محققان دانشگاه علوم پزشکی مشهد، استفاده از سفیده‌ی تخم مرغ به عنوان ماده‌ی کنترل کننده‌ی اندازه در ساخت نانوذرات اکسیدی را پیشنهاد داده‌اند. این پژوهشگران نوعی نانوذره را در مقیاس آزمایشگاهی، به روشی ساده و مطابق با اصول شیمی سبز و در حضور سفیده‌ی تخم مر
مشهد: استفاده از سفیده‌ی تخم مرغ در فرآیند تولید نانوذرات
یکی از مشکلاتی که امروزه محیط زیست و سلامتی انسان را تهدید می‌کند، استفاده از مواد و معرف‌های شیمیایی خطرناک در تهیه‌ی مواد صنعتی، آزمایشگاهی و پزشکی است. از این‌رو معرفی و بسط دادن روش‌های سنتزی بر پایه‌ی اصول شیمی سبز در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی برای جوامع علمی مرتبط یک ضرورت است.
دکتر مجید درٍِودی در خصوص هدف دنبال شده در این طرح عنوان کرد: «تلاش گروه ما بر این بود تا با رعایت اصول شیمی سبز در سنتز نانوذرات، به عنوان یک رویکرد ایمن و نوین، اقدام به سنتز و بررسی خواص سمیت سلولی نانوذرات اکسید سریم (CeO2) نماییم.»
نانوذرات اکسید سریم در حوزه‌ی پزشکی با کاربردهایی نظیر خواص آنتی اکسیدانتی، ترمیم کننده‌ی ضایعات عصبی و نخاعی، نانوحامل‌ها در دارورسانی هدفمند، تهیه‌ی مواد آرایشی و بهداشتی از جمله کرم‌های ضد آفتاب و یا حتی در ساخت کاتالیست‌ها، قابل استفاده است.
به گفته‌ی این محقق، در راستای سنتز نانوذرات مدنظر، از سفیده‌ی تخم مرغ، به عنوان یک کنترل کننده‌ی رشد نانوبلورها و توزیع اندازه‌ی آن‌ها در سنتز نانوذرات اکسید سریم استفاده گردید. با این روش، نانوذرات اکسید سریم غیر سمی با میانگین اندازه‌ی ذرات حدود ۲۴ نانومتر تولید شده است.
درودی در ادامه افزود: «سفیده‌ی تخم مرغ نوعی مایع زیستی و طبیعی است که حاوی مقادیر بالایی از انواع اسیدهای آمینه و پروتئین‌های مختلف نظیر آلبومین و لیزوزیم است. این اسیدهای آمینه به لحاظ ساختاری به شکلی هستند که می‌توانند در سنتز نانوذرات، نقش پایدار کننده و کنترل کننده‌ی اندازه را ایفا کنند. در تحقیقات مشابه در کشورهای تراز اول دنیا، سعی می‌شود تا از اسیدهای آمینه‌ی تجاری و خالص، که دارای قیمت‌های بالایی هستند، استفاده گردد. ولی در این کار تحقیقاتی سعی شده که به طور مستقیم از سفیده‌ی تخم مرغ که در دسترس و ارزان قیمت است، استفاده شود. لذا استفاده از این ماده بیولوژیک در سنتز سایر نانوذرات اکسید فلزی بدین روش نیز پیشنهاد می‌گردد.»
همچنین روش استفاده شده در سنتز این نانوذرات، فرایند سل-ژل بوده است. از جمله مزایای این روش می‌توان به سادگی، استفاده از مواد ارزان قیمت و در دسترس اشاره نمود.
عدم استفاده از مواد و معرف‌های خطرناک برای سلامتی انسان و محیط زیست، تهیه نانوذراتی با اندازه‌ی یکنواخت و راندمان بالا، عدم استفاده از وسایل، تجهیزات و شرایط خاص فیزیکی و محلول‌های پیچیده شیمیایی از دیگر فواید روش بکارگرفته شده است.
درودی روند انجام مطالعات را بدین شرح بیان کرد: «در این کار از نیترات سریم شش آبه و سفیده تخم مرغ به ترتیب به عنوان منبع تأمین کننده‌ی عنصر سریم و عامل کنترل کننده‌ی اندازه ذرات در محیط آبی استفاده شد. در ادامه تأثیر پارامتر دمای کلسیناسیون بر تشکیل فاز بلوری، خلوص بلوری و اندازه نانوبلورهای اکسید سریم بررسی شده است. همچنین نمونه‌های سنتزی با دستگاه‌های مختلف شناسایی نظیر TGA/DTA، XRD، UV-vis، FT-IR و FESEM مشخصه یابی شد. از طرفی با انجام آزمون سمیت سلولی (MTT Assay) بر روی سلول‌های پریودنتال انسانی مشخص گردید که نانوذرات سنتزی تا غلظت ۸۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر فاقد سمیت سلولی هستند.»
این تحقیقات از همکاری دکتر مجید درودی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، دکتر حامد قضاوی، دانشجوی دکترای بیوتکنولوژی پزشکی این دانشگاه، و دکتر هادی کارگر ،عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور شهرستان اردکان، حاصل شده است. نتایج این کار در مجله‌ی Ceramics International (جلد ۴۱، شماره ۳، سال ۲۰۱۵، صفحات ۴۱۲۳ تا ۴۱۲۸) انتشار یافته است.
دکتر مجید درٍِودی در خصوص هدف دنبال شده در این طرح عنوان کرد: «تلاش گروه ما بر این بود تا با رعایت اصول شیمی سبز در سنتز نانوذرات، به عنوان یک رویکرد ایمن و نوین، اقدام به سنتز و بررسی خواص سمیت سلولی نانوذرات اکسید سریم (CeO2) نماییم.»
نانوذرات اکسید سریم در حوزه‌ی پزشکی با کاربردهایی نظیر خواص آنتی اکسیدانتی، ترمیم کننده‌ی ضایعات عصبی و نخاعی، نانوحامل‌ها در دارورسانی هدفمند، تهیه‌ی مواد آرایشی و بهداشتی از جمله کرم‌های ضد آفتاب و یا حتی در ساخت کاتالیست‌ها، قابل استفاده است.
به گفته‌ی این محقق، در راستای سنتز نانوذرات مدنظر، از سفیده‌ی تخم مرغ، به عنوان یک کنترل کننده‌ی رشد نانوبلورها و توزیع اندازه‌ی آن‌ها در سنتز نانوذرات اکسید سریم استفاده گردید. با این روش، نانوذرات اکسید سریم غیر سمی با میانگین اندازه‌ی ذرات حدود ۲۴ نانومتر تولید شده است.
درودی در ادامه افزود: «سفیده‌ی تخم مرغ نوعی مایع زیستی و طبیعی است که حاوی مقادیر بالایی از انواع اسیدهای آمینه و پروتئین‌های مختلف نظیر آلبومین و لیزوزیم است. این اسیدهای آمینه به لحاظ ساختاری به شکلی هستند که می‌توانند در سنتز نانوذرات، نقش پایدار کننده و کنترل کننده‌ی اندازه را ایفا کنند. در تحقیقات مشابه در کشورهای تراز اول دنیا، سعی می‌شود تا از اسیدهای آمینه‌ی تجاری و خالص، که دارای قیمت‌های بالایی هستند، استفاده گردد. ولی در این کار تحقیقاتی سعی شده که به طور مستقیم از سفیده‌ی تخم مرغ که در دسترس و ارزان قیمت است، استفاده شود. لذا استفاده از این ماده بیولوژیک در سنتز سایر نانوذرات اکسید فلزی بدین روش نیز پیشنهاد می‌گردد.»
همچنین روش استفاده شده در سنتز این نانوذرات، فرایند سل-ژل بوده است. از جمله مزایای این روش می‌توان به سادگی، استفاده از مواد ارزان قیمت و در دسترس اشاره نمود.
عدم استفاده از مواد و معرف‌های خطرناک برای سلامتی انسان و محیط زیست، تهیه نانوذراتی با اندازه‌ی یکنواخت و راندمان بالا، عدم استفاده از وسایل، تجهیزات و شرایط خاص فیزیکی و محلول‌های پیچیده شیمیایی از دیگر فواید روش بکارگرفته شده است.
درودی روند انجام مطالعات را بدین شرح بیان کرد: «در این کار از نیترات سریم شش آبه و سفیده تخم مرغ به ترتیب به عنوان منبع تأمین کننده‌ی عنصر سریم و عامل کنترل کننده‌ی اندازه ذرات در محیط آبی استفاده شد. در ادامه تأثیر پارامتر دمای کلسیناسیون بر تشکیل فاز بلوری، خلوص بلوری و اندازه نانوبلورهای اکسید سریم بررسی شده است. همچنین نمونه‌های سنتزی با دستگاه‌های مختلف شناسایی نظیر TGA/DTA، XRD، UV-vis، FT-IR و FESEM مشخصه یابی شد. از طرفی با انجام آزمون سمیت سلولی (MTT Assay) بر روی سلول‌های پریودنتال انسانی مشخص گردید که نانوذرات سنتزی تا غلظت ۸۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر فاقد سمیت سلولی هستند.»
این تحقیقات از همکاری دکتر مجید درودی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، دکتر حامد قضاوی، دانشجوی دکترای بیوتکنولوژی پزشکی این دانشگاه، و دکتر هادی کارگر ،عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور شهرستان اردکان، حاصل شده است. نتایج این کار در مجله‌ی Ceramics International (جلد ۴۱، شماره ۳، سال ۲۰۱۵، صفحات ۴۱۲۳ تا ۴۱۲۸) انتشار یافته است.
