نانوذرات نقره

نانو ذرات نقره به دلیل خاصیت ضد عفونی کنندگی کاربردهای بسیاری در زمینه پزشکی و درمان عفونت های باکتریایی دارند. سنتز شیمیایی و خواص آنتی باکتریال نانو ذرات نقره همانطور که در متن تحقیق آورده شده است و مورد مطالعه قرار گرفته، اما با توجه به هزنیه بالای سنتز شیمیایی آنها و افزایش مقاومت باکتری‌ها به آنتی بیوتیک‌ها بررسی بیوسنتز نانو ذرات نقره و نیز تاثیر آنها بر استاندارد باکتری‌های مختلف دارای اهمیت زیادی می‌باشد.

نانو ذرات نقره زا طریق دو روش احیاء شیمیایی و بیوسنتز مورد بررسی قرار می‌گیرد.

نانو ذرات نقره حاصل از احیا شیمیایی فعالیت خوبی بر ضد باکتری‌های گرم منفی و مثبت دارد در حالی که نانو ذرات درشت‌تر دارای فعالیت کمتری خواهند بود.

روش بیوسنتز با استفاده از باکتری‌ها روش کم هزینه‌ای می‌باشد، نانو ذرات نقره با توجه به فعالیت خوب آنتی باکتریال می‌توانند جایگزین بهتری برای آنتی بیوتیک‌ها باشند.

نانوذره نقره

نقره‌ها در جدول تناوبی در جایگاه چهل و هفت قرار گرفته‌اند و آن را با نماد Ag نمایش می‌دهند در بین همه عناصری که وجود دارند نقره دارای بیشترین هدایت الکتریکی می‌باشد و همچنین هدایت گرمایی آن از همه عناصر موجود در جدو تناوبی بیشتر است. نقره همراه با عنصر دیگر یعنی طلا به عنوان دو عنصر نادر و کم یاب هستند و بسیار گرانبها می‌باشند.

در تاریخ جهان و بشر نقره برای سال‌های طولانی‌ای چیزی حدود هزاران سال مورد استفاده قرار گرفته است و از آن به کار گرفته شده است. نقره این توانایی را دارد که بیش از صدها نوع بیماری و مرض‌ها را از بین ببرند حتی بیماری‌هایی که نشأت گرفته از میکرو ارگانیسمهاست. نقره کاربردهایی دارد از جمله کاربردهای آن‌ها می‌توان به ابزار و وسایل آشپزخانه، پول و اسکناس‌ها، عکاسی و جواهرات و خیلی چیزهای دیگر اشاره نموددر میان این همه کاربرد مهم که نقره دار است استفاده از خاصیت ضد عفونی کنندگی و ضد میکروب یآن برای مقاصد پزشکی و بهداشتی مورد توجه و همچنین قابل استفاده زا خاصیت ضد عفونی کنندگی و ضد میکروبی آن برای مقاصد پزشکی و بهداشتی مورد توجه و همچنین قابل توجه و پر اهمیت است چنانکه تا به امروز مکانیزم عملکرد آن به طور کامل قابل فهم و درک نشده است.

در جهان امروزی نقره فلزی به شکل ذراتی با اندازه کمتر و کوچکتر از صد نانومتر بوجود می‌آید که آن‌هار ا نانو ذرات نقره یا نانو نقره در نظر می‌گیرند نانو نقره یا همان نانو ذرات نقره فعالیت‌های بیولوژیکی و بسیار در حوزه سلامتی به کاربردن نانو ذرات گسترش افزایش یافته است و زیاد دیده شده است. و فعالیت و حضور آنتی باکتری‌های قوی اثر گذارترین چیز باری گسترش محصولات نانو ذرات نقره می‌باشد.

