بهينه‌سازي ساخت نانو ذرات سيليكاي عامل دار شده به روش همزن مغناطيسي حرارتي و بررسي تأثير پارامترهاي مختلف با استفاده از طراحي فاكتوريال نامتعارف

Optimization the synthesis of functionalized silica nanoparticles by temperature magnetic stirring method and study the effect of various parameters by an irregular factorial design

زمينه و هدف: نانوذرات سيليكا از سيستم‌هاي جديد دارورساني زيست‌ تخريب‌پذيرند كه سرعت تخريب بيولوژيك آن‌ها در درون‌تن (In vivo) تحت تأثير سايز و ساختار سطحي آن‌هاست و به همين دليل براي كاربردهاي بيومديكال و تثبيت دارويي مناسب‌اند. در اين مطالعه هدف بهينه‌سازي اندازه ذره‌اي و پتانسيل زتا، بررسي تأثير پارامترهاي مختلف و نهايتاً به دست آوردن معادلاتي براي تخمين اندازه ذره‌اي و پتانسيل زتاي دلخواه در سنتز نانوذرات سيليكاي عامل دار شده مي‌باشد. روش بررسي: نانوذرات سيليكاي اصلاح‌شده با NH2، از هيدروليز هم‌زمان تترا اتيل ارتو سيليكات و(3- آمينو پروپيل) تري اتوكسي سيلان در حضور آمونيوم هيدروكسايد و اتانول به روش همزن مغناطيسي حرارتي سنتز و از نظر ويژگي‌هاي اندازه ذره‌اي و پتانسيل زتا بررسي شد. با استفاده از يك طراحي فاكتوريال نامتعارف (Irregular Factorial Design) اثر عوامل موثر بر آن‌ها تعيين گرديد. از طيف بيني فروسرخ فوريه(Fourier Transform Infrared Spectroscopy) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (Transmission Electron Microscopy) جهت تأييد سنتز نانوذرات استفاده شد. يافته‌ها: ميزان آمونيوم هيدروكسايد و اتانول بر سايز و پتانسيل زتاي نانوذرات تأثير معني‌داري داشت (0/05>P)؛ كاهش آمونيوم هيدروكسايد و افزايش اتانول باعث كاهش اندازه ذره‌اي به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي شد. همچنين با افزايش آمونيوم هيدروكسايد و كاهش اتانول قدر مطلق پتانسيل زتا به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي افزايش يافت. نتيجه‌گيري: طراحي فاكتوريال نامتعارف روش مناسبي جهت بهينه‌سازي شرايط ساخت نانوذرات سيليكاي اصلاح‌شده مي‌باشد.

Background and aims: Silica nanoparticles are biodegradable novel drug delivery systems and their biodegradation in vivo is affected by their particle size and their surface properties and for this reasons they are suitable for drug conjugation and biomedical applications. The aim of the present study were optimization of the particle size and zeta potential, investigation of the effect of various parameters and finally obtain equations for the estimation of the particle size and zeta potential in synthesis of functionalized silica nanoparticles. Methods: The NH2 functionalized silica nanoparticles were synthesized by simultaneous hydrolysis of tetraethyl orthosilicate and )3- aminopropyl( triethoxysilan in the presence of ammonium hydroxide and ethanol by temperature magnetic stirring method and the properties of particle size and zeta potential were studied. The effective parameters were determined by an irregular factorial design. The synthesis of the nanoparticles was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy and transmission electron microscopy. Results: The amount of ammonium hydroxide and ethanol had a significant effect on the size and zeta potential of nanoparticles (P<0.05). Reduction of ammonium hydroxide and ethanol increase dicreases significantly the particle size. Also, by increasing ammonium hydroxide and decreasing ethanol, the absolute magnitude of zeta potential increased significantly. Conclusion: Irregular factorial design is a suitable method for optimization of synthesis of modified silica nanoparticles.