در آینده میکرواُرگانیسم‌های تک‌سلولی و چندسلولی خواهند توانست یون‌ها فلزی را احیا کرده و آنها را درون خود ذخیره کنند؛ بدین ترتیب امکان استفاده از این اُرگانیسم ها به‌عنوان مکانیسمی برای تصفیه محلول‌های حاوی یون‌های فلزی فراهم خواهد شد.
استفاده از باکتری‌ها در سنتز نانوذرات فلزی
در آینده میکرواُرگانیسم‌های تک‌سلولی و چندسلولی خواهند توانست یون‌ها فلزی را احیا کرده و آنها را درون خود ذخیره کنند؛ بدین ترتیب امکان استفاده از این اُرگانیسم ها به‌عنوان مکانیسمی برای تصفیه محلول‌های حاوی یون‌های فلزی فراهم خواهد شد. با وجودی که مکانیسم دقیق و هویت پروتئین‌های میکروبی که در ستز نانوذرات فلزی درگیر هستند، شناخته شده نیست، اما دو مولکول زیستی غنی از سیستئین به نام‌های phytochelatin و metallothionein در این زمینه شناخته شده هستند.
Phytochelatinها پپتیدهای اُلیگوگلوتاتیون با اندازه‌های مختلف هستند که توسط پروتئین phytochelatin synthase ساخته شده و می‌توانند کمپلکس‌های فلزی با کادمیوم، مس، نقره، سرب و جیوه تشکیل دهند. از سوی دیگر، Metallothioneinها پروتئین‌های کدشده توسط ژن هستند که قابلیت اتصال مستقیم به فلزاتی همچون مس، کادمیوم و روی را دارند.
حال گروهی از محققان از این قابلیت‌ها در بیوسنتز درون‌تنی نانوذرات توسط نوعی E. Coli جدید بهره برده‌اند.
سانگ یوپ لی، رئیس آزمایشگاه تحقیقات ملی مهندسی متابولیک و زیست‌مولکولی در موسسه علم و فناوری پیشرفته کره (KAIST) می‌گوید: «در این راهبرد جدید از E. Coli برای بیان پروتئین‌های متصل‌شونده به فلزات (به‌عنوان کارخانه‌های تولید نانوذرات) استفاده می‌شود؛ می توان از این روش به‌صورت عمومی در سنتز نانوذرات مختلف با ویژگی‌های متنوع اُپتیکی، الکترونیکی، شیمیایی و مغناطیسی بهره برد. فرایندهای شیمیایی مختلفی که برای سنتز نانوذرات استفاده می‌شوند، معمولاً نیاز به دمای بالا و حلال‌های آلی دارند که هزینه‌بر بوده و با محیط زیست سازگار نیستند. اندازه نانوذراتی که با این روش جدید سنتز می‌شوند، در دمای اتاق قابل تنظیم بوده و ویژگی‌های اُپتیکی و شیمیایی آنها اگر نگوییم برابر، ولی قابل مقایسه با نانوذرات تولید شده با روش‌های شیمیایی است».
لیو و همکارانش در این کار جدید فلزات مختلفی همچون نیمه‌رساناها (کادمیوم، سلنیوم، روی، تلوریم)، فلزات قلیایی خاکی (Cs, Sr) فلزات مغناطیسی (آهن، کبالت، نیکل، منگنز)، فلزات نجیب (طلا، نقره) و فلوئوریدهای فلزات قلیایی خاکی (Pr, Gd) را همراه با سلول‌های E. Coli کاشت نمودند تا نانوذرات فلزی را به‌صورت درون‌تنی سنتز نمایند.
لی اشاره می‌کند که آنها توانسته‌اند با تنظیم غلظت یون‌های فلزی در محیط کاشت، اندازه نانوذرات فلزی تولید شده را تنظیم نمایند.
یکی از جنبه‌های بسیار جذاب این کار این است که با این روش امکان تولید نانوذرات فلزی خاکی همچون CdCs، SrGd و SrPr که تاکنون با روش‌های شیمیایی سنتز نشده‌اند، فراهم می‌شود.
جزئیات این تحقیق در مجله Angewandte Chemie به‌صورت آنلاین منتشر شده است.
