دانلود ترجمه مقاله TiO2 و ترکیبات آن به عنوان مواد نوید دهنده بیولوژیکی (اسپرینگر ۲۰۱۸) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

TiO2 و ترکیبات آن به عنوان مواد نوید دهنده بیولوژیکی

TiO2 and its composites as promising biomaterials: a review

چکیده

معرفی

سنجش زیستی

فعالیت های ضد میکروبی

لخته شدن خون

درمان فوتو دینامیک (PDT)

تحویل دارو

ایمپلنت های استخوان و دندان

نتیجه

منابع

چکیده:

     TiO2 یک ماده شناخته شده است و دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و سازگاری زیستی قابل ملاحظه ای است که آن را به عنوان یک ماده مناسب در جهان بیولوژیکی تبدیل کرده است. توسعه مواد جدید مبتنی بر TiO2 برای دستیابی به خصوصیات و کاربردهای مورد نظر به شدت مورد نیاز است. تعداد زیادی از ترکیبات TiO2 در زمینه های مختلف سنتز شده و کاربرد دارند. در این مقاله، کاربرد TiO2 و ترکیبات آن در زیست سنجش، در فتودینامیک درمانی، به عنوان یک ماده ضد میکروبی و به عنوان حامل نانو دارو گزارش شده است. هدف از این بررسی، بحث در مورد کاربرد بیولوژیکی مواد مبتنی بر TiO2 و پیشرفت های اخیر در TiO2 برای تقویت کاربرد آن در دنیای بیولوژیکی است.

سنجش زیستی
     یک وسیله تحلیلی که پاسخ بیولوژیکی را به شکل الکتریکی یا هر شکل قابل خواندن دیگری تبدیل می کند، به عنوان بیوسنسور شناخته می شود. کار یک بیوسنسور الکتروشیمیایی بر اساس جریان الکتریکی، پتانسیل یا تجمع بار ناشی از واکنش بیوشیمیایی روی سطح استوار است. یک فرآیند زیست سنجش عمدتا از چهار مرحله تشکیل شده است: a) اتصال گیرنده به آنالیت (b) یک واکنش بیوشیمیایی خاص که بر روی رابط اتفاق می افتد و باعث ایجاد سیگنال دریافت شده توسط مبدل می شود (c) سیگنال در حال تبدیل به سیگنال الکترونیکی است و توسط ردیاب با استفاده از مرجع مناسب تقویت می شود و (d) سیگنال برای پردازش داده ها به رایانه ها ارسال می شود و مقدار حاصل از طریق رابط به عملگر ارائه می شود.

     حسگرهای زیستی ابزارهای خارق العاده ای در زمینه آنالیزهای شیمیایی و بیولوژیکی، مراقبت های بهداشتی، نظارت بر محیط زیست، صنایع فرآیندی، تولید دارو و دارشناسی هستند. کیفیت حسگر زیستی به  حساسیت، انتخاب و زمان پاسخ بستگی دارد. از نظر این عوامل حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی (Iwamoto et al. 1994; Wang et al. 2009) به عنوان یک روش تحلیلی بهتر در مقایسه با سایر تکنیک های تحلیلی مانند تحلیل لومینسانس (شب تابی) (Li and Liu 2011; Deng et al. 2011) فلورومتری (Niu et al. 2012) رنگ سنجی (Park et al. 2005; Durocher et al. 2009) یافت شد. هر واحد زیست سنجی از یک ماده نیمه رسانا استفاده می کند (شکل ۲) ، و به دنبال آن ماده بیولوژیکی یا ماده بیومعدنی به طور اختصاصی یک آنالیت را متصل می کند یا آنرا کاتابولیزه می کند.

     مواد بیولوژیکی طبیعی مانند آنتی بادی ها و آنزیم ها به دلیل هزینه های زیاد و تأثیر محیطی به طور گسترده ای به عنوان مواد حسگر مورد استفاده قرار نمی گیرند. بنابراین نیاز به بیوسنسور مصنوعی با ثبات و کم هزینه بسیار زیاد است. در این زمینه عدم انعطاف پذیری، زیست سازگاری، هزینه کم، مساحت سطح ویژه بالا، پایداری شیمیایی و فتوشیمیایی، شفافیت نوری، فعالیت های الکتروشیمیایی باعث می شود نانو ساختاریافته از TiO2 به عنوان یک ماده نیمه رسانا به عنوان بیوسنسور مورد استفاده قرار گیرد (Mun et al. 2010; Mathurab et al. 2009; Topoglidis et al. 1998). فرض بر این بود که فضای وسیعی از سطح داخلی، بار منفی سطح و شاخص ضریب شکست بالای مؤثر در آرایش نانولوله TiO2 ، می تواند امکان استفاده مناسب از زیست مولکول ها را فراهم کرده و حساسیت آنالایزر بالایی را نشان دهد. به طور کلی، گروه عملکردی هیدروکسیل (OH) که روی یک سطح اکسید فلزی (TiO2) تشکیل شده است، به بیومولکول ها به روش شیمیایی یا فیزیکی متصل می شود که برای کاربردهای بعدی خود به عنوان بیوسنسور عمل می کند (Sakata et al. 2004). TiO2 با روشهای مختلف سنتز شده و ساختار سطح را اصلاح کرده و پیوند کوالانسی آنالایزر شناسایی مولکولهای زیستی مانند پروتئین ها، آنزیم ها، DNA و RNA را با تعامل با گروههای کاربردی ترمینال مانند کربوکسیلیک (-COOH) ، آلدهید (-CHO)، آمین (NH2) و غیره موجود در زیست مولکولها برقرار می کند (Mondal et al. 2014; Rios and Smirnov 2009; O’Brien et al. 2000; Kim et al. 2009) و با ارتقاء انتقال الکترون، خاصیت بیوسنسینگ را تقویت کنید (Zang et al. 2007). نانو ترکیبات TiO2 با سایر مواد نیمه رسانا مانند NiO ، SiO2 ، CeO2 ، IrO2و غیره حمل و نقل الکترونیکی پیشرفته را نشان می دهند و توانایی عالی برای بی حرکت کردن آنزیم را نشان می دهند (Tang et al. 2013; Cui et al. 2014; Zhao et al. 2015; Liu et al. 2006). آرایش نانوسیم IrO2-hemin-TiO2 با انتخاب ، حساسیت و پایداری افزایش یافته در تشخیص گلوتاتیون مورد استفاده قرار گرفته است (منظور از آرایش نحوه ی قرار گرفتن و نظم نانو ذرات است) (Tang et al. 2013). ساختارهای حاشیه نانوذرات حاوی P-نوع NiO و n-نوع TiO2 دارای فعالیتهای الکتروکاتالیستی پیشرفته در اکسیداسیون آمینوپورین ۶-فسفات (۶PA)می باشد که به دلیل تشکیل ناهمگونی اتصالی p-N ، باعث بهبود حمل و نقل بار شده و توانایی تجمع سطح بالاتری را نشان می دهد (Cui et al. 2014).