نانوذرات نقره
نانوذرات نقره، در میان نانـوذرات بسیارپر اهمیت هستند و بیشترین کاربرد را دارند. نانـوذرات نقره، ذراتی با ابعاد 1 – 100 نانومتر هستند که به دلیل هدایت الکتریکی، نسبت سطح به حجم بالا، غیر محرک و حساسیت زا بودن، مورد اهمیت هستند. چیزی که بیشتر از همه نانوذرات نقره را برای دانشمندان جذاب کرده است، خواص ضد میکروبی زیاد آنها و عدم ایجاد مقاومت در برابر میکروارگانیسم ها میباشد. این نانوذرات برای درمان و پیشگیری از بیماریها ، به ویژه در درمان سرطان، در علوم نانو و پزشکی از اهمیت حیاتی برخوردار هستند. نانو نقره کریستالی کاربرد برتر در تشخیص مولکولهای زیستی، ضد باکتری،کاربردهای تشخیصی در سیستم مراقبتهای بهداشتی و غیره را دارد.
نانوذرات نقره به روشهای متفاوت فیزیکی، شیمیایی، زیستی از جمله تخلیه شارژ،روش احیاء شیمیایی، پرتوافکنی و روش سبز تهیه میشوند. نانوذرات نقره اغلب به صورت محلول کلوئیدی و پودری مورد استفاده قرار میگیرند.
روش های فیزیکی
در رویکرد فیزیکی سنتز نانوذرات نقره، تبخیر و چگالش اهمیت زیادی دارد. گرادیان دما نقش مهمی در خنک شدن بخارات با سرعت مطلوب دارد. احتمال آلودگی توسط حلال با رویکرد فیزیکی حذف میشود زیرا هیچ حلالی در روش فیزیکی استفاده نمیشود و توزیع یکنواخت اندازه ذرات دقیقاً بدست می آید. نانوذرات نقره نیز با فرسایش لیزری، ذرات فلزی سنتز می شوند. یکی از مزیتهای مهم روش لیزردرمقایسه با سایر روشهای تولید کلوئید فلزی، عدم وجود معرفهای شیمیایی در محلولها است.
فرسایش لیزر به شدت به طول موج لیزر، زمان پالس لیزر، جریان لیزر، مدت زمان فرسایش و محیط مایع موثر بستگی دارد. خروج نانوذرات نقره سنتز شده توسط فرسایش لیزری به قدرت کمی نیاز دارد و اندازه ذرات دقیقاً به جریان لیزر بستگی دارد. با این حال مورفولوژی، اندازه و شکل نانوذرات نقره عمدتاً به تماس عبور نور لیزر بستگی دارد. همچنین، تشکیل نانوذرات توسط فرسایش لیزری توسط پوشش سورفکتانت خاتمه می یابد. نانوذرات تشکیل شده در محلولی با غلظت سورفکتانت بالا، کوچکتر از نانوذراتی هستند که در محلولی با غلظت سورفکتانت کم تشکیل می شوند. یکی از مزیت های فرسایش لیزر در مقایسه با سایر روش های مرسوم برای تهیه کلوئیدهای فلزی عدم وجود معرف های شیمیایی در محلول ها است. بنابراین، کلوئیدهای خالص، می توانند با این روش تولید شوند.
روش های شیمیایی
احیای شیمیایی متداولترین روش سنتز نانوذرات نقره است که برای تهیه نانوذرات به عنوان کلوئید پایدار در آب یا حلالهای آلی استفاده میشود. متداول ترین ماده احیا کننده سیترات است. در محلول آبی کاهش نقره اتفاق میافتد و یونهای کلوئیدی نقره در ابعاد نانو تولید میشوند. پایداری نانوذرات کلوئیدی از اهمیت بالایی برخوردار است و می توان با استفاده از تثبیت کننده دودکانتیول که توسط سطح جذب میشود، به آن دست یافت. این می تواند از تجمع و رشد کریستال سیستم جلوگیری کند. در طول سنتز نانوذرات نقره تغییرات جزئی در پارامترها تغییرات شدیدی در اندازه، شکل، مورفولوژی،خودآرایی و پتانسیل زتا (پایداری) ایجاد میکند. عامل هایی مانند آمین ها، تویل ها و اسیدها نقش مهمی در پایداری و پراکندگی کلوئیدی ایفا می کنند که سیستم را از رشد کریستال ها، ادغام و تجمع محافظت میکنند.
سنتز بیولوژیکی
در حال حاضر شیمی سبزبرای سنتز نانوذرات نقره به سرعت در حال رشد است. این روش برای سنتز نانوذرات نقره با عوامل تثبیت کننده، کاهش دهنده و پوشاننده طبیعی بدون اثرات نامطلوب سمی استفاده می شود. در این روش کاهش یون های فلزی توسط ترکیب گیاهان و آنزیم های خاص، پروتئین ها، میکروارگانیسم ها، باکتری ها و قارچ ها و غیره انجام میشود.
خواص ضد میکروبی نانوذرات نقره
میزان سمیت نانوذرات علیه میکروارگانیسم ها به اندازه،شکل و نوع پاتوژن بستگی دارد. نانوذرات میکروب ها را در بر میگیرند و با ورود به سلول عملکرد آنها را مهار میکنند. اینطور به نظر میرسد که این نانوذرات با ایجاد حفره در دیواره سلولی و ایجاد فشار در سلول، موجب ترکیدن دیواره سلولی میشوند و به باکتری نفوذ می کنند و با گروه های تیول، هیدروکسیل و کربوکسیل باکتری برهمکنش میکنند. در نهایت با آزاد کردن یونهای Ag+ عملکرد حیاتی را مختل میکنند. یون های نقره به گروه های اهدا کننده الکترون، گوگرد و اکسیژن در سیستم زنده متصل می شوند وعملکرد اندام های حیاتی را متوقف می کنند.
خواص ضد سرطانی نانوذرات نقره
نانوذرات نقره علاوه بر سمیت علیه میکروارگانیسم ها،علیه سلولهای سرطانی نیز سمیت دارند.
نانوذرات با اختلال در انتقال پيام سلولي، باعث ايجاد اختلال در شبكه ارتباطي سلولي مي شود و با افزایش بیان مولکولی پروتئین کاسپاز3 و به راه انداختن مرگ برنامه ریزی شده سلولی (آپوپتوز) نقش دارند. بنابراين منجر به تكثير سيگنالهاي مرگ ميشوند كه اين امر در درمان سرطان بسيار حائز اهميت است.
کاربرد نانوذرات نقره
به کارگیری نانـوذرات نقره در بیوسنسورها از کاربردهایی است که می توان به آن اشاره نمود. خواص دی الکتریک این ذرات در بیوسنسورها امکان تشخیص اختلالات و بیماری هایی مانند سرطان را فراهم می سازد. استفاده از نانوذرات به عنوان حامل دارو و هم چنین هدف دار نمودن داروهای ضد سرطانی جهت تحویل اختصاصی دارو به بافت سرطانی و کم نمودن عوارض جانبی از دیگر کاربردهای نانوذرات نقره میباشد. در پمادهای پوستی برای درمان زخم ها و کامپوزیت های استخوانی نیز کاربرد دارند.
نانوذرات نقره کاربردهای صنعتی و کشاورزی نیز دارند. استفاده از آنها در دستگاه های تصفیه آب، تهیه کودهای شیمیایی، استفاده وسیع در صنعت نساجی و الکترونیک،تولید لوازم خانگی و کاربردهای فراوان دیگر از جمله کاربردهای آنها میباشد. همچنین به دلیل خواص ضد باکتریایی در مراحل بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار میگیرند.