ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

سنتز نانو کریستال‌های کلسیم هیدروکسی آپاتیت دارای بار مثبت و رفتار جذب سطحی پروتئین‌ ها

سنتز نانو کریستال‌های کلسیم هیدروکسی آپاتیت دارای بار مثبت و رفتار جذب سطحی پروتئین‌ ها

سنتز نانو کریستال‌های کلسیم هیدروکسی آپاتیت دارای بار مثبت و رفتار جذب سطحی پروتئین‌ ها – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه شیمی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر

 

مقالات ترجمه شده شیمی - ایران ترجمه - irantarjomeh
شماره
۳۱
کد مقاله
CHEM31
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
دکتر حسین دشتی
نام فارسی
سنتز نانو کریستال‌های کلسیم هیدروکسی آپاتیت دارای بار مثبت و رفتار جذب سطحی پروتئین‌ ها
نام انگلیسی
Synthesis of positively charged calcium hydroxyapatite nano-crystals and their adsorption behavior of proteins
تعداد صفحه به فارسی
۲۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۶
کلمات کلیدی به فارسی
کلسیم هیدروکسی آپاتیت, نانو کریستال ها, بار مثبت, جذب سطحی پروتئین
کلمات کلیدی به انگلیسی
Calcium hydroxyapatite, Nano-crystals, Positive charge, Protein adsorption
مرجع به فارسی
کالج شیمی, دانشگاه اوساکا, ژاپن
دپارتمان تکنولوژی فرآوری, انستیتو تحقیقات شهری اوساکا, ژاپن, الزویر
مرجع به انگلیسی
School of Chemistry, Osaka University of Education,, Japan, Department of Processing Technology, Osaka Municipal Technical Research Institute, Japan; Elsevier
قیمت به تومان
۱۰۰۰۰
سال
۲۰۰۹
کشور
ژاپن

 

سنتز نانو کریستال‌های کلسیم هیدروکسی آپاتیت دارای بار مثبت و رفتار جذب سطحی پروتئین‌ها
 کالج شیمی، دانشگاه اوساکا، ژاپن
دپارتمان تکنولوژی فرآوری، انستیتو تحقیقات شهری اوساکا، ژاپن
الزویر
۲۰۰۹
 
چکیده
نانوکریستال‌های هاپ (Hap) دارای بار مثبت با استفاده از – آلانین تهیه شده‌اند و تمایل جذب سطحی این نانوکریستال‌های هاپ دارای عامل آمیدی سطحی به پروتئین‌ها توضیح داده شده است. نانوکریستال‌های هاپ دارای عامل آمیدی سطحی کلوییدی به روش تر در حضور مقادیر متفاوتی از – آلانین به وسیله تغییر نسبت مولی – آلانین/ کلسیم (نسبت ) در محلول تهیه گردیده است. این نانوکریستال‌های میله مانند با افزودن – آلانین افزایش طول می‌دهند اما پهنایشان تغییر نمی‌کند. گروههای کربوکسیل – آلانین به یونهای Ca۲+ مجاور صفحات ac و/ یا bc شدیداً کوئوردینه می‌شوند تا از رشد ذرات در جهت محورهای a و/ یا محور b جلوگیری کنند و رشد ذرات در امتداد محور c را افزایش دهند. اندازه‌گیری‌های XRD هیچ اختلافی را در ساختار کریستالی میان نانوکریستال‌های هاپ سنتزی تشخیص نداده‌اند اما اندازه‌گیری‌های TG-DTH و FTIR اختلاف بزرگی را شناسایی کرده‌اند. این اندازه‌گیری‌ها نشان داده‌اند که – آلانین‌ها به سطح نانوکریستال هاپ حداکثر تا نسبت  مساوی با یک متصل می‌شوند اما آنها در نانوکریستال‌های سنتز شده با نسبت  بزرگتر یا مساوی ۰/۲ غایب هستند. پتانسیل زتای (zp) نانو کریستال‌های – آلانین ـ هاپ تهیه شده با نسبت  مساوی با ۴/۰ و ۱ نسبت به نانوکریستالهای متصل شده به- آلانین، در  بار مثبت نشان می‌دهند. مقادیر اشباع شده‌ی BSA جذب سطحی شده در این نانوکریستال‌های -آلانین ـ هاپ دارای بار مثبت
۴/۲-۳/۲ برابر افزایش یافت که به علت نیروی جاذبه الکتروستاتیک بین نانوکریستالهای
– آلانین ـ هاپ دارای بار مثبت و مولکولهای BSA دارای بار منفی بوده است. ما توانسته‌ایم تمایل جذب سطحی نانوکریستال‌های هاپ را با تغییر بار سطحی آنها کنترل کنیم.
کلمات کلیدی: کلسیم هیدروکسی آپاتیت، نانو کریستال ها، بار مثبت، جذب سطحی پروتئین
۱- مقدمه
برهمکنش مولکولهای پروتئین با مواد معدنی توجه زیادی را در حوزه‌هایی نظیر معدنی‌سازی زیستی، مواد زیستی، شیمی زیستی، حسگرهای زیستی و صنعت به خود اختصاص داده است [۳-۱]. این نکته کاملاً معلوم شده که کلسیم هیدروکسی آپاتیت [، هاپ] جزء معدنی اصلی استخوانها و دندانهای پستانداران است و تمایل بالایی به پروتئین‌ها دارد. هاپ در گروه فضایی p6۳/m وجود دارد، پارامترهای سلول واحد آن nm۹۴۳/۰=b=a و nm۶۸۸/۰=c هستند و دارای دو موقعیت (سایت) پیوندی مختلف (موقعیت‌های c و p) در سطح نانوکریستال می‌باشد. بنابراین، هاپ دارای ویژگی پیوندی چند موقعیتی (چند سایتی) برای پروتئین‌ها می‌باشد [۶-۴]. پس از پخش نانوکریستال‌های هاپ در محیط‌های آبی، اتمهای کلسیم (موقعیت‌های c) با حل کردن یونهای OH در سطح نانوکریستال در مجاورت سطح هاپ قرار می گیرند. بنابراین، موقعیت‌های c غنی از یونهای کلسیم یا بار مثبت جهت پیوند با گروههای اسیدی پروتئین‌ها، بر روی صفحات ذره‌ای ac یا bc به روش مستطیل با فواصل ۹۴۳/۰ و ۳۴۴/۰ نانومتر (۲/c) به ترتیب برای جهت‌های a (یا b) و c آرایش می‌یابند.
در حقیقت، چن و همکارانش گزارش دادند که گروه پروتئین با دو اتم اکسیژن خود به اتمهای کلسیم سطح هاپ به صورت مثلثی متصل می‌شود [۷]. مطالعه NMR حالت جامد نیز نشان داده است که پایانه‌های آملوگنین به سمت سطح هاپ جهت‌گیری می‌کنند [۸]. موقعیت‌های p، فاقد اتصال یونهای کلسیم یا بار مثبت به گروه‌های بازی پروتئین‌ها، به صورت شش وجهی بر روی صفحه ذره‌ای ab  با حداقل فاصله nm۹۴۳/۰ آرایش می‌یابند. علاوه بر این، هاپ تحت شرایط فیزیولوژیکی پایدارترین فسفات کلسیم می‌باشد. بنابراین، هاپ به گستردگی برای جداسازی پروتئین‌های مختلف در سیستم کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) بکار برده می‌شود. بر همین اساس، چند تحقیق اساسی گزارش شده‌اند [۵، ۹، ۱۰].
گرچه چند موقعیت C در مجاور صفحات ac و/ یا bc وجود دارد، این موقعیت‌های C بین یونهای اورتوفسفات قرار می‌گیرند. ایشیکاوا و همکارانش نشان داده‌اند که بخشی از یونهای اورتوفسفات سطحی پروتونه می‌شوند تا موازنه بار ناشی از کمبود کاتیون را حفظ کنند و گروههای P-OH سطحی ایجاد نمایند [۱۱]. گروههای P-OH سطحی تجزیه شده و بار منفی ایجاد می‌کنند. بنابراین، نانوکریستال‌های هاپ تمایل دارند در محیط‌های آبی حتی در مقادیر pH حوالی محیط خنثی، دارای بار منفی کلی باشند اما هاپ، با وجود داشتن بار سطحی منفی کلی، تمایل جذب سطحی بالایی به آلبومین سرم گاوی (BSA) دارای بار منفی دارد که این پدیده به خاطر وجود موقعیت‌های مستقر C می‌باشد. اگر بتوانیم نانوکریستال‌های هاپ دارای بار مثبت را در این محلول‌های خنثی تهیه کنیم، مقادیر اشباع شده BSA جذب سطحی شده همراه با عملکرد موقعیت‌های C افزایش خواهد یافت. یین و همکارانش گزارش دادند که برهمکنش غالب به برهمکنش الکتروستاتیک بین پروتئین و سطح هاپ نسبت داده می‌شود [۱۲]. بنابراین، نانوکریستال‌های هاپ دارای بار مثبت برای ستونی با کیفیت بالا جهت جداسازی پروتئین‌های اسیدی و بازی در دستگاه HPLC مناسب می‌باشند.
اخیراً، لی و همکارانش سنتز نانوکریستال‌های واکنش‌پذیر هاپ را گزارش داده‌اند[۱۳]. اصلاح سطح نانوکریستال‌های هاپ براساس سنتز طبیعی هاپ دارای عامل تیول سطحی و سپس پلیمریزاسیون پیوند زنی اتیلن گلیکول متاسیلات فسفات توصیف شده است. آنها از ۳- مرکاپتوپروپیونیک اسید (HS- CH۲– CH۲– CooH: MAP) به عنوان منبع تیول استفاده کردند. آنها توضیح دادند که MAP به سطح هاپ متصل می‌شود و گروههای تیول، به علت پیوند یونی قوی (جاذبه الکتروستاتیک) میان گروه‌های MPA-COO و Ca۲+ در لایه سطحی هاپ، به سمت بیرون جهت‌گیری می‌کنند. در صورت استفاده از – آلانین (H۲N- CH۲– CH۲– COOH) به جای MAP، انتظار می‌رود که واکنش مشابهی روی دهد و گروه‌های آمیدی به سمت بیرون جهت‌گیری کنند. اگر این ساختار سطحی کامل شود، سطح هاپ در محلول اسیدی به واسطه پروتونه شدن گروه‌های آمیدی، دارای بار مثبت خواهد شد (طرح ۱). بنابراین، هدف از این تحقیق، توضیح چگونگی تهیه نانوکریستال‌های هاپ دارای بار مثبت با استفاده از – آلانین و توضیح بیشتر در مورد تمایل جذب سطحی این نانوکریستال‌های هاپ دارای عامل آمیدی سطحی به پروتئین‌ها می‌باشد.
۲- بخش تجربی
۱-۲- مواد و روش‌ها
نانوکریستال‌های کلوییدی هاپ که – آلانین بر روی سطح آنها متصل می‌شود (- آلانین- هاپ)، به روش تر به صورت زیر تهیه شده‌اند [۱۸-۱۴]. ۰۴۰/۰ مول Ca(OH)۲ در dm۳۲ آب مقطر عاری از یون فاقد Co۲ در یک ظرف تفلونی مسدود شده، حل می‌شود. پس از به هم زدن به مدت ۲۴ ساعت در دمای اتاق، ۰۲۴/۰ مول H۳Po۴ با مقادیر متفاوتی از – آلانین به محلول اضافه می‌شود و سوسپانسیون به مدت ۲۴ ساعت دیگر در دمای اتاق به هم زده می‌شود. این سوسپانسیون به مدت ۴۸ ساعت در یک آون (تنور) هوایی در دمای °C ۱۰۰ باقی می‌ماند. غلظت – آلانین از ۰ تا ۴/۰ مول، که با نسبت مولی ۱۰-۰=- آلانین مطابقت دارد، تغییر داده می‌شود. از این به بعد، نسبت مولی – آلانین به صورت  خلاصه می‌شود. نانوکریستال‌های هاپ تولید شده، صاف می‌شوند، با آب مقطر کاملاً شسته شده و سرانجام به مدت ۲۴ ساعت در یک آون (تنور) هوایی در دمای °C۷۰ خشک می‌شوند. تمام مواد شیمیایی دارای خلوص تجزیه‌ای بودند که از شرکت شیمیایی واکو تهیه شده و بدون خالص‌سازی بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند. شکل، مساحت سطح ویژه، فاز کریستالی (بلوری) و مقادیر Ca۲+ و  نانوکریستال‌های هاپ به وسیله میکروسکوپ عبوری الکترونی (JEOLJEM:TEM-2100)، اندازه‌گیری‌های جذب سطحی N۲، پراش پرتو X (RingaKURU-200:XRD) و اسپکتروسکوپی نشر اتمی پلاسمای جفت شده به صورت القایی (Seiko SPS1200VR :ICP-AES) تعیین گردید. همدمای جذب سطحی N۲ در نقطه جوش نیتروژن مایع با استفاده از یک دستگاه حجم‌سنجی اتوماتیک متصل به کامپیوتر خانگی تعیین شد. نمونه‌ها پیش از اندازه‌گیری به مدت ۲ ساعت در دمای °C ۱۰۰ تخلیه شدند. الگوهای XRD به وسیله تابش  تصفیه شده با نیکل (A۱۲۰ و KV۴۰) تهیه شدند. طیفهای عبوری IR دیسک نمونه خودپایه به طور طبیعی با استفاده از تداخل‌سنج FTIR، Nicolet Protégé ۴۶۰، و با استفاده از یک سل خلاء طراحی شده‌ مخصوص که قادر به حرارت دادن نمونه‌ها بود، ثبت گردید. تعداد پویش‌ها ۲۰۰ عدد و تفکیک cm۴ بود. نمونه‌ها (mg۳۰) به دیسکی با قطر mm۱۰ که از قبل تحت فشار Pa۱-۱۰ و دمای °C ۳۰۰ فرآوری شده بود، فشرده شدند. پتانسیل زتای (zp) نانوکریستال‌ها نیز به وسیله دستگاه الکتروفورز (PEN KEN 500) اندازه‌گیری گردید.
۲-۲- اندازه‌گیری‌ جذب سطحی BSA
مقادیر BSA جذب شده بر روی سطح نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ به روش دسته ای (ناپیوسته) همانند روشی که در مقالات پیشین [۲۲-۱۹] بکار گرفته شد، به صورت زیر اندازه‌گیری شد. این اندازه‌گیری در دمای °C ۱۵ و ۹/۵=PH انجام شد زیرا نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ در این PH بار مثبت نشان دادند. محلول ۹/۵=PH با استفاده از سیستم محلول بافری استیک اسید (HAc)، سدیم استات (NaAc) تهیه گردید. غلظت HAc و NaAc به ترتیب  و M۰/۱ بودند. آزمایش جذب سطحی در محلول بافری BSA در لوله‌های سانتریفوژی پلی‌پروپیلن نالگن (Nalgen) cm۳۱۰ انجام شد. لوله‌های سانتریفوژی به مدت ۴۸ ساعت در یک دماپای (ترموستات) در دمای °C ۱۵ به آرامی از انتها به انتها چرخانده می‌شد. غلظت BSA به روش میکروبورت و با استفاده از نوار جذب UV در nm۳۱۰ پس از سانتریفوژ کردن مخلوط‌ها اندازه‌گیری شد. اغلب آزمایش‌های UV سه بار انجام شدند و تکرارپذیری آنها در محدوده ۲% بود که عدم قطعیت  را برای مقادیر پروتئین جذب سطحی شده نشان می‌داد. BSA از شرکت سیگما خریداری شد (A-7030، ۶۷، ۲۰۰Da، نقطه ایزوالکتریک=۷/۴)
 
۳- نتایج
۳-۱- خواص نانوکریستال‌های – آلانین ـ هاپ
جدول ۱ شرایط تهیه و خواص نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ را خلاصه کرده است. مقادیر
– آلانین به وسیله آنالیز عنصری CHN انداز‌ه‌گیری شد و تعداد – آلانین روی سطح هاپ با استفاده از مساحت سطح ویژه هر ذره تخمین زده شد و در جدول ۱ لیست گردید. تصاویر TEM نانوکریستال‌های سنتز شده در این تحقیق، در شکل ۱ نشان داده شده اند. نانوکریستال‌های تهیه شده بدون – آلانین () میله مانند و دارای اندازه nm۶۰×nm۱۵ بودند. نانوکریستال‌های میله مانند با افزودن – آلانین افزایش طول می‌دهند اما پهنایشان تغییر نمی‌کند. شکل ۲ تغییرات طول محور کوتاه و بلند این نانوکریستال‌ها را همراه با مساحت سطح ویژه آنها  به صورت تابعی از نسبت مولی  در محلول آغازین نشان می‌دهد. طول محور بلند این نانوکریستال‌ها با افزودن نسبت  تا یک به وضوح افزایش می‌یابد. در نقطه ۱= ماکزیممی مشاهده می‌شود و طول محور بلند تقریباً در nm۸۰ ثابت می‌ماند. مساحت سطح ویژه با افزایش نسبت  از ۹۰ تا ۱۲۵، برخلاف افزایش اندازه آنها، افزایش می‌یابد.
۳-۲- بارهای سطحی نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ
شکل ۷ تغییرات ZP نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ تهیه شده در نسبت‌های مختلف  به صورت تابعی از pH محلول را نشان می‌دهد. ذرات هاپ فرآوری نشده در سرتاسر محدوده pH اندازه‌گیری شده ، مقدار ZP منفی نشان می‌دهند اما ZP نانوکریستالهای
– آلانین- هاپ تهیه شده در ۴/۰=   و ۰/۱  به سمت مقادیر مثبت حرکت می‌کند بویژه در مورد آخری که در ، ZP کاملاً مثبتی  دارد. بهرحال، ZP نانوکریستال‌های تهیه شده در نسبت  بالاتر از ۲ حتی در  مجدداً مقادیر منفی را نشان می‌دهند. این نتایج با نتایج TG-DTA (شکل ۴) و FTIR (شکل ۵) مطابقت دارند، فقط مولکولهای – آلانین متصل شده بر روی سطح هاپ ایجاد شده در نسبتهای ، ۴/۰ و ۰/۱ بار مثبت به دست می‌آورند. این پدیده توسط این واقعیت بیشتر اثبات می‌شود که ZP  فقط در      ۷pH< که با نقطه ایزوالکتریک – آلانین (۹/۶) مطابقت دارد، تغییر می‌کند.
۳-۳- رفتار جذب سطحی BSA بر روی نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ
همدماهای جذب سطحی BSA بر روی نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ در محلول بافری HAc-NaAc با ۹/۵= pHکه در آن – آلانین- هاپ تولید شده در نسبت ۰/۱= بار مثبت نشان می‌دهند، اندازه‌گیری شده‌اند. همدماهای حاصله در شکل ۸ نشان داده شده‌اند. همدماهای جذب سطحی BSA از نوع لانگموییر هستند. پوشش جذب سطحی BSA به صورت نسبت مقادیر اشباع شده‌ تجربی BSA جذب سطحی شده (nsBSA) به مقدار تئوری که ۲۴/۰ است، تعریف می‌شود. مقدار اخیر، با فرض جذب سطحی جانبی مولکولهای BSA کروی که بیضی‌های کشیده شده‌ nm۴×nm۱۴ هستند،  تخمین زده می‌شود. چون pH محلول این سیستم ۹/۵ است، مولکولهای BSA دارای بار منفی می‌باشند. مقادیر nsBSA به وسیله شکل ۸ تعیین شده و در شکل ۹ به صورت تابعی از نسبت  رسم شده‌اند. همانگونه که انتظار می‌رود nsBSA در نسبت ، ۴/۰ و ۰/۱ به سرعت افزایش می‌یابد و در ۰/۱ ماکزیممی را نشان می‌دهد اما در بالاتر از نسبت ۲= مجدداً کاهش می‌یابد. مقادیر nsBSA در نانوکریستال‌های تولید شده در
۰/۱ و ۴/۰= ، ۴/۲-۳/۲ برابر نانوکریستال‌های اولیه فرآوری نشده می‌باشند. این افزایش جذب سطحی BSA به وضوح به نیروی جاذبه الکتروستاتیک میان نانوکریستال‌های هاپ و مولکولهای BSA دارای بار منفی نسبت داده می‌شود که با نتایج یین و همکارانش [۱۲] قابل مقایسه می‌باشد. البته، ترکیب BSA پس از اتصال مولکولهای BSA به نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ تغییر خواهد کرد زیرا ساختارهای نوع دوم و سوم مولکولهای پروتئین به آسانی تحت تأثیر مواد بیولوژیکی متصل شده به آن قرار می‌گیرند [۲۶-۲۴]. گرچه این نوآرایی ساختاری، احتمال دیگری برای افزایش nsBSA می‌باشد، این موضوع را از نتایج خود تا این لحظه نمی‌توانیم مورد بحث قرار دهیم. حتی اگر این موضوع مهم باشد، مولکولهای BSA قبل از اتصال به سطح نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ به وسیله نیروی جاذبه‌ی الکتروستاتیک جذب سطح این نانوکریستالها می‌شوند. بنابراین، ما بر این باوریم که برهمکنش الکتروستاتیک، در تحقیق حاضر، عامل غالب می‌باشد. انتظار می‌رود که نتایج توصیف شده در مورد نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ، اطلاعات با ارزشی برای توسعه ستون HPLC با کیفیت بالا فراهم نمایند و برای محققین در حوزه‌های مواد زیستی، معدنی‌سازی زیستی، حسگرهای زیستی و جداسازی پروتئین‌ها مفید باشند.
۴- نتیجه‌گیری
نانوکریستال‌های هاپ دارای عامل آمیدی کلوییدی سطحی به روش تر و در حضور مقادیر متفاوتی از -آلانین تهیه شده اند. نانوکریستال‌های میله مانند با افزودن – آلانین افزایش طول می‌دهند اما پهنایشان تغیری نمی‌کند. اندازه‌گیری‌های XRD هیچ اختلافی را در ساختار کریستالی میان نانوکریستال‌های هاپ سنتزی نشان نمی‌دهند اما اندازه‌گیری‌های TG-DTA و FTIR نشان می‌دهند که – آلانین تا نسبت  برابر با ۰/۱ بر روی سطح نانوکریستال‌های
– آلانین- هاپ متصل می‌شود اما در نانوکریستال‌های سنتزی با نسبت  بالاتر از ۰/۲، غایب می‌باشد. پتانسیل زتای (ZP) نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ تهیه شده با نسبت  در ۹/۵pH<  بار مثبت نشان می‌دهند. مقادیر اشباع شده‌ BSA جذب سطحی شده در نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ دارای بار مثبت، به خاطر نیروی جاذبه الکتروستاتیکی میان نانوکریستال‌های – آلانین- هاپ دارای بار مثبت و مولکولهای BSA دارای بار منفی، ۴/۲-۳/۲ برابر افزایش می‌یابد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.