دست‌ورزي پوسته سيليكايي گونه‌اي از دياتوم‌هاي دريايي با نانوذرات طلا، اكسيدآهن و تراستوزومب با هدف شناسايي سلول‌هاي واجد گيرنده HER2

Diatom Biosilica Shell Manipulation with Gold, SPION Nanoparticles and Trastuzumab with Aims of Diagnostics of HER2 Cells

پوسته سيليكايي دياتوم‌ها، ساختارهايي زيستي و جايگزين براي ذرات سيليكايي مزوپورس مصنوعي هستند كه به‌علت داشتن سطوح گسترده، منافذ دقيق نانومتري، زيست‌سازگاري، پايداري مكانيكي و حرارتي، قابليت‌هاي نوري و امكان اتصال به بيومولكول‌ها، قابليت‌هاي ممتازي براي طراحي بيوسنسورها دارند. در اين مطالعه دياتوم Chaetoceros sp. براي ساخت بسته‌هاي مغناطيسي Fe2O3-Au-Biosilica مورد استفاده قرار گرفت. پس از كشت ريزجلبك‌ها، سنتز نانوذرات طلا در ديواره سيليكايي با روش سنتز زيستي صورت گرفت كه ارزيابي‌ها بيانگر سنتز نانوذرات كروي طلا به‌صورت پيوسته روي سطوح و منافذ ديواره بود. پس از اين مرحله نانوذرات مغناطيسي اكسيدآهن نيز به سطح سيليكايي دياتوم متصل و از اين طريق امكان هدايت سامانه سيليكايي با استفاده از ميدان مغناطيسي فراهم شد. اصلاح سطح اين بسته‌هاي مغناطيسي دياتوم با استفاده از تركيب APTES امكان اتصال رنگ فلورسنس رودامين و آنتي‌بادي هرسپتين (Trastuzumab) به اين ساختار را فراهم كرد. همچنين موفقيت اتصال سامانه به سلول‌هاي هدف (SKBR3) با تصاوير ميكرسكوپ فلورسنس مورد تاييد قرار گرفت. نتايج اين مطالعه بيانگر قابليت ويژه پوسته سيليكايي اين دياتوم به‌عنوان يك بسته "چندمنظوره" در فعاليت‌هاي تشخيصي و درماني است.

Diatoms biosilica shell, frustule, is substitute biostructures to mesoporous silica particles, which possesses their wide surfaces, nano-diameter porosity, mechanical strength, and thermal stability, optical capabilities, and the ability to bind to biomolecules can be used in biosensing applications. In this study, diatom species called Chaetoceros muelleri, was used for the fabrication of the Fe2O3-Au-Biosilica magnetic package. After micro-algae cultivation, the synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) on silica walls was carried out using the bio-synthesis method, which evaluations have demonstrated the continuous formation of spherical AuNPs on the walls and its surfaces. After this step, the magnetic iron oxide nanoparticles were attached to the silica surface of the diatom, this, in turn, leads to system guiding using a magnetic field. Surface modification of diatoms magnetic complex, by using the APTES, allowed the attachment of fluorescence Rhodamine and the Herceptin antibody (Trastuzumab) to the structure. As well as the attachment of the fabricated system to target cells (SKBR3) was confirmed by fluorescence microscopic analysis. The results of this study indicate the ability and specificity of the diatom silicone shell as a "multipurpose" package for diagnostic and therapeutic activities.