دانلود پایان نامه ارشد:سنتز و شناسایی کمپلکس Ho-POSS با کاربرد در پوشش‌دهی در ابزار پزشکی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :علوم و تکنولوژی پلیمر

عنوان : سنتز و شناسایی کمپلکس  Ho-POSS با کاربرد در پوشش‌دهی در ابزار پزشکی

پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران

پ‍ژوهشکده علوم


سنتز و شناسایی کمپلکس  Ho-POSS با کاربرد در پوشش‌دهی در ابزار پزشکی

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته علوم و تکنولوژی پلیمر


اساتید راهنما:

دکتر پروین شکرالهی

دکتر مژگان زندی

استاد مشاور:

دکتر محمد ایمانی

 

1391

 

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست

فصل اول : مقدمه 1

1-1      شیمی درمانی 1

1-2      رادیوتراپی 3

1-3      مزایا و معایب رادیودرمانی و براکی تراپی 5

1-4      پرتوزایی و سازو کار تبدیل عناصر رادیواکتیو 6

1-5      منابع انرژی مورد استفاده در براکی تراپی 8

1-6      براکی تراپی با کمپلکس هلمیوم 9

1-7      ضرورت انتخاب لیگاند مناسب برای فلز هلمیوم در کاربرد براکی تراپی 10

1-7-1  پلی هدرال الیگومریک سیلسسکوی اکسان (POSS) 10

1-8      نانوکامپوزیتهای POSS 12

1-9      شیمی فلزات لانتانید 14

1-10  کمپلکسهایی با لیگاند POSS 17

فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده 18

2-1      شیمی سیلسسکویی اکسان 18

2-2      سنتز کمپلکس Ho-POSS  با استفاده از الکوکسید، آمینی و آلکیل فلزی (روش اول) 22

2-3      سنتز کمپلکس فلز-POSS  در حضور ترکیب آمینی 25

2-4      واکنشهای جانبی در روش استفاده از آمین برای کمپلکس فلز-POSS 28

2-5      سنتز کمپلکس فلز- POSS با استفاده از لیتیم بیس( تری متیل سایلیل آمید) (روش سوم ) 28

2-6      کمپلکسفلزات گروه f با POSS 30

فصل سوم : بخش تجربی 36

3-1      مواد 36

3-2      سنتز POSS-Ho 37

3-2-1         سنتز کمپلکس 1 با استفاده از آلکوکسید فلزی 38

3-2-2         سنتز کمپلکس2 (استفاده از نمک کلرید هلمیوم در حضور باز لویس آمینی) 39

3-2-3         سنتز کمپلکس3 (استفاده از هلمیوم کلراید در حضور لیتیم تری متیل سایلیل آمید) 39

3-3            سنتز پلی یورتان 40

3-4             شناسایی ها 40

3-4-1         سانتریفوژ 40

3-4-2         گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) 40

3-4-3         خشک کن انجمادی 41

3-4-4         میکروسکوپی نوری 41

3-4-5         طیف بینی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) 41

3-4-6         تجزیه گرما وزن سنجی(TGA) 42

3-4-5         بازتاب ضعیف شده کل – آزمون طیف سنجی زیر قرمز سطح (ATR-FTIR) 42

3-4-6         EDX 43

3-4-7         NMR 43

3-4-8         طیف سنجی نور فرابنفش(UV) 43

3-4-9         کروماتوگرافی لایه نازک 44

3-4-10       طیف سنجی فلورسانس 44

3-4-11       فتولومینسانس(PL) 45

3-5            بررسی زیست سازگاری 45

فصل چهارم : نتایج و بحث 46

4-1          آماده سازی مواد اولیه 46

4-1-1         طیف بینی  FTIR ازPOSS خالص 46

4-1-2         خشک کردن هلمیوم نیترات 47

4-1-3         ATR 53

4-2              سنتز کمپلکس 54

4-2-1         نتایج سنتز کمپلکس به روش اول (کمپلکس1) 55

4-3            روشهای خالص سازی کمپلکس POSS-Ho 56

4-3-1         EDX 57

4-4            آنالیز کمپلکس 1 58

4-4-1         آنالیز کمپلکس 1 توسط FTIR 58

4-4-1         شناسایی کمپلکس 1 توسط طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) 61

4-5            کمپلکس سنتز شده در حضور آمین (کمپلکس2) 73

4-5-1         شناسایی کمپلکس 2 با روش FTIR 73

4-6             شناسایی کمپلکس3 74

4-6-1         شناسایی کمپلکس 3 به روش FTIR 76

4-6-2         EDX مربوط به کمپلکس 3 79

4-6-3         شناسایی کمپلکس 3 به روش طیف سنجیNMR 79

4-6-4         بررسی رفتار حرارتی کمپلکس با آزمون TGA 81

4-7            بررسی رفتار کمپلکس در محدودهیUV-Vis 83

4-7-1         کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) 84

4-7-2         طیف سنجی UV 85

4-7-3         طیف سنجی فلورسانس (فلوریمتری ) 87

4-7-4         فتولومینسانس 89

4-8      زیست سازگاری کمپلکس 92

4-9      بررسی امکان تشکیل مایسل های POSS در حلال های مورد استفاده در واکنش 93

4-10    شناسایی پلی یورتان با FTIR 94

4-10-1       TGA پلی یورتان 97

4-10-2       بررسی خواص مکانیکی و حرارتی پلی یورتان به روش DSC 98

4-10-3       بررسی تاثیر استفاده از POSS برای پخش هلمیوم در بستر پلی‌یورتان 99

فصل پنجم: نتیجه‌گیری 100

فهرست اشکال

شکل1-1. نمونه­ای از دستگاه رادیو تراپی……………………………………………………………………………..3

شکل1- 2 کاتترهای مورد استفاده در براکی تراپی …………………………………………………………………5

شکل1-3 . ساختار POSS با گروه­های R متصل…………………………………………….. ……………………11

شکل1-4 ترکیب ویژگی­های مواد معدنی با پلیمرها برای حصول خواص مطلوب……………………….12

شکل1-5  انواع روش­های وارد کردن POSS در داخل بستر پلیمر……………………………………………13

شکل1-6  ساختار­های مختلف POSS…………………………………………………………………………………14

شکل1-7 آزمایشگاه مدرن بررسی شیمی لانتانید ها و عناصر واسطه………………………………………….15

شکل 1-8 روند تغییرات شعاع اتمی ,نقطه جوش و آنتالپی تبخیر عناصر لانتانیدی………………………..15

شکل 1-9 بررسی پایداری کمپلکس چند لیگاند مختلف برای فلزات لانتانیدی…………………………..17

شکل 2-1 : تمام عناصر واکنش داده شده با POSS با قفس ناقص……………………………………………..18

شکل 2-2 روش­های  مختلف سنتز کمپلکس فلز-POSS……………………………………………………….19

شکل2-3: مثال­هایی از سیلسسکویی­اکسان با گروه های سیلانول…………………………………………….20

شکل2-.4 نمایش شماتیک اتصال­ گروههای سیلانول-فلز در قفس POSS  ………………………………21

شکل2-5:تشکیل اوربیتال­های مولکولی در تشکیل کمپلکس فلز- POSS…………………………………21

شکل ‎1‑6: واکنش اپوکسیداسیون………………………………………………………………………………………22

شکل2-7 : کمپلکس POSS Mg – ،……………………………………………………………………………………23

شکل ‎1‑8 : شماتیکی از سنتز کمپلکس   Zr-POSS……………………………………………………………….24

شکل ‎12-9: کمپلکس W-POSS سنتز شده توسط فهر……………………………………………………………24

شکل2-10 : کمپلکس­های Ti-POSS با استفاده از مشتق الکوکسید تیتانیم………………………………..25

شکل2-11: نمونه­ای ازسنتز کمپلکس­آلومنیوم  با لیگاند POSS در حضور تری­اتیلن آمین………………………..25

شکل 2-12: شمایی از سنتز کمپلکس   V-POSS در حضور تری اتیل آمین………………………………………26

شکل ‎1‑13: شماتیک سنتز کمپلکس Zr-POSS…………………………………………………………………..26

شکل2-14 : تشکیل کمپلکس Fe-POSS در حضور آمین……………………………………………………….27

شکل2-15: سنتز کمپلکس های  آلومنیوم و مس  با POSS……………………………………………………..27

شکل ‎1‑16:  واکنش جانبی که در واکنش تشکیل متالاسیلسسکویی­اکسان انجام می­شود……………28

شکل 2-17 : سنتز کمپلکس­ منگنز – POSS توسط ادلمان………………………………………………………29

شکل 2-18: تهیه­ی کمپلکس Ti- POSS با روش اول  در حضور الکل و آمین………………………….30

شکل 2-19 : کمپلکس Yb-POSS    ……………………………………………………………………………………31

شکل 2-20 : تشکیل کمپلکس N-POSS در حضور ایزوپروپانول……………………………………………32

شکل 2-21 : سنتز کمپلکس تعدادی از فلزات که با استفاده از حد واسط Li-POSS  ………………….33

شکل 2-22 : شمایی از تشکیل کمپلکس Er-POSS    …………………………………………………………….34

شکل2-23 : تهیه­ی کمپلکس Nd, Pr, Er و Ho  با لیگاند دی سیلوکسان دی ال………………………..34

شکل4-1   طیف FTIR  لیگاند  POSSتری­سیلانولی…………………………………………………………………………..47

شکل4-2:ترموگرام TGA نمک هلمیوم کلرید شش آبه…………………………………………………………49

شکل4-3 نمودار TGA مربوط به HoNit اولیه بدون اعمال ایزوترم گرمایشی در فرآیند تست TGA…………50

شکل4-4 : منحنی TGA مربوط به نمونه­های HoNit    …………………………………………………………….51

شکل 4-5 منحنی­های TGA مربوط به نمونه­های “خشک شده”……………………………………………….52

شکل 4-6 :طیف­های ATR-FTIR مربوط به هلمیوم نیترات    ………………………………………………..54

شکل 4-7 : ساختارHo6(C3H7O)17(NO3)…………………………………………………………………………………………..55

شکل 4-8 :شماتیک لیگاند POSS تری ال (1) و کمپلکس سنتز شده (2)………………………………………………………56

شکل 4-9 : نتایج EDX از باقی مانده مرحله­ی انجام واکنش هلمیوم نیترات با سدیم پروپانوات…………………………….58

شکل4-10: طیف FTIR…………………………………………………………………………………………………………………………60

شکل4-11: طیف EDX کمپلکس POSS-Ho حاصل از سنتز کمپلکس1……………………………………………………….61

شکل4-12 :نمایش شماتیک لیگاند POSS تری­ال (1) و پیش بینی کمپلکس2……………………………………62

شکل4-13: طیف H-NMR لیگاند POSS………………………………………………………………………………………………………….62

شکل 4-14: طیف H-NMR کمپلکس Ho-POSS……………………………………………………………………………………………63

شکل 4-15 :طیف C-NMR لیگاند POSS تری­ال…………………………………………………………………………………………..65

شکل 4-16: طیف C-NMR کمپلکس Ho-POSS ………………………………………………………………………………..65

شکل 4-17: طیف Si-NMR لیگاند POSS تری­ال. ……………………………………………………………………………….66

شکل 4-18: طیف Si-NMR کمپلکس Ho-POSS. ………………………………………………………………………………………66

شکل4‑19:تخمین نرم­افزار ChemDraw برای H-NMR مربوط به POSS خالص……………………………..68

شکل 4-20:تخمین نرم­افزار Chem Draw برای C-NMR مربوط به POSS خالص…………………………..68

شکل 4‑21:تخمین نرم­افزار ChemDraw برای H-NMR …………………………………………………………………………..69

شکل 4‑22:تخمین نرم­افزار ChemDraw برای C-NMR …………………………………………………………………………….70

شکل 4‑23:تخمین نرم­افزار ChemDraw برای H-NMR ………………………………………………………………………………71

شکل 4‑24:تخمین نرم­افزار ChemDraw برای C-NMR …………………………………………………………………………..72

شکل 4-26: طیف FTIR مربوط به کمپلکس 2……………………………………………………………………………………………74

شکل 4-27: ساختار شیمیایی لیتیم بیس متیل سایلیل آمید……………………………………………………………………………………….74

شکل 4-28: تشکیل دیمر POSS در حضور لیتیم بیس (تری متیل سایلیل ) آمید………………………………….75

شکل 4-29: نمایش شماتیک واکنش POSS با HoCl3………………………………………………………………………………..75

شکل 4-30:FTIRمربوط به حد واسط واکنش POSS با لیتیم بیس(تری متیل سایلیل )آمید …………………………………..77

شکل 4-31 : EDX کمپلکس 3…………………………………………………………………………………………………………………….79

شکل 4-32 طیف NMR مربوط به کمپلکس Ho-POSS به روش استفاده از لیتیم بیس (تری متیل سایلیل آمید)…….80

شکل 4-33: ترموگرام مربوط به POSS……………………………………………………………………………………………………………….82

شکل 4- 34 ترموگرام مربوط به کمپلکس Ho-POSS………………………………………………………………………………………..83

شکل 4-35 میزان جذب درطیف بینی UV برای چهار غلظت مشخص از کمپلکس 3……………………………………………..86

شکل4-36 : طیف طیف سنجی فلورسانس هگزان…………………………………………………………………………………………………88

شکل4-37 : طیف طیف سنجی فلورسانس کمپلکس3…………………………………………………………………………………………..88

شکل 4-38 طیف فتولومینسانس لیزر مورد استفاده (بالا) و POSS (پایین) …………………………………………………………91

شکل 4-39 طیف فتولومینسانس کمپلکس POSS-Ho………………………………………………………………………………..91

شکل 4-40: :ترازهای انرژی Ho+3  ،]95[……………………………………………………………………………………………………92

شکل 4-41 :تصاویر کشت سلولی ……………………………………………………………………………………………………………………93

شکل4‑42: ساختار­های اسفرولیتی POSS حاصل از محلول POSS ……………………………………………………..94

شکل 4-43: FTIR پلی­کاپرولاکتون 1250(سایت Aldrich) ……………………………………………………………………………..95

شکل 4-44 : واکنش ایزوسیانات با پلی‌کاپرولاکتون و تشکیل پیش­پلیمر……………………………………………..95

شکل 4-45: FTIRمربوط به سننز پلی یورتان……………………………………………………………………………………………97

شکل 4-46: ترموگرام TGA حاصل از پلی­یورتان- اوره با زنجیره افزاینده بوتان دی­آمین………………………………………98

شکل 4-47 ترموگرام DSC……………………………………………………………………………………………………………………….99

شکل4–48: تصویر   نقشه‌ی EDX پخش عنصر سیلسیم…………………………………………………………………………..99

فهرست جداول

جدول 1-1 شعاع اتمی و شعاع یونی لانتانیدها……………………………………………………………………………………………………16

جدول1-2 ویژگی­های لایه ظرفیت عناصر واسط……………………………………………………………………………………………….16

جدول 4-1 : طول موج ­های شاخص در طیف FTIR حاصل از POSS خالص…………………………………………………….47

جدول4-2 : کاهش وزن هلمیوم نیترات در آزمون TGAدر دماهای مختلف………………………………………………………….53

جدول 4-3 : نتیجه آنالیز EDX (واکنش هلمیوم نیترات با سدیم پروپانوات) ……………………………………………………………58

جدول4-4: نتایج EDX روش اول پیشنهادی فهر سنتز شده است. ………………………………………………………………………..61

جدول 4-5: جذب­های مشاهده شده در ناحیه طیفی FTIR…………………………………………………………………………………..78

جدول 4-6:  نتایج EDX مربوط به کمپلکس 3………………………………………………………………………………………………….79

جدول 4-7 : نتایج حاصل از کابینت UV………………………………………………………………………………………………………….84

جدول4-8: نتایج بدست آمده از طیف سنجی UV …………………………………………………………………………………………….85

جدول4-9 نتایج طیف سنجی فلورسانس …………………………………………………………………………………………………………89

 

چکیده :

امروزه سرطان یکی از دغدغه­هایمهم دنیای پزشکی است که  تا کنون درمان قطعی برای آن یافت نشده . پرتودرمانی از روش­هایی است که برای کنترل و کاهش عوارض سرطان مورد استفاده قرار می­گیرد. براکی تراپی یکی از این روش­های پرتودرمانی است که در آن منبع پرتو با روش­های متعددی در نزدیکی بافت سرطانی قرار داده می­شود. معمولا فلزاتی مثل  ایتریم، رنیم ، هلمیوم و نافلزاتی مانند فسفر پس  از فعال شدن با پرتو نوترونی به عنوان منبع پرتو برای این کاربرد مورد استفاده قرار می­گیرد. در سال­های اخیر ایزوتوپ رادیواکتیو هلمیوم به­دلیل نیمه عمر کوتاه و دارا بودن ویژگی­های مورد نیاز برای براکی­تراپی از جمله میزان بهینه انرژی ساطع شده توسط پرتو، برای کاربرد براکی­تراپی بسیارمورد توجه قرار گرفته است. یکی از این گونه تکنیک­ها، قرار دادن منبع پرتو در یک بستر پلیمری است (تهیه کامپوزیت پلیمری). با این حال، معمولا فلز هلمیوم (به عنوان منبع تابش)  به ­شکل اکسید فلز ، نمک­های فلز یا حتی به ­شکل پودر فلز  مورد استفاده قرار می­گیرد. این ترکیبات معدنی بدلیل اختلاف انرژی سطحی نسبتا زیاد با بسترهای پلیمری ، به خوبی در آن  توزیع نمی شوند . به همین دلیل، تلاش شد تا با سنتز یک کمپلکس حجیم از فلز هلمیوم با یک لیگاند مناسب بر این مشکل غلبه شود. انتظار می رود انتخاب لیگاند مناسب دارای استخلاف­های آلی ، به بهبود پخش و نوعی گیر افتادن کمپلکس  حاوی فلز در بستر پلیمر کمک ­کند . در این پژوهش، از  لیگاند پلی­هدرال الیگومریک سیلسسکویی­اکسان – تری ال  (POSS) با ساختار قفس ناقص برای تشکیل کمپلکس با فلز هلمیوم، استفاده شد.لیگاند حجیم  POSS با فرمول عمومی Rn Sin O1.5n ، قفسی سیلیکونی است و گروه­های  آلی R  متصل به سیلسیم در گوشه­های قفس سیلیکونی به این لیگاند خاصیت هیبریدی آلی- معدنی می­بخشد. دارا بودن این ویژگی به توزیع بهتر کمپلکس در بستر پلیمر کمک می‌کند. بعلاوه، این لیگاند با زیست سازگاری شناخته شده وقفس سیلیکونی می­تواند  بطور همزمان زیست­سازگاری سیستم برکی تراپی و مقاومت آن  در برابر اشعه را افزایش دهد.تا کنون کمپلکس شدن POSS با فلزات مختلف جدول تناوبی ( فلزات گروه­های اصلی ، فلزات واسطه و فلزات نادر )  گزارش شده است. با این حال، گزارشی درباره سنتزکمپلکس آن با فلز هلمیوم در دست نیست. در این پژوهش، از سه روش شناخته شده برای سنتز کمپلکس Ho-POSS استفاده شده  است. در روش اول برای سنتز کمپلکس  Ho-POSS، با استفاده از سدیم پروپانوات و نمک هلمیوم نیترات، کمپلکس هلمیوم پروپانوات سنتز شده و در ادامه با اضافه شدن POSS  جابجایی لیگاند انجام شد . نتایج FTIR , EDX انجام سنتز را تایید کرد.  با این حال نتایج NMR نشان می­داد که POSS با تمام ظرفیت خود وارد واکنش نشده است. در روش دوم،  سنتز کمپلکس Ho-POSS  در حضور تری اتیل آمین(به عنوان باز لوییس) و در حلال THF انجام گرفت و نتایج طیف سنجی FTIR  نشان داد که این روش برای سنتز Ho-POSS مناسب نیست. در روش سوم برای سنتز کمپلکس Ho-POSS ، از لیتیم بیس( تری متیل سایلیل آمید) استفاده شد. نتایج طیف سنجی FTIR محصول، درستی سنتز این حدواسط را تایید کرد. برای شناسایی کمپلکس نهایی از FTIR ،NMR  و EDX استفاده شد و رفتار حرارتی آن­ با استفاده از روش TGA مطالعه شد. نتایج آمده از آزمون­های ذکر شده، تشکیل کمپلکس را تایید کرد. با استفاده از دستگاه­های طیف­سنجی فلورسانس و فتولومینسانس قابلیت نشر کمپلکس با تهییج طول موج نور UV بیشتر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از طیف­سنجی فلورسانس با نور تهییج کننده nm330 ، نشری  را در طول موج nm470 نشان داد. این نشر در دستگاه فتولومینسانس دقیقا در طول موجnm 470  تایید شد. در طیف سنجی UV-Vis جابجایی قرمز از طول موجnm 221 به nm269  مشاهده شد. این تغییرات، ناشی از تغییر در ساختار POSS و تشکیل ساختار جدید است. در نهایت می­توان گفت این روش سنتز، بازده ی بالاتری  نسبت به دو سنتز قبل در اختیار قرار داد.درنهایت، کامپوزیت کمپلکس (wt% 5 ) با پلی یورتان بر پایه پلی کاپرولاکتون،  هگزا متیلن دی ایزوسیانات و 1و4-بوتان دی ال تهیه و برای آزمون سمیت سلولی ارسال شد. نتیجه آزمون نشان داد که این کمپلکس سمیت سلولی نشان نمی دهد.

فصل اول

مقدمه

روش­های درمان سرطان عمدتا به سه دسته جراحی،شیمی درمانی و رادیوتراپی تقسیم می­شوند.روش­های نام­برده می­توانند به طور مستقل یا ترکیبی مورد استفاده قرارگیرند. روش­های رادیوتراپی[1] خود به دو شاخه رادیو تراپی از راه دور[2]و رادیوتراپی از راه نزدیک[3]تقسیم می­شود.

 شیمی درمانی

شیمی درمانی[4]، روشی عمومی برای درمان سرطان است و برای از بین بردن یاخته‌های سرطانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. داروهای شیمی درمانی برای پیشگیری از شدت یافتن بیماری و در مواردی که سرطان در بدن پخش شده تجویز می‌شوند. عوارض جانبی شیمی درمانی عبارتند از حالت تهوع و استفراغ، ریزش موی سر و ابرو، کاهش تعداد گویچه‌های سفید خون، ضعف سیستم ایمنی بدن، عفونت، احساس درد، خشکی دهان، پوکی استخوان، کم‌خونی‌و کاهش تعداد گویچه‌های قرمز خون که ممکن است سبب خستگی، سرگیجه و احساس سرما در بیمار شود. اسهال و یبوست و سفتی و خشکی مفاصل از دیگر عوارض جانبی شیمی درمانی است.

تعداد صفحه : 131

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید