शोधकर्ताओं ने नैनोकणों के लिए एक नवीन एक-चरणीय कोलाइडल संश्लेषण विधि विकसित की है, जिसमें नैनो-कप आकार के साथ एक अद्वितीय शैल संरचना है, जो आंशिक रूप से पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल (पीईजी) से ढकी होती है, जो कैंसर के इलाज के लिए फोटोथर्मल थेरेपी (पीटीटी) में मदद कर सकती है।

नैनो-कप आकारिकी वाले इन तथाकथित सेमी शैल (एसएस) की पारंपरिक निर्माण तकनीक बहु-चरणीय, श्रम-गहन है, या इसमें उच्च तापमान पर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड जैसे कठोर नक़्काशी एजेंटों और विषाक्त अग्रदूतों की आवश्यकता होती है।

विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अंतर्गत स्वायत्त संस्थान नैनो विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी संस्थान (आईएनएसटी), मोहाली के वैज्ञानिकों ने एडवांस्ड सेंटर फॉर ट्रीटमेंट रिसर्च एंड एजुकेशन इन कैंसर, टाटा मेमोरियल सेंटर (एक्ट्रेक) और भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान बॉम्बे (आईआईटीबी) के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर कमरे के तापमान पर नैनो-कप आकारिकी के साथ पीईजीलेटेड सेमी-शेल्स (एसएस) के निर्माण के लिए एक नवीन वन-स्टेप कोलाइडल संश्लेषण विधि विकसित की है।

नेचर ग्रुप की ओपन एक्सेस पत्रिका, कम्युनिकेशन केमिस्ट्री में प्रकाशित शोध में संश्लेषण मापदंडों को अनुकूलित करना, प्रकाशीय और संरचनात्मक गुणों को चिह्नित करना, तथा एसएस की चिकित्सीय प्रभावकारिता की पुष्टि करने के लिए इन विट्रो और इन विवो में व्यापक आकलन करना शामिल था।

 

चित्र: टेम्पलेट के रूप में रोम्बिक डोडेकाहेड्रॉन (आरडी) आकार वाले ZIF-8 का उपयोग करके अर्ध-शैल गठन का चित्रण और उन्नत कैंसर के स्पष्ट फोटोथर्मल थेरेपी के लिए इसकी PEGylation-सहायता प्राप्त रक्त संगतता, क्रायोप्रिजर्वेशन, प्रणालीगत सुरक्षा और ऑन-डिमांड पुनर्गठन।

 

सरलीकृत लेकिन बेहद अनूठा तरीका बायोकम्पैटिबल मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क (MOF), ZIF-8 को बलिदान टेम्पलेट के रूप में इस्तेमाल करके पहले बताई गई प्रक्रियाओं की सभी कमियों को दूर करता है। संश्लेषण में कमरे के तापमान पर एस्कॉर्बिक एसिड (विटामिन सी) जैसे हल्के कम करने वाले एजेंट का इस्तेमाल किया जाता है।

इस विधि से विशेष उपकरणों की आवश्यकता भी समाप्त हो जाती है। यह नवाचार ZIF-8 क्रिस्टल को एक साथ तराश कर प्राप्त किया गया था, इस प्रक्रिया को 'एचिंग' के रूप में जाना जाता है, जबकि सोने के नैनोकण इन नक्काशीदार ZIF-8 के स्थान पर बढ़ते हैं, जिससे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की अदृश्य निकट अवरक्त खिड़की में प्रकाश का एक मजबूत अवशोषण और बिखराव के साथ SS प्राप्त होता है, जो अत्यधिक प्रभावी फोटोथर्मल थेरेपी के लिए आदर्श है।

पीईजी के साथ सतही निष्क्रियता इन एसएस की क्रायो-संरक्षणीयता, जलीय स्थिरता और रक्त संगतता को बढ़ाती है, जिससे एक विस्तारित शेल्फ जीवन और सुरक्षित अंतःशिरा प्रशासन सुनिश्चित होता है। संश्लेषित पीईजीलेटेड एसएस गैर विषैले थे, उच्च फोटोथर्मल रूपांतरण दक्षता थी और उच्च चिकित्सीय प्रभावकारिता पाई गई थी।

उन्होंने दिखाया है कि एसएस फोटोथर्मल एब्लेशन नामक एक चिकित्सा प्रक्रिया के माध्यम से मेटास्टेटिक स्तन ट्यूमर को नष्ट करने में सक्षम है।

इस प्रक्रिया ने प्रीक्लिनिकल चूहों के मॉडल में जीवित रहने की दर में उल्लेखनीय सुधार किया और ट्यूमर के फिर से होने की संभावना को कम किया, जो उन्नत स्तन ट्यूमर में परिणामों को महत्वपूर्ण रूप से बेहतर बनाने की उनकी क्षमता को दर्शाता है।

मौजूदा तकनीकों की तुलना में, यह विधि बेहतर स्थिरता, प्रशासन में आसानी और बेहतर फोटोथर्मल प्रदर्शन सुनिश्चित करती है। भविष्य के अध्ययनों का उद्देश्य अत्यधिक चयनात्मक ऑन्कोलॉजिकल अनुप्रयोगों के लिए कीमो-फोटोथर्मल थेरेपी का पता लगाना और उन्नत बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए उनके अद्वितीय ऑप्टिकल गुणों का लाभ उठाते हुए सरफेस-एन्हांस्ड रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एसईआरएस) बायोसेंसिंग में इन सेमी शेल की क्षमता की जांच करना है।

 

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एमजी/आरपीएम/केसी/वीएस/डीए

(Release ID: 2137020)