گیاهان دارویی نانوذرات کربنی تولید می‌کنند که به رنگ قرمز می‌درخشند و فلزات سمی را شناسایی می‌کنند

آهن، سرب و نیکل چه وجه اشتراکی دارند؟ این فلزات سنگین بخش جدایی‌ناپذیر بسیاری از صنایع هستند.

با این حال، آنها یک واقعیت تاریک را نیز به اشتراک می‌گذارند: آنها تهدیدهای جدی برای محیط زیست و سلامت عمومی هستند.

هر روز، آنها از طریق فعالیت‌های صنعتی، معدن‌کاری و زباله‌های شهری، راه خود را به جو و آب‌های سطحی پیدا می‌کنند.

فلزات سنگین بسیار سمی هستند، به طور طبیعی تجزیه نمی‌شوند و به مرور زمان در بافت‌های موجودات زنده تجمع می‌یابند.

اخیراً در وب‌سایت دانشکده بهداشت عمومی هاروارد تی. اچ. چان، گزارشی منتشر شد که نشان می‌داد انتشار چنین فلزات سنگینی از نیروگاه‌ها می‌تواند تأثیرات شدیدی بر سلامت داشته باشد، از جمله التهاب، انقباض مجاری هوایی، لخته شدن خون و فشار قلبی.

تشخیص این آلاینده‌ها، که برای مقابله مؤثر با آنها ضروری است، اغلب به تجهیزات پیشرفته و روش‌های آزمایش گران‌قیمت نیاز دارد.

سرنخ گیاهان دارویی که به ما داده شده

چه می‌شود اگر یک راه‌حل امیدوارکننده با گیاهان دارویی رایجی که در خانه‌های هندی بسیار آشنا هستند و نسل‌هاست که برای آنها ارزش قائل بوده‌اند، شروع شود؟

محققان موسسه فناوری هند گاندیناگر (IITGN) از گیاهانی مانند جامون (Syzygium cumini)، تولسی (Ocimum sanctum)، نیم (Azadirachta indica)، گواوا (Psidium guajava) و برگ کاری (Bergera koenigii) استفاده کردند و یک رویکرد ساده و از نظر زمانی کارآمد برای توسعه نانوذرات کربنی (CNP) بسیار حساس و سازگار با محیط زیست ارائه دادند.

این گیاهان بر اساس ویژگی‌هایی مانند خواص آنتی‌اکسیدانی و ضد سرطانی انتخاب شدند. مطالعه آنها در Nano Express منتشر شده است.

CNPها چیستند؟ آنها مواد امیدوارکننده‌ای هستند که در زمینه‌هایی مانند تشخیص یون فلزی، تصویربرداری زیستی و فعالیت ضد میکروبی و موارد دیگر کاربرد دارند. CNPها حاوی عناصر کربنی در اندازه نانو هستند که به طور کلی توانایی عالی در تعامل ایمن با بافت زنده (زیست سازگاری) و سمیت کم دارند.

با توجه به تأکید روزافزون بر رویکردهای سبز در دوران اخیر، از منابع طبیعی و تجدیدپذیر مانند میوه‌ها، سبزیجات و برگ‌های گیاهان برای تولید CNPها استفاده می‌شود. این تلاشی برای به حداقل رساندن هزینه‌ها، پردازش‌های انرژی‌بر و استفاده از مواد شیمیایی خطرناک است.

برای رسیدن به این هدف، تیم از یک روش سریع با کمک مایکروویو برای تولید CNPها با حساسیت و عملکرد بهبود یافته استفاده کرد.

نحوه عملکرد نانوذرات

هر پنج نوع CNP زیر نور UV به رنگ قرمز روشن (فلورسانس) درآمدند.

پس از برهمکنش با این CNPها، یون‌های خاص فلزات سنگین به عنوان خاموش‌کننده عمل کرده و شدت فلورسانس ساطع شده از آنها را کاهش دادند.

این ویژگی ابزاری مؤثر برای تشخیص آلاینده‌ها است. محققان دریافتند که CNPهای مشتق شده از گواوا نسبت به یون‌های نیکل و CNPهای مشتق شده از چریش و جامون نسبت به یون‌های آهن (یون‌های آهن برای مورد اول و یون‌های فریک برای مورد دوم) حساسیت نشان می‌دهند.

CNPهای مشتق شده از تولسی قادر به تشخیص آهن (یون‌های آهن) و یون‌های سرب بودند.

جالب اینجاست که کاهش شدت فلورسانس با افزایش غلظت یون فلزات سنگین بیشتر شد. CNPهای مشتق شده از برگ کاری این رفتار را نشان ندادند، که می‌تواند به عواملی مانند عدم گزینش‌پذیری آنها نسبت به یون‌های فلزی مورد استفاده در این مطالعه نسبت داده شود.

فراتر از حس کردن، CNP های مشتق شده از گیاه همچنین فعالیت آنتی اکسیدانی قوی از خود نشان دادند، به ترتیبی که جامون از تولسی بهتر است و پس از آن به ترتیب گواوا، چریش و برگ کاری قرار دارند. آنتی اکسیدان ها به خنثی کردن مولکول های ناپایدار معروف به رادیکال های آزاد کمک می کنند که با شرایطی مانند آسیب سلولی، پیری و چندین بیماری مرتبط هستند.

محققان از دو رادیکال آزاد استفاده کردند و دریافتند که رنگ بنفش و سبز-آبی آنها پس از قرار گرفتن در معرض CNP ها به زرد روشن تبدیل می شود که نشان دهنده وجود رفتار آنتی اکسیدانی است.

علاوه بر این، ارزیابی‌های زیست‌سازگاری، سمیت حداقلی این CNPها را برای نوعی از رده‌های سلولی در غلظت‌های پایین نشان داد، که CNPهای مشتق‌شده از تولسی سازگارترین آنها بودند. این یافته‌ها پتانسیل آنها را برای کاربردهای تشخیصی و درمانی نشان می‌دهد.

به گفته جوما ساها، “کار ما نشان می‌دهد که اجزای گیاهان دارویی می‌توانند به عنوان بلوک‌های سازنده برای نانومواد با قابلیت‌های نوری، حسگری و زیست‌پزشکی عمل کنند. تحقیقات آینده برای بررسی مقیاس‌پذیری تکنیک سنتز ما و استفاده عملی از CNPهای ما در اصلاح محیط زیست و کاربردهای بیولوژیکی مورد نیاز است.”

ساها استادیار گروه مهندسی برق در IIT گاندیناگر است. این تیم همچنین شامل دیراج باتیا، موکش دانکا، هیتاشا ویتالنی، آنیرودها دان و نیهال سینگ از گروه علوم و مهندسی زیستی و پادما پریا کانان از گروه علوم و مهندسی مواد بود.

همزمان با روز جهانی محیط زیست و روز جهانی اقیانوس‌ها در ماه ژوئن، چنین مطالعاتی نشان می‌دهد که چگونه نوآوری‌های پایدار می‌توانند به اکوسیستم‌های پاک‌تر کمک کنند.

این تحقیق با ماموریت دولت هند در زمینه علوم و فناوری نانو (توسعه کاربردهای مبتنی بر فناوری نانو) و ماموریت LiFE (حفاظت از محیط زیست) همسو است. توسعه CNPها از گیاهان رایج، منعکس کننده چشم‌انداز Atmanirbhar Bharat است که بر راه‌حل‌های داخلی تأکید دارد.

این مطالعه همچنین با هدف توسعه پایدار ۶ سازمان ملل متحد (مدیریت پایدار آب پاک و فاضلاب) و هدف ۹ (صنعت، نوآوری و زیرساخت) همخوانی دارد.

بیشتر بخوانید:نانوذرات به عنوان عوامل استریل کننده برای جایگزینی آنتی بیوتیک ها در تولید گیاهان

لینک مفید:ساخت نانوذرات ضد باکتری از عصاره‌های گیاهی

بیشتر بدانید:گیاهان آب شیرین نانوذرات طلا را تجزیه می‌کنند

تاریخ:1405/3/25

مهسا نعمتی