دراسة تأثير المجموعة الوظيفية وحجم جسيمات السيلكا النانوية المحملة بالكيرستين على خصائصها المخبرية

المؤلفون

  • Lina M. Ibraheem كلية الصيدلة، جامعة العلوم التطبيقية الخاصة، الأردن
  • Areen M. Khattabi كلية الصيدلة، جامعة العلوم التطبيقية الخاصة، الأردن.

DOI:

https://doi.org/10.35516/jjps.v15i4.679

الكلمات المفتاحية:

جزيئات السيليكا النانوية، كيورستين، تشغيل سطح الجسيمات النانوية، حجم الجسيمات النانوية، تشتت الضوء الديناميكي DLS، الاٍطلاق التراكمي، أختبار سمية الخلايا MTT.

الملخص

تمتلك جزيئات السيليكا النانوية (SNs)خصائص فريدة تجعلها حاملة مثالية للعديد من العوامل. يعتبر كل من الحجم وكيمياء السطح من السمات المهمة التي تؤثر على الخصائص المختبرية للمواد المحلمة. في هذه الدراسة، تم فحص وظائف سطحية مختلفة لجزيئات السيليكا النانوية بحجم جسيم 200 نانومتر (بروبيلثيول، بروبيلكربوكسيلك، و بروبيل أمين و حجمين مختلفين من بروبيل أمين (200 و اقل من 100 نانومتر). تم تمييز معلمات الجسيمات النانوية باٍستخدام تششت الضوء الديناميكيDLS و تم قياس كفاءة تحميل دواء الكيورستينEE و سعة التحميلLC باٍستخدام مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية. تمت دراسة الاٍطلاق التراكميللكيورستين المحمل على جسيمات السيلكا النانوية في محلول الفوسفات الملحيPBS (درجة الحموضة 7.4، 37 درجة مئوية) و تم تقييم سمية الخلايا في المختبر تجاه خلايا هيلا باٍستخدام اٍختبار ال MTT. أظهرت نتائجنا أن متوسط حجم الجسيمات لجميع العينات أزاد بعد تحميل الدواء وأن قيم التشتت المتعدد PD كانت كلها ضمن النطاق المقبول (0.2-0.5). أظهرت جميع جسيمات السيلكا النانوية قيمًا سلبية لشحنة الزيتا مع أعلى قيمة لـبروبيلكاربوكسيلكسيلكا. يعتمد تحميل الدواء وسعة التحميل بشكل كبير على نوع المجموعة الوظيفية السطحية حيث أظهرت كل من الجسيمات النانوية التي تحتوي على مجموعة البروبيل أمين على سطحها أعلى نسب مئوية متشابهة. ولوحظ وجود علاقة مباشرة بين الإطلاق التراكمي للدواء والسمية الخلوية حيث أظهرت الجسيمات النانوية التي تحتوي على مجموعة بربيل ثايول أعلى قيم الإطلاق التراكمي للدواء والسمية الخلوية تجاه خلايا هيلا بينما أظهر كلا الحجمين للجسيمات التي تحتوي على مجموعة البروبيل أمين القيم الأصغر. وبالتالي، فإن تعديلات السطح لها تأثير أكثر وضوحًا على الخصائص المختبرية للSNs مقارنة بالحجم.

السير الشخصية للمؤلفين

Lina M. Ibraheem، كلية الصيدلة، جامعة العلوم التطبيقية الخاصة، الأردن

كلية الصيدلة، جامعة العلوم التطبيقية الخاصة، الأردن

Areen M. Khattabi، كلية الصيدلة، جامعة العلوم التطبيقية الخاصة، الأردن.

كلية الصيدلة، جامعة العلوم التطبيقية الخاصة، الأردن

المراجع

Shi J, Votruba AR, Farokhzad OC, Langer R. Nanotechnology in drug delivery and tissue engineering: From discovery to applications. Nano Lett. 2010;10(9):3223-3230. doi:10.1021/nl102184c

Mohanraj VJ, Chen Y. Nanoparticles - A review. Trop J Pharm Res. 2007; 5(1):561-573.

doi:10.4314/tjpr.v5i1.14634

Kzar HH, Al-Gazally ME, Wtwt MA. Everolimus loaded NPs with FOL targeting: preparation, characterization and study of its cytotoxicity action on MCF-7 breast cancer cell lines. Jordan Journal of Pharmaceutical Sciences 2022;15(1):25-39. doi:10.35516/jjps.v15i1.286

Wilczewska AZ, Niemirowicz K, Markiewicz KH, Car H. Nanoparticles as drug delivery systemspl (concerning chemistry of nanoparticles). Pharmacol Reports. 2012;64(5):1020-1037.

doi:10.1016/S1734-1140(12)70901-5

Desai MP, Labhasetwar V, Walter E, Levy RJ, Amidon GL. The mechanism of uptake of biodegradable microparticles in Caco-2 cells is size dependent. Pharm Res. 1997; 14(11): 1568-1573.

doi:10.1023/A:1012126301290

Khattabi AM, Alqdeimat DA, Sabbar E, Talib WH. In vitro characteristics of a combination of thymoquinone-resveratrol loaded and targeted nanodrug delivery system. Jordan Journal of Pharmaceutical Sciences 2020;13(1):53-64.

Slowing II, Trewyn BG, Giri S, Lin VSY. Mesoporous silica nanoparticles for drug delivery and biosensing applications. Adv Funct Mater. 2007;17(8):1225-1236. doi:10.1002/adfm.200601191

Vivero-Escoto JL, Slowing II, Lin VSY, Trewyn BG. Mesoporous silica nanoparticles for intracellular controlled drug delivery. Small. 2010;6(18):1952-1967. doi:10.1002/smll.200901789

Chiang YD, Lian HY, Leo SY, Wang SG, Yamauchi Y, Wu KCW. Controlling particle size and structural properties of mesoporous silica nanoparticles using the taguchi method. J Phys Chem C. 2011;115(27):13158-13165. doi:10.1021/jp201017e

Lu F, Wu SH, Hung Y, Mou CY. Size effect on cell uptake in well-suspended, uniform mesoporous silica nanoparticles. Small. 2009;5(12):1408-1413.

doi:10.1002/smll.200900005

Trewyn BG, Nieweg JA, Zhao Y, Lin VSY. Biocompatible mesoporous silica nanoparticles with different morphologies for animal cell membrane penetration. Chem Eng J. 2008;137(1):23-29. doi:10.1016/j.cej.2007.09.045

Lankoff A, Arabski M, Wegierek-Ciuk A, et al. Effect of surface modification of silica nanoparticles on toxicity and cellular uptake by human peripheral blood lymphocytes in vitro. Nanotoxicology. 2013;7(3):235-250. doi:10.3109/17435390.2011.649796

Hoshyar N, Gray S, Han H, Bao G. The effect of nanoparticle size on in vivo pharmacokinetics and cellular interaction. Nanomedicine. 2016;11(6):673-692. doi:10.2217/nnm.16.5

Lin Y-Q, Zhang J, Liu S-J, Ye H. Doxorubicin Loaded Silica Nanoparticles with Dual Modification as a Tumor-Targeted Drug Delivery System for Colon Cancer Therapy. J Nanosci Nanotechnol. 2017;18(4):2330-2336. doi:10.1166/jnn.2018.14391

Halo M, Ferrari AM, Berlier G, Miletto I, Casassa S. Experimental and first-principles IR characterization of quercetin adsorbed on a silica surface. Theor Chem Acc. 2016;135(5):1-8. doi:10.1007/s00214-016-1854-4

Formica J V., Regelson W. Review of the biology of quercetin and related bioflavonoids. Food Chem Toxicol. 1995;33(12):1061-1080.

doi:10.1016/0278-6915(95)00077-1

Buchner N, Krumbein A, Rohn S, Kroh LW. Effect of thermal processing on the flavonols rutin and quercetin. 2006:3229-3235. doi:10.1002/rcm

Dehghan G, Khoshkam Z. Tin ( II )– quercetin complex : Synthesis, spectral characterisation and antioxidant activity. Food Chem. 2012;131(2):422-426.

doi:10.1016/j.foodchem.2011.08.074

Moon YJ, Wang L, Dicenzo R, Morris ME. Quercetin Pharmacokinetics in Humans. 2008;217(August 2007):205-217. doi:10.1002/bdd

Wang W, Sun C, Mao L, et al. Trends in Food Science & Technology The biological activities , chemical stability, metabolism and delivery systems of quercetin : A review. Trends Food Sci Technol. 2016;56:21-38.

doi:10.1016/j.tifs.2016.07.004

Sharma A, Kashyap D, Sak K, Tuli HS, Sharma AK. Therapeutic charm of quercetin and its derivatives: a review of research and patents. Pharm Pat Anal. 2018;7(1):15-32. doi:10.4155/ppa-2017-0030

Sarkar A, Ghosh S, Chowdhury S, Pandey B, Sil PC. Targeted delivery of quercetin loaded mesoporous silica nanoparticles to the breast cancer cells. Biochim Biophys Acta - Gen Subj. 2016;1860(10):2065-2075.

doi:10.1016/j.bbagen.2016.07.001

Hwang JT, Kwon DY, Yoon SH. AMP-activated protein kinase: a potential target for the diseases prevention by natural occurring polyphenols. N Biotechnol. 2009;26 (1-2):17-22. doi:10.1016/j.nbt.2009.03.005

D’Andrea G. Quercetin: A flavonol with multifaceted therapeutic applications? Fitoterapia. 2015;106:256-271. doi:10.1016/j.fitote.2015.09.018

Heijnen CGM, Haenen GRMM, Oostveen RM, Stalpers EM, Bast A. Protection of flavonoids against lipid peroxidation: The structure activity relationship revisited. Free Radic Res. 2002;36(5):575-581.

doi:10.1080/10715760290025951

Ansari MA, Abdul HM, Joshi G, Opii WO, Butterfield DA. Protective effect of quercetin in primary neurons against Aβ(1-42): relevance to Alzheimer’s disease. J Nutr Biochem. 2009;20(4):269-275.

doi:10.1016/j.jnutbio.2008.03.002

Rauf A, Imran M, Khan IA, et al. Anticancer potential of quercetin: A comprehensive review. Phyther Res. 2018;32(11):2109-2130. doi:10.1002/ptr.6155

Najafi M, Tavakol S, Zarrabi A, Ashrafizadeh M. Dual role of quercetin in enhancing the efficacy of cisplatin in chemotherapy and protection against its side effects: a review. Arch Physiol Biochem. 2020;0(0):1-15.

doi:10.1080/13813455.2020.1773864

Srinivas K, King JW, Howard LR, Monrad JK. Solubility and solution thermodynamic properties of quercetin and quercetin dihydrate in subcritical water. J Food Eng. 2010;100(2):208-218. doi:10.1016/j.jfoodeng.2010.04.001

Priprem A, Watanatorn J, Sutthiparinyanont S, Phachonpai W, Muchimapura S. Anxiety and cognitive effects of quercetin liposomes in rats. 2008;4:70-78. doi:10.1016/j.nano.2007.12.001

Gugler R, Leschik M, Dengler HJ. Disposition of quercetin in man after single oral and intravenous doses. Eur J Clin Pharmacol. 1975;9(2-3):229-234.

doi:10.1007/BF00614022

Li HL, Zhao X Bin, Ma YK, Zhai GX, Li LB, Lou HX. Enhancement of gastrointestinal absorption of quercetin by solid lipid nanoparticles. J Control Release. 2009;133(3):238-244. doi:10.1016/j.jconrel.2008.10.002

Da Silva TA, Gomes JHR, De Bulhões LCG, et al. Therapeutic potential of quercetin based on nanotechnology: A review. Rev Virtual Quim. 2019;11(4):1405-1416.

doi:10.21577/1984-6835.20190096

Cai X, Fang Z, Dou J, Yu A, Zhai G. Send Orders of Reprints at reprints@benthamscience.net Bioavailability of Quercetin: Problems and Promises. Curr Med Chem. 2013;20:2572-2582.

Day AJ, Bao Y, Morgan MRA, Williamson G. Conjugation position of quercetin glucuronides and effect on biological activity. Free Radic Biol Med. 2000;29(12):1234-1243.

doi:10.1016/S0891-5849(00)00416-0

Tan Q, Liu W, Guo C, Zhai G. Preparation and evaluation of quercetin-loaded lecithin-chitosan nanoparticles for topical delivery. Int J Nanomedicine. 2011;6:1621-1630.

Nday CM, Halevas E, Jackson GE, Salifoglou A. Quercetin encapsulation in modified silica nanoparticles: potential use against Cu(II)-induced oxidative stress in neurodegeneration. J Inorg Biochem. 2015;145(Ii):51-64. doi:10.1016/j.jinorgbio.2015.01.001

Khattabi AM, Talib WH, Alqdeimat DA. A targeted drug delivery system of anti-cancer agents based on folic acid-cyclodextrin-long polymer functionalized silica nanoparticles. J Drug Deliv Sci Technol. 2017;41:367-374. doi:10.1016/j.jddst.2017.07.025

Khattabi AM, Alqdeimat DA. The effect of cyclodextrin on both the agglomeration and the in vitro characteristics of drug loaded and targeted silica nanoparticles. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 2018;305(1). doi:10.1088/1757-899X/305/1/012008

Chaudhari S, Mannan A, Daswadkar S. Development and validation of UV spectrophotometric method for simultaneous estimation of Acyclovir and Silymarin in niosome formulation. Der Pharm Lett. 2016;8(5):128-133.

Dora CP, Singh SK, Kumar S, Datusalia AK, Deep A. Development and characterization of nanoparticles of glibenclamide by solvent displacement method. Acta Pol Pharm - Drug Res. 2010;67(3):283-290.

Bolouki A, Rashidi L, Vasheghani-Farahani E, Piravi-Vanak Z. Study of Mesoporous Silica Nanoparticles as Nanocarriers for Sustained Release of Curcumin. Int J Nanosci Nanotechnol. 2015;11(3):139-146.

Mohammadpour Dounighi N, Damavandi M, Zolfagharian H, Moradi S. Preparing and characterizing chitosan nanoparticles containing hemiscorpius lepturus scorpion venom as an antigen delivery system. Arch Razi Inst. 2012;67(2):145-153.

Sreeram KJ, Nidhin M, Indumathy R, Nair BU. Synthesis of iron oxide nanoparticles of narrow size distribution on polysaccharide templates. Bull Mater Sci. 2008;31(1):93-96. doi:10.1007/s12034-008-0016-2

Gaikwad VL, Choudhari PB, Bhatia NM, Bhatia MS. Characterization of Pharmaceutical Nanocarriers: In Vitro and in Vivo Studies. Elsevier Inc.; 2019. doi:10.1016/B978-0-12-816505-8.00016-3

Kumar R. Lipid-Based Nanoparticles for Drug-Delivery Systems. Elsevier Inc.; 2019. doi:10.1016/b978-0-12-814033-8.00008-4

Barba AA, Bochicchio S, Dalmoro A, Caccavo D, Cascone S, Lamberti G. Polymeric and Lipid-Based Systems for Controlled Drug Release: An Engineering Point of View. Elsevier Inc.; 2019. doi:10.1016/B978-0-12-816505-8.00013-8

Umr L, Mitterrand BF, Maupertuis B. The Silica − Water Interface: How the Silanols Determine the Surface Acidity and Modulate the Water Properties. J Chem Theory Comput. 2012;8:1037-1047.

Hocker S, Rhudy AK, Ginsburg G, Kranbuehl DE. Polyamide hydrolysis accelerated by small weak organic acids. Polymer (Guildf). 2014;55(20):5057-5064. doi:10.1016/j.polymer.2014.08.010

Chebotarev AN, Snigur D V. Study of the acid-base properties of quercetin in aqueous solutions by color measurements. J Anal Chem. 2015;70(1):55-59. doi:10.1134/S1061934815010062

Tang F, Li L, Chen D. Mesoporous silica nanoparticles: Synthesis, biocompatibility and drug delivery. Adv Mater. 2012;24(12):1504-1534.

doi:10.1002/adma.201104763

Jambhrunkar S, Qu Z, Popat A, et al. Effect of surface functionality of silica nanoparticles on cellular uptake and cytotoxicity. Mol Pharm. 2014;11(10):3642-3655. doi:10.1021/mp500385n

Shang L, Nienhaus K, Nienhaus GU. Engineered nanoparticles interacting with cells: Size matters. J Nanobiotechnology. 2014;12(1):1-11. doi:10.1186/1477-3155-12-5

Panariti A, Miserocchi G, Rivolta I. The effect of nanoparticle uptake on cellular behavior: Disrupting or enabling functions? Nanotechnol Sci Appl. 2012;5(1):87-100. doi:10.2147/NSA.S25515

Bhattacharjee S, de Haan LHJ, Evers NM, et al. Role of surface charge and oxidative stress in cytotoxicity of organic monolayer-coated silicon nanoparticles towards macrophage NR8383 cells. Part Fibre Toxicol. 2010;7:25. doi:10.1186/1743-8977-7-25

التنزيلات

منشور

2022-12-25

كيفية الاقتباس

Ibraheem, L. M. ., & Khattabi, A. M. . (2022). دراسة تأثير المجموعة الوظيفية وحجم جسيمات السيلكا النانوية المحملة بالكيرستين على خصائصها المخبرية. Jordan Journal of Pharmaceutical Sciences, 15(4), 569–582. https://doi.org/10.35516/jjps.v15i4.679

إصدار

القسم

Articles