합 금-탄산칼슘 나노 물질 또는 나노 복합 하이브리드가 생성되었습니다[16]. 강한 색상 변화와 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)을 나타내는 접합된 금 나노 입자는 앱타머, 펩티드 및 항체와 같은 잠재적인 다중 수용체 시스템에 대한 우수한 후보가 될 수 있습니다[35, 43, 44, 45]. 수용성 공액 고분자의 제작과 바이오센서, 형광 이미징, 약물 전달에서의 응용이 성공적으로 실현되었습니다[46,47,48]. 그러나 접합된 나노입자 또는 나노물질은 더 친숙한 준비[51] 및 분리 기능[48]을 제외하고 수년에 걸쳐 광안정성[48, 49] 및 낮은 세포독성[50]과 같은 이점이 점진적으로 개선되었습니다.
이로써 AuNP 및 CSCaCO3 NP는 제어 가능하게 합성되고 생체 공액 금조개 껍질 유래 탄산칼슘 나노입자(Au-CSCaCO3 NPs)의 직경 크기가 19–51nm 범위입니다. 처음에 AuNPs 준비는 고전적인 Turkevich 방법[52]과 dodecyl dimethyl betaine 합성 접근법[26]을 사용하는 조가비 껍질 유래 나노입자에서 영감을 받았습니다. 농도와 같은 합성 매개변수의 수정은 크기를 능숙하게 줄이거나 늘릴 수 있습니다. 결과적으로, 합성된 나노물질을 특성화하고 세포독성에 대해 조사하였다. Au-CSCaCO3 NP 준비 추가 이점은 다음과 같습니다. 쉬운 합성 및 비용 효율성.
금염(49% 금 용액을 포함하는 사염화금산)과 구연산삼나트륨은 prima nexus Sdn Bhd(Malaysia)에서 구입했습니다. 신선한 조가비 껍질은 현지 시장(Pasar borong, Seri Kembangan, Selangor, Malaysia)에서 구입했습니다. 도데실 디메틸 베타인(BS-12) 및 인도시아닌 녹색 염료(ICG)는 Sigma-Aldrich(Steinheim, Germany)에서 구입했습니다. 둘베코 변형 독수리 배지(DMEM), 소 태아 혈청(FBS), 항생제 조합(글루타민 100mmol/L, 페니실린 100U/mL, 스트렙토마이신 100μg/mL), 인산완충식염수(PBS), 디메틸설폭사이드(DMSO) ) 및 MTT(3-Dimethylthiazo-2, 5-diphynyltetrazolium Bromide 염료)는 일본 교토의 Naclai tesque, Inc.에서 구입했습니다. 사용된 다른 모든 시약은 분석 등급이었습니다.
합성은 이전에 Verma et al.에 의해 기술된 방법을 사용하여 달성되었습니다. [53] 농도에 약간의 변형을 가하여 49% 금 용액을 포함하는 1% 테트라클로로금산. 약 0.1%의 금 용액을 준비하고 각기 다른 원뿔형 플라스크에 15, 25, 20mM의 농도로 희석했습니다. 그런 다음 용액을 자기 교반과 결합된 핫 플레이트(6 위치, WiseStir ® Korea)에서 100°C로 가열했습니다. 그 다음, 약 1% tri-sodium citrate를 계속해서 자기 교반하면서 끓는 용액에 색 전이(황색 금 용액이 무색에서 검은색으로 변한 다음 최종적으로 밝은 빨간색으로 변함)가 관찰될 때까지 첨가했습니다. 15분 후 가열을 끄고 실온에서 냉각되도록 두었다. 합성된 금 나노입자는 이후 사용을 위해 - 4 °C에 보관되었습니다. 반응은 아래 방정식으로 표시되었습니다.
