Nano metal oksit ve karbon nanomalzemelerin sitotoksik etkilerinin ın vıtro ortamda araştırılması
Investigation of the in vitro cytotoxicity of nano metal oxide and carbon nanoparticles
Yazar: ÇİĞDEM DÖNMEZ GÜNGÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. YAŞAR MURAT ELÇİN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Bu çalışma, insan periodontal ligament fibroblast (hPDLF) ve fare dermal fibroblast (mDF) hücrelerinin üç farklı nanoparçacığa (NP) [fulleren (C60), tek duvarlı karbon nanotüpler (TDKNT) ve demir (II,III) oksit (Fe3O4)] zamana ve doza bağımlı olarak verdikleri hücresel yanıtın xCELLigence sistemi ve in vitro toksisite testleri kullanılarak değerlendirilmesi ve karşılaştırılması amacıyla tasarlanmıştır. NP'lar morfoloji, örgü parametresi, yüzey alanı, parçacık boyut dağılımı ve zeta potansiyellerine göre transmisyon elektron mikroskopisi (TEM), X-ışını kırınımı (XRD), Braun-Emmet-Teller yüzey alanı analizörü (BET), dinamik ışık saçılımı (DLS) ve zeta boyut analizörü (zeta sizer) kullanılarak karakterize edilmiştir. Mössbauer Spektroskopisi Fe3O4 NP'larının manyetik olarak karakterize edilmesi için kullanılmıştır. hPDLF ve mDF hücreleri kontrollü koşullar altında farklı derişimlerde hazırlanan NP çözeltileri ile (0,1; 1; 10; 50 ve 100 μg/mL) belirli zaman aralıkları boyunca (6, 24 ve 48 saat) muamele edilmiştir. Ardından, NP'lara maruz bırakılan hücrelerde canlılık, membran bütünlüğü ve hücre içi reaktif oksijen türleri (ROT) oluşumu incelenmiştir. Seçilen NP'lara verilen hücresel tepkiler, in vitro sitotoksisite testlerine ek olarak gerçek zamanlı empedans ölçümüne dayalı bir biyosensör sistemi olan xCELLigence sistemi kullanılarak belirlenmiştir. Tüm deneylerden edinilen bulgular birlikte ele alındığında seçilen NP'ların toksisitelerinin hücre tipine, derişime ve zamana bağımlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
The present study was designed to evaluate and compare the time and dose-dependent cellular response of human periodontal ligament fibroblast (hPDLF) cells and mouse dermal fibroblast (mDF) cells to three different nanoparticles; fullerene (C60), single walled carbon nanotubes (TDKNT) and iron (II,III) oxide (Fe3O4) nanoparticles (NPs) via the xCELLigence system and in vitro toxicity methods. NPs were characterised according to their morphology, lattice parameter, surface area, particle size distribution and zeta potential by using transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Braun-Emmet-Teller (BET), dynamic light scattering (DLS) and zeta sizer analysis. The Mössbauer spectroscopy was used in order to magnetically characterize the Fe3O4 NPs. The hPDLFs and mDFs were exposed to different concentrations of the NPs (0,1; 1; 10; 50 and 100 μg/mL) for predetermined time intervals (6, 24 and 48 hours) under controlled conditions. Subsequently, NP exposed cells were tested for viability, membrane leakage and intracellular reactive oxygen species (ROS) generation. Additional to in vitro cytotoxicity assays, the cellular responses to selected NPs were determined in real-time using an impedance based biosensor system; xCELLigence. Taken together, information obtained from all experiments suggests that toxicity of the selected NPs is cell type, concentration and time dependent.