در اینجا، نقش نانوذرات فلزی در تجزیه و تحلیل زیست پزشکی و درمان بیماری های بحرانی توضیح داده شده است، در این مقاله مروری بر نقش های چند منظوره نانو ذرات طلا، نقره و پالادیوم در زمینه علوم پزشکی، ویژگی های ساختاری و مکانیسم برهمکنش آنها خواهیم داشت.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم
انواع نانو ذرات فلزی
نانو فلزات یک ابزار شیمیایی قدرتمند و پیشرفته برای تشخیص و درمان بیماری های حیاتی مانند ایدز، سرطان و سایر انواع بیماری های عفونی در نظر گرفته می شوند، درمان سرطان مهمترین کاربرد نانو تکنولوژی است که مبتنی بر تشخیص زودرس تومور و تجزیه و تحلیل سلول های سرطانی از طریق دستگاه های نانو است.
ظهور فناوری های پیشرفته در مقیاس نانو، استفاده از نانو فلزات مبتنی بر فلزات نجیب را برای تشخیص بیماری ها، درمان بیولوژیکی سلول های سرطانی و تصویربرداری زیستی تشویق می‌کند.
اندازه نانو ذرات، خواص نوری الکترونیکی و مورفولوژی ساختاری آن ها توجه محققان را به سمت کاربرد های بالقوه زیست پزشکی آن ها جلب کرده است و پیشرفت هایی در زمینه سنتز مواد نانو و مهندسی روی این ذرات از طریق لیگاند های مشخصی صورت گرفته است که به نانو ذرات اجازه می دهد تا سازگاری زیستی داشته باشند.
این اصلاحات مهندسی زیستی اجازه توسعه دارو هایی را داد که بر اساس ساختار فلزی عناصر هستند با این حال، نانو ساختار های نقره، پالادیوم، طلا و آهن به طور گسترده در تحقیقات مدرن مورد مطالعه قرار می گیرند.
اتصالات و پیوند های چند لایه و چند عاملی نانو ذرات فلزی با سایر سیستم های زیستی از اهمیت بالایی برخوردار است اما نتایج سم شناسی مانع از کاربرد گسترده این دارو های مبتنی بر نانو می شود با این حال تلاش های مستمری برای بهبود عملکرد و ایمنی آن ها در کاربرد های بالینی صورت گرفته است.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات فلزی
ساختار نانو ذرات
ترکیبات، مورفولوژی، ساختار بلوری و ابعاد در یک ساختار، نقش اساسی در تعیین خواص ذاتی و عملکرد مواد نانو دارند، خواص فیزیکی، شیمیایی و الکترونیکی منحصر به فرد نانو ساختار های دوبعدی، باعث می شود که برای طیف گسترده ای از کاربرد ها مانند دستگاه های الکترونیکی، واکنش های کاتالیزوری، حسگر و تبدیل انرژی و همچنین دستگاه های ذخیره سازی مناسب باشند.
فلزات دسته ای از مواد هستند که سابقه طولانی در مطالعات بنیادی و کاربرد های صنعتی دارند، مشخصا خواص و عملکرد نانو مواد فلزی با اندازه، شکل، ساختار و ترکیب آنها ارتباط نزدیکی دارد بنابراین، سنتز کنترل شده نانو بلور های فلزی برای کاربرد های مختلف به طور گسترده در دو دهه اخیر مورد مطالعه قرار گرفته است.
اخیرا تلاش های زیادی برای سنتز کنترل شده نانو ساختار های نازک فلزات، به‌ویژه نانو صفحات فلزی انجام شده است با در نظر گرفتن طلا به عنوان مثال، در حالی که جذب نانو ذرات کروی طلا عمدتا در ناحیه مرئی فرابنفش نهفته است، نانو منشور های طلا جذب مادون قرمز تقریبا قوی را نشان می‌دهند.
معمولاً در نانو ذرات کروی طلا، نانومیله ها و نانوسیم ها مشاهده می‌شود که در ساختار شش ضلعی نیمه متبلور گروه بندی می‌شوند در این مرور کوتاه، پیشرفت اخیر در سنتز و کاربرد های نانوصفحات فلزی بررسی شده است.
می دانیم که ساختار های گرافیت و کریستال های توده ای مواد لایه ای هستند که در آن لایه ها از طریق نیرو های ضعیف واندروالس به هم می چسبند بنابراین نانو ورقه های تک یا چند لایه را می‌توان مستقیما با لایه برداری کریستال های حجیم آن ها مانند از طریق روش های از بالا به پایین مانند لایه برداری مکانیکی، لایه برداری لیتیوم شیمیایی- الکتروشیمیایی و لایه برداری به کمک حلال، تهیه کرد.
اتم های فلزی از طریق پیوند فلزی قوی، تهیه نانو صفحات فلزی با لایه برداری مستقیم کریستال های حجیم آن ها بسیار دشوار است تا به امروز روش های زیادی برای سنتز نانو صفحات فلزی ایجاد شده اند و بیشتر این روش ها در دسته سنتز از پایین به بالا قرار دارند.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات کاربید بور
روش های پایین به بالا که از نمک های فلزی یا نانو ذرات فلزی کوچک شروع می‌شوند، شامل سنتز با واسطه سورفکتانت، رشدبذر، سنتز فتوشیمیایی، روش اولتراسونیک، روش هیدروترمال و حلال گرمایی، سنتز بولوژیکی و خودآرایی نانوذرات هستند.
کاربرد نانو ذرات
حوزه های کاربرد نانو ذرات طیف گسترده ای دارند که این مواد نقش مهمی در توسعه مواد دارند، انتظارات بزرگی که ما از مواد حاوی نانو ذرات امروزی داریم مبتنی بر این امید است که خواص مختلف مواد مانند رسانایی، وزن، پایداری، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت و غیره را بتوان مستقل از یکدیگر مشخص کرد.
کاربرد های نانو ذرات در رنگ ها، نانوکامپوزیت های پلیمری و نانوپیگمنت ها نیز به بازار معرفی شده است، مدتی است که محصولات نانوتکنولوژی متعددی به بازار عرضه می شوند.
در بخش شیمیایی این شامل کربن سیاه (ذرات دوده) برای چاپ سیاه می شود، در بخش خودرو این شامل رنگ های مقاوم در برابر خش، پرکننده در لاستیک ها و لایه های ضد انعکاس است، نانو ذرات برای سیستم های ذخیره‌سازی هیدروژن بسیار کارآمد، مواد خود ترمیم شونده و پوشش‌هایی وجود دارند که رنگ خود را با استفاده از فناوری حسگر تغییر می‌دهند.
در علوم زیستی، نانو ذرات برای تراشه های زیستی و نشانگر ها استفاده می شود همچنین در کرم های ضد آفتاب و محصولات آرایشی نیز کاربرد دارد، در تشخیص پزشکی، نانو ذرات به طور فزاینده ای به عنوان ماده حاجب استفاده می شوند، آن ها همچنین ابزاری در درمان سرطان به عنوان عوامل دارورسانی هستند، نانوذرات در پزشکی احیا کننده، به عنوان مثال در کشت بافت، امیدوار کننده هستند.
نانوذرات تا حد زیادی در زمینه های صنعتی، مهندسی و پزشکی کاربرد دارند و به عنوان ابزار کارآمد بیوتکنولوژی در نظر گرفته می شوند، نانو ذرات فلزی در مواد مختلف با خواص بیولوژیکی نتایج به عنوان ضد میکروبی ادغام می شوند، نانو ذرات فلزی ذراتی با اندازه های بین 1 تا 100 نانومتر هستند که به دلیل خواص مفید برای کاربرد های مختلف استفاده می‌گیرند.
با توجه به اندازه، نانو ذرات فلزی را می توان برای هر تابع انتخاب کرد، نانوذرات کوچکتر از 4 نانومتر قابلیت نفوذ به پوست را دارند و پس از آن می توانند به اندام های عمیق تر برسند.
با این حال، نانو ذرات بیش از 45 نانومتر نمی توانند به پوست نفوذ کنند، نانوفلزات به دلیل خواص و ویژگی هایی که دارند، پتانسیل زیادی برای کاربرد های مختلف در پزشکی دارند که یکی از این کاربرد ها در آسیب های پوستی مانند آکنه ولگاریس، قارچ، لیشمانیوز جلدی و زخم است.
کاربرد نانو ذرات در پزشکی
گاهی درمان یک بیماری از طریق مقاومت دارویی مانع می شود و نیاز فوری به معرفی عوامل درمانی جدید را نشان می دهد ،جامعه علمی اعلام کرد که نانو فلزات طلا، نقره و پالادیوم برای چندین بیماری به منظور بهبود موثر توسعه یافته اند.
نانو فلز ها بر اساس محدوده نانو 10-100 نانومتر طبقه بندی می شوند و به دلیل تعامل منحصر به فرد مولکول ها در داخل یا خارج از سطح سلول مفید هستند.
سطح بالای این ذرات نشان دهنده نفوذپذیری بهتر سلول است که به نتایج معنی‌دار نیز اشاره دارد با این حال، نانو ذرات فلزی نجیب دارای خواص فیزیکی شیمیایی و بار سطحی عالی هستند.
این نوع خواص انحصاری، نانو ذرات فلزی به ویژه Au/Ag/Pd را به عنوان یک عامل درمانی بالقوه و قابل توجه برای درمان بیولوژیکی ترجیح می دهند به عنوان یک منبع بالقوه برای کاربرد های زیست پزشکی در نظر گرفته می‌شوند که دارای مؤثرترین خواص مانند فعالیت های بسیار پایدار، غیر سمی، زیست سازگار، خاص برای سلول ها و بافت های هدف هستند و به راحتی در دسترس هستند.
