شکار باکتری‌های عفونت‌زا با نانوصفحات گرافنی

سالم خبر: محققان دانشگاه لرستان با همکاری پژوهشگران دانشگاه برلین آلمان در تحقیقات خود به بررسی چگونگی عملکرد نانوصفحات گرافن در برهمکنش با باکتری‌ها پرداخته‌اند که نتایج این طرح راهگشای طراحی سیستم‌های کارآمدتر مبتنی بر نانومواد دو بعدی و سازگار با محیط زیست در حوزه‌ پزشکی و دارویی خواهد بود.

به گزارش سالم خبر از ایسنا، ظهور سریع باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک اثرات عمده‌ای بر عوارض و مرگ و میر ناشی از عفونت‌ها دارد و به عنوان یک مشکل جدی و رو به رشد مطرح است. بنابراین نیاز به شناسایی عوامل ضد میکروبی جدید با عملکرد کارآمد ضروری است. یکی از نانومواد جدیدی که اخیراً در زمینه‌های مختلف و به‌ویژه پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است، نانو مواد مبتنی بر گرافن است.

محسن عادلی، عضو هیأت علمی دانشگاه لرستان با اشاره به اینکه گرافن به عنوان یک پلیمر دوبعدی و با ویژگی‌های منحصر به فرد ساختاری طیف وسیعی از تحقیقات را به سوی خود جلب کرده است، لزوم انجام این پژوهش را چنین بیان کرد: در چند سال گذشته تحقیقات درباره‌ کاربرد بیوپزشکی مواد مبتنی بر گرافن، از جمله خواص آنتی‌باکتریالی، شناسایی و غیرفعال کردن پاتوژن‌ها رشد چشمگیری داشته است. با این حال، مکانیسم برهمکنش در رابطه با گرافن-پاتوژن به طور کامل درک نشده‌ است. از این رو، در این کار تحقیقاتی مکانیسم برهمکنش بین نانو ورقه‌های گرافن و باکتری‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.

وی در ادامه توضیح داد: برای دستیابی به هدف مطالعه، با سنتز مشتقات مختلف گرافن و نانو مواد گرافنی zwitterionic، با هر دو گروه عاملی مثبت و منفی و قابل تعویض، برهمکنش‌های قابل کنترل این نانو مواد با باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی بررسی شد. بدین ترتیب توانستیم یافته‌های خود را در خصوص صحت مکانیسم «اثر چاقوی نانویی» و «به دام انداختن» باکتری‌ها توسط نانو ورقه‌های گرافن گزارش کنیم.

به گفته‌ عادلی، یافته‌های این پژوهش می‌تواند فرصت‌های جدیدی برای بررسی برهمکنش نانومواد دوبعدی با بیوسیستم‌ها ارائه دهد و همچنین راهگشای توسعه‌ آن‌ها در زمینه‌های بالینی و کاربردهای زیست‌محیطی، به‌عنوان فیلترهای ضدباکتری در تصفیه‌ آب باشد. از طرفی به کمک نتایج این طرح امکان سنتز ورقه‌های مبتنی بر گرافن، با هزینه‌ پایین و بالاترین قابلیت جلوگیری از رشد باکتری نیز امکان‌پذیر خواهد بود.
در این کار تحقیقاتی پیشنهاد شده‌است که مکانیسم ضد باکتری به شدت به ناحیه‌ قابل دسترسی، به عنوان مثال لبه‌ها و سطح ورقه‌ها و قدرت چسبندگی آن‌ها بستگی دارد. با توجه به مزایای بیان شده برای نانوصفحات گرافن، به نظر می‌رسد با تهیه‌ نانومواد هیبریدی از آن بتوان به خواص جالب و مفیدتری در زمینه‌ دارویی و از جمله خواص آنتی باکتریال دست یافت.

عادلی، خصوصیات شاخص و برجسته‌ این کار تحقیقاتی را بدین شرح بیان کرد: کنترل قدرت چسبندگی نانومواد سنتزی با باکتری‌ها از طریق تعویض و کنترل تعداد و موقعیت گروه‌های عاملی بر روی گرافن، مهم‌ترین ویژگی ایجاد شده است که به درک مکانیسم برهمکنش نانو مواد دوبعدی لایه‌ای با بیوسیستم‌ها کمک شایانی می‌کند.

به گفته‌ این محقق، از مهمترین روش‌های به کار برده شده در این مطالعه برای بررسی برهمکنش نانو مواد سنتزی با باکتری، می‌توان اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون (CLSM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) را نام برد.

عادلی تصریح کرد: نانومواد گرافنی zwitterionic از طریق عامل‌دار شدن گام به گام نانو ورقه‌های گرافن با تری آزین و اصلاح آن با پلیمرهای پر شاخه پلی گلیسرول حاوی گروه‌های عاملی مثبت و منفی با تعداد قابل کنترل و قابل تعویض، تهیه شده‌اند.

نتایج این طرح که حاصل همکاری محسن عادلی عضو هیأت علمی دانشگاه لرستان، شبنم ستاری دانشجوی دکترای دانشگاه لرستان و محققانی از دانشگاه برلین آلمان است، در مجله‌ Nanoscale با ضریب تأثیر 7.233 به چاپ رسیده‌ است.