Altın Nanopartiküller ve Tıp Tabanlı Uygulamaları
Ayça İrgit - Moleküler Biyoloji ve Genetik, Fen - Edebiyat Fakültesi, İstanbul Teknik Üniversitesi
Nanopartiküller
Nanopartiküller, nano yapıların temel birimidir ve nanoteknolojinin temelini oluşturmaktadır. Nanoboutlu malzemelerin de temeli olan nanopartiküllerin boyutları 1-100 nanometre (nm) arasında değişmektedir.[1]
Yüksek yüzey/hacim oranı ve kuantum boyuttaki etkilere sahip olan nanopartiküllerin sağlık, biyomedikal,ilaç ve gen salımı uygulamalarında kullanımı yaygınlaşmıştır.[3,4] Nanopartiküllerin temel sınıflandırılması; Karbon tabanlı nanopartiküller, inorganik bazlı nanopartiküller, organik bazlı nanopartiküller ve kompozit bazlı nanopartiküller şeklinde yapılmaktadır.[1,2]
Nanopartiküllerin; polimerik nanopartiküller, metal nanopartiküller, manyetik nanopartiküller olmak üzere farklı çeşitleri bulunmaktadır.[2]
Metal Nanopartiküller
Yüksek yüzey alanları nedeniyle metal iyonları antibakteriyel özellik göstermektedir. Antibiyotiklere karşı mikrobiyal direncin artması nedeniyle özellikle biyolojik uygulamalarda antibakteriyel özellik gösteren metalik nanopartiküller ön plana çıkmaktadır.[4] Metalik nanopartiküller; tanı analizi ve radyoterapinin arttırılması gibi biyomedikal uygulamalarda, biyoteknoloji çalışmalarında, ilaç taşınımı, gen taşıma ve susturma gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Polietilen glikol gibi biyouyumlu malzemelerle modifiye edilebilen metal nanopartiküller, ilaçların etki süresinin uzatılmasını sağlamaktadır. Radyo frekanslarını yüksek verimde ısıya dönüştürebilen soy metal nanopartiküller, kanser hücrelerinin termal ablasyonunu sağlamak için kullanılmaktadır.[1]
Metalik nanopartiküller; altın, gümüş, titanyum, çinko, seryum, demir gibi saf metallerden ya da metallerin oksitler, hidroksitler, sülfitler, fosfatlar, florürler ve klorürler ile yaptıkları bileşiklerden oluşabilmektedir.[1]
Altın Nanopartiküller
İlk olarak Michael Faraday tarafından kullanılan altın nanopartiküller, günümüzde kimya, fizik, biyomedikal ve biyoteknoloji alanlarında en yaygın kullanılan ajanlardan biridir. Altın nanopartiküllerin boyutları ve şekilleri çeşitlilik göstermektedir. Boyutları 1-100 nm arasında değişen altın nanopartiküllerin şekilleri de küresel, oktahedral, decahedral, icosahedral çoklu twined, amorf, tetrahedral, nanotriangles, nanoprisms, altıgen trombositler, tel ve levha olmak üzere çeşitlilik göstermektedir.[5-7]
En kararlı metal nanopartiküllerden biri olan altın nanopartiküllerin sentez yöntemi, nanopartiküllerin özelliklerinin belirlenmesinde etkili olmaktadır. Altın nanopartiküllerin elektriksel ve optik özellikleri, partiküllerin şekil ve boyutu ile ilişkilidir. Altın nanopartiküllerinin renkleri, partiküllerin boyutlarına bağlı değişmektedir. Altın nanopartiküller ile yapılan çalışmalarda, küresel 25 nm boyutundakiler ile kırmızı, 50 nm boyutundakiler ile yeşil ve 100 nm boyutundakiler ile kavuniçi rengi elde edilmiştir.[5,6]
Altın nanopartiküller başta ilaç ve gen salınımı olmak üzere hücre hedefleme, biyo-görüntüleme, hastalıkların tanı ve teşhisi gibi birçok farklı alanda sıklıkla kullanılmaktadır.
Altın nanopartiküllerin boyutu gen ve ilaç salınımı çalışmalarında hücre içine alınımı için önemlidir. Negatif yüklü olmaları nedeniyle altın nanopartiküller; biyomoleküler çalışmalarda, tıpta, ilaç ve gen salımında tercih edilmektedir. Altının yüksek atom numarasına ve kütle enerji katsayısına sahip olması altın nanopartiküllerin kanser görüntüleme ve tedavisinde radyosensitizasyon uygulamalarında kullanımını öne çıkarmaktadır.[1] Özellikle altın nanoçubuk, nanoküre, ve nano yüzey gibi yapılar fototermal tedavi ile kanser hücrelerini öldürme gibi çeşitli uygulamalara sahiptir.[6] Altın nanopartiküller kanser hücrelerinin teşhisinde hücre içindeki protein ve etkin ajanların tespiti ve tanımlanmasında kullanılmaktadır. Altın nanopartiküller toksisite göstermemeleri, inert ve biyouyumlu olmaları nedeniyle gen tedavisi ve ilaç salınımı için en verimli inorganik yapılardır.[1] Hedef biyo-hücrelere kolayca gidebildikleri ve yüksek ilaç yükü taşıyabildikleri için altın nanopartiküller tedavi için en uygun ajanlardan biridir. Altın nanopartiküller biyo-etiketleme ve fototermal mikroskopi uygulamalarında da sıklıkla kullanılmaktadır.[6]
Referanslar
Uyanıkgil, E., Ö., Ç. & Salmanoğlu, D., S., (2020), Metalik Nanopartiküllerin Hedeflendirilmesi, Ege Tıp Dergisi 59 (1): 71-81, Erişim Adresi: http://egetipdergisi.com.tr/tr/download/article-file/992972
Yetişgin, A., A. & Güney, B., C., (2017), Altın Nanopartiküllerin Tanı ve Tedavide Kullanımı, Erişim Adresi: file:///C:/Users/Hp/Downloads/Altin_Nanopartikullerin_Tani_ve_Tedavide.pdf
Gürmen, S. & Edin, S., (n.d.), Nanopartiküller ve Üretim Yöntemleri-I, TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası: 31-38, Erişim Adresi: https://www.metalurji.org.tr/dergi/dergi150/d150_3138.pdf
Hammachı, H., (2019), Biyolojik Yollar ile Sentezlenen Organik / İnorganik Nanopartiküllerin Biyoaktivitelerinin Belirlenmesi ve Tedavi Amaçlı Kullanımları, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erişim Adresi: http://openaccess.hacettepe.edu.tr:8080/xmlui/bitstream/handle/11655/9428/10271430.pdf?sequence=1
Usta, M., (2012), Biyokütle Destekli Nanopartiküllerin Sentezi ve Karakterizasyonu, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erişim Adresi: http://dspace.yildiz.edu.tr/xmlui/bitstream/handle/1/2997/0103020.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Güney, B. & Küçüksarıyıldız, H., (2019), Nano Altın Partikülleri ve Bazı Kullanım Alanlarına Genel Bir Bakış, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7: 1824-1833, DOI : 10.29130/dubited.561973
Yeğenoğlu, H., Aslım, B. & Tamer, U., (2013), Gıda Patojenlerinin Tanısında Kullanılan NanoBoyutlu İmmünosensör Tasarımı, Nevşehir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2(1): 58-68, Erişim Adresi: https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/279377
Yavuz, H. & Denizli, A., ( Mart 2010), Biyoteşhiste Nanoyapılar, Bilim ve Teknik, 90-93, Erişim Adresi: https://www.bioreglab.org/site/assets/files/1506/bilim_teknik_06-bioreg.pdf