$$ 2{\mathrm{H}\mathrm{AuCl}}_4+3{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_8{\mathrm{O}}_7\left(\mathrm{citric} \ \mathrm{acid}\right)\to 2\mathrm{Au}+3{\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_6{\mathrm{O}}_5\left(3-\mathrm {케토글루타르산}\ \mathrm{산}\right)+8\mathrm{HCl}+3{\mathrm{C}\mathrm{O}}_2 $$갓 얻은 3킬로그램의 조가비 껍질을 철저히 세척하고 문지르고 씻었습니다. 조개껍질 분말은 이슬람 등이 기술한 방법에 따라 제조하였다. [54]. 세척된 조가비 껍질을 오븐(Memmert UM500, GmbH Co, Germany)에서 50°C에서 7일 동안 건조했습니다. 조개껍데기를 블렌더(Blender HCB, 550, USA)를 이용하여 가루로 만든 후, 구경 90μm의 스테인리스 실험용체(Endecott Ltd., London, England)로 체질하여 마이크론 크기의 분말을 얻었다. 분말을 오븐에서 74°C에서 7일 동안 건조했습니다. 분말은 나중에 사용할 수 있도록 밀폐된 폴리에틸렌 비닐 봉투에 더 포장되었습니다. 소라 껍질 유래 탄산칼슘 나노입자는 이슬람 등이 기술한 접근법에 따라 합성되었다. [55], 방법 및 합성 매개변수에 약간의 수정이 있습니다. 조가비 껍질 분말 2g을 250ml 원뿔형 플라스크에 넣은 다음 50ml의 이중 탈이온수를 넣고 0.5ml 농도의 BS-12를 원뿔형 플라스크에 가했습니다. 원뿔형 플라스크의 혼합물을 작은 자석 막대가 있는 체계적인 다중 핫플레이트 및 자기 교반기를 사용하여 135분 동안 50°C의 온도에서 1000rpm으로 격렬하게 교반했습니다. 준비된 시료는 125mm 크기의 이중고리 여과지(Filtres Fioroni, China)를 사용하여 모액과 분리하였다. 그런 다음 잔류물을 철저히 세척하여 과량의 BS-12를 제거했습니다. 최종 제품, CSCaCO3 NP 분말을 드라이클리닝 용기에 포장하고 74°C에서 3일 동안 건조했습니다(Oven Memmert UM500, GmbH Co, Germany). 내부에 여러 개의 작은 대리석 공을 추가한 후 용기를 적절하게 포장하고 파라 필름으로 밀봉했습니다. 용기를 Programmable roller-ball mill(BML-6, Wisemix ® Korea)에 200rpm의 속도로 5일 동안 놓았다. 샘플은 추가 사용을 위해 오븐에서 밀폐된 폴리에틸렌에 보관되었습니다.
이 절차에서 CSCaCO3 0.2g NP 및 5mg의 근적외선(NIR) 인도시아닌 녹색 염료(ICG)를 Cai et al. [16], 깨끗한 빈 원뿔 플라스크에. 샘플을 20분 동안 초음파 처리하고 3일 동안 200rpm에서 작은 자기 막대가 있는 자기 교반기에서 배양하는 추가 합성 수정이 이루어졌습니다. 샘플을 10분 동안 10,000rpm의 속도로 초원심분리하여 연녹색-자주색, Au-CSCaCO3를 얻었습니다. NP 합성물. 상층액을 따라내고 펠렛을 일련의 탈이온수로 세척하였다. 준비된 복합 재료는 오븐에서 4일 동안 건조되었으며 추가 분석을 위해 오븐에서 밀폐된 폴리에틸렌에 보관되었습니다.
나노물질의 입자크기와 형태는 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 분석하였다. 나노물질을 무수 알코올에 분산시키고 40분 동안 초음파 처리했습니다. 약 5μl의 부유 샘플 용액을 구리 그립 시편 마운트에 피펫으로 옮겼습니다. 샘플은 TEM(Hitachi H-7100)에서 관찰되었습니다. 전계 방출 주사 전자 현미경(FESEM)(모델 JOEL 7600F)은 5KV의 전압에서 작동하고 에너지 분산형 X선 분광기(EDX)가 장착되어 있습니다. 이것은 Au-CSCaCO3의 표면 특징을 특성화하는 데 사용되었습니다. NP. 물질을 무수 알코올에 분산시키고 1시간 동안 초음파 처리했습니다. 약 50μl의 현탁된 샘플 용액을 구리 그립 시편 마운트에 피펫으로 옮기고 밤새 건조시킨 다음 전자빔을 사용하여 스캔했습니다. 또한, 합성된 복합 나노물질의 기능 분석을 위해 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR)도 사용되었습니다. 나노 물질은 400–4000cm 범위에서 Ker(FTIR 모델 100, Perkin Elmer)의 1wt%로 보정되었습니다. −1 . 또한 합성된 나노접합체의 크기와 제타전위를 zetasizer(Nano ZS, Malvern Instruments)를 이용하여 분석하였다. 물질을 탈이온수에 현탁시키고 50분 동안 초음파 처리했습니다. 균일한 현탁액을 zetasizer 큐벳에 넣고 입자 크기와 제타 전위를 조사했습니다. 300~800nm 범위의 다양한 파장에서 Uv-Vis 분광광도계(UV - 2600)를 사용하여 접합된 나노 복합체의 다양한 분석 물질의 존재를 모니터링했습니다.
인간 유방 선암종 세포주(JCRB:MCF-7) 및 마우스 섬유아세포 세포주(JCRB:NIH3T3)를 10% FBS 및 항생제 조합(글루타민 100mmol/L, 페니실린 100U/ mL 및 스트렙토마이신 100μg/mL). 배양 플라스크(Eppendorf culture T-25 및 T-75)를 37°C의 5% 이산화탄소에서 배양하고 80-90% 합류 상태의 세포를 파종 및 처리 과정에 사용했습니다.
세포를 5 × 10 3 의 밀도로 96웰 멸균 플레이트에 시딩했습니다. 웰당 세포를 만들고 24시간 동안 밤새 배양했습니다. 각 웰의 배지를 제거하고 세포를 처리하고 접합된 나노 복합 현탁액(Au-CSCaCO3 NP) 24시간, 48시간, 72시간 동안 처리 노출이 완료된 후 웰의 배지를 흡인하고 PBS로 세척한 후 실험 처리 전에 다른 새 배지로 교체했습니다.
Au-CSCaCO3의 스톡 솔루션 10% 무혈청 DMEM 배지에서 1mg/ml 농도의 NP를 준비했습니다. 96웰 플레이트에 MCF-7 세포와 NIH3T3 세포를 파종한 후 플레이트를 처리하고 Au-CSCaCO3의 마이크로그램(100–1.56)의 다른 농도로 배양했습니다. NP 솔루션.
일반적으로 5mg의 MTT 시약 분말을 1ml의 PBS에 용해시켜 균일한 혼합을 위해 초음파 와류에 의해 촉진했습니다. 세포 파종 및 처리 후, 웰 플레이트를 비우고 20μl의 MTT 시약을 각 웰에 첨가했습니다. 직후에 플레이트를 3~4시간 동안 배양하여 MTT가 세포의 미토콘드리아에 결합할 수 있도록 했습니다. 인큐베이션 후, 1ml의 DMSO를 각 웰에 첨가하여 색상 생성물을 용액으로 방출했습니다. 플레이트를 암실에서 30분 동안 보관하고 용액의 광학 밀도(OD)를 파장 570nm에서 마이크로 플레이트 리더로 측정했습니다[56]. 실험은 각 세포주에 대해 3회 수행하였고 평균값을 기록하였다. 세포 생존율의 백분율은 아래 공식을 사용하여 결정되었습니다.
$$ \mathrm{백분율}\ \mathrm{of}\ \mathrm{cell}\ \mathrm{생존율}=\left(\ A\ Sample/A\ Control\right)\times 100 $$여기서 A 샘플 두 세포주 및 A의 서로 다른 배양 처리된 세포의 평균 OD 판독값이었습니다. 컨트롤 완전한 배양 배지에서만 다양한 배양된 세포의 평균 OD 판독값이었습니다. 그런 다음 세포의 세포독성을 평균 삼중 값에서 평가하고 평균 ± 표준편차(SD)로 표시했습니다.
통계 데이터 분석은 SPSS 소프트웨어(Version 10, Chicago, USA)를 사용하여 수행되었습니다. 실험은 삼중으로 수행되었으며 평균 ± 표준편차(M ± SD)로 표시되었습니다. 중요도 임계값은 p입니다. <0.01.
TEM 현미경 사진의 목적은 합성된 접합된 Au-CSCaCO3의 크기를 평가하는 것이었습니다. (19–51 nm) 범위 내에서 평균 직경 크기가 35 ± 16 nm인 잘 분산된 나노입자를 나타내는 NP. 합성 조건에 따른 크기의 차이는 그림 1과 같다.
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TEM(a , b ) Au-CSCaCO3의 이미지 나노 입자의 다른 크기를 특징으로 하는 NPs
나노 접합체의 TEM 현미경 사진은 19-51 nm의 범위 직경과 분산된 나노 입자를 보여주었습니다. 독특하게 얻은 나노 크기는 사용된 제어된 합성 조건에 기인할 수 있습니다. 나노 입자 분산에 대한 또 다른 가능한 설명은 나노 입자 서로의 반발을 돕는 시트르산 이온의 음으로 하전된 층 때문일 수 있으며, 유사하게 보고된 바와 같이 정전기적 반발 및 접합체 수화 표면층으로 인해 응집을 방지하고 접합체 안정성을 증가시킬 수 있습니다. Jazayeri et al. [56]. 또한, 시트레이트 캡핑 시약은 합성에서 역할을 하며, 이는 Rawat et al. [57]. 독특한 입자 크기는 Cai et al이 수행한 작업과 유사한 탄산칼슘 나노구 매트릭스 내부에 흡수된 금 나노입자가 다른 것으로 나타났습니다. [16], 관찰된 결과 입자 크기에 기여합니다. 그러나 이 결과는 방해석이 금 나노 입자를 수용하는 능력이 좋지 않다는 보고도 확인시켜 줍니다[16].
FESEM 현미경 사진은 구형 및 사슬형 Au-CSCaCO3를 나타내는 합성된 나노입자의 형태와 모양을 평가했습니다. 그림 2와 같이 응집도가 작은 나노입자 나노입자. 기본 스펙트럼(그림 2b)은 탄소 64.98%, 산소 13.53%, 칼슘 0.02%, 구리 17.63% 및 표 1에 표시된 대로 3.85% 금.
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페셈 a Au-CSCaCO3의 FESEM 현미경 사진 형태를 설명하는 NP. ㄴ Au-CSCaCO3의 EDX 스펙트럼 NP
FESEM 현미경 사진은 독특한 형태를 구형, 매끄러운 표면, 사슬형 구조의 접합 나노입자로 기술했으며, 그 물리적 또는 화학적 특성은 준비 조건과 합성 방법의 결과로 설명될 수 있습니다[58]. 유사하게 접합체 나노입자에 의해 표시되는 구형 구조적 특성은 Verma et al.에 의해 보고된 것과 유사했습니다. [53], 그러나 제시된 집합의 작은 정도와는 반대로. 이 결과에 대한 가능한 설명은 강한 결합을 유도하는 금 나노입자와 새조개 껍질 유래 탄산칼슘 나노입자 사이의 소수성 및 정전기적 상호작용 때문일 수 있습니다[48]. 또한 합성에 사용된 BS-12의 역할은 이슬람 등이 문서화한 작업과 유사한 구형으로 나노입자의 분해에 반영되었습니다. [55]. 기본 프로파일(표 1)은 예상 결과와 달리 유의한 변화를 나타내지 않았습니다. 유사하게, 접합된 나노입자의 화학적 조성에서 관찰된 발견은 이전 연구에서 이전에 나타난 바와 같이 문서화되었습니다[26, 54].
공액 나노 입자의 제타 전위는 그림 3과 같이 공액 나노 입자의 평균 크기가 57.97nm이고 음전하가 - 16.4 ± 3.81mV인 강도에 따른 표면 전하, 안정성 및 크기 분포를 평가하기 위해 수행되었습니다. 표 2.
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아 Au-CSCaCO3의 강도에 따른 입자 크기 분포 NP. ㄴ Au-CSCaCO3의 제타 전위 표면 전하를 나타내는 NP
제타 전위는 제타 사이저를 사용하여 결정된 나노입자 표면 정전기 전하를 평가하는 중요한 분석입니다. 이것은 용액 내 나노 물질의 분산도를 추가로 설명하여 전반적인 안정성, 나노 입자 저장 수명, 하전 입자 사이의 입자 상호 작용 및 그 의미를 이해할 수 있게 합니다[59]. 접합된 나노물질의 제타 전위 평가는 - 16.4mV에서 나노입자의 안정성과 0.5 미만의 다분산 지수(PdI)를 나타냅니다. 가능한 설명은 측정 중 현탁액의 입자 사이에 더 많은 전기 반발이 존재하기 때문일 수 있습니다. 또한, 응집 경향은 또한 합성 방법으로 인해 더 큰 크기로 이어지는 크기 분포에 영향을 미쳤을 수 있습니다. Hoque et al.의 선행 연구. 높은 양 또는 음의 제타 전위는 응집을 감소시키고 안정성을 증가시킨다고 유사하게 문서화되었습니다[60]. 또한, 합성된 나노 입자의 물리화학적 차이는 사용된 합성 방법으로 설명될 수 있습니다. Kanaujia와 동료들의 [61] 연구는 또한 Isa et al.에 의해 보고된 나노입자 분산을 전기적으로 안정화시키는 전기 반발 때문에 제타 전위의 더 높은 음수 또는 양수 값이 안정성을 나타내고 입자의 응집을 방지한다고 강조했습니다. [62].
Au-CSCaCO3의 FTIR 스펙트럼 NP는 1455.09cm −1 에서 가장 두드러진 피크가 나타남을 보여줍니다. 1059.12cm −1 에서 피크가 관찰됨 , 854.80cm −1 및 464.16cm −1 , 각각. 또한 706.40cm −1 에서 약한 피크가 관찰되었습니다. 및 1785.68cm −1 그림 4와 같이
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Au-CSCaCO3의 주요 특성 피크의 푸리에 변환 적외선 분광기 스펙트럼 NP. 모든 표시는 텍스트에서 논의된 빈도에 해당합니다.
Au-CSCaCO3의 FTIR 스펙트럼 제시된 NP는 1455.09cm −1 에서 가장 두드러진 피크가 나타남을 보여주었습니다. , 금 나노입자[14] 및 조가비 껍질 나노입자의 카르복실기에 존재하는 산소-수소(OH) 결합을 증명하고, 1059.12cm -1에서 관찰된 아라고나이트 다형체 마커의 존재를 가장 잘 보여주는 피크가 뒤따릅니다. 저녁> , 854.80cm −1 및 706.40cm −1 , , 스펙트럼 피크와 일치하는 조개 껍질 유래 나노 입자에서 발생하는 알킬 그룹을보고하는 것으로 알려져 있습니다 [55]. 마찬가지로 1785.68cm −1 에서 약한 피크가 관찰되었습니다. 카르복실기의 존재로 인해 [54], 464.16cm -1 에서 추가 피크가 관찰되었습니다. . 모든 피크는 공유 결합, 탄소-탄소(C–C), 탄소-산소(C–O) 및 탄소-질소(C–N) 연결의 존재에 대한 상당한 특징을 보여주었습니다. 나노 입자. FTIR은 접합된 나노물질의 적외선 스펙트럼 피크를 얻는 동시에 넓은 스펙트럼 범위(400–4000cm −1 ) [63]. 그러나 탄산칼슘의 방해석 다형체는 피크 범위가 2000~2900cm −1 인 것으로 보고되었습니다. 탄산화법으로 제조된 나노입자로 [64].
합성된 공액나노입자는 그림 5와 같이 530 nm에서 강한 흡수 피크를 보인다.
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Au-CSCaCO3의 Uv-Vis 분광 광도계 흡광도 스펙트럼 본문에서 논의된 NPs
금 나노구조는 AuNPs의 국부적인 표면 플라즈몬 공명 효과로 인해 넓은 흡광도를 갖는다[65, 66]. 많은 보고서에 따르면 금 입자는 종종 500–520nm 사이에서 날카로운 흡광도 피크가 관찰됩니다[66,67,68,69]. 이 기술은 접합된 Au-CSCaCO3의 추가 평가를 허용했습니다. NP 크기, 농도 및 응집 수준 [65]. 흡광도 밴드는 또한 입자 크기의 감소를 나타내는 더 작은 파장으로 이동하는 것으로 알려져 있으며 흡수 스펙트럼의 대칭 모양은 좁은 입자 크기 분포를 나타냅니다[70], 따라서 우리의 공액 Au-CSCaCO33 500~550nm 사이에서 더 넓은 흡수 피크를 나타내고 530nm 파장에서 가장 높은 지점을 나타내는 NP입니다. 빛이 조직에 의해 쉽게 감쇠되고 흡수 피크가 더 긴 파장으로 상당히 이동하는 근적외선 가시 스펙트럼 영역에서 허용됩니다[71]. 이에 대한 가능한 설명은 나노 물질의 합성 및 접합 때문일 수 있습니다. 또한 Srinath et al.은 흡수 밴드의 위치가 주로 색상 변화, 응집 및 표면 흡착 종에 의존한다는 것을 밝혔습니다[72]. 또한 나노 입자의 흡수 스펙트럼은 금 플라즈몬 공명 특성으로 인해 색상, 형태 및 크기에 따라 이동할 수 있습니다[73]. 근적외선 광열 특성을 가진 나노구조는 빛을 강하게 산란시키는 능력을 가지고 있으며, 이는 생물의학 이미징에 중요한 응용 분야입니다[74, 75].
인간 유방암 세포(MCF-7) 및 마우스 배아 섬유아세포(NIH3T3)에 대한 세포독성 연구는 Au-CSCaCO3 NP는 100μg 용량에서 암세포 사멸을 유발하는 세포 증식을 70% 이상 억제하고 섬유아세포를 거의 40% 억제했습니다. IC50 25μg과 같은 더 낮은 농도의 투여량도 암세포에 독성이 있는 것으로 판명되어 낮은 세포 생존력을 드러내고 또한 나노입자에 대한 암세포의 세포 증식을 50% 이상 억제했습니다. 한편, 섬유아세포에 대한 동일한 농도의 투여량은 섬유아세포의 증가되고 일관된 세포 생존력을 나타내었다. IC50 그림 6과 같이 섬유아세포의 최대 80% 세포 생존율을 나타냅니다.
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Cytotoxicity assessment of the MCF-7 and NIH3T3 treated Au-CSCaCO3 NPs cells using MTT assay giving percentage cell viability
3-Dimethylthiazo-2,5-diphynyltetrazolium Bromide (MTT) is a colorimetric assay acceptably used to determine cell viability [76]. Utilizing mitochondrial enzymes in the electron transport chain [77], viable cells with active metabolism converted MTT into purple-colored formazon crystals in the cellular cytosol [78]. The crystals were dissolved after cell lysis on adding an organic solvent dimethyl sulfoxide (DMSO) which is proportional to live cell number, unlike dead cells, due to cytotoxicity that are unable to carry out the reaction [79]. The conjugated nanoparticles displayed consistent cell death against the cancer cells and reliable cell viability of the fibroblast cells with concentration doses ranging from 25–100 μg. Furthermore, attesting low cytotoxicity and highlighting the biocompatibility of Au-CSCaCO3 NPs and potential usefulness for biomedical applications, the cytotoxicity could be due to the internalization of the nanoparticles which possibly triggered intracellular responses and thus induced cellular damage because of interaction with cell organelles. Despite contrary cytotoxicity findings with works done on HeLa cells (human cervical cancer cell line) due to nanoparticles inducing oxidative damage [35, 80], Zhang et al. demonstrated the biocompatibility of the nanoparticles and its likely use for drug delivery systems [80]. Similarly, reports of gold nanoparticles confirmed nontoxic dependent on their size [81] and concentration [39]. Studies strongly confirmed that biogenic gold conjugates are stable and nontoxic nanocarrier used in biomedical application [35, 39] suggesting use for biomedical applications such as drug delivery and cancer therapy [82].
Spherical-shaped conjugated gold-cockle shell-derived calcium carbonate nanoparticles (Au-CSCaCO3 NPs) were obtained. The conjugated nanoparticles were synthesized using a simpler, environmental friendly, and cost-efficient synthetic approach. Furthermore, based on the results, the obtained conjugated nanoparticles were relatively pure and stable. The source of material used for the cockle shell-derived nanoparticles is biogenic, readily available, and naturally occurring as seawater mollusca cockle shell. Based on the presented evidences, the conjugated Au-CSCaCO3 NPs could be a good biomaterial for biomedical applications.
Synthesized Conjugated Gold-Cockle Shell Derived Calcium Carbonate Nanoparticles
Gold nanoparticles
Dodecyl dimethyl betaine
Carbon-carbon bond
Carbon-nitrogen bond
Carbon-oxygen bond
Dulbecco’s modified Eagle’s medium
Dimethyl sulfoxide
Energy dispersive X-ray
Fetal bovine serum
Field emission scanning electron microscope
Fundamental Research Grant Scheme
Fourier transform infrared spectroscopy
Human cervical cancer cell line
50% inhibition concentration
Indocyanine green dye
Japanese Collection Research Bioresource
Localized surface plasmon resonance
Human breast adenocarcinoma cell line
3-Dimethylthiazo-2, 5-diphynyltetrazolium Bromide Dye
Mouse embryonic fibroblast cell line
Near infrared
Oxygen-hydrogen bond
Optical density
Phosphate-buffered saline
Transmission electron microscope
나노물질
초록 상당한 활성 영역이 0.1cm2인 13.5kV 4H-SiC PiN 정류기 이 논문에서 제작되었습니다. CFM-JTE(Charge-Field Modulated Junction Termination Extension)는 초고역 전압 요구 사항을 충족하기 위해 제안되었으며 JTE 선량 허용 오차 범위를 확대하여 기존 2구역 JTE의 약 2.8배를 만듭니다. 또한 CFM-JTE는 기존의 2-zone JTE 프로세스를 통해 구현할 수 있습니다. 측정된 순방향 전류는 최대 100A @ V입니다. F =5.2V(캐리어 수명 향상 기술이
초록 파킨슨병(PD)은 중뇌에서 도파민성 뉴런의 점진적인 소실을 특징으로 하며, 줄기 세포 이식 방법은 치료를 위한 유망한 전략을 제공합니다. 이러한 연구에서 생체 내 이식된 세포의 생물학적 행동을 추적하는 것은 줄기 세포 기능에 대한 기본 이해와 임상 효과 평가에 필수적입니다. 본 연구에서 우리는 열분해 방법과 2단계 개질을 통해 폴리아크릴산(PAA)과 메톡시폴리에틸렌글리콜아민(PEG)으로 코팅된 새로운 초소형 초상자성 산화철 나노입자를 개발했습니다. USPIO-PAA/PEG NP는 TEM 및 FTIR에서 볼 수 있듯이 10.0
