ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
DOKTORA TEZİ
ATMOSFERİK KOŞULLARDA VE SÜPERKRİTİK AKIŞKAN ORTAMINDA Fe3O4 - PLGA NANOKOMPOZİTLERİNİN SENTEZİ
VE KARAKTERİZASYONU
Ceren ATİLA DİNÇER
KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ANKARA 2015
Her hakkı saklıdır
TEZ ONAYI
Ceren ATİLA DİNÇER tarafından hazırlanan “Atmosferik Koşullarda ve Süperkritik Akışkan Ortamında Fe3O4 - PLGA Nanokompozitlerinin Sentezi ve Karakterizasyonu” adlı tez çalışması 09/10/2015 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliğiile Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı’nda DOKTORA TEZİ olarak kabul edilmiştir.
Danışman : Prof. Dr. Nuray YILDIZ
Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
Jüri Üyeleri :
Başkan : Prof. Dr. Menemşe GÜMÜŞDERELİOĞLU
Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
Üye : Prof. Dr. Nuray YILDIZ
Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
Üye : Prof. Dr. Afife GÜVENÇ
Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
Üye : Prof. Dr. Nihal AYDOĞAN
Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
Üye : Doç. Dr. Ayşe KARAKEÇİLİ
Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
Yukarıdaki sonucu onaylarım.
Prof. Dr. İbrahim DEMİR Enstitü Müdürü
i ETİK
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez içindeki bütün bilgilerin doğru ve tam olduğunu, bilgilerin üretilmesi aşamasında bilimsel etiğe uygun davrandığımı, yararlandığım bütün kaynakları atıf yaparak belirttiğimi beyan ederim.
09.10.2015
Ceren ATİLA DİNÇER
ii ÖZET
Doktora Tezi
ATMOSFERİK KOŞULLARDA VE SÜPERKRİTİK AKIŞKAN ORTAMINDA Fe3O4-PLGA NANOKOMPOZİTLERİNİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU
Ceren ATİLA DİNÇER Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Nuray YILDIZ
Bu tez çalışmasında, sentezlenen Fe3O4 nanotaneciklerinin yüzeyi 3-(Trimetoksi) propil metakrilat, MPTMS; 3-(Trietoksi) propil metakrilat, MPTES; Trietoksivinilsilan, VS ile modifiye edilmiştir. Yüzeyi modifiye Fe3O4 nanotanecikleri atmosfer ortamında PLGA (dl- laktid-ko-glikolid) ile kaplanmıştır. Fe3O4-PLGA nanokompozitinin özelikleri üzerine manyetik nanotanecik / PLGA oranı (1 / 2 – 1 / 20), PVA yüzdesi (% 1-3 w/v) ve DCM miktarının (4 – 8 ml) etkisi incelenmiştir. Süperkritik karbondioksit ortamında (SK-CO2) sabit sıcaklık ve tepkime süresinde (T = 110 oC, süre = 3 h) PLGA polimerizasyonuna yüzey aktif madde (C33H53F17N+I-, YAM) miktarı (0-0.05 g), basınç (200-240 bar) etkisi incelenmiş ve modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin PLGA ile kaplama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Nanokompozitler TEM, SEM-EDS, XRD, FTIR, VSM, TGA ile karakterize edilmiştir. PLGA polimerleri 1H- NMR ve GPC ile analiz edilmiştir. Fe3O4 nanotaneciklerinin ortalama büyüklükleri 8.8 ± 1.8 nm; MPTMS, MPTES ve VS ile yüzeyi modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin ortalama büyükleri ise sırasıyla 8.7 ± 1.8, 8.1 ± 1.8, 7.8 ± 1.8 nm olarak belirlenmiş ve süperparamanyetik özelikte oldukları saptanmıştır. Modifiye Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin kullanılan sentez yöntemine bağlı olarak 60-140 nm ve 117-246 nm aralığında tanecik büyüklüklüğüne sahip oldukları belirlenmiştir.
Modifiye Fe3O4-PLGA nanokompozitleri üzerine antikanser ilacı yükleme, pH 7.4 ve 5.5’de ise salım çalışmaları başarıyla gerçekleştirilmiş, analizler için HPLC yöntemi kullanılmıştır.
Süperkritik akışkan ortamında PLGA polimeri başarı ile sentezlenmiş, ancak ortamın modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin kaplanmasında, SK akışkan sistemindeki kısıtlamalar nedeniyle etkin olmadığı görülmüştür.
Hücre kültür deneyleri, ilaç derişimi arttıkça Fe3O4-PLGA-taksol nanokompozitlerinin kanser hücreleri üzerinde toksik etkilerinin arttığını göstermiştir. Kontrollü salımın etkin olduğu belirlenmiştir.
Ekim 2015, 128 sayfa
Anahtar Kelimeler: Manyetik nanotanecikler, Fe3O4 - PLGA nanokompozitler, süperkritik akışkanlar, manyetik hedefli ilaç salım
iii ABSTRACT
Ph.D. Thesis
SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF Fe3O4-PLGA NANOCOMPOSITES AT ATMOSPHERIC CONDITIONS AND IN SUPERCRITICAL FLUIDS
Ceren ATİLA DİNÇER Ankara University
Graduate School of Natural ve Applied Sciences Department of Chemical Engineering
Supervisor: Prof. Dr. Nuray YILDIZ
In this study, Fe3O4 nanoparticles were modified by (3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, MPTMS; 3-(triethoxysilyl)propylmethacrylate, MPTES and triethoxyvinylsilane, VS). Surface modified Fe3O4 nanoparticles were coated with PLGA (poly(lactide-co-glycolide)) under atmosphere. The effect of magnetic nanoparticles / PLGA ratio (1 / 2 – 1 / 20), the amount of PVA (% 1-3 w/v) and DCM (4 – 8 ml) on the properties of the Fe3O4-PLGA nanocomposite were investigated. The effects of process parameters such as the amount of YAM (C33H53F17N+I- ,) (0-0.05 g) and pressure (200-240 bar) were also studied for PLGA synthesis in SC-CO2. Nanocomposites were characterized by TEM, SEM-EDS, XRD, FTIR, VSM, TGA and PLGA polymers were analyzed by 1H- NMR and GPC. The average particle size of Fe3O4 and surface modified nanoparticles by MPTMS, MPTES, VS were found as 8.8 ± 1.8 nm, 8.7 ± 1.8, 8.1 ± 1.8, 7.8 ± 1.8 nm, respectively. Nanoparticles exhibited superparamagnetic behaviour.
According to synthesis method, it was determined that Fe3O4-PLGA nanocomposites have average particle size between 60-140 nm and 117-246 nm.
Loading anticancer drug to modified Fe3O4-PLGA and drug delivery studies at pH 7.4 and 5.5 achieved successfully. HPLC method was used for analysis.
PLGA polymer was synthesized successfully at supercritical conditions, but because of the limitations of SC system, modified Fe3O4 nanoparticles could not covered effectively.
Cell culture studies indicated that increasing the toxic effect of Fe3O4-PLGA-taxol nanocomposites via increasing drug concentration. It was determined that controlled release was effective.
October 2015, 128 pages
Key Words : Magnetic nanoparticles, Fe3O4 - PLGA nanocomposites, supercritical fluids, magnetically targeted drug delivery
iv TEŞEKKÜR
Doktora tezimin gerektirdiği bütün çalışmalarımda beni yönlendiren, yol gösterip her anlamda destek olan danışman hocam Sayın Prof. Dr. Nuray YILDIZ’a (Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı), çözüm arayışlarımda olumlu yaklaşımıyla fikirlerini benimle paylaşan, her ne olursa olsun güçlü durmayı aşılayan hocam Sayın Prof. Dr. Ayla ÇALIMLI’ya (Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı), çalışmamın her aşamasında maddi manevi her anlamda yanımda olan hocam Sayın Prof. Dr. Nihal AYDOĞAN’a (Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı), hücre kültür deneylerimin gerçekleştirilmesinde ve sonuçlarının yorumlanmasında destek olan hocam Sayın Doç. Dr. Ayşe KARAKEÇİLİ’ye (Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı), Tez İzleme Komitesi'nde bulunarak değerli katkılarını esirgemeyen Sayın Prof. Dr.
Menemşe GÜMÜŞDERELİOĞLU'na (Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı), Tez İzleme Komitesi'nde bulunarak değerli katkılarını esirgemeyen ve doktora öğrencilik hayatımı kolaylaştıran Sayın Prof. Dr. Afife GÜVENÇ'e (Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı), her sıkıntımda bana yepyeni fikirlerle enerji veren grup arkadaşım Araş. Gör. Zafer ÇIPLAK’a, maddi manevi destekçilerim Hacettepe Üniversitesi “SUNS” kardeş laboratuvar arkadaşlarım Araş. Gör. Dr. Hande ÜNSAL, Araş. Gör. Gökçe Dicle KALAYCIOĞLU, Araş. Gör. Gökçe ALP ve Araş.
Gör. Erdem ALP'e, HPLC analizlerimin bir bölümünün gerçekleştirilmesinde bana laboratuvarlarını açan Prof. Dr. Emine BAYRAKTAR ve HPLC analizlerime yardımcı olan pozitiflik yumağım Uzman Nilüfer VURAL’a, doktora çalışmam ve iş yaşantımı renklendiren, her sıkıntımda başvurduğum can çekirdeklerim Araş. Gör. Furkan SOYSAL, Araş. Gör. Yavuz GÖKÇE, Araş. Gör. Rahime SONGÜR ve Öğr. Gör.
Savaş YAĞLIKÇI'ya, uzaktan da olsa sıkıştığım her an yardımıma koşan canım arkadaşım Yard. Doç. Dr. Didem TORUN ÖZKAN'a sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum.
2211 – Yurt İçi Lisansüstü Burs Programı kapsamında doktora çalışmam sırasında bana burs imkanı sunan Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK)’na teşekkürlerimi sunuyorum.
v
Varlığıyla güç veren, desteğini hep hissettiğim eşim Murat DİNÇER’e, teknik konularda her zaman pozitifliğiyle yanımda olan kayınpederim Süleyman DİNÇER'e, bugüne kadar fedakarlık, sabır ve sevgiyle tüm ruh hallerimde her an yanımda olan canım ailem babam Sacettin ATİLA, annem Belma ATİLA ve ablam Tuba ATİLA'ya en derin duygularımla sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum.
Bu tez çalışması, Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje Ofisi (BAP)
“Manyetit Nanotaneciklerinin Sentezi ve Yüzey Modifikasyonu, 12Ö4343003" ve
“Süperkritik Akışkan Ortamında Fe3O4@PLGA Çekirdek / Kabuk Nanotaneciklerinin Sentezi ve Karakterizasyonu, 13B4343006” konulu projeler tarafından desteklenmiştir.
Ceren ATİLA DİNÇER Ankara, Ekim 2015
vi
İÇİNDEKİLER
TEZ ONAY SAYFASI
ETİK ... i
ÖZET ... ii
ABSTRACT ... iii
TEŞEKKÜR ... iv
KISALTMALAR DİZİNİ ... x
ŞEKİLLER DİZİNİ ... xi
ÇİZELGELER DİZİNİ ... xvi
1. GİRİŞ ... 1
2. KURAMSAL TEMELLER ... 3
2.1 Manyetik Özelikler... 3
2.1.1 Diyamanyetizma ... 4
2.1.2 Paramanyetizma ... 4
2.1.3 Ferromanyetizma ... 5
2.1.4 Süperparamanyetizma ... 5
2.2 Manyetik Nanotanecikler ... 6
2.2.1 Manyetik nanotaneciklerin sentez yöntemleri ... 7
2.2.1.1 Birlikte çöktürme ... 7
2.2.1.2 Hidrotermal sentez ... 7
2.2.1.3 Termal parçalanma ... 8
2.2.1.4 Ters misel ... 8
2.2.2 Manyetik nanotaneciklerin uygulama alanları ... 8
2.3 Biyobozunur Polimerler ... 11
2.3.1 Poli(D,L-laktid-ko-glikolid) (PLGA) ... 12
2.3.2 PLGA nanotaşıyıcıların sentez yöntemi ... 12
2.4 Kanser ve Nanoteknoloji ... 13
2.4.1 Kanser tedavisinde ilaç hedeflendirme ... 14
2.4.1.1 Pasif hedeflendirme ... 14
2.4.1.2 Pasif hedeflendirme ... 15
2.5 Süperkritik Akışkanlar ... 17
vii
2.6 Süperkritik Akışkanlar ve Polimerizasyon ... 18
2.7 Kaynak Araştırması ... 19
2.7.1 Fe3O4 sentezi ve yüzey modifikasyonu ... 19
2.7.2 Süperkritik akışkan ortamında polimer (PLGA) sentezi ... 22
2.7.3 Atmosfer koşulları ve süperkritik akışkan ortamında Fe3O4-polimer nanokompozitlerinin sentezi ... 25
2.7.4 Fe3O4-polimer nanokompozitleri üzerine ilaç yükleme ve salım ... 30
3. MATERYAL ve YÖNTEM ... 38
3.1 Materyal ... 38
3.1.1 Silanlı Bileşikler ... 39
3.1.2 İfosfamit ... 40
3.1.3 Taksol (Paklitaksel) ... 41
3.2 Yöntem ... 42
3.2.1 Fe3O4 nanotaneciklerin sentezi ... 42
3.2.2 Fe3O4 nanotaneciklerinin yüzey modifikasyonu ... 42
3.2.3 Atmosfer koşullarında Fe3O4 nanotaneciklerinin PLGA ile kaplanması ... 43
3.2.3.1 O/W (yağ/su) tekli emülsiyonu I ... 43
3.2.3.2 O/W (yağ/su) tekli emülsiyonu II ... 45
3.2.3.3 O/W (yağ/su) tekli emülsiyonu II-a ... 46
3.2.3.4 O/W (yağ/su) tekli emülsiyonu III ... 46
3.2.4 Süperkritik akışkan ortamında PLGA sentezi ... 47
3.2.4.1 Yüzey aktif madde (YAM) sentezi ... 48
3.2.4.2 Kloroform ve THF (tetrahidrofuran) içerisinde çözünürlük deneyleri ... 49
3.2.5 Süperkritik akışkan ortamında Fe3O4 nanotaneciklerinin PLGA ile kaplanması ... 53
3.2.5.1 Ticari PLGA ile kaplama çalışmaları ... 53
3.2.5.2 Polimerizasyon ile kaplama çalışmaları ... 53
3.2.6 Fe3O4 - PLGA nanokompozitleri üzerine ilaç yükleme çalışmaları ... 54
3.2.6.1 İfosfamit yükleme çalışmaları ... 54
3.2.6.2 Taksol (paklitaksel) yükleme çalışmaları ... 54
3.2.7 Fe3O4 - PLGA nanokompozitleri üzerinden ilaç salımının in vitro olarak incelenmesi... 55
3.2.8 Sitotoksisite deneyleri ... 55
viii
3.3 Analizler ... 56
3.3.1 Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) ... 56
3.3.2 Taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılım spektroskopisi (SEM-EDS) ... 56
3.3.3 Geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ... 56
3.3.4 X-ışınları kırınımı (XRD) ... 57
3.3.5 Titreşimli örnek magnetometresi (VSM)... 57
3.3.6 Proton nükleer manyetik rezonans spektrometresi (1H-NMR) ... 57
3.3.7 Jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ... 57
3.3.8 Askıda damla cihazı ... 57
3.3.9 Termogravimetrik analiz (TGA) ... 58
3.3.10 Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) analizi ... 58
4. BULGULAR ve TARTIŞMA ... 59
4.1 Fe3O4 Nanotaneciklerinin Sentezi ve Karakterizasyonu ... 59
4.2 Fe3O4 Nanotaneciklerinin Yüzey Modifikasyonu ... 65
4.3 Atmosfer Koşullarında Fe3O4 Nanotaneciklerinin PLGA ile Kaplanması ... 79
4.4 Süperkritik Akışkan Ortamında PLGA Sentezi ... 87
4.4.1 Yüzey aktif madde (YAM) sentezi ... 87
4.4.2 Kloroform ve THF (tetrahidrofuran) içerisinde çözünürlük deneyleri ... 94
4.5 Süperkritik Akışkan Ortamında Fe3O4 Nanotaneciklerinin PLGA ile Kaplanması ... 96
4.6 Fe3O4 - PLGA Nanokompozitleri Üzerine İlaç Yükleme ve Salım Çalışmaları ... 98
4.6.1 İfosfamit yükleme ve salım çalışmaları ... 98
4.6.2 Taksol (paklitaksel) yükleme ve salım çalışmaları ... 101
4.7 Sitotoksisite Deneyleri ... 103
5. SONUÇLAR ... 109
KAYNAKLAR ... 112
EKLER ... 119
EK 1 Scherrer Eşitliği ... 120
EK 2 İfosfamit Kalibrasyon Grafiği ... 121
EK 3 Taksol Kalibrasyon Grafiği ... 122
EK 4 İlaç İçeriği ve Enkapsülasyon Etkinliğinin Belirlenmesi ... 123
ix
EK 5 Taksol için Kümülatif Salım Hesaplamaları... 124 ÖZGEÇMİŞ ... 126
x
KISALTMALAR DİZİNİ
CO2 Karbondioksit DCM Diklorometan
FTIR Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi GPC Jel geçirgenlik kromatografisi
1H-NMR Proton nükleer manyetik rezonans spektrometresi HPLC Yüksek performanslı sıvı kromatografisi
Mw Molekül ağırlığı
MPTES 3- (Trietoksi) propil metakrilat MPTMS 3-(Trimetoksi) propil metakrilat
OA Oleik asit
Pc Kritik basınç
PBS Fosfat tampon çözeltisi PLGA Poli laktid-ko-glikolid PVA Poli (vinil alkol)
SEM-EDS Taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılım spektroskopisi SKA Süperkritik akışkan
SK-CO2 Süperkritik karbondioksit Tc Kritik sıcaklık
TEM Geçirimli elektron mikroskobu TGA Termogravimetrik analiz VS Trietoksivinilsilan
VSM Titreşimli örnek magnetometresi XRD X-ışınları kırınımı
xi
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 2.1 Çubuk mıknatıs üzerinde manyetik alan şematik gösterimi
(Cullity ve Graham 2009) ... 3 Şekil 2.2 Histerisis döngüsü (Arruebo vd. 2007) ... 6 Şekil 2.3 Zorlayıcı alanın tanecik büyüklüğü ile değişimi (Figuerola vd. 2010) ... 6 Şekil 2.4 Manyetik nanotaneciklerin teşhis ve tedavide uygulama alanları
(Mahmoudi vd 2010) ... 9 Şekil 2.5 Manyetik nanotanecik temelli hedefli ilaç salım sisteminin şematik
gösterimi (Park vd. 2010) ... 10 Şekil 2.6.a. Sistemik ilaç salım b. manyetik hedeflendirmeli ilaç salım
(Akbarzadeh vd. 2012)... 10 Şekil 2.7 Farklı morfolojilerde manyetik nanoyapıların şematik görüntüsü
(Oh ve Park 2011) ... 11 Şekil 2.8Halka açılma polimerizasyonu ile PLGA oluşum mekanizması
(Asandei vd. 2005) ... 12 Şekil 2.9.a. İyi huylu, b. kötü huylu tümörlerin şematik görüntüsü (Barreto vd. 2011) ... 13 Şekil 2.10 Kanser uygulamalarında kullanılan farklı yapıların şematik görüntüsü
(Misra vd. 2010) ... 14 Şekil 2.11 Gelişmiş geçirgenlik ve tutma etkisi (EPR) (Barreto vd. 2011) ... 15 Şekil 2.12 Pasif ve aktif hedeflendirmenin şematik gösterimi (Danhier vd. 2012) ... 16 Şekil 2.13 Saf bir maddenin sıcaklık-basınç faz diyagramı (www.le.ac.uk/chemistry/
greenchem/supercritical_fluids.html) ... 17 Şekil 2.14.a.b. PVA içermeyen, c.d. PVA içeren Fe3O4 nanotaneciklerinin TEM
görüntüleri (Yang ve Yan 2012) ... 19 Şekil 2.15.a. PVA içermeyen, b.c. PVA içeren Fe3O4 nanotaneciklerinin VSM
analiz sonuçları (Yang ve Yan 2012) ... 20 Şekil 2.16.a. Yüzey aktif madde içermeyen, b. yüzey aktif madde içeren Fe3O4
nanotaneciklerinin SEM görüntüleri (Wu vd. 2011) ... 20 Şekil 2.17 Sentezlenen nanotaneciklerin VSM analiz sonucu (Wu vd. 2011)... 21 Şekil 2.18 APTES-manyetit nanotaneciklerinin AFM görüntüleri
(Yamaura vd. 2004) ... 21 Şekil 2.19 Mıknatıs tarafından çekilen manyetik nanotaneciklerin görüntüsü
(Yamaura vd. 2004) ... 22 Şekil 2.20 Sentezlenen PLGA polimerinin FTIR sonuçlarının PLA, PGA ve PLGA
75:25 ile karşılaştırılması (Mazarro vd. 2007) ... 22 Şekil 2.21 PLGA polimerinin 1H-NMR spektrumu (P: 200 bar, karıştırma hızı :
500 rpm, t:18 h) (Mazarro vd. 2007) ... 23 Şekil 2.22 Fe3O4 ve Fe3O4-PLGA nanoyapılarının FTIR spektrumları
(Patel vd. 2008) ... 25
xii
Şekil 2.23 PLGA kaplı Fe3O4 nanotaneciklerinin TEM görüntüleri (Patel vd. 2008) .... 25
Şekil 2.24 Nanokompozit yapıların TEM görüntüleri (Okassa vd. 2005) ... 26
Şekil 2.25.a. Fe3O4,b. MPTMS ile modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin, c.d. Fe3O4- PHEMA nanokompozitlerinin TEM görüntüleri (Hoa vd. 2011) ... 27
Şekil 2.26.a.Fe3O4 ve MPTMS ile modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin, b. Fe3O4- PHEMA nanokompozitlerinin XRD sonuçları (Hoa vd. 2011) ... 28
Şekil 2.27 Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin TEM görüntüleri (Furlan vd. 2010)... 29
Şekil 2.28 Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin (% 3 PVA, % 15 Fe3O4) SEM görüntüsü (Furlan vd. 2010) ... 29
Şekil 2.29 Nanotaneciklerin TEM görüntüleri (Tansık vd. 2014) ... 30
Şekil 2.30 DOX-PLGA-MNP nanoyapısından ilaç salım grafiği (Tansık vd. 2014) ... 30
Şekil 2.31 Noskapin kimyasal yapısı (Abdalla vd. 2010) ... 31
Şekil 2.32 Sentezlenmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin TEM görüntüleri (Abdalla vd. 2010) ... 31
Şekil 2.33 Noskapin yüklü Fe3O4 / PLLA nanotaneciklerin TEM görüntüleri (Abdalla vd. 2010) ... 32
Şekil 2.34 CS-5 Fu-MNPs TEM görüntüleri (Zhu vd. 2009) ... 33
Şekil 2.35 CS-5 Fu-MNPs manyetizasyon eğrileri (Zhu vd. 2009) ... 33
Şekil 2.36 CS-5 Fu-MNPs’den 5-Fu in vitro ilaç salım grafikleri (Zhu vd. 2009) ... 34
Şekil 2.37 CS-5 Fu-MNPs ve CS MNPs in vitro sitotoksisiteleri (K562 hücreleri) (Zhu vd. 2009) ... 35
Şekil 2.38 Tamoksifen yüklenmiş manyetit çekirdek / poli(L-laktik asit) kabuk yapının TEM görüntüsü (100 mg PLLA, 20 mg Fe3O4, 5 mg tamoksifen) (Hu vd. 2006) ... 36
Şekil 2.39 Manyetik nanoyapıdan in vitro ilaç salımı (Hu vd. 2006) ... 36
Şekil 3.1 Silanlı bileşiklerin kimyasal yapıları (Atila-Dinçer vd. 2014) ... 40
Şekil 3.2 İfosfamidin kimyasal yapısı (Llewellyn vd. 2011) ... 40
Şekil 3.3 Taksol kimyasal yapısı (Yıldız vd. 2007) ... 41
Şekil 3.4 Fe3O4 sentezi deney düzeneği ... 42
Şekil 3.5 Fe3O4 nanotaneciklerinin silanlı bileşik ile yüzey modifikasyonunun şematik gösterimi (Arsalani vd. 2010) ... 43
Şekil 3.6 Süperkritik reaktör sistemi şematik gösterimi (Yılmaz 2009) ... 47
Şekil 3.7 Süperkritik reaktör sistemi görüntüsü ... 48
Şekil 3.8 Yüzey aktif madde C33H33F17N+I-, FHCL (N,N-dietil-N (4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11 heptadekafloroundesil) oktadekan-1-amonyum) kimyasal yapısı (Aydoğan vd. 2011) ... 48
Şekil 4.1 Alkali ortamda sentezlenen Fe3O4 taneciklerinin FTIR spektrumu ... 59
Şekil 4.2 Fe3O4 nanotaneciklerinin şematik gösterimi (Dilnawaz vd. 2010) ... 60
Şekil 4.3 Ticari Fe3O4 nanotaneciklerinin FTIR spektrumu ... 60
xiii
Şekil 4.4.a.b.c Sentezlenen Fe3O4 nanotaneciklerinin farklı bölgelerden elde edilen TEM görüntüleri, d. büyüklük dağılımları, e. Gu vd. 2005,
f. Liang vd. 2011 ... 61 Şekil 4.5Fe3O4 nanotaneciklerinin SEM-EDS analiz sonucu ... 62 Şekil 4.6.a. Sentezlenen, b. süreli yayınlarda (Wu vd. 2011) elde edilmiş Fe3O4
nanotaneciklerinin XRD analiz sonuçları ... 63 Şekil 4.7 Fe3O4 kristal yapısının şematik gösterimi (Teja vd. 2009) ... 63 Şekil 4.8.a. Sentezlenmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin, b. süreli yayınlarda
sentezlenmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin VSM analiz sonucu (Wei vd. 2012)... 64 Şekil 4.9.a. Fe3O4, b. Fe3O4-MPTMS, c. Fe3O4-MPTES, d. Fe3O4-VS
nanotaneciklerinin FTIR spektrumları ... 65 Şekil 4.10.a.b. MPTMS ile yüzeyi modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin farklı
bölgelerden elde edilen TEM görüntüleri, c. büyüklük dağılımları, d. süreli yayınlarda sentezlenmiş nanotanecikler (Nguyen vd. 2012)……..67 Şekil 4.11.a.b. MPTES ile yüzeyi modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin farklı
bölgelerden elde edilen TEM görüntüleri, c. büyüklük dağılımları ... 68 Şekil 4.12.a.b. VS ile yüzeyi modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin farklı bölgelerden elde edilen TEM görüntüleri, c. büyüklük dağılımları ... 69 Şekil 4.13 MPTMS ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin SEM-EDS
analiz sonucu ... 70 Şekil 4.14 MPTES ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin SEM-EDS analiz sonucu ... 71 Şekil 4.15 VS ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin SEM-EDS analiz
sonucu... 71 Şekil 4.16.a. Yüzeyi MPTMS ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin XRD
analiz sonucu, b. süreli yayınlarda sentezlenmiş MPTMS ile modifiye nanotaneciklerin XRD pikleri (Arsalani vd. 2010) ... 72 Şekil 4.17 MPTES ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin XRD analiz
sonuçları ... 73 Şekil 4.18 VS ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin XRD analiz
sonuçları ... 74 Şekil 4.19.a.MPTMS b. MPTES c. VS ile modifiye edilmiş Fe3O4
nanotaneciklerinin VSM analiz sonuçları ... 75 Şekil 4.20 Fe3O4 nanotaneciklerinin damlatma işleminden sonraki görüntüsü ... 76 Şekil 4.21MPTMS ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin damlatma
işleminden sonraki görüntüleri ... 76 Şekil 4.22 MPTES ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin damlatma
işleminden sonraki görüntüsü ... 77 Şekil 4.23 VS ile modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin damlatma işleminden
sonraki görüntüsü ... 77
xiv
Şekil 4.24 Yüzeyi modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin TGA analiz
sonuçları ... 78 Şekil 4.25.a.b.c. 1/10 Fe3O4 sentez / PLGA, 8 ml DCM, % 3 PVA, d. Fe3O4 -
PLGA nanoyapıları (Koneracka vd. 2008) ... 79 Şekil 4.26 1/10 Fe3O4 ticari / PLGA, 8 ml DCM, % 3 PVA ... 79 Şekil 4.27.a.b.c.d. 1/7 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 8 ml DCM, % 1 PVA, e. Fe3O4-
PLGA nanoyapıları (Ling vd. 2011)... 80 Şekil 4.28.a.b.c.d. 1/7 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 8 ml DCM, % 1 PVA, e. Fe3O4 -
PLGA nanoyapıları (Lv vd. 2013) ... 80 Şekil 4.29.a.b.c. 1/7 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 8 ml DCM, % 3 PVA, d. Fe3O4 -
PLGA nanoyapıları (Astete vd. 2007) ... 81 Şekil 4.30.a.b.c. 1/7 Fe3O4 – VS / PLGA, 8 ml DCM, % 3 PVA, d. Fe3O4 - PLGA
nanoyapıları (Ashjari vd. 2012) ... 81 Şekil 4.31 1/10 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 4 ml DCM, % 3 PVA
(MA = 13000-23000) ... 82 Şekil 4.32 1/10 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 4 ml DCM, % 3 PVA
(MA = 31000-50000) ... 82 Şekil 4.33 1/15 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 4 ml DCM, % 3 PVA ... 83 Şekil 4.34 1/20 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 4 ml DCM, % 3 PVA ... 83 Şekil 4.35.a.b. 1/7 Fe3O4 – MPTMS / PLGA, 8 ml DCM, % 3 PVA, c.d.
Fe3O4-PLGA nanoyapıları (Ashjari vd. 2012, Zhou vd. 2014) ... 83 Şekil 4.36.a.b.c. Sentezlenen Fe3O4 – MPTMS – PLGA nanotaneciklerinin,
d. Fe3O4 - PLGA nanoyapılarının TEM görüntüleri (Lee vd. 2005) ... 84 Şekil 4.37 Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin XRD analiz sonucu... 85 Şekil 4.38.a. Fe3O4-MPTMS, b. Fe3O4-MPTMS-PLGA nanotaneciklerinin VSM
analiz sonuçları c. süreli yayınlarda farklı kaplama miktarına göre elde edilen VSM analiz sonuçları (Liu vd. 2007) ... 87 Şekil 4.39 1. Basamak ürününe ait 1H-NMR analiz sonucu ... 88 Şekil 4.40 2. Basamak ürününe ait 1H-NMR analiz sonucu ... 88 Şekil 4.41.a. Glikolid, b. D-L Laktid monomerleri, c. PLGA 50:50 ticari
polimerinin FTIR spektrumlarının karşılaştırılması ... 89 Şekil 4.42.a. Ticari, b. 110 oC’de sentezlenmiş PLGA polimerinin FTIR
spektrumu fiziksel görüntüsü (P: 200 bar, YAM:0.05 g, süre 3 h) ... 89 Şekil 4.43 PLGA polimerinin 1H-NMR spektrumları (Zhou vd. 2004) ... 90 Şekil 4.44 SK ortamda sentezlenen PLGA polimerlerinin 1H-NMR spektrumları ... 91 Şekil 4.45.a. Süperkritik ortamda Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin
polimerizasyonla sentezinde deney öncesi maddelerin görüntüsü, b. Fe3O4-MPTMS: 0.1 g, YAM miktarı: 0 g, c. Fe3O4-MPTMS:
0.05 g, YAM miktarı: 0.01 g (monomer oranı (molce) 85:15, P : 200 bar, T : 110oC, süre : 3 h) koşullarında elde edilen görüntüler ... 97 Şekil 4.46 Süperkritik ortamda Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin sentezi amacıyla
gerçekleştirilen deneylerin sonuç görüntüleri... 97
xv
Şekil 4.47Süperkritik ortamda Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin ticari PLGA ile sentezinde maddelerin görüntüsü ... 98 Şekil 4.481h salım sonunda ve sentez sıvısı ile elde edilen HPLC kromatogramları .... 99 Şekil 4.49 Ticari ifosfamit ilacının FTIR spektrumu ... 100 Şekil 4.50.a. Fe3O4 - PLGA nanokompozitleri b. ilaç yüklü Fe3O4 - PLGA
nanokompozitlerinin karşılaştırmalı FTIR spektrumları ... 100 Şekil 4.51 Farklı pH'larda taksolün Fe3O4-MPTMS-PLGA nanotanecikleri
üzerinden salım grafiği ... 101 Şekil 4.52 Fe3O4-MPTMS-PLGA-taksol nanotaneciklerinin farklı bölgelerden
elde edilmiş TEM görüntüleri... 102 Şekil 4.53.a. Fe3O4-MPTMS, b. Fe3O4-MPTMS-PLGA-Taksol nanotaneciklerinin
VSM analiz sonuçları ... 103 Şekil 4.54 MTT analizi ile L929 hücrelerinin canlılık takibi... 104 Şekil 4.55 MTT analizi ile MG-63 hücrelerinin canlılık takibi ... 104 Şekil 4.56 L929 hücreleri üzerinde farklı deney gruplarının mikroskop
görüntüleri 2 µg/ml 72 h ... 105 Şekil 4.57 L929 hücreleri üzerinde farklı deney gruplarının mikroskop
görüntüleri 10 µg/ml 72 h ... 106 Şekil 4.58 L929 hücreleri üzerinde farklı deney gruplarının mikroskop
görüntüleri 20 µg/ml 72 h ... 106 Şekil 4.59 MG-63 hücreleri üzerinde farklı deney gruplarının mikroskop
görüntüleri 2 µg/ml 72 h ... 107 Şekil 4.60 MG-63 hücreleri üzerinde farklı deney gruplarının mikroskop
görüntüleri 10 µg/ml 72 h ... 107 Şekil 4.61 MG-63 hücreleri üzerinde farklı deney gruplarının mikroskop
görüntüleri 20 µg/ml 72 h ... 108
xvi
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 2.1 Süperkritik akışkan ortamında PLGA polimerizasyonu koşulları ve
analiz sonuçları (Asandei vd. 2005) ... 23
Çizelge 2.2 Tepkime süresinin molekül ağırlığı üzerindeki etkisi (Hile ve Pishko 2001) ... 24
Çizelge 2.3 Farklı örnekler için ilaç yükleme parametreleri ve sonuçlar (Zhu vd. 2009) ... 34
Çizelge 3.1 Atmosfer ortamında Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin sentezinde O/W tekli emülsiyonu I ile sentezi deney koşulları ... 44
Çizelge 3.2 Atmosfer ortamında Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin sentezinde O/W tekli emülsiyonu II ile sentezi deney koşulları ... 45
Çizelge 3.3 Atmosfer ortamında Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin sentezinde O/W tekli emülsiyonu II-a ile sentezi deney koşulları ... 46
Çizelge 3.4 THF içerisinde çözünürlük deneyleri... 50
Çizelge 3.5 Kloroform içerisinde çözünürlük deneyleri ... 51
Çizelge 3.6Çözünürlük deneyleri için SK-CO2 ortamında PLGA sentezinde gerçekleştirilen farklı deney koşulları ... 52
Çizelge 3.7 Kloroform ve THF içerisinde çözünürlük deneyleri ... 52
Çizelge 3.8SK-CO2 ortamında Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin sentezi deney koşulları ... 53
Çizelge 4.1 XRD analiz sonucuna göre hesaplanan kristal çapları ... 64
Çizelge 4.2Fe3O4 ve yüzeyi modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin ortalama tanecik büyüklüğü ve büyüklük dağılımları ... 70
Çizelge 4.3MPTMS ile yüzeyi modifiye edilmiş nanotaneciklerin XRD analiz sonucuna göre hesaplanan kristal çapları ... 72
Çizelge 4.4 MPTES ile yüzeyi modifiye edilmiş nanotaneciklerin XRD analiz sonucuna göre hesaplanan kristal çapları ... 73
Çizelge 4.5 VS ile yüzeyi modifiye edilmiş nanotaneciklerin XRD analiz sonucuna göre hesaplanan kristal çapları ... 74
Çizelge 4.6Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin XRD analiz sonucuna göre hesaplanan kristal çapları ... 86
Çizelge 4.7SK ortamda farklı koşullarda sentezlenen PLGA polimerinin 1H-NMR sonuçlarından hesaplanan % bileşimi ... 92
Çizelge 4.8SK ortamda farklı koşullarda sentezlenen PLGA polimerinin GPC analiz sonuçları ... 92
Çizelge 4.9 THF (Tetrahidrofuran) içerisinde çözünürlük deneyleri ... 94
Çizelge 4.10 Kloroform içerisinde çözünürlük deneyleri ... 95
Çizelge 4.11 Kloroform ve THF içerisinde çözünürlük deneyleri ... 96
1 1. GİRİŞ
Hedefli ilaç salımı, manyetik rezonans (MR) görüntüleme ve doku onarımı gibi biyouygulamalarda sıklıkla maghemit(γ-Fe2O3) ve manyetit (Fe3O4) gibi demirli bileşikler kullanılmaktadır. Manyetik özeliğe sahip olan bu bileşiklerin nanobüyüklükte sentezinde birlikte çöktürme, ters misel ve hidrotermal sentez gibi yöntemler uygulanmaktadır. Birlikte çöktürme, uygulaması kolay, ucuz ve çevre dostu olması nedeni ile tercih edilen bir yöntemdir. Manyetik hedeflendirme için süperparamanyetik özelik gerekmektedir. Bu özelikte nanotanecikler üzerine manyetik alan uygulanıp etki ortadan kaldırıldığında taneciklerin mıknatıslanmasının tamamen ortadan kalktığı görülür. Tanecikler birleşmediği için bir başka negatif yönlü manyetik alan uygulanmasına gerek yoktur. Bu özelik biyouygulamalar için son derece önem taşımaktadır. Manyetik nanotaneciklerin kararlılığını sürdürmek amacıyla bu nanotanecikler doğal ve yapay polimerler (kitosan, dekstran, polietilen glikol, polivinil alkol, dl-laktid-ko-glikolid..vb), silika bazlı maddeler ve altın ile kaplanmaktadır.
Manyetik nanotaneciklerin yüzeyinin uygun bir polimerle kaplanması bu taneciklerin ilaç salım sisteminde kullanılabilmesi açısından önemlidir. Polimer kaplama ile nanotaneciklerin aglomerasyonu engellenir, böylece dağılabilirlikleri ve kolloidal stabiliteleri gelişir, yüzey oksidasyondan korunur, ilaç molekülleri ve hedef ligandların birleşebileceği bir yüzey sağlanır, retiküloendotel sistem tarafından atılması engellenerek kanda sirkülasyon süresi artar, tanecikleri biyouyumlu yapar, spesifik olmayan etkileşimleri azaltır, böylece toksikliği azalır ve hedef hücre içine alım etkinliğini artırır. Kaplama etkinliğini artırmak ve manyetik nanotaneciklerin kararlı yapıda olmasını sağlamak için nanotaneciklerin yüzeyi aminopropiltrietoksisilan, hekzametildisilan, oktadesildiklorosilan ve oleik asit gibi bileşiklerle modifiye edilmektedir (McBain vd. 2008, Sun vd. 2008, Cullity ve Graham 2009, Figuerola vd.
2010, Hao vd. 2010, Mahmoudi vd. 2010).
Son yıllarda süperkritik akışkan ortamında farklı inorganik maddelerle polimer nanokompozit sentezi çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Çalışmalarda yaygın olarak kullanılan ortam akışkanı süperkritik karbondioksit (SK-CO2)’dir. SK-CO2 düşük viskozite ve yüzey gerilimine sahip olması nedeniyle yüksek verimde hızlı üretim
2
sağlamaktadır. Nanoyapıların sentezinde sistemin vanası açıldığında basınç düşer, SK- CO2 kolaylıkla ayrılır ve kuru sentez ürünleri elde edilir (Nguyen vd. 2011).
Bu doktora tez çalışmasında atmosferik koşullarda ve süperkritik akışkan ortamında Fe3O4 - PLGA nanokompozitlerinin sentezlenmesi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır.
Birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenen Fe3O4 nanotanecikleri üç farklı silanlı bileşik ile modifiye edilmiş ve polimerle kaplama çalışmaları modifikasyon etkinliği yüksek olan 3-(Trimetoksi) propil metakrilatlı (MPTMS) manyetik nanotaneciklerle gerçekleştirilmiştir. Süperkritik akışkan ortamında PLGA polimeri başarı ile sentezlenmiş, ancak bu ortamın modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin kaplanmasında SK akışkan sistemindeki kısıtlamalar nedeniyle etkin olmadığı görülmüştür. Atmosfer ortamında sentezlenen modifiye Fe3O4-PLGA nanokompozitleri üzerine antikanser ilacı (ifosfamit, taksol) yükleme ve salım çalışmaları gerçekleştirilmiş, taksolle yapılan çalışmalarda başarı elde edilmiştir. Çalışmada ayrıca manyetik nanokompozitlerin etkinliğinin belirlenebilmesi amacıyla hücre kültür çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
3 2. KURAMSAL TEMELLER
2.1 Manyetik Özelikler
Manyetizma tarihi ilk manyetik materyal olarak bilinen manyetit (Fe3O4) ile başlamıştır.
Manyetizma üzerine yapılan ilk bilimsel çalışma 1600 yılında “On the Magnet” kitabını yayımlamış olan William Gilbert tarafından gerçekleştirilmiştir. Gilbert deneysel çalışmasında dünyanın küresel bir mıknatıs olduğunu kanıtlamıştır (Cullity ve Graham 2009).
Manyetizma ile ilgili bilinmesi gereken tanımlar aşağıda açıklanmıştır:
Manyetik alan: Elektrik yüklerinin hareketi sonucunda ortaya çıkan bir etkidir. Bir maddenin en küçük parçası olan atomlarda negatif yüklü elektronlar, çekirdek etrafında yörüngesel hareket yaptıkları gibi, kendi eksenleri etrafında da bir dönme hareketi yaparlar (spin hareketi). Bu dönme hareketi ile manyetik alan oluşmaktadır. Manyetik alan çizgilerinin N kutbundan çıkıp S kutbuna girişinin şematik gösterimi şekil 2.1 ile verilmiştir.
Şekil 2.1 Çubuk mıknatıs üzerinde manyetik alan şematik gösterimi (Cullity ve Graham 2009)
Doygunluk mıknatıslanması (Msat): Manyetik alan şiddetinin yeterince büyük değerlerinde manyetizasyonun ulaştığı sabit değerdir.
Histerisis çevrimi: Tam bir mıknatıslanma periyodunda manyetik alan şiddeti (H) ile manyetizasyon arasındaki ilişkiyi gösterir.
4
Zorlayıcı alan (Koersivite, Hc): Manyetizasyonu sıfırlamak için uygulanan negatif yönlü etkidir (Cullity ve Graham 2009).
Maddeler manyetik alandaki mıknatıslanmalarına göre diyamanyetik, paramanyetik ve ferromanyetik olmak üzere gruplandırılabilir. Ferromanyetik ve paramanyetik maddelerin özeliklerini taşıyan süperparamanyetik maddeler de bir başka grubu oluşturmaktadır.
2.1.1 Diyamanyetizma
Elektronların farklı yönlerde yaptıkları spin hareketleri net manyetik momenti oluşturur.
Diyamanyetizmada net manyetik moment sıfırdır. Belirli bir yönde yapılan spin hareketi sayısı, diğer yönde yapılan spin hareketi sayısına eşittir. Bağıl manyetik geçirgenlik () 1’den küçüktür, bu nedenle diyamanyetizma negatif manyetizma olarak adlandırılır.
Diyamanyetik maddeler çok zayıf mıknatıslanma gösterir ve kuvvetli bir mıknatıs tarafından hafifçe itilirler. He ve Si diyamanyetik maddelerdendir. Manyetik alan şiddetine karşı manyetizma etkisini gösteren histerisis döngüsünde diyamanyetizma için manyetizma negatif yönde doğrusal olarak değişmektedir (Şekil 2.2).
2.1.2 Paramanyetizma
Paramanyetizmada net manyetik moment sıfırdan farklıdır. Belirli bir yönde yapılan spin hareketi sayısı, diğer yönde yapılan spin hareketi sayısından farklıdır. Bağıl manyetik geçirgenlik () 1’den büyüktür. Paramanyetik maddeler çok zayıf mıknatıslanma gösterir ve kuvvetli bir mıknatıs tarafından hafifçe çekilirler.
Neodimiyum paramanyetik maddelerdendir. Manyetik alan şiddetine karşı manyetizma etkisini gösteren histerisis döngüsünde paramanyetizma için manyetizma pozitif yönde doğrusal olarak değişmektedir (Şekil 2.2).
5 2.1.3 Ferromanyetizma
Ferromanyetizmada paramanyetizmaya benzer şekilde net manyetik moment sıfırdan farklıdır. Bağıl manyetik geçirgenlik () 1’den çok büyüktür. Ferromanyetik (FM) maddeler yüksek manyetik yapıdadır ve kuvvetli mıknatıs yapımında kullanılırlar. Fe, Co, Ni ferromanyetik maddelerdendir. Manyetik alan şiddetine karşı manyetizma etkisini gösteren histerisis döngüsünde ferromanyetizma için oluşan eğriler şekil 2.2’de verilmiştir. Ferromanyetik maddeler üzerine manyetik alan uygulanıp etki ortadan kaldırıldığında madde manyetik etki göstermeye devam eder. Bu etkiyi ortadan kaldırmak için negatif yönlü bir zorlayıcı alan uygulanır.
2.1.4 Süperparamanyetizma
Süperparamanyetik (SPM) maddeler ferromanyetik ve paramanyetik maddelerin özeliğini taşımaktadırlar. Ferromanyetik maddelerin boyutu küçültüldüğünde maddenin sahip olduğu elektronlar paramanyetizmada olduğu gibi rastgele hareketler yapmaya başlar. Süperparamanyetizma için maddenin sahip olması gereken tanecik büyüklüğü bazı kaynaklarda < 27 nm olarak verilmektedir. Tanecikler “domain” adı verilen manyetik birimlere sahip küçük bölgeler içerirler. Süperparamanyetik maddeler tek
“domain”e sahiptir. Bu maddeler için zorlayıcı alan sıfırdır (Şekil 2.2-2.3). Üzerlerine manyetik alan uygulanıp etki ortadan kaldırıldığında taneciklerin mıknatıslanmasının tamamen ortadan kalktığı görülür. Tanecikler birleşmediği için bir başka negatif yönlü manyetik alan uygulanmasına gerek yoktur. Bu özelik biyouygulamalar için son derece önem taşımaktadır (Cullity ve Graham 2009, Figuerola vd. 2010).
6
Şekil 2.2 Histerisis döngüsü (Arruebo vd. 2007)
Şekil 2.3 Zorlayıcı alanın tanecik büyüklüğü ile değişimi (Figuerola vd. 2010)
2.2 Manyetik Nanotanecikler
Nanoboyutta manyetik özeliğe sahip maddeler manyetik nanotanecikler olarak adlandırılmaktadır. Uygulamalarda kullanılan tanecikler -Fe2O3 (hematit), -Fe2O3, ε- Fe2O3, γ-Fe2O3 (maghemit) ve Fe3O4 (manyetit) gibi genellikle demirli bileşiklerdir.
Özellikle biyouygulamalarda maghemit ve manyetit yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bileşikler yeterli derecede yüksek manyetik moment, fiziksel koşullarda kimyasal kararlılık, düşük toksisite, kolay ve ekonomik üretim gibi özeliklere sahiptirler. Son yıllarda bu bileşiklerin nanobüyüklükte sentezi, karakterizasyonu ve farklı uygulamalarının araştırılması büyük ilgi çekmektedir (Chomoucka vd. 2010).
Msat= Doygunluk Hc= Zorlayıcı alan (koersivite)
Manyetizma
Manyetik alan şiddeti
Ferromanyetizma Diyamanyetizma Paramanyetizma Süperparamanyetizma Msat= Doygunluk Hc= Zorlayıcı alan (koersivite)
Manyetizma
Manyetik alan şiddeti
Ferromanyetizma Diyamanyetizma Paramanyetizma Süperparamanyetizma Msat= Doygunluk Hc= Zorlayıcı alan (koersivite)
Manyetizma
Manyetik alan şiddeti
Ferromanyetizma Diyamanyetizma Paramanyetizma Süperparamanyetizma
Zorlayıcıalan, Hc
Tanecik büyüklüğü, d
Tek bölge
(single domain) Çok bölge (Multi-domain)
Zorlayıcıalan, Hc
Tanecik büyüklüğü, d
Tek bölge
(single domain) Çok bölge (Multi-domain)
7
2.2.1 Manyetik nanotaneciklerin sentez yöntemleri
Manyetik nanotaneciklerin sentezinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bazıları;
Birlikte çöktürme
Hidrotermal sentez
Termal parçalanma
Ters misel yöntemleridir.
2.2.1.1 Birlikte çöktürme
Birlikte çöktürme yöntemi, demir oksit (Fe3O4, γ-Fe2O3) nanotaneciklerinin sentezinde uygulaması kolay, ucuz ve çevre dostu bir yöntemdir. Fe2+ ve Fe3+ iyonlarının alkali çözelti içerisinde eş anlı olarak çöktürülmesiyle tanecikler elde edilmektedir. Fe3O4
nanotaneciklerinin çökmesi için pH değeri 8 ile 14 arasında olmalıdır. Fe3O4
nanotaneciklerinin oluşumu aşağıda verilen tepkimeye göre gerçekleşir:
Fe+2 + 2Fe+3 + 8OH- → Fe3O4 + 4H2O
Bu yöntemle elde edilen taneciklerin büyüklük, şekil ve bileşimi, Fe+2 / Fe+3oranı, kullanılan tuz türü (klorür, sülfat, nitrat, perklorat) pH, sıcaklık ve baz tipine bağlı olarak değişir. Birlikte çöktürme yöntemi ile nanotaneciklerin sentezinde tekrarlanabilirlik sağlamak diğer yöntemlere göre daha kolaydır. Manyetik nanotanecikler için manyetik doygunluk değerleri yığın değerinden (100 emu/g) düşüktür ve 30-80 emu/g arasında değişir (Kim vd. 2001, Wu vd. 2008).
2.2.1.2 Hidrotermal sentez
Hidrotermal sentez yöntemi yüksek kristallikte manyetik tanecik üretimi için alternatif bir yöntemdir. Demir tuzları kapalı bir kapta sulu ortam içerisinde çözünür ve yüksek sıcaklıklarda (130-250 oC) çalışılır. İşlem sırasında basınç yükselmesi meydana gelir.
Sentez sırasında tanecik oluşumu için yüzey aktif madde miktarı önemli bir
8
parametredir. Yöntemde tanecik büyüklük ve şeklinin kontrol edilememesi dezavantajdır (Wu vd. 2008, Figuerola vd. 2010).
2.2.1.3 Termal parçalanma
Organik bazlı bir yöntem olan termal parçalanmada başlangıç maddesi olarak en çok Fe(cup)3 (“cup = N-nitrosophenylhydroxylamine”), Fe(acac)3 (“acac = acetylacetonate”) ve Fe(CO)5 uygulanmaktadır. Kompleks yüksek sıcaklıkta parçalanır, bu sırada açığa çıkan demir ortamdaki oksijen varlığında manyetite dönüşürken, ortamdaki yüzey aktif madde nedeniyle çok fazla büyümeden kalır. Bu yöntemle elde edilen nanotaneciklerin büyüklük dağılımı homojendir. Tanecik büyüklüğü sıcaklığa ve kaynama süresine bağlı olarak değişmektedir (Wu vd. 2008).
2.2.1.4 Ters misel
Sentez sırasında oluşturulan ters miseller nanotaneciklerin oluşumunda nanoreaktör olarak kullanılır. Birbiri ile karışmayan su (w) ve yağ (o) fazı vardır. Demir tuzları başlatıcı madde olarak kullanılır. Yüzey aktif maddeler hidrofilik (polar) diğeri hidrofobik (apolar) olmak üzere iki gruptan oluşur. Hidrofilik kısım baş grup ve hidrofobik kısım da kuyruk grup olarak isimlendirilir. Demir tuzları su içerisinde çözünür, çözelti içerisine yüzey aktif madde ve gerekirse yardımcı yüzey aktif madde eklenerek ters misel yapısı oluşturulur. Ters misel yönteminde tanecik oluşumu için su / yüzey aktif madde oranı önemli bir parametredir (Wu vd. 2008, Figuerola vd. 2010).
2.2.2 Manyetik nanotaneciklerin uygulama alanları
Manyetik nanotanecikler (MNPs) sahip oldukları özelikler nedeni ile MR görüntüleme, manyetik ilaç hedeflemesi, ilaç salımı, doku onarımı, doku-hücre hedeflemesi ve hipertermi tedavisinde kullanılmaktadır (Şekil 2.4).
9
Şekil 2.4 Manyetik nanotaneciklerin teşhis ve tedavide uygulama alanları (Mahmoudi vd. 2010)
Uygulama alanlarından manyetik ilaç hedeflemesi (hedefli ilaç salım) kanser tedavisi için oldukça önem taşımaktadır. Uzun yıllardır ve günümüzde kanser hastalarına kemoterapi tedavisi sırasında kanser türüne göre bir ya da birden fazla ilaç verilmektedir. Bu ilaçlar kanserli bölgeyle birlikte dolaşım sistemiyle diğer organlara da ulaştığından önemli yan etkiler görülmektedir. Manyetik nanotanecik temelli hedefli ilaç salım çalışmaları sitotoksik ilaçların yan etkilerini azaltmak ve minimum düzeyde daha etkin doz miktarını uygulayabilmek için tasarlanmaktadır. İlaç yüklenmiş farklı yapıda manyetik nanotanecikler dışarıdan manyetik alan uygulanarak hedefli bölgeye ulaştırılabilmektedir (Şekil 2.5-2.6). Manyetik etki ortadan kaldırıldığında taneciklerin biraraya gelmemesi için süperparamanyetik özelik taşımaları gerekmektedir.
10
Şekil 2.5 Manyetik nanotanecik temelli hedefli ilaç salım sisteminin şematik gösterimi (Park vd. 2010)
Şekil 2.6.a.Sistemik ilaç salım, b. manyetik hedeflendirmeli ilaç salım (Akbarzadeh vd. 2012)
Manyetik nanotaneciklerin biyouygulamalarında kararlılıklarını sürdürmek ve biraraya gelmelerini önlemek için çeşitli maddelerle kaplanmakta ve akıllı nanoyapılar oluşturulabilmektedir. Polimerler (doğal ve yapay), inorganik oksitler (silika), çeşitli yüzey aktif maddeler, organik bileşikler, inorganik metaller (altın) kaplama maddeleridir. Ayrıca kaplama etkinliğini artırmak ve manyetik nanotaneciklerin kararlı yapıda olmasını sağlamak için nanotaneciklerin yüzeyi aminopropiltrietoksisilan, hekzametildisilan, oktadesildiklorosilan ve oleik asit gibi bileşiklerle modifiye edilmektedir. Süreli yayınlar incelendiğinde manyetik nanotanecikleri kaplamak için
Endotel hücresi Kanser hücresi
Vücut yüzeyi Damar Manyetik
nanotanecik
Doku
Endotel hücresi Kanser hücresi
Vücut yüzeyi Damar Manyetik
nanotanecik
Doku
11
polimerlerin, diğer gruplara göre daha sık kullanıldığı görülmüştür (Pankhurst vd. 2003, Shubayev vd. 2009). Manyetik polimer nanoyapılar tek çekirdekli, çok çekirdekli ya da gömülü, ahududu benzeri ya da heterokoagüle ve fırça benzeri morfolojilerde sentezlenebilir (Şekil 2.7). Sentezlenecek nanotaneciklerin büyüklüğü önem taşımaktadır. Bağışıklık sisteminin bir parçası olan retiküloendotel sistem (RES) dolaşım sisteminde büyük gördüğü tanecikleri yok etmektedir; bunun yanında daha küçük tanecikler kan akımında daha uzun süre kalma şansını yakalamaktadır. Genellikle 100 nm’nin altındaki nanoyapıların kanser tedavisinde kullanılabileceği desteklenmektedir; ancak süreli yayınlarda sentezlenmiş olan nanoyapıların ortalama 200 nm büyüklüğe sahip olduğu belirlenmiştir.
Şekil 2.7 Farklı morfolojilerde manyetik nanoyapıların şematik görüntüsü (Oh ve Park 2011)
a. Tek çekirdekli, b. Çok çekirdekli ya da gömülü, c. Ahududu benzeri ya da heterokoagüle, d. Fırça benzeri
2.3 Biyobozunur Polimerler
Biyobozunur polimerler vücut içerisinde enzimatik ya da enzimatik olmayan yollardan biyouyumlu ve toksik olmayan yan ürünlere dönüşebilen maddelerdir. Sentetik ve doğal biyobozunur polimerler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. α-hidroksi asitler (poli laktid- ko-glikolid, PLGA) ve polianhidritler gibi hidrofobik materyaller sentetik; hyaluronik asit, kitosan, hidroksiapatit ise doğal polimerler grubuna girmektedir. Biyobozunur polimerler biyouygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bulundukları ortama ve ilaç-polimer-doku etkileşimine göre biyouyumlu özelik göstermeleri gerekmektedir (Makadia ve Siegel 2011).
12 2.3.1 Poli(D,L-laktid-ko-glikolid) (PLGA)
PLGA biyobozunur, biyouyumlu ve toksik olmayan özelikte bir polyester polimerdir.
Vücut içerisinde monomerlerine hidroliz olması ve çok düşük düzeyde sistemik toksik etkisi nedeniyle ilaç salım ve biyomateryal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (U.S. Food and Drug Administration) de PLGA'nın vücut içerisinde kullanımını onaylamaktadır. PLGA, laktik ve glikolik asidin polikondensasyon tepkimesiyle düşük molekül ağırlığındave metal katalizör varlığında laktid ve glikolidin halka açılma polimerizasyonuyla yüksek molekül ağırlığında sentezlenebilmektedir. Halka açılma polimerizasyon mekanizması şekil 2.8 ile verilmiştir.
Şekil 2.8 Halka açılma polimerizasyonu ile PLGA oluşum mekanizması (Asandei vd.
2005)
PLGA kopolimeri farklı molekül ağırlığı ve monomer oranında sentezlenebilmektedir.
Bozunma süresi ise monomer oranına göre değişiklik göstermektedir (Kiremitçi- Gümüşderelioğlu ve Deniz 1999, Danhier vd. 2012).
2.3.2 PLGA nanotaşıyıcıların sentez yöntemi
Polimerik (PLGA) nanotaneciklerin sentezinde mikrotanecik sentez yöntemleri uygulanabilmektedir. Emülsiyon-çözücü uzaklaştırma yöntemlerinden tekli (O/W) ya da ikili / çoklu (W/O/W) emülsiyon yöntemleri uygulanabilir. Bu yöntemlerde polimer su
13
ile karışmayan organik bir çözücüde çözünür. Polimerik faz yüzey aktif madde içeren su çözeltisi ile karıştırılır. Organik çözücü uzaklaştırılır, çeşitli saflaştırma yöntemleriyle tanecikler elde edilir. Nanotaşıyıcı üzerine ilaç yükleme çalışmalarında polimer içeren organik faza (hidrofobik ilaç) ya da ayrıca su fazına ilaç (hidrofilik ilaç) eklenerek sentez gerçekleştirilir (Makadia ve Siegel 2011).
2.4 Kanser ve Nanoteknoloji
Kanser, hücrelerin kontrolsüz ya da anormal bir şekilde büyümesi ve çoğalması sonucu ortaya çıkan bir hastalıktır. Vücutta bölgesel başlayan hastalığın tedavisi, farklı bölgelere yayılma söz konusu olduğunda giderek zorlaşmaktadır. Bilinçsiz çoğalan kanser hücreleri biraraya gelerek tümörleri oluşturur. Şekil 2.9’da iyi ve kötü huylu tümörlerin şematik görüntüsü verilmiştir. Kötü huylu tümörlerde kanserli hücreler sağlıklı hücrelerle karışmakta ve doku üzerine baskı uygulamaktadırlar.
Şekil 2.9.a. İyi huylu, b. kötü huylu tümörlerin şematik görüntüsü (Barreto vd. 2011)
Kanser uygulamalarında lipozomlar, nanotanecikler, polimerik miseller, dendrimerler,
"nanocantilever", karbon nanotüpler ve kuantum dotlar kullanılmaktadır. Yağ yapısında olan lipozomlara farklı tedavi edici ajan yüklenebilir ve kanser tedavisi için potansiyel nanotaşıyıcıdırlar. "Nanocantilever" lar sıralı bir dizilişe sahip olup belirli kanser türlerinde yapısı bozulmuş proteinlerin belirlenmesinde kullanılır. Floresan nanokristaller olan kuantum dotlar polimerik kaplama ile bir ligandla birleşerek kanser tedavisinde kullanılabilir. Multifonksiyonlu nanotanecikler ise hem hedefli tümör
14
görüntüleme ve hem de tedavi edici ajanların taşınımında kullanılarak aynı anda teşhis ve tedavi amaçlı kullanılabilir (Şekil 2.10).
Şekil 2.10 Kanser uygulamalarında kullanılan farklı yapıların şematik görüntüsü (Misra vd. 2010)
2.4.1 Kanser tedavisinde ilaç hedeflendirme
Kanser tedavisinde hedeflendirme pasif ve aktif olmak üzere iki yolla gerçekleştirilir;
2.4.1.1 Pasif hedeflendirme
Pasif hedeflendirme genel olarak doğal fizyolojik süreçler ve faktörler aracılığıyla belli bölgelere ilacın taşınmasıdır. Pasif hedeflendirme ilaçları gerekli bölgeye taşımak için normal ve hastalıklı dokular arasındaki anatomik farklılıklardan faydalanır. Normal dokularda yalnızca küçük moleküller kan damarları çeperlerinden difüzlenebilirler.
15
Tümör dokusundaki anormallikler kan plazma bileşenlerinde ve diğer makromoleküllerde sızıntıya yol açmaktadır. Tümörlü damarların sağlıklı damarlara göre daha yüksek geçirgenliğe sahip olması nedeniyle makromoleküller tümör yapısının arayüzeyine sızmaktadır. Bu olay “gelişmiş geçirgenlik ve tutma etkisi (EPR)” olarak adlandırılmaktadır (Şekil 2.11 Barreto vd. 2011), Sun vd. 2014).
Şekil 2.11 Gelişmiş geçirgenlik ve tutma etkisi (EPR) (Barreto vd. 2011)
a. normal doku, b. tümörlü doku
2.4.1.2 Aktif hedeflendirme
Aktif hedeflendirme ilaç taşıyıcı sistemin spesifik hücrelere, doku ya da organlara yönlendirilmesi esasına dayanır. Bu yöntem manyetik, ultrasonik ve ligand-reseptör aracılı hedeflendirme olmak üzere 3 grup altında incelenebilir.
Manyetik hedeflendirme, ilaç yüklü manyetik yapıların manyetik alan kullanılarak istenilen bölgeye ulaşmasını sağlamak ve ilacın salımını kontrol etmek amacıyla gerçekleştirilen hedeflendirme yöntemidir. Serbest ilacın dolaşım sistemindeki derişiminin 100 kat azalması ve dokuda kontrollü bir şekilde ilaç salımının gerçekleştirilmesi yöntemin avantajları arasındadır. Manyetik olarak hedeflendirilebilecek hastalık grupları arasında kanser, beyin tümörleri, kalp ritm bozuklukları ve hormon eksikliği sıralanabilir.
16
Ultrasonik hedeflendirme yönteminde biyolojik olarak bozunan ya da bozunmayan polimerler ilaç taşıyıcısı olarak kullanılırlar. Bu yöntemde ilaç salımı ultrasonik dalgaların şiddet, frekans ve uygulama süresine bağlıdır.
Ligand-reseptör aracılı hedeflendirme yönteminde hedef yapıya yönlendirilen reseptör yapılarına spesifik bir şekilde bağlanabilen hedeflendirilmiş ligandlar kullanılmaktadır.
Ligandlar bağlanma etkinliğini artırdığı için reseptör aracılı endositoz daha etkin bir şekilde gerçekleşmektedir. Ligand hedeflenen hücrede bulunan reseptörün özeliklerine bağlı olarak seçilmektedir. Ligand-reseptör aracılı hedeflendirmede kullanılan ligandlar arasında lektinler, vitaminler, peptit yapıdaki büyüme faktörleri ve glikoproteinler sayılabilir (Gürsoy 2002, Barreto vd. 2011, Sun vd. 2014). Şekil 2.12’de aktif ve pasif ilaç hedeflendirmesi şematik gösterimi verilmiştir.
Şekil 2.12 Pasif ve aktif hedeflendirmenin şematik gösterimi (Danhier vd. 2012)
17 2.5 Süperkritik Akışkanlar
Bir akışkan, kritik sıcaklık (Tc) ve basıncından (Pc) daha yüksek değerlerde sıcaklık ve basınca sahipse süperkritik olarak adlandırılır. Sıcaklık ve basınç faz diyagramında kritik nokta üzerindeki bölgeye “süperkritik bölge”, bu bölgedeki akışkana ise
“süperkritik akışkan” (SKA) denir (Subramaniam vd. 1997, Kakumanu ve Bansal 2005). Saf bir maddenin sıcaklık-basınç diyagramı şekil 2.13’te gösterilmektedir.
Şekil 2.13 Saf bir maddenin sıcaklık-basınç faz diyagramı (www.le.ac.uk/chemistry/
greenchem/supercritical_fluids.html)
Süperkritik akışkanlar yoğunluk özelikleriyle sıvılara, akış özelikleriyle ise gazlara benzemekte ve akışkan olarak bilinmektedirler. Süperkritik akışkanlar, sıvı çözücülerden, daha uygun kütle transferine neden olacak yüksek yayınırlık katsayısına, düşük vizkoziteye ve yüzey gerilimine sahiplerdir (Subramaniam vd. 1997, Sihvonen vd. 1999, Kakumanu ve Bansal 2005).
Süperkritik akışkanlar sahip oldukları üstün özelikleri nedeniyle, gıda, kozmetik, kimya endüstrileri, polimerler, ağaç, tekstil ve ilaç endüstrisi alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır (Jung ve Perrut 2001, Kakumanu ve Bansal 2005).
Süperkritik akışkan süreçlerinde çok çeşitli akışkanlar (su, amonyak, alkoller, aminler..vb) kullanılmaktadır. Bu akışkanlar arasında ise en yaygın olarak kullanılan
18
karbondioksittir (CO2). CO2’in kritik sıcaklık ve basıncı sırasıyla 31.1 oC ve 73.8 bar’dır. Apolar bir çözücü olan CO2 zehirli değildir, tutuşmaz, organik çözücülerle karşılaştırıldığında ucuzdur ve üründen uzaklaştırılması kolaydır. (Subramaniam vd.
1997, Sihvonen vd. 1999, Hakuta vd. 2003, Byrappa vd. 2008).
2.6 Süperkritik Akışkanlar ve Polimerizasyon
Medikal uygulamalar için kullanılacak polimerin üretim sürecinde, toksik maddelerin kalması olumsuz bir özelik taşımaktadır. Bu durum, organik çözücüler kullanılmadan gerçekleştirilecek polimerizasyon süreci arayışına yönlendirmiş, süperkritik akışkanların tepkime ortamı olarak kullanımı yaygınlaşmıştır. Süperkritik ortamda gerçekleştirilen polimerizasyon süreçlerinde kurutma, çözünürlük ve polimerin plastikleşmesi dikkat edilmesi gereken noktalardır. Çalışmalarda, olumlu özeliği nedeni ile yaygın olarak kullanılan süperkritik karbondioksit (SK-CO2) bir sentez ortamı akışkanıdır. Polimerizasyon süreci sonunda sistemin vanası açıldığında basınç düşer ve polimer çözücüden kolaylıkla ayrılır. Ayrıca SK-CO2 polimerin camsı geçiş sıcaklığında (Tg) düşmeye yol açarak plastikleşme sağlar. Süperkritik ortamda plastikleşen polimerden tepkimeye girmemiş monomerin ayrılması daha kolay bir hal alır (Kendall vd. 1999, Mazzaro vd. 2007).
Polimerizasyon sırasında kullanılan yüzey aktif maddeler genel olarak CO2’yi ve polimeri seven bölgelerden oluşur. Florlu yapılar CO2’yi seven özelik taşımaktadır.
Florokarbonlu yüzey aktif maddeler yüksek etkinliğe sahip olmaları nedeni ile klasik yüzey aktif maddelere göre 10-100 kat daha az miktarda kullanılmaktadır. Florlu yapılarda zincir uzunluğu insan sağlığına zarar vermeyecek şekilde ayarlandığında bu yapılar ilaç salımı ve hedeflemede uygulama alanı bulmaktadır (Krafft vd. 1998, Kendall vd. 1999, Riess vd. 2009).
19 2.7 Kaynak Araştırması
Bu bölümde manyetik nanoyapıların sentezi ve uygulamaları ile ilgili çalışmaların bir bölümü özetlenmiştir;
2.7.1 Fe3O4 sentezi ve yüzey modifikasyonu
Yang ve Yan (2012), Fe3O4 nanotaneciklerini azot atmosferinde demir tuzlarının (Fe2+/Fe3+ : 1/2, molar oran) sulu çözeltisinden üre ortamında birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlemişlerdir. Deneylerde polivinil alkol (PVA) stabilizatör olarak kullanılmış, sıcaklık 85 oC’de sabit tutulmuştur. Manyetik nanotanecikler TEM, XRD ve VSM ile analiz edilmiştir. TEM görüntülerine göre ortalama tanecik büyüklüklerinin ortalama 300 nm olduğu (Şekil 2.14), VSM analizinden ise nanotaneciklerin süperparamanyetik özelikte oldukları belirlenmiştir (Şekil 2.15).
Şekil 2.14.a.b.PVA içermeyen, c.d. PVA içeren Fe3O4 nanotaneciklerinin TEM görüntüleri (Yang ve Yan 2012)