تعداد بسیار زیادی از محصولات نانو ذرات نقره در بازار و صنعت وجود دارد به عنوان مثال در زمینه و بخش پزشکی ابزارهای جراحی و پروتزهای استخوان و همچنین پوشش‌های روی زخم‌های بدن با نانوذرات نقره پوشش داده‌ می‌شوند و مورد استفاده قرار می‌گیرند. ذرات نانو نقره به ما این اجازه و دسترسی را می‌دهد که خاصیت ضد میکروبی بسیار قوی را با کمترین غلظت را از فلزی به نام نقره تماشاگر باشیم.

در مکانیسم‌های یونی ذرات نانو نقره فلزی با گذشت و طی زمان یون‌های Ag+ را از خود درخشنده و روشن می نمایندو این یون‌ها طی واکنش جانشین باندهای HS را در جداره مکرر و ارگانیمس به باندهای Ags تغییر می‌دهند و نتیجه و سرانجام این واکنش تلف دشن میکرو ارگانیسم است.

در مکانیسم‌های کاتالیستی که در آن بیشتر در مورد کامپوزیتهای نانو نقره –سمی صدق می‌کنند. ذرات نانو نقره روی پایه‌های نیمه هادی همانند Tio2 یا Sio2 قرار می‌گیرد و در این حال پایه‌های نیمه هادی به انرژی نور احتیاج ندارند به دلیل اینکه کاهش سرعت الکترونها بین لایه‌ها ظرفیت و هدایت اتم به حالت پایدارتری از حضور و بودن حفره‌های مثبت و تراکم الکترون منفی می‌رسند در این حالت وضعیت و موقعیت ذره همانند یک پیل الکتروشیمیای عمل خواهد کرد و با اکسید کردن اتم اکسیژن (O2) یون O2 و با هیدرولیز H2o، یون OH را بوجود می‌آورند که همراه از مرکزها و بنیان‌های فعال درگروه اکسیژن فعال می‌باشدو از قومی‌ترین ضد میکروب‌ها نیز به شمار می‌روند.

از مکانیزم‌های کلی مورد پیشنهاد برای عملکردنانو ذرات نقره می‌توان به عوامل زیر اشاره نمود و آن عوامل عبارتند از: نانو ذرات قره پتانسیل غشایی پلاسما را ناپدار خواهد کرد و نتیجه آن هم کاهش سطح ATP درون سلول می‌باشد این عمل با هدف قرار نهادن غشاء سلول باکتری انجام می گردد و باعث مرگ باکتری می‌شود.

نانو ذرات نقره بعد از متصل شدن به سطح غشاها سلولی، سیستم تنفسی را به صورت واکنش آنزیم با زنجیره تنفسی باکتری با Ag+ و یون و انهدام می‌کنند.

فعالیت بیشمار نانو نقره مربوط به انواع گونه‌هایی می‌باشد که توانایی آزاد کردن Ag+ و Ago را دارند.

عواملی که باعث از بین رفتن خواص اصلی پروتئین‌ها می‌شود اتصال نقره به گروه‌های عاملی پروتئین‌ها و ایجاد پیوند با آنها می‌باشد.

اختلاف بار باکتری‌ها و نانو ذرات باعث افت فعالیت‌های زیستی و چسبندگی، ناشی از نیروهای جاذبه اکترو استاتیکی است.

ارزش‌هایی برای سنتز نانو نقره در فاز محلول وجود دارد و می‌توان به بخشی از آنها اشاره کرد؛ روش‌های گوناگون، متنوعی برای سنتز نانو ذرات نقره استفاده می‌شوندکه عبارتند از: احیای الکتروشیمیایی، احیا به کمک امواج اولتراسونیک، احیای شیمیایی یون‌های نقره در محلول‌های آبی و همچنین غیر آبی، احیا توسط تهییج نوری یا احیای فتوکاتالیستی، سنتز به کمک امواج ریز موج، روش میکرو امولسیون، احیا تابشی و … اشاره نمود.

