بررسی زنجیره نانوذرات تشکیل شده در برخی باکتری‌ها

بررسی زنجیره نانوذرات تشکیل شده در برخی باکتری‌ها

پژوهشگران اسپانیایی به بررسی ساختار نانوذرات موجود در نوعی باکتری موسوم به مگنتوتاکتیک پرداختند. نتایج یافته‌های آنها بینش جدیدی درباره ساختار و پیکربندی نانوذرات در این باکتری‌ها ارائه می‌دهد.

 

چرخه آهن یکی از مسائل مهم در حوزه گیاه‌شناسی است که در آن آهن از محیط اطراف با روش‌های مختلف وارد گیاه می‌شود. در این مسیر، برخی میکروب‌ها نیز نقش دارند که به آنها باکتری‌های مگنتوتاکتیک (MTB) گفته می‌شود. این میکرواورگانیسم‌های تک‌سلولی، آهن را از محیط آبی اطراف جذب می‌کنند. در این باکتری‌ها نانوذرات مغناطیسی وجود دارد که این نانوذرات با استفاده از بلورهای آهن معدنی در محیط اطراف تولید می‌شوند. این نانوذرات به مگنتوزوم شهرت داشته و با استفاده از میدان مغناطیسی زمین جهت‌گیری می‌کنند. مطالعه این نانوذرات به ما کمک می‌کند تا اطلاعات بیشتری درباره تاثیر میدان مغناطیسی زمین روی اورگانیسم‌های زنده به‌دست آوریم. در طول چند دهه گذشته دانشمندان به دنبال کاربردهای این قطب‌نمای درونی بوده‌اند و پتانسیل‌های زیادی نظیر استفاده از این فناوری در دارورسانی یا ساخت نانوروبات‌های پزشکی مطرح شده‌است. اما اسرار زیادی درباره چگونگی عملکرد این قطب‌نمای درونی وجود دارد و دانشمندان باید بتوانند روش‌های پیش‌بینی و کنترل جهت‌گیری نانوذرات را پیدا کنند.

پیش از این از پرتوهای نوترونی بررسی این نانوذرات غیرمعمول استفاده شده‌است تا ساز وکار تعیین پیکربندی و شکل هندسی زنجیره نانوذرات مشخص شود.

مطلب پیشنهادی:  تبدیل قطره‌ای از یک سیال به آهن‌ربا با کمک نانوذرات!

پراش نوترونی روشی قدرتمند برای بررسی جزئیات در مقیاس اتمی این نانوذرات است. یک تیم تحقیقات بین‌المللی از دانشگاه باسکو، دانشگاه کانتابرا و موسسه لوولانگوین اقدام به بررسی ساختار و پیکربندی زنجیره نانوذرات در باکتری‌های مگنتوتاکتیک موسوم به Magnetospirillum gryphiswaldense کردند. این باکتری یون‌های آهن سه ظرفیتی را به‌صورت ساختار نانوذرات کیوب‌اکتاهدرال با ابعاد ۴۵ نانومتر در می‌آورد. کل این ساختار در میان غشاء دولایه‌ای از جنس لیپید قرار دارد.

در این پروژه محققان از پراش نوترونی زاویه کوچک (SANS) استفاده کردند تا میکروساختارهای این اورگانیسم را در محیط آبی مشاهده کنند. پژوهشگران موفق شدند از نقطه نظر ساختاری و مغناطیسی این باکتری را بررسی کنند. پیش از این مشخص شده بود که زنجیره نانوذرات در این باکتری خم شده‌است اما این گروه اطلاعات بیشتری در این باره به‌دست آوردند. آنها نشان دادند که نانوذرات در این زنجیره چه میزان انحراف دارد و شکل مارپیچی را به‌وجود می‌آورد.

نتایج این پروژه در نشریه Nanoscale به چاپ رسیده است.