Purpose: Particle beam therapy is advantageous over photon therapy. However, adequately delivering therapeutic doses to tumors near critical organs is difficult. Nanoparticle-aided radiation therapy can be used to alleviate this problem, wherein nanoparticles can passively accumulate at higher concentrations in the tumor tissue compared to the surrounding normal tissue. In this study, we investigate the dose enhancement effect due to gold nanoparticle (GNP) when Carbon-12, He-4, and proton beams are irradiated on GNP. Methods: First, monoenergetic Carbon-12 and He-4 ion beams of energy of 283.33 MeV/u and 150 MeV/u, respectively, and a proton beam of energy of 150 MeV were irradiated on a water phantom of dimensions 30 cm×30 cm×30 cm. Subsequently, the secondary-particle information generated near the Bragg peak was recorded in a phase-space (phsp) file. Second, the obtained phsp file was scaled down to a nanometer scale to irradiate GNP of diameter 50 nm located at the center of a 4 ㎛×4 ㎛×4 ㎛ water phantom. The dose enhancement ratio (DER) was calculated in intervals of 1 nm from the GNP surface. Results: The DER of GNP computed at 1 nm from the GNP surface was 4.70, 4.86, and 4.89 for Carbon-12, He-4, and proton beams, respectively; the DER decreased rapidly with increasing distance from the GNP surface. Conclusions: The results indicated that GNP can be used as radiosensitizers in particle beam therapy. Furthermore, the dose enhancement effect of the GNP absorbed by tumor cells can aid in delivering higher therapeutic doses.
Jawad, Muhammad;Ali, Shazia;Waseem, Amir;Rabbani, Faiz;Amin, Bilal Ahmad Zafar;Bilal, Muhammad;Shaikh, Ahson J.
Advances in nano research
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제7권3호
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pp.169-180
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2019
Plasmonic effects of gold and platinum alloy nanoparticles (Au-Pt NPs) and their comparison to size was studied. Various factors including ratios of gold and platinum salt, temperature, pH and time of addition of reducing agent were studied for their effect on particle size. The size of gold and platinum alloy nanoparticles increases with increasing concentration of Pt NPs. Temperature dependent synthesis of gold and platinum alloy nanoparticles shows decrease in size at higher temperature while at lower temperature agglomeration occurs. For pH dependent synthesis of Au-Pt nanoparticles, size was found to be increased by increase in pH from 4 to 10. Increasing the time of addition of reducing agent for synthesis of pure and gold-platinum alloy nanoparticles shows gradual increase in size as well as increase in heterogeneity of nanoparticles. The size and elemental analysis of Au-Pt nanoparticles were characterized by UV-Vis spectroscopy, XRD, SEM and EDX techniques.
이 연구는 화장품에 사용가능한 촉매제를 사용하여 콜로이달 골드를 합성하는 제조법과 이를 이용한 피부 개선 효과를 가진 항노화 엠플에 응용하였다. 하이드로젠테트라클로로아우레이트테트라하이드레이트에 아스코르빅애씨드, 소듐보로하이드라이드를 환원촉매제로 사용하여 나노 콜로이드를 합성하였다. 촉매제인 아스코르빅애씨드의 함량의 질량이 증가될수록 입자가 작아지는 것을 확인하였다. 반면 소듐보로하이드라이드의 질량이 증가될수록 입자크기는 증가하는 경향을 보였다. 콜로이달 골드 반응 속도를 조절하기 위하여, 잔탄검과 하이드록시에칠셀룰로오스를 사용하여 100~500 nm의 입경분포를 가진 입자를 얻을 수 있었다. 최적의 합성조건은 18℃, 20~75 mmHg의 감압상태, 교반속도 10~50rpm, 1~4시간동안 반응하여 획득할 수 있었다. 합성된 콜로이달 골드의 외관은 진한 핑크색, pH=5.5, 비중은 1.0032, 점도는 80~310 cps로 특이한 고유 냄새를 가지고 있었다. 스킨케어 화장료의 응용으로, 안티에이징 엠플을 개발하였고, 이를 이용한 다양한 처방과 제형개발에 활용될 것으로 기대한다.
이산 쌍극자 근사를 이용하여 수용액상의 금-은 합금 나노입자의 표면 플라즈몬 공명 스펙트럼을 계산하였다. 직경 10 나노미터의 금-은 합금 입자의 경우에 스펙트럼의 최대 소광 파장이 합금의 은 성분이 높아짐에 따라 선형적으로 짧은 파장대로 이동하며 최대 소광 세기는 지수적으로 증가함을 관측하였다. 이러한 계산결과는 실험 결과들과 잘 일치하는 것을 확인하였다.
요오드용액을 사용하여 노트북 인쇄회로기판 CPU chip 중에 함유된 금을 침출하는 연구를 진행하였다. 150 mesh 이하로 분쇄된 CPU chip을 Iodide/Iodine용액에서 처리한 결과 금의 침출율은 20%로 매우 낮게 나타났다. 이와 같이 낮은 침출율의 원인은 CPU chip 분쇄과정에서 금 입자 표면에 생성된 구리 피막이 침출액과 금의 접촉을 방해하기 때문인 것으로 판단되었다. 한편, CPU chip 분쇄물을 질산용액을 사용하여 전처리 한 후 Iodide/Iodine 용액으로 침출하였을 때 금의 침출율은 약 90%으로 크게 증가하였다. 이 현상을 설명하기 위하여 침출 잔사를 EDS 및 ICP 분석을 통해 관찰한 결과, 금 입자표면에 피복되어 있는 구리의 약 80%가 질산에 의해 제거되었으며 이로 인해 금의 침출율이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
Gold nanoparticles have recognized a promising drug carriers in many diseases. These nanoparticles could carry anti-inflammatory drugs in the case of muscle injury and for fatigue relief. On the other hand, specific surface of this kind of nanoparticles could be critical in amount of drug they could carry. Therefore, in this study, we explore different methodology and influencing parameters on the specific surface of gold nanoparticles. After specifying the main parameters, different machine learning and artificial neural network are adopted to model the effects of different parameters. Furthermore, response surface methodology is utilized to obtain a quadrilateral relationship between different parameters and specific surface. The results indicate that concentration of the gold salt solution is the most important parameter in increasing the size of gold nanoparticle and, as a consequence, increasing specific surface. Moreover, the ability of gold nanoparticles in prolonging retention of the drugs is discussed in detail.
흡광은 측정이 간편하고 해석의 직관성이 높다는 점에서 생화학 기반 분석법의 신호로서 강점을 가진다. 흡광을 가지는 물질 중에서 금 나노입자는 화학적 안정성, 생물학적 친화성, 가시광선 범위에서 야기되는 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance, LSPR)에 의한 독특한 광학적 특성 등의 유용한 성질을 지니며, 특정 표적 물질에만 유효한 다른 발색물질과 비교해 항체나 압타머 등 다양한 검출 활성물질과 접합이 용이하여 확장성을 가진다. 특히, 기질의 산화로 발색을 야기하는 효소 기반 발색법에 비해 낮은 가격, 쉬운 입자 합성, 높은 환경안정성 등의 장점으로 인해 비색화 분석법의 신호물질로서 광범위하게 연구되고 있다. 본 총설에서는 이와 같은 금 나노입자를 신호물질로 활용하는 다양한 전략을 최근의 연구들을 중심으로 요약 정리하였으며, 입자의 형태에 광학 특성이 영향을 받는 금 나노입자의 특징에 착안하여 신호생성 시에 활용한 금 나노입자의 형태 제어 전략을 기준으로 문헌들을 분류하고 검토하였다. 이를 통해 이미 오랜 기간 활용되어온 금 나노입자가 현재에도 흡광 신호물질로서 여전히 활발하게 연구되고 있다는 사실을 고찰하고, 향후에도 광범위하고 지속적으로 개선될 여지를 가진다는 점을 확인하였다.
벼오갈병바이러스(Rice dwarf virus, RDV)는 Phytoreovius 속에 속하며 게놈은 double stranded RNA의 12분절로 이루어져 있는데 전기영동상에서 크기가 큰 것부터 S1에서 S12로 명명한다. 본 실험에서는 RDV 입자 및 P12 단백질의 세포질 내에서의 소재양식을 확인하였다. 바이러스 입자 및 P12 단백질 특이적 항혈청에 protein A-gold 입자를 immunolabelling하여 전자현미경에서 gold입자의 존재양상을 관찰하였다. 바이러스 입자 특이적 항혈청을 사용한 경우에는 gold 입자가 세포질내의 바이러스 입자에 특이적으로 반응한 것이 관찰되었다. P12단백질 특이적 항혈청의 경우 gold 입자가 세포질내의 세포소기관에 특이적으로 존재하지 않고 세포질전체에 산재하여 존재하였다. 이 결과로서 RDV S12가 코드하는 단백질 P12가 세포질내에 존재함을 확인하였다.
Low temperature micro-calorimeters have been employed in the field of high resolution alpha spectrometers. These alpha detectors typically consist of a superconducting or metal absorber and a temperature sensor. The temperature sensor can be a transition edge sensor (TES), a metallic magnetic calorimeter (MMC) or other low temperature detectors for an accurate measurement of temperature change due to an alpha particle absorption. We report a recent study of the heat flow between a replaceable absorber and a temperature sensor. A piece of gold foil in $2.4{\times}2.7{\times}0.03\;mm^3$ is used as an absorber. A $40\;{\mu}m$ diameter Au:Er paramagnetic sensor is attached to another small piece of gold foil in $400{\times}200{\times}30\;{\mu}m^3$ to serve as the temperature sensor. This sensor assembly, Au:Er and gold foil, is placed on a miniature SQUID susceptometer in a gradiometric configuration. The thermal connection between the absorber and the sensor was made with three gold bonding wires. The measured thermal conductance shows a linear dependence to the temperature. The values are in a good agreement with Wiedemann-Franz type thermal conductance of the gold wires.
Objectives: The goal of this study was to characterize Suvarna Bhasma Parada Marit by using the Ayurvedic test parameters, physico-chemical tests, and various instrumentation techniques. Methods: Suvarna Bhasma, an Ayurvedic formulation manufactured as per Bharat Bhaishajya Ratnakar 5/8357 (BBR), has been studied using various instrumentation techniques: X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDAX), laser particle size distribution (PSD) analysis, fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and atomic absorption spectroscopy (AAS), and physico-chemical parameters, such as the loss on drying (LOD), loss on ignition (LOI), and acid insoluble Ash (AIA) were determined. In addition, Ayurvedic tests, such as Rekhapurnatva (enterable in the furrows of the fingers), Varitaratwa (floatable over water), Nirdhoomta (smokeless), Dantagre Kach-Kach (gritty particle feeling between the teeth), were performed. Results: The XRD study showed Suvarna Bhasma to be crystalline in nature and to contain more than 98% gold. The mean size of the gold crystallites was less than 10 microns, and the morphology was globular and irregular. Suvarna Bhasma contains gold as its single and major element, with EDAX and FT-IR spectra showing that it is more than 98% pure gold. The moisture content (LOD) is less than 0.5%, the LOI is less than 2%, and the AIA is not less than 95%. The Ayurvedic tests, as specified above, helped to confirm the quality of Suvarna bhasma prepared as per the text reference (BBR). Conclusion: This chemical characterization of Suvarna Bhasma performed in this study by using modern instrumentation techniques will be helpful in understanding its pharmacological actions and will help in establishing quality protocols and specifications to substantiate the safety, efficacy & quality of Suvarna Bhasma.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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