تاریخ : پنجشنبه 3 شهريور 1401
کد 576

ثبت موفقیتی دیگر از همکار بیمارستان امام رضا (ع) تبریز دکتر اشرف فخاری از گروه پزشکی هسته ای

معرفی نانومواد(N- GQDs) به عنوان عوامل آنتی باکتریال و آنتی وایرال جدید
گرافـن کوانتــوم دات هـا  GQDs   (Graphene Quantum Dots) مشـتقات درجـه صفـر پایـه کربنـی هسـتند کـه بـه دلیـل دارابـودن ویژگی هـای خــاص، در زمینه هــای پزشــکی، داروســازی و صنعتــی بــکار بــرده می شــوند.

ســاختار کلــی ایــن ترکیبــات به صــورت روی هــم قرارگرفتــن 10 ≥ صفحــات گرافنــی در محــدوده ســایز 100 ≥ میباشــد. به طورکلــی، GQDs ســاختاری شـبیه سـاختار لایـه ای گرافیـت و درعین ً حـال خـواص فیزیکوشـیمیایی کامـلا متفاوتــی نســبت بــه گرافیــت دارنــد. در واقــع GQDs مشــتقات اکســید  شــدهای از گرافیــت هســتند کــه حــاوی گروهــای عاملــی شــیمیایی در ســطح و لبه هـای سـاختار لایـه ای می باشـند.
 گرافـن کوانتـوم دات هـا، گرافـن اکسـید  و کربــن دات هــا از مشــتقات اکســید شــده گرافیــت می باشــند کــه در درجــه  اکسیداسـیون و سـایز متفـاوت از یکدیگرنـد.

 ریشـه کلمـه کوانتـوم بـه « کوانتیزه شـدن»  مربـوط می شـود و ایـن در حالتـی اسـت کـه قطعـات کوچـک ( شکسـته  شـده ) ناشـی از منبـع اولیـه خصوصیـات فیزیکوشـیمیایی جدیـدی در مقایسـه بــه منبــع را در اثــر شکســت بــه دســت بیاورنــد. به عنوان مثــال، GQDs  دارای خاصیـت فلورسـانس در مقایسـه بـا گرافیـت میباشـند.

 بـه دلیـل ویژگی هـای منحصربه فــرد از جملــه داشــتن ظرفیــت بـالای لـود مـواد تـا 200 ،%سـمیت قابــل اغمــاض به صــورت 80-%90 % زنده بــودن گلبولهــای قرمــز، