محققان دانشگاه آزاد اسلامی تهران و دانشگاه علوم پزشکی تهران با همکاری دانشگاه کالیفرنیا اثر باکتری‌ها بر قابلیت ضد باکتری نانوذرات نقره با هندسه‌های مختلف را مورد بررسی قرار دادند.
بررسی قابلیت ضد باکتری نانوذرات نقره به‌وسیله محققان ایرانی
محققان دانشگاه آزاد اسلامی تهران و دانشگاه علوم پزشکی تهران با همکاری دانشگاه کالیفرنیا اثر باکتری‌ها بر قابلیت ضد باکتری نانوذرات نقره با هندسه‌های مختلف را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها همچنین اثرات نانوذرات پوشش داده شده به وسیله‌ی پروتئین را بر روی سلول‌های طبیعی مطالعه کردند. نانوذرات نقره در زمینه‌های الکترونیک، شیمی و فیزیک کاربردهای بسیاری دارند. از طرفی به دلیل فعالیت‌های ضد میکروبی عمده، به عنوان یک انتخاب امیدوار‌کننده برای مبارزه با عوامل بیماریزای مقاوم، درکاربردهای زیست‌شناسی و پزشکی شناخته شده است.
اخیراً تحقیقات گسترده‌ای بر روی نانوساختارهای فلزی، به ویژه نقره، به دلیل خواص منحصربه‌فرد آن‌ها نظیر خواص نوری، الکترونیکی و کاتالیزوری صورت گرفته است. خواص و کاربردهای بالقوه نانوذرات نقره به شدت وابسته به خواص فیزیکی آن‌ها از قبیل ترکیبات شیمیایی، اندازه، شکل، بلور و ساختار آنهاست.
اثرات ضد میکروبی/ضد باکتریایی نقره شناخته شده هستند. با این حال، مقاله‌های مختلف نتایج متناقضی در مورد اثر ضد باکتریایی نانوذرات نقره از جمله در مورد سمیت بالقوه نانوذرات نقره هنگامی که در تعامل با باکتری‌های مختلف قرار می‌گیرند، ارائه داده‌اند. این تفاوت معنی‌دار بین نتایج ممکن است مربوط به قابلیت‌های متفاوت میکروب/باکتری‌های مختلف در تحمل/مبارزه در برابر نانوذرات نقره باشد.
علاوه‌بر این از آنجا که نانوذرات نقره اثرات سمیت دوگانه دارند (به عنوان مثال، اثر سمی بالا بر روی باکتری‌ها و از طرفی اثر پایین/ بدون اثر سمی (زیست سازگار) بر سلول‌های انسانی)، تحقیقات بسیاری مربوط به کرونای پروتئین به خود اختصاص داده است. در حال حاضر به خوبی مشخص شده است که سطوح اشیاء در مقیاس نانو (به عنوان مثال، نانوذرات، نانومیله‌ها و نانولوله‌ها)، هنگامی که در تماس با یک شرایط زیست‌محیطی قرار داده می‌شوند بلافاصله به وسیله‌ی پروتئین پوشش داده می‌شود. شکل‌گیری کرونای پروتئین در سطح نانوذرات «هویت بیولوژیکی» جدیدی در محیط بیولوژیکی ایجاد می‌کند که تعیین‌کننده پاسخ‌های سلولی/بافتی است.
پژوهشگران این طرح، نانوساختارهای نقره با شکل‌ها و اندازه‌های مختلف (به عنوان مثال، کروی، مکعب، مثلثی، و اشکال سیمی) با استفاده از روش فاز محلول را تولید کردند. این اشکال به سه دسته اصلی، حجیم (کره و مکعب)، مسطح (مثلث)، و یک بعدی (سیم) تقسیم‌بندی شد.
نتایج حاصل از آنالیز XRD نشان دهنده تشکیل نانوذرات نقره فلزی بدون ناخالصی‌ها و فاز اکسیدی است. طیف سنجی جذب نوری طنین‌های مختلف پلاسمون را با توجه به تقارن و شکل نانوساختارها نشان داد. همچنین آنالیزهای SEM و TEM تاییدکننده تشکیل نانوساختارهای نقره مکعب، سیمی، مثلثی و کروی بودند.
در ادامه خواص ضد میکروبی نانوساختارهای نقره با اشکال مختلف در برابر سه نوع مختلف از باکتری‌ها از جمله E-کلی، باسیلوس سوبتیلیس، و استافیلوکوک اورئوس بررسی شد، و نتایج تاییدکننده اثر مهم باکتری‌ها بر روی نانوذرات، به ویژه کارایی بازدارندگی رشد نانوذرات بود. سمیت مقدار یکسان از هر نوع از نانوذرات در هر نوع باکتری مورد بررسی واقع شد، و نتایج نشان داد که هر نوع باکتری جواب متفاوتی به نانوذرات نشان می‌دهد. این محققان ادعا می‌کنند که تفاوت‌های قابل توجه در ترکیب غشاء باکتری‌ها مسئول این نتایج مختلف سمیت هستند.
در نهایت، ترکیبات کرونای پروتئین در سطح این نانوذرات با جزئیات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که علاقه پروتئین‌ها برای پیوستن به لبه‌های تیز در سطح نانوذرات بسیار بالاتر از سطوح صاف است. علاوه‌بر این، هر دو پروتئین با وزن مولکولی بالا (بیش از ۹۰ کیلو دالتون) و پروتئین با وزن مولکولی پایین (کمتر از ۶۵ کیلو دالتون) گرایش بیشتری به سطوح تیز (به عنوان مثال، مکعبی و مثلث) نسبت به کره و سیمی دارند. در این مورد، می‌توان نتیجه گرفت که کرونای پروتئین در سطوح ناهموار ناهمگن است.
نتایج این کار تحقیقاتی که به وسیله ی آقای دکتر علی اکبر آشکاران (عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف) و سایر همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Chemical Research in Toxicology(جلد ۲۵، شماره ۶، ماه می، سال ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقه‌مندان می‌توانند متن کامل مقاله را در صفحات ۱۲۳۱ تا ۱۲۴۲ همین شماره مشاهده نمایند.