مهمترین عامل در سنتز نانو ذرات نقره جلوگیری از به هم چسبیده شدن این نانو ذرات در طول سنتز و نگهداری و محافظت آنها می‌باشد. و همچنین از مواد آلی خاصی نظیر مواد فعال سطحی مثل پلیمرها و لیگاندهای پایدار کننده بای اثر ناپذیر ساختن ذرات و برای جلوگیری از توده‌ای شدن آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترکیبات و ذرات آلی می‌توانند با چسبیدن نانو ذرات به هم جلوگیری کنند و این اجازه را بدهند تا نانو ذرات جدا از هم تولید شوند.

یکی از عوامل و فاکتورهای اساسی در تهیه و تولید نانو ذرات نقره انتخاب عوامل محافظت کننده می‌باشد. نانو ذرات نقره دارای خصوصیاتی می‌باشند که به برخی از آنها اشاره می‌کنیم:

  • در برابر حرارتمقاوم می‌باشد.
  • غیر سمی می‌باشد.
  • تاثیر سریع و بسیار زیاد
  • حساسیت زا نمی‌باشد.
  • از دیگر خصوصیات و قابلیت‌های نانو نقره: اضافه شدن به سرامیک، رنگ، سنگ، الیاف و …، خواص ماده را تغییر نمی‌دهد.

نانو ذرات نقره در زمینه پزشکی کاربردهایی نیز دارد که امروزه به کمک علم و دانش پزشکی روزانه تعداد بیماری‌هایی که قابل علاج و درمان هستند افزوده می‌شود. و این کار به واسطه داروها انجام می‌شود که عوامل و منشأ بیماری را از بین می‌برند و به انسان سلامتی می‌بخشند. همچنین در فناوری نانو نقره یون‌های نقره به صورت کلوییدی درمحلول به حالت سوسپانسیون (به مخلوط کلوییدی جامد در مایع) قرار دارند که خاصیت ضد باکتری و ضد قارچ و ضدویروس دارا می‌باشد.

همچنین در فناوری نانو ذرات نقره هر چند که مورد توجه زیادی قرار گرفته است و تحقق بسیاری پیدا کرده اما از آن در طب قدیم مورد استفاده قرار می‌گرفته، بدون اینکه دلایل آن شناخته و معلوم شود و حتی در جنگ برای کنترل عفونت زخم افاد از اسکناس‌ها و سکه‌های نقره استفاده شده است.

محلول‌های نانو نقره در مقایسه با محلول‌های دیگر پایداری بیشتری را دارند. یون‌های نقره سطح تماس بیشتر و قابل توجهی با فضا و محوطه بیرون دارند چون که یون‌های نقره اندازه و سایز کمی را دارا هستند و تاثیر بیشتری بر محیط می‌گذارند.

همچنین محلول نانو نقره را می‌توان به عنوان یک داروی خوراکی مورد استفاده قرار داد که در آن صورت محلول باید ۸۰% نقره فلز و ۲۰% یون نقره را شامل شود زیرا که یون‌ها در معده با اسید هیدروکلریک واکنش می‌دهند و نقه کلرید تشکیل می‌دهند که خاصیت خود را از دست می‌دهند. از نانو نقره می‌توان به عنوان دارو در درمان بیماری‌هایی از جمله بیماری پوستی، جوش و انواع جراحات و سوختگی‌ها، بیماری‌های باکتریایی و قارچی، بیماریهای جنسی و گوارشی و … استفاده نمود.

نقره در بعد بزرگتر فلزی می‌باشد که خاصیت واکنش دهی آن کم است ولی زمانی که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل می‌شود خصیت میکروب کشی آن بسیار زیاد افزایش می‌یابد (تا حرود ۹۹%) به اندازه‌ای که می‌توان از آن جهت عفونتها جراحات استفاده نمود.

از نانو نقره در مصارف ضد میکروبی استفاده می‌شود، از آنجا که نانو ذرات نقره دارای خاصیت ضد میکروبی، ضد قارچی، ضد ویروسی‌ها می‌باشد می‌تون با اضافه کردن کمی از این مواد در پوشش به تعداد بسیار زیادی از این ذرات نانومتری در واحد سطح دست پیدا کرد. این پوشش‌ها برای تمام سطوحی که با دست لمس می‌شوند می توانیم به کار ببریم مثلاً در بیمارستان‌ها، اماکن عمومی، اداره‌ها و …

نانو ذرات نقره نسبت به آنتی بیوتیکی‌ها دارای مزایا و محاسنی هستند که به تعدادی از آنها می‌پردازیم.

نانو ذرات نقره بر روی طیف گسترده‌ای از باکتری‌ها مؤثر می‌باشند.

نانو ذرات بر روی سلول‌های انسانی اثر سوء ندارند زیرا سلول های انسانی به صورت بافت می‌باشند.

نانو ذرات نقره پس از اثر بر میکروب‌های آزاد شده و بر میکرو ارگانیسم‌های دیگر تاثیر می‌گذارند بر خلاف آنتی بیوتیک‌ها که پس از واکنش با سلول تغییر شکل داده و بی اثر می‌شوند.

دو تا از مکانیسم‌های عمده و معتبر نانوذرات نقره عبارت هستند از:

  1. مکانیسم کاتالیسمی
  2. مکانیسم یونی

در مکانیسم‌های کاتالیستی تولید اکسیژن فعال توسط نقره می‌باشد. این مکانیسم بیشتر در خصوص کامپوزیت‌های نانو نقره‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و همخوانی دارند که همانطور که در بخش‌های قبل هم گفته شد بررسی پایه‌های نیمه هادیمانند Tio2 یا Sio2 قرار می‌گیرد. در این صورت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می‌کند و اکسید کردن اتم اکسیژن و یا هیدرولیز نمودن اب یون OH را تولید می‌کند که هر دوی آن از قوس تدین عامل‌های ضد میکروبی نیز هستند.

حال در مکانیسم‌های یونی دگرگونی‌ یا متفاوت ساختن میکروارگانیسم به وسیله تبدل پیوندهای SH به sog در مکانیسم یونی ذرات نانو نقره فلزی به مرور زمان یونهای نقره از خود درخشنده روشن می‌کنند.

همچنی از کاربردهای دیگر نانو نقره می‌توان در نساجی نیز اشاره نمود، زمانی که از نانو نقره ذرات به تنهایی برای گندزدایی استفاده می‌شود تا ۹۶% باکتری‌ها از بین می‌روند، زمانی که الیاف یا پلیمر در محلول کلوئیدی نانو نقره قرار گرفته تحت شرایطی خشک می‌گردد و الیفای که به این صورت تهیه می‌شوند خواص باکتریایی داشته و در نتیجه می‌توان نتیجه گرفت که نانو ذرات نقره با سایز کوچک‌تر تاثیر بالا و زیاد آنتی باکتریایی به پلیمرها دارد. نسبت به ذرات ریز دیگر نانو ذرات نقره دارای سطح تماس بیشتری می‌باشد.

خصوصایت مهم دیگری در نانو سیلر وجود دارند که ان ویژگی و خصوصیات پلیمرهای نانو سیلور یا همان نانو نقره آنتی باکتریال می‌باشند و عبارتند از: ۱- بی ضرر و بی خطر برای انسان – آنتی آنیون و آنتی اسید – قابلیت از بین بردن ویروس‌ها و چندین دیگر.

پلیمرهای نانو نقره آنتی باکتریال باید به دور از آفتاب و در محیط سرد و خشک محافظت و نگهداری شوند و تحت این شرایطی که گفته شد تا در سال قابل محافظت خواهند بود.

ذرات نانو نقره را می‌توان به صورت پودر در آورد و از آن در وسایل‌های مختلفی از جمله مسواک و خمیر دندان استفاده نمود که در این صورت اگر ماده با آب تماسی داشته باشد نقره فعال می‌شود و خاصیت انتی باکتریال پیدا خواهد کرد.

منابع:

  • http://www.nanopac.ir/fa/nanosilver.aspx
  • http://www.nanoclub.ir/index.php/articles/shows/109.
  • biotec.blogsky.com

 

نویسنده مطلب: modir

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *