Nanoteknolojide Altın Çağ: Altın Nanoparçacık Nedir, Nasıl Sentezlenir, Hangi Alanlarda Kullanılır?
Nanoteknoloji ve tıp alanındaki son gelişmeler; biyolojik veya fizikokimyasal olarak sentezlenen altın, gümüş, demir, bakır, kobalt, platin gibi farklı elementlerden çok sayıda nanoparçacık ve nano malzeme üretilmesinin önünü açmıştır.[1] Nano parçacıkların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri gibi özelliklerini manipüle etme yeteneği, bu nano parçacıkların tıp, çevre ve endüstri gibi alanlarda kullanımının önünü açmaktadır.[2] Bu çeşitli organik ve inorganik nanoparçacıklar arasında yer alan altın nanoparçacıklar benzersiz optik ve Yüzey Plazmon Rezonansı (SPR) özelliklerine sahip olmasından dolayı, özellikle biyolojik ve farmasötik alanda araştırmacıların ilk tercihi haline gelmiştir.[3]
Altın Nanoparçacıkların Kısa Tarihi
Altın, yüzlerce yıl sert koşullara maruz kaldıktan sonra bile kimyasal olarak etkilenmeyen ve kalıcı fiziksel özelliklere sahip asil bir elementtir. Beş bin yıl önce Bulgaristan'da altının keşfinden çok sonra, eski Mısır ve Çin, MÖ 5. yüzyılda kolloidal altını tedavi ve dekoratif amaçlarla kullanmaya başlamıştır.[4] 1857 yılında ise Micheal Fraday kolladial altını indirgeyerek yakut kırmızısı altını sentezleyen ilk kişi olmuştur. Bu çalışma aynı zamanda altınla ilgili yapılan ilk bilimsel araştırma olarak bilinmektedir. Sonraki 150 yıl boyunca yapılan çok sayıda deneysel ve teorik araştırma sonrasında, altın kolloidlerin (altın nanoparçacıkları) sadece güzel olmakla kalmayıp aynı zamanda optik, algılama, kataliz ve biyomedikal özellikler gibi zengin özellikler sergiledikleri de keşfedilmiştir.[5], [6]
Fonksyonelleştirilmiş Altın Nanoparçacıkların Sentezi
Altın parçacıkların sentezlenmesi için birden fazla yöntem bulunmaktadır. Bu yöntemler arasında en yaygın kullanılanları aşağıda özetlenmiştir.
Turkevich Yöntemi
Bu yöntem 1951 yılında Turkevich tarafından önerilmiştir. Turkevich, altın nanoparçacıkları sentezlemek için bir stabilizatör olarak sitrik asitleri önermiştir. İndirgenmiş klorik asidin yerinde sentezlenmesinden dolayı bu yöntem geniş çapta kabul görmüştür. Bu yöntemde, kloroaurik asit karıştırılır ve kaynatılır. Ardından trisodyum sitrat dihidrat eklenir. Daha sonra çözelti dinlenmeye bırakılır ve şarap kırmızısı rengi yansıtan bir kolloidal süspansiyon haline gelir[7]
Brust-Schiffrin Yöntemi
İlk olarak Mulvaney ve Giersig tarafından 1994 yılında önerilmiştir. Bu yöntemde tiyolat ile stabilize edilmiş altın nanoparçacıklar kullanılmaktadır. Alkil tiyol zincir uzunluğunun altın nanoparçacıkların stabilizasyonu üzerindeki etkisini göstermişlerdir. Brust-Schiffrin, 1994'te önerilen iki fazlı sentezde, tiyolatla stabilize edilmiş altın nanoparçacıklar üretebilen ilk spesifik yöntem olmuştur.[7]
Kimyasal Yöntem
Bu yöntem iki aşamalı bir yöntemdir. İlk aşamada altın nanoparçacıklar borohidritler, aminoboranlar, formaldehit, hidrazin, hidroksilamin, polioller, sitrik ve oksalik asitler gibi maddelerle indirgenir. İkinci aşamada ise altın nanoparçacıkların stabilizisyonu sağlanmaktadır.[8]
Elektrokimyasal Yöntem
Bu yöntem ilk olarak Reetz ve arkadaşları tarafından 1994 yılında çalışılmıştır. Çalışma, geçiş metali parçacıklarının boyut seçici nano ölçeğinin, sulu olmayan bir ortamda metal kümelerinin stabilizatörleri olarak tetra alkil amonyum tuzları kullanılarak elektrokimyasal olarak ayarlanabileceğini göstermiştir.[9]
Tohum Büyüme Yöntemi
Tohumlama büyütme işlemine göre 5-40 nm çapında ve dar boyut dağılımına sahip altın nanopartikülleri sentezlenebilmektedir. Parçacık boyutu, tohumun metal tuzuna göre değiştirilebilir ve kontrol edilebilir. Bu nedenle 5-40 nm aralığındaki her boyut hazırlanabilmektedir. Bu yöntemin avantajı basit, hızlı ve düşük maliyetli olmasıdır.[10], [8]
Biyolojik Yöntem
Altın nanoparçacıkları sentezlemek için sadece fiziksel yöntemler değil aynı zamanda kimyasal indirgeme, kimyasal biriktirme ve kimyasal yöntemler gibi birçok sentez yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntemlerin yüksek maliyetleri ve kolay kirlilik oluşturma sorunları vardır. Bitki özlerinde alkaloitler, polifenoller, proteinler ve diğer doğal ürünlerin varlığı nedeniyle, bunların fonksiyonel gruplarının metal tuzlarını sıfır değerlikli altın atomlarına indirgemede ve nanoparçacıkları stabilize etmede önemli bir rol oynadığı bulunmuştur.[7]
Son zamanlarda nanopartiküllerin sentezinde bitkilerin kullanımı, bulunabilirliği, düşük maliyeti, çevre dostu olması ve toksik olmaması nedeniyle önem kazanmaktadır. Bu amaçla, Azadirachta indica, Medicago sativa, Aloe vera, Cinnamomum camphora, Pelargonium graveolens, Coriandrum sativum ve limon otu gibi bitkiler kullanılarak biyosentezi rapor edilmiştir.[12], [13], [14]
Altın Nanoparçacıkların Kullanım Alanları
Altın nanoparçacıklar günümüzde kendine pek çok uygulama alını bulmuştur. Altın nanoparçacıkların kullanım alanlarından bazıları aşağıda özetlenmiştir.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Kanser Tedavisi
Son birkaç on yılda, altın nanoparçacıklarının biyomedikal uygulamalarda kullanımı, onları kanserin teşhis ve tedavisi için uygun kılan kendine özgü özellikleri nedeniyle ilgi çekmiştir. Nanoteknolojinin kanser tedavisinde uygulanması çoğunlukla, kemoterapötik ilaçların spesifik tümör bölgesini seçici olarak hedef alması ve bu bölgelere iletilmesi yeteneğine sahip nano cihazlar tarafından erken tümör tespiti ve teşhisine dayanmaktadır.
Altın nanoparçacıklarının önemli fiziksel, kimyasal ve biyolojik dolayı bu ürünler, uzun süredir çeşitli kanserlerin teşhisinde ve ilaç dağıtım uygulamalarında potansiyel bir araç olarak değerlendirilmektedir. Bu özellikler arasında yüksek yüzey alanı/hacim oranı, yüzey plazmon rezonansı, yüzey kimyası ve çoklu işlevsellik, kolay sentez ve kararlı yapı yer almaktadır. Ayrıca, altın nano partiküllerinin toksik olmayan ve immünojenik olmayan doğası ve yüksek geçirgenlik etkisi, ilaçların tümör bölgelerine kolay nüfuz etmesini ve birikmesini sağlayarak ek avantajlar sağlamaktadır.[3], [15], [16]
İlaç Salım Sistemi
İnsanların en büyük organı olan cilt, topikal veya sistemik etkiler sunan vazgeçilmez bir ilaç dağıtım yolu olarak gelişmiştir. Bununla birlikte cildin doğal bariyer işlevi, ilaçların çoğunun terapötik dozlarda cilde nüfuz etmesini engellemektedir. Nanopartikül bazlı ilaç taşıyıcıları, cilt bariyerinin üstesinden gelmek ve hatta hidrofilik veya makromoleküler ilacın cilt içine veya deri boyunca etkili bir şekilde dağıtımını geliştirmek için yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Geçtiğimiz birkaç yılda, altın nano partiküllerinin cilde ilaç taşınmasında yeni bir tür ilaç taşıyıcısı olarak uygulanması, benzersiz özellikleri ve çok yönlülüğü nedeniyle artan ilgi görmektedir.[17], [18], [19]
Fototermal Terapi
Fototermal terapi, altın nano parçacıkların tıp alanında önemli bir uygulamasıdır. Altın nano parçacıkların ışığı absorbe etme ve ısıya dönüştürme yeteneği çok önemli bir özelliktir ve bu özellik sayesinde altın nano parçacıklar kanser hücrelerini, bakterileri ve virüsleri yok etmek için kullanılmaktadır. Böylece, lazere maruz kalan altın nano parçacıkları, kendi başlarına ve birlikte, konjuge ilaçlara ihtiyaç duymadan terapötik ajanlar olarak işlev görebilmektedir. Altın nano parçacıklar, biyolojik sıvılar ve dokular tarafından zayıflatmanın minimum olduğu elektromanyetik spektrumun yakın kızılötesi (NIR) bölgesinde ışığı yüksek verimlilikle emebilmektedir.[20], [21]
Tanı Koyma
Bir hastalığın tanısını koyma, tıp bilimi ve klinik uygulama için çok önemlidir. Bazı tanı yöntemleri (immünoanaliz tanısı gibi) klinik tanıya uyarlanabilmişse de bu testlerin düşük hassasiyeti ve yanlış sonuç vermesi moleküler tanımlamaya kısıtlamalar getirmiştir.[22] Nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte tanı testlerinin duyarlılığı, özgüllüğü ve tekrarlanabilirliği gelişmiştir. Altın nano parçacıklar, tanısal uygulamalarda önemli bir rol oynayan lokalize yüzey plazmon rezonansı (LSPR) ve yüzeyle geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS) dahil olmak üzere önemli ve mükemmel optik özellikler sergilemektedir.[23]
Antimikrobiyal Aktivite
İlaç direnci ile birlikte bakteriyel enfeksiyonun görülme sıklığının artması ve tedavideki başarısızlıklar, insan sağlığı açısından önemli bir sorundur.[24] Altın nano parçacıklar mükemmel hücre afiniteleri nedeniyle bağışıklık hücreleri tarafından kolayca içeri alınmaktadır ve enfekte olmuş bölgede hassas dağıtıma yol açarak mikrobiyal patojenlerin inhibisyonunu ve hasar görmesini kolaylaştırmaktadır.[25] Bakteriyel ilaç direnci ile beraber artan antifungal direnci nedeniyle mantar enfeksiyonlarına karşı yeni tedavi yöntemlerinin gelişmesi gerekmektedir. Yapılan araştırmalarda altın nano parçacıkların özellikle C. albicans türü mayalara karşı hassas olduğu gösterilmiştir.[26]
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 4
- 1
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- ^ H. Singh, et al. (2018). Development Of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles Via Direct Conjugation With Ginsenosides And Its In-Vitro Study. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, sf: 100-110. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2018.05.030. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Y. Tao, et al. (2015). Metal Nanoclusters: Novel Probes For Diagnostic And Therapeutic Applications. Chemical Society Reviews, sf: 8636-8663. doi: 10.1039/C5CS00607D. | Arşiv Bağlantısı
- ^ a b P. Singh, et al. (2018). Gold Nanoparticles In Diagnostics And Therapeutics For Human Cancer. International Journal of Molecular Sciences, sf: 1979. doi: 10.3390/ijms19071979. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. Haruta. (2003). When Gold Is Not Noble: Catalysis By Nanoparticles. Wiley, sf: 75-87. doi: 10.1002/tcr.10053. | Arşiv Bağlantısı
- ^ R. Ferrando, et al. (2008). Nanoalloys: From Theory To Applications Of Alloy Clusters And Nanoparticles. American Chemical Society (ACS), sf: 845-910. doi: 10.1021/cr040090g. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. B. Cortie, et al. (2011). Synthesis And Optical Properties Of Hybrid And Alloy Plasmonic Nanoparticles. American Chemical Society (ACS), sf: 3713-3735. doi: 10.1021/cr1002529. | Arşiv Bağlantısı
- ^ a b c J. Fan, et al. (2020). Functionalized Gold Nanoparticles: Synthesis, Properties And Biomedical Applications. Wiley, sf: 1474-1504. doi: 10.1002/tcr.202000087. | Arşiv Bağlantısı
- ^ a b R. Herizchi, et al. (2014). Current Methods For Synthesis Of Gold Nanoparticles. Informa UK Limited, sf: 596-602. doi: 10.3109/21691401.2014.971807. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. T. Reetz, et al. (2006). Visualization Of Surfactants On Nanostructured Palladium Clusters By A Combination Of Stm And High-Resolution Tem. American Association for the Advancement of Science (AAAS), sf: 367-369. doi: 10.1126/science.267.5196.367. | Arşiv Bağlantısı
- ^ N. R. Jana, et al. (2002). Seeding Growth For Size Control Of 5−40 Nm Diameter Gold Nanoparticles. American Chemical Society (ACS), sf: 6782-6786. doi: 10.1021/la0104323. | Arşiv Bağlantısı
- B. Ankamwar. (2023). Biosynthesis Of Gold Nanoparticles (Green-Gold) Using Leaf Extract Of Terminalia Catappa. Journal of Chemistry, sf: 1334-1339. doi: 10.1155/2010/745120. | Arşiv Bağlantısı
- ^ S. P. Chandran, et al. (2006). Synthesis Of Gold Nanotriangles And Silver Nanoparticles Using Aloe Vera Plant Extract. Wiley, sf: 577-583. doi: 10.1021/bp0501423. | Arşiv Bağlantısı
- ^ K. B. Narayanan, et al. (2008). Coriander Leaf Mediated Biosynthesis Of Gold Nanoparticles. Materials Letters, sf: 4588-4590. doi: 10.1016/j.matlet.2008.08.044. | Arşiv Bağlantısı
- ^ S. S. Shankar, et al. (2004). Biological Synthesis Of Triangular Gold Nanoprisms. Nature Materials, sf: 482-488. doi: 10.1038/nmat1152. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. Fan, et al. (2020). Ultrasmall Gold Nanoparticles In Cancer Diagnosis And Therapy. Theranostics, sf: 4944-4957. doi: 10.7150/thno.42471. | Arşiv Bağlantısı
- ^ K. Sztandera, et al. (2018). Gold Nanoparticles In Cancer Treatment. American Chemical Society (ACS), sf: 1-23. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.8b00810. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Y. Chen, et al. (2022). Gold Nanoparticles For Skin Drug Delivery. International Journal of Pharmaceutics, sf: 122122. doi: 10.1016/j.ijpharm.2022.122122. | Arşiv Bağlantısı
- ^ D. Male, et al. (2016). Gold Nanoparticles For Imaging And Drug Transport To The Cns. International Review of Neurobiology, sf: 155-198. doi: 10.1016/bs.irn.2016.05.003. | Arşiv Bağlantısı
- ^ E. Lacroce, et al. (2021). Can Gold Nanoparticles Improve Delivery Performance Of Polymeric Drug-Delivery Systems?. Therapeutic Delivery, sf: 489-492. doi: 10.4155/tde-2021-0037. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. A. El-Sayed. (2002). Some Interesting Properties Of Metals Confined In Time And Nanometer Space Of Different Shapes. American Chemical Society (ACS), sf: 257-264. doi: 10.1021/ar960016n. | Arşiv Bağlantısı
- ^ A. M. Alkilany, et al. (2012). Gold Nanorods: Their Potential For Photothermal Therapeutics And Drug Delivery, Tempered By The Complexity Of Their Biological Interactions. Advanced Drug Delivery Reviews, sf: 190-199. doi: 10.1016/j.addr.2011.03.005. | Arşiv Bağlantısı
- ^ J. Ou, et al. (2019). Optical Diagnostic Based On Functionalized Gold Nanoparticles. International Journal of Molecular Sciences, sf: 4346. doi: 10.3390/ijms20184346. | Arşiv Bağlantısı
- ^ I. Venditti. (2019). Engineered Gold-Based Nanomaterials: Morphologies And Functionalities In Biomedical Applications. A Mini Review. Bioengineering, sf: 53. doi: 10.3390/bioengineering6020053. | Arşiv Bağlantısı
- ^ J. Dutta, et al. (2017). Synthetic Approaches To Radiochemical Probes For Imaging Of Bacterial Infections. European Journal of Medicinal Chemistry, sf: 287-308. doi: 10.1016/j.ejmech.2017.03.060. | Arşiv Bağlantısı
- ^ B. Saha, et al. (2007). In Vitro Structural And Functional Evaluation Of Gold Nanoparticles Conjugated Antibiotics. Nanoscale Research Letters, sf: 614-622. doi: 10.1007/s11671-007-9104-2. | Arşiv Bağlantısı
- ^ I. A. Wani, et al. (2013). Size And Shape Dependant Antifungal Activity Of Gold Nanoparticles: A Case Study Of Candida. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, sf: 162-170. doi: 10.1016/j.colsurfb.2012.06.005. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 06/12/2024 00:47:34 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/15963
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.