اخیراً تولید پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها توسط یکی از اساتید دانشگاه علوم پایه زنجان مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. پلی‌الکترولیت‌ کمپلکس‌ها (PEC)، موادی هستند که در اثر برهمکنش‌های الکترواستاتیک میان دو یا چند پلیمر با بارهای مخالف تشکیل می‌شوند. از این مواد می‌توان به عنوان حامل‌های دارویی در حوزه پزشکی استفاده نمود.

1. لطفاً شرح حال مختصری از خود و همکاران محترمتان برای آشنایی خوانندگان به همراه سوابق علمی و پژوهشی این تیم تحقیقاتی ارائه بفرمایید.

بنده زهرا محمدنیا استادیار دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان هستم و جناب آقای سهیل امانی دانشجوی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته شیمی پلیمر دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، دانشجوی اینجانب هستند که در این پروژه نیز حضور داشتند.

2. لطفاَ بفرمایید پلی‌الکترولیت و کمپلکس‌های پلی‌الکترولیتی به چه موادی اطلاق می‌شود؟

به ترکیبات پلیمری که در pH خنثی دارای مجموعه‌ای از بارهای مثبت و یا منفی هستند، پلی‌الکترولیت گفته می‌شود. بسیاری از مواد به‌دلیل داشتن گروه‌های یونی مثبت یا منفی روی سطح خود به‌عنوان پلی‌الکترولیت قابل‌توجه هستند. پلی‌الکترولیت‌ کمپلکس‌ها (PEC) در اثر برهمکنش‌های الکترواستاتیک میان دو یا چند پلیمر با بارهای مخالف تشکیل می‌شوند. پلیمرهای مورد استفاده برای تهیه پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها، می‌توانند دارای منشأ طبیعی یا سنتزی باشند.

3. مکانیسم تشکیل کمپلکس‌های‌ پلی‌الکترولیتی و نظریه‌های موجود در این زمینه را بیان کنید.

پلی‌الکترولیت کمپلکس در نتیجه بر‌همکنش‌­های الکترواستاتیک قوی بین حداقل دو پلی‌الکترولیت با بارهای ناهمنام تشکیل می­‌شود. از نظر کمی، پلی الکترولیت‌کمپلکس­‌ها به دو دسته­‌ی استوکیومتری و غیراستوکیومتری تقسیم می­‌شوند. در حالت استوکیومتری نسبت اکی‌مولار پلیمرها با هم برابر است اما در حالت غیراستوکیومتری اکی‌مولارهای یک پلیمر نسبت به دیگری بیشتر است. در حالت غیراستوکیومتری، آبدوستی کمپلکس و انحلال‌پذیری آن بالاتر است. کابونو و ززین در سال ۱۹۸۴ اولین محققانی بودند که تشکیل پلی‌الکترولیت‌کمپلکس را از نظر جنبشی مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها گزارش کردند که تشکیل PEC در کمتر از ۵ میلی‌ثانیه اتفاق می‌افتد. آن‌ها سه مرحله اصلی را در مکانیسم تشکیل پلی‌الکترولیت کمپلکس در نظر گرفتند شامل:

آ) تشکیل کمپلکس اولیه بی‌نظم
ب) تشکیل پیوندهای جدید در داخل کمپلکس و ایجاد کمپلکس ثانویه منظم
ج) تجمع بین‌کمپلکسی

در گام اول بلافاصله بعد از اختلاط محلول‌های پلیمری با بار‌های ناهمنام، نیروهای پیوندی ثانویه مانند برهمکنش­‌های الکترواستاتیک بین بارهای ناهمنام ایجاد شده و یک کمپلکس بی‌نظم تشکیل می‌شود که این مرحله بسیار سریع رخ می‌دهد. در گام دوم که تقریباً یک ساعت به طول می‌انجامد تشکیل پیوندهای جدید در داخل کمپلکس ادامه یافته و یا انحرافات موجود در زنجیرهای پلیمری تصحیح شده و کمپلکس ثانویه با آرایش منظم از زنجیرهای پلیمری ایجاد می‌شود. در گام سوم برهمکنش‌های آبگریز بین کمپلکس‌­های ثانویه منظم، موجب حالت توده‌ای و تجمع پلی‌الکترولیت‌ کمپلکس خواهد شد. پلی‌الکترولیت کمپلکس تشکیل‌شده در حلال­‌های معمولی، نامحلول و نسبت مولی پلیمرها در توده تقریباً برابر واحد است.

4. ظاهراً پژوهشگران معتقد هستند تشکیل کمپلکس‌های پلی‌الکترولیت فرایندی آنتروپی محور محسوب می‌شود. این مطلب به چه معناست؟

همانطور که فرمودید پژوهشگران معتقد هستند که تشکیل پلی الکترولیت کمپلکس، آنتروپی محور است. این مفهوم بدان معناست که بار مخالف پلی الکترولیت‌ها در محیط آبی با یکدیگر به علت جاذبه الکترواستاتیک قوی منجر به تشکیل پلی الکترولیت کمپلکس می‌شود. این روند باعث افزایش در آنتروپی(بی نظمی) سیستم به علت آزاد شدن یا انتشار کوچک یون‌هایی که در اطراف پلی یون‌ها(پلی الکترولیت) قرار گرفته‌اند می‌شود. یک بیان ساده برای واکنش تشکیل پلی‌الکترولیت کمپلکس در زیر نشان داده شده است.

5. ضمن معرفی کمپلکس پلی‌الکترولیتی به ‌کار رفته در این پژوهش بفرمایید در تشکیل یک کمپلکس‌پلی‌الکترولیتی چه عواملی مؤثر می‌باشد و شما در این پژوهش کدام یک از این عوامل را مورد بررسی قرار دادید.

پلیمر طبیعی آلژینات با پلیمر سنتزی پلی (۳-آکریلامیدوپروپیل) تری متیل آمونیوم کلراید بعنوان پلی الکترولیت کمپلکس در این پژوهش سنتز و مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش برای اولین بار برهمکنش‌های الکترواستاتیک ما‌بین آلژینات و پلی (۳-آکریلامیدوپروپیل) تری متیل آمونیوم کلراید با استفاده از اسپکتروسکوپی UV-vis مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جذب با میزان برهمکنش بین دو ماده پلی الکترولیت رابطه‌ی مستقیمی دارد.

ما برای اطمینان از نتایج تکنیک UV-vis برای بهینه کردن کمپلکس پلی الکترولیت مابین آلژینات و پلی (۳-آکریلامیدوپروپیل) تری متیل آمونیوم کلراید، آن را با نتایج حاصل از DLS و پتانسیل زتا مورد ارزیابی قرار دادیم و با انطباق نتایج UV-vis ،DLS و پتانسیل زتا توانستیم یک روش جدید برای بهینه کردن کمپلکس پلی الکترولیت ارائه دهیم. در تشکیل پلی الکترولیت کمپلکس، عوامل مختلفی چون چگالی بار، غلظت نمک، غلظت پلیمر، pH، قدرت یونی، نسبت اختلاط و جرم مولکولی دخیل است. ما در پژوهش حاضر تاثیر عواملی مانند غلظت نمک، غلظت پلیمر، pH و نسبت اختلاط همچنین تاثیر pH بر روی تشکیل کمپلکس و اندازه و پتانسیل زتا را مورد بررسی قرار دادیم.

6. ضمن معرفی انواع مختلف کمپلکس‌ تشکیل شده در یک محلول‌ آبی از نظر ساختار، بفرمایید کمپلکس تشکیل شده در این پژوهش از کدام نوع می‌باشد؟

از برهمکنش پلی‌آنیون و پلی‌کاتیون در محلول سه نوع ساختار مختلف ایجاد می‌شود؛

آ) محلول در آب
ب) کلوییدهای پایدار
ج) سیستم های دو فازی

تجمعات محلول در آب در مقیاس مولکولی زمانی تشکیل می‌شوند که پلی‌الکترولیت‌ها با گروه‌های یونی ضعیف و اختلاف زیاد در جرم‌های مولکولی در نسبت‌های غیراستوکیومتری با هم مخلوط شوند. (برای مثال زمانی‌که نسبت گروه‌های عاملی کاتیونی به آنیونی بزرگتر یا کوچکتر از ۱ باشد) غلظت نمک‌های محلول و نسبت بار پلی‌الکترولیت‌ها دو عامل تأثیرگذار در پایداری کمپلکس‌های محلول در آب هستند. در قدرت‌های یونی متوسط یا پایین در محلول‌های بسیار رقیق و شرایط غیراستوکیومتری تجمع‌یافتن در سطح کلوییدی متوقف شده و کلوییدهای پایدار PEC تشکیل می‌شود. در این سیستم ذرات PEC معلق هستند و پراکنش نور نشان می‌دهند.

اختلاط محلول‌های بسیار غلیظ از پلی‌الکترولیت‌هایی با جرم مولکولی مشابه یا بالا در نسبت استوکیومتری نزدیک به هم، موجب تشکیل سیستم دو فازی شامل یک فاز مایع و یک فاز غنی از پلی‌الکترولیت کمپلکس می‌شود. این سیستم دوفازی بعد از شست و شو و خشک‌کردن به‌ آسانی به‌ صورت جامد جدا می‌شود. خواص رئولوژیکی فاز غنی از پلی‌الکترولیت به خصوصیات پلی‌الکترولیت‌ها و غلظت نمک وابسته است. با توجه به معرفی پلی الکترولیت از نظر ساختار در محلول آبی، کمپلکس پلی الکترولیت تهیه شده در این پژوهش از نوع کلوییدهای پایدار نامحلول است.

7. راجع به کاربردهای مختلف کمپلکس‌های پلی‌الکترولیتی توضیح دهید و بفرمایید شما در این پژوهش کدام یک از جنبه‌های کاربردی این مواد را مد نظر قرار دادید؟

اصلی‌ترین مزیت پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها عدم استفاده از حلال‌های آلی برای تشکیل توده کمپلکس است. در سایر روش‌های کپسوله کردن پروتئین‌ها مانند امولسیون، از پلیمرهایی مانند PLGA به عنوان حامل همراه با حلال‌های آلی استفاده می‌شود. برای جدایی حلال آلی از این سیستم‌ها از روش جدایی فازی استفاده می‌شود که ممکن است پروتئین‌های حساس، غیرفعال یا اکسید ‌شده و عملکرد خود را از دست دهند. پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها به عنوان سیستم‌های حامل پروتئین، دارو و ژن می‌توانند این مشکلات را حل کنند و روشی مؤثر برای پروتئین رسانی با قابلیت سازگاری بالا ارائه دهند. از مهم‌ترین کاربردهای پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها میتوان به دارو رسانی، پروتیین رسانی، ژن رسانی، رهایش واکسن، مهندسی بافت و تهیه غشا اشاره کرد. اخیراً کاربرد این ترکیبات در تهیه باتری‌های لیتیومی نیز گزارش شده است.

هدف ما در این پژوهش کاربردهای بیولوژیکی از جمله دارورسانی است. امروزه تقاضای روز افزونی برای گسترش سیستم‌های دارورسانی به‌منظور هدف قراردادن سایت‌های خاص، غلبه بر تخریب دارو و کاهش اثرات جانبی وجود دارد. در این میان روش‌‌های مختلف رهایش کنترل‌شده‌ی دارو به یک زمینه‌ی به‌سرعت در حال رشد برای دارو‌های مدرن تبدیل شده است. رهایش کنترل‌شده، دارای مزایای بسیاری مانند افزایش کارایی دارو، کاهش سمیت، و راحتی مصرف بیمار است.

تاکنون انواع سیستم‌های تحویل دارویی برای مثال نانوحامل‌هایی بر پایه پلیمرهای آلی سنتزی، میسل‌ها و انواع کریستال‌های مایع، لیپوزم‌ها، نانو‌کپسول‌های پلیمری، مواد فعال زیستی مانند کیتوسان، طلا، نانوذرات اکسید آهن توسعه یافته اند. در نتیجه تلاش برای توسعه سیستم‌های تحویل داروی هوشمند یا جایگزین‌های درمانی برای کاهش عوارض جانبی داروها در بسیاری از موارد به‌شدت مورد نیاز است. پیشرفت‌های اخیر در سیستم‌های رهایش دارو بیشتر بر پایه نو‌آوری در طراحی نانو‌ذرات، نوآوری در ساخت مواد زیستی و نانو ذرات هدف است. یکی از سیستم‌های حامل دارویی که اخیراً توجه بسیاری از پژوهشگران را به‌خود معطوف نموده است پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها (PEC) هستند. پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها به‌عنوان حامل‌های جدید پلیمری امروزه برای رهایش هدفمند داروها، ماندگاری و کنترل سرعت رهایش آن‌ها و در نتیجه طولانی‌تر شدن عمل درمانی به‌طور گسترده استفاده می‌شوند. زیست سازگاری بالا، زیست تخریب پذیری عالی، عدم سمیت، هزینه و مصرف انرژی کم از مزایای پلی الکترولیت کمپلکس‌ها است. همچنین عدم تولید محصولات جانبی سمی، گنجایش و بازده بالای دارو در داخل پلی‌الکترولیت کمپلکس و کمترین خطر ممکن به دارو در طول تشکیل کمپلکس، استفاده از این سیستم‌ها را برای کاربردهای بیولوژیکی هموار می‌کند.

8. توضیحی مختصر راجع به مراحل و نحوه انجام این پژوهش بیان بفرمایید.

پلی (۳-آکریلامیدو پروپیل) تری متیل آمونیوم کلراید (pAPTMACl) به روش پلیمریزاسیون محلول در حضور آغازگر آمونیوم پرسولفات تهیه شد. جرم مولکولی پلیمر سنتزی به روش ویسکومتری تعین شد. در این کار اختلاط بین آلژینات و پلی (۳-آکریلامیدو پروپیل) تری متیل آمونیوم کلراید ، در نسبت‌های حجمی مختلف به روش اختلاط ساده انجام شد. تأثیر عواملی مانند pH، قدرت یونی، غلظت پلیمرها، نسبت اختلاط بر برهمکنش بین (ALG/pAPTMACl) با استفاده از روش‌های UV-Vis، DLS، و زتا پتانسیل مطالعه شد. محلول آلژینات و محلول ۳-(آکریلامیدوپروپیل)تری متیل آمونیوم کلراید در آب مقطر تهیه شد. پلی‌الکترولیت کمپلکس به وسیله اضافه‌کردن محلول پلیمری کاتیونی به آلژینات در دمای اتاق تحت همزدن انجام شد.

9. از چه روشی برای تولید این کمپلکس‌‌پلی‌الکترولیتی استفاده کردید؟ کمی راجع به این روش و مزیت‌های آن نسبت به سایر روش‌ها توضیح بفرمایید.

از روش‌های متنوعی مانند روش محلول، تیتراسیون پلی‌الکترولیت‌‌ها، اختلاط جت، نفوذ حلال، ژل‌شدن یونی، نانو رسوب‌گذاری، خود تجمعی لایه به لایه، اکستروژن مذاب داغ، پلی‌تراکمی بین سطحی و غیره می‌توان برای تهیه پلی‌الکترولیت کمپلکس‌ها استفاده نمود. مهم‌ترین این روش‌ها که ما در این پژوهش استفاده کردیم روش محلول است. این روش به‌طور گسترده زمانی که پلیمرهای دارای بارهای ناهمنام قبل از اختلاط به‌طور کامل درحلال‌ها و آب حل شوند، استفاده می‌شود. در اکثر موارد آب به عنوان حلال انتخاب می‌شود و همین امر امکان استفاده از این روش را در کاربردهای زیستی فراهم می‌کند و با توجه به اینکه هدف از تهیه پلی‌الکترولیت کمپلکس در این پژوهش کاربرد‌های زیستی بود، این روش انتخاب شد.

10. ظاهراً در این پژوهش برای تعیین وزن مولکولی کمپلکس‌ها از اندازه‌گیری گرانروی محلول استفاده کرده‌اید. علاوه بر شرح نتایج بدست آمده توضیح مختصری راجع به کاربرد این روش در تخمین وزن مولکولی یک پلیمر بیان کنید.

وزن مولکولی پلیمر به­‌طور مستقیم با خواص فیزیکی آن ارتباط دارد. وزن مولکولی مطلوب برای هر پلیمر به ساختار شیمیایی و کاربرد آن مربوط می‌­شود. تعیین وزن مولکولی پلیمر­ها به دو علت پیچیده است، اول اینکه در فرایند پلیمری شدن رشد یکنواخت زنجیر­ها غیر ممکن است پس باید میانگین وزن مولکولی را در نظر گرفت. دوم اینکه روش‌­های اندازه‌­گیری وزن مولکولی مانند کاهش نقطه انجماد، افزایش نقطه جوش و تیتراسیون برای پلیمرهای سبک کاربرد دارد. بنابراین باید از روش‌های پیشرفته­‌تر مانند تفرق نور، ویسکومتری، کروماتوگرافی تراوایی ژلی و … برای پلیمرهای با وزن مولکولی بالا استفاده شود. طبق مطالعات انجام ­شده معمول‌ترین روش اندازه­‌گیری وزن مولکولی پلی‌­الکترولیت‌ها روش ویسکومتری است.

ویسکوزیته ذاتی از مفید­ترین شاخص­‌های ویسکوزیته است، که به­‌وسیله معادله مارک-هوینگ-ساکوردا با وزن مولکولی ارتباط دارد. وزن مولکولی پلی (۳-آکریلامیدو پروپیل) تری متیل آمونیوم کلراید تهیه­ شده با روش ویسکومتری و با استفاده از ویسکومترهای آبلود و Cannon-Fenske و جایگذاری نتایج در معادله­‌ی مارک-هوینک-ساکوردا به طور تقریبی g/mol 96000 محاسبه شد.

ابتدا محلول ۱% وزنی پلی‌­الکترولیت در NaCl یک مولار تهیه شد. فرایند حل­ شدن پلی­‌الکترولیت در دمای ۴۰ درجه سانتی­گراد طی ۱ ساعت انجام شد. به ­منظور کاهش دافعه ناشی از بارهای مثبت در پلی‌­الکترولیت مورد نظر محلول­سازی در محلول سدیم کلرید انجام شد. حدود ۶ میلی‌­لیتر از محلول پلی­‌الکترولیت به ویسکومتر اضافه شد. ویسکومتر در حمام آب با دمای ثابت ۲۵ درجه سانتی­گراد قرار داده شد. مدت زمان سقوط محلول پلی­‌الکترولیت در فاصله‌­ی بین دو نشان ویسکومتر برای محلول­‌های ۷۵/۰ درصد، ۵/۰%، ۲۵/۰درصد، ۱۲۵/۰درصد، وزنی/حجمی و همچنین محلول خالص سدیم ­کلرید اندازه‌­گیری شد. بر اساس تجزیه و تحلیل داده‌­ها بر­اساس زمان سقوط محلول پلی­الکترولیت در غلظت های تهیه شده و رسم نمودارهای مربوطه با استفاده از معادله‌­ی مارک-هوینک-ساکوردا ویسکوزیته و وزن مولکولی پل‌ی­الکترولیت ب‌ه­دست آمد. برای افزایش دقت اندازه‌گیری زمان سقوط محلول پلی‌­الکترولیت بین دو خط نشانه سه بار تکرار و میانگین آن‌­ها مشخص شد.

11. لطفاً نتایجی که در رابطه با غلظت پلیمرهای اولیه، قدرت یونی محلول و PH محلول در این پژوهش حاصل گشت را مختصراً شرح دهید.

برای پی بردن به نحوه‌­ی تأثیر غلظت بر برهمکنش­‌های الکترواستاتیک و تشکیل کمپلکس مابین آلژینات و (p(APTMACl، غلظت‌های مختلفی از پلیمرها تهیه شد. با افزایش غلظت پلیمرها جذب (کدورت) افزایش قابل توجهی را نشان می‌­دهد. با افزایش غلظت، تعداد کوچک یون­‌های آزاد­ شده بیشتر شده و در نتیجه این کوچک یون‌ها سایت‌های فعال پلیمر را پوشیده کرده و مانند رشته‌­های ماکارونی روی هم انباشته می‌­شوند و برهمکنش‌ها ضعیف می‌­شود. شدت برهمکنش­‌های الکترواستاتیک ما­بین آلژینات و (p(APTMACl تابعی از دانسیته‌­ی بارهای دو پلیمر است و دانسیته­‌ی بارها نیز تابعی از pH است. حضور نمک می‌­تواند جاذبه الکترواستاتیک ما­بین پلی ساکارید- پلیمر را کاهش ­دهد. در واقع به­‌علت جداکردن شبکه بارها وسعت کمپلکس­ شدن کاهش می­‌یابد. در قدرت­‌های یونی بالا یا غلظت‌­های بالای کوچک یون­‌ها (Na+ و Cl–) تمایل برای جدا­کردن بارهای پلی‌ساکارید-پلیمر و کمپلکس­ شدن کمتر می­‌شود. قدرت­‌های یونی کم تأثیر کم‌تری بر دانسیته­‌ی بارها دارد و در این حالت برهمکنش کافی برای تشکیل کمپلکس وجود دارد. تأثیر غلظت NaCl بر برهمکنش­‌های الکترواستاتیک دخیل در تشکیل کمپلکس با استفاده از روش UV-Vis بررسی شد و تغییرات جذب (کدورت) ثبت گردید.

در حضور NaCl­، یون­‌های Na+با گروه‌های (N(CH۳)۳+ p(APTMAClبرای برهمکنش با گروه­‌های–COO– موجود در آلژینات رقابت می­‌کنند. از طرف دیگر یون‌­های Cl– با گروه­‌های –COO– آلژینات برای برهمکنش با گروه‌­های –(N(CH۳)۳+ p(APTMACl رقابت می­کنند. همین عامل منجر­به کاهش برهمکنش ما­بین گروه­های –COO– آلژینات و گروه­های (N(CH۳)۳+ p(APTMACl می­‌شود. مشاهدات مشابهی در مقالات در مورد برهمکنش پروتئین­‌های مختلف با پلی‌­ساکاریدها گزارش شده است. لیو و همکاران تأثیر غلظت NaCl در جریان کمپلکس ­شدن مابین پروتئین جدا شده نخود فرنگی و صمغ عربی، را بررسی و مشاهده نمودند که کدورت کمپلکس با افزایش غلظت نمک کاهش می‌­یابد. وین بریک و همکاران و رو و همکاران رفتار مشابهی از پروتئین آب پنیر-صمغ ­عربی و مخلوط پروتئین­‌های بوین سرم آلبومین-پکتین مشاهده کردند.

pH محلول پلیمری نقش تعیین کننده و کلیدی در یونیزاسیون گروه‌های عاملی و درنتیجه دانسیته بار سطح آن‌ها دارد. در این پژوهش به نتایج جالبی رسیدیم pH محلول پلیمری علاوه بر تاثیری که بر روی بار الکتریکی زنجیره‌ای دارد بر روی کنفورماسیون زنجیره‌های پلیمری و در نتیجه بر روی تشکیل پلی‌الکترولیت کمپلکس تاثیر می‌گذارد. آلژینات پلی‌الکترولیتی ضعیف است که با تغییر pH محیط می‌توان درجه تفکیک گروه‌های عاملی و بار الکتریکی روی سطح آن را کنترل کرد. در مقابل (p(APTMACl حساس‌به pH نیست و در تمام pH ها دانسیته‌ی بار مثبت ثابتی دارد. در این تحقیق تشکیل پلی‌الکترولیت کمپلکس در pH‌های مختلف در محدوده‌ی ۱ الی ۱۰ بررسی شد. پتانسیل زتای محلول آلژینات در pHهای ۳ و ۷ به ترتیب برابر با ۵۴/۳- و ۳/۴۰- میلی ولت است. اما پتانسیل زتای پلیمر کاتیونی سنتز شده (p(APTMACl در تمام pHها برابر ۲/۴۲ میلی ولت است. درجه‌ی یونیزاسیون آلژینات ناشی از پروتونه‌ شدن یا پروتون کافت گروه‌های عاملی–COOH آلژینات است. مطالعه تأثیر بار الکتریکی پلی‌ساکارید- پلیمر برای تشکیل کمپلکس با استفاده از اسپکتروسکوپی جذبی UV-Vis بررسی شد. جذب در اصل مستقیماً متناسب با غلظت مواد مورد استفاده برای تشکیل کمپلکس و همچنین بار الکتریکی زنجیره‌های پلی ساکارید-پلیمر است.

در اختلاط ساده محلول‌های پلیمری در ۱=pH کمپلکسی تشکیل نمی‌شود که به دلیل پروتونه شدن گروه‌های کربوکسیل موجود در آلژینات و عدم وجود برهمکنش است. آلژینات در شرایط ۷=pH دارای بار الکتریکی منفی بیشتری نسبت‌ به ۳=pH (طبق پتانسیل زتا که بالا اشاره شد) است. با این شرایط در ۷=pH گروه‌های کربوکسیلیک در آلژینات دافعه‌ی بین مولکولی قوی از خود نشان می‌دهند که کنفورماسیون مولکولی را به صورت خطی و گسترده تغییر می‌دهد. زمانی‌که بار سطحی نسبتاً بیشتر است، مقدار ماده کم‌تری برای غلبه بر بار سطحی در جریان تشکیل کمپلکس لازم است. از طرفی دیگر، زمانی که آلژینات بار سطحی نسبتاً کمتری دارد (۳=pH طبق پتانسیل زتا که در بالا اشاره شد) اکثر گروه‌های کربوکسیل آلژینات خنثی بوده و مولکول‌ها تمایل به تاخوردگی و کنفورماسیون درهم دارند. در نتیجه مقدار زیادی (p(APTMACl لازم است که بتواند به داخل زنجیره‌های تا خورده‌ی آلژینات نفوذ کرده و تشکیل کمپلکس بدهد.

12. برای بررسی سمیت این کمپلکس از چه روشی استفاده کردید و چه نتایجی بدست آمد؟

آزمایش MMT برای ارزیابی سمیت سلولی نانوذرات (ALG/p(APTMACl روی سلول­‌های غدد سرطانی لایه­‌ی برونی پوست سینه انسانی (MCF-7) انجام شد. نانوذرات تهیه­ شده روی سلول­‌های MCF-7 هیچ­گونه فعالیت ضدسرطانی از خود نشان ندادند.

13. چنانچه در این پژوهش جنبه‌های نوآورانه‌ای وجود دارد بیان کنید.

یکی از جنبه‌های نوآورانه این پژوهش بررسی برهمکنش پلی الکترولیت کمپلکس ما بین (ALG/p(APTMACl و بهینه کردن آن با استفاده از اسپکتروسکوپی UV-Vis هست.

14. با توجه به نتایج بدست آمده آیا این کمپلکس ظرفیت بکارگیری در صنایع داروسازی و… را دارد؟ آیا توجیه اقتصادی برای تولید صنعتی این ماده متصور هستید؟ اقدامی در این زمینه انجام داده‌اید؟

بله این کمپلکس پتانسیل استفاده در صنایع داروسازی به عنوان نانو حامل دارویی را داراست. مواد فعال می‌­توانند از طریق چهار روش زیر به ذرات یا کلویید­های پلی‌الکترولیت کمپلکس وارد شوند.

الف) وارد شدن از طریق به دام انداختن مواد فعال (موجود در محلول) در رسوب پلی­‌الکترولیت کمپلکس
ب) وارد شدن از طریق جذب مواد فعال (موجود در محلول) در تماس با پل‌­الکترولیت کمپلکس از پیش‌ تهیه­ شده (به ­ویژه در مورد مواد متخلخل یا ژل­‌ها با خصوصیات اسفنجی)
ج) اتصال شیمیایی مواد فعال به پل‌ی­آنیون یا پل‌ی­کاتیون یا به هر دو و سپس ته‌نشینی پلی‌­الکترولیت کمپلکس
د) وارد‌شدن از طریق استفاده از مواد فعال ب ه­عنوان یک جزء در تشکیل پلی‌الکترولیت کمپلکس (در این روش ماده فعال حداقل بایستی دارای بار یا گروه قطبی باشد.)

15. لطفاً نام سازمان و یا نهادهایی که پروژه شما را حمایت کرده‌اند بیان کنید.

دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، ستاد توسعه فناوری نانو

17. ضمن تشکر و قدردانی از وقتی که به ما اختصاص دادید، به عنوان بخش پایانی اگر صحبتی برای خوانندگان دارید بفرمایید.

با تشکر از حسن توجه مجله الکترونیکی زیست‌فن به مقاله ما و انجام مصاحبه با بنده و قرار دادن آن در اختیار جامعه دانشگاهی و علمی کشور، لازم می‌دانم تاکید کنم با توجه به هزینه‌های بالا در زمینه نانوفناوری و زیست‌فناوری، سازمان‌ها و نهادهای ذیربط حمایت‌های مادی و تشویقی خود را از پژوهشگران علمی کشور بیشتر کنند

1397/07/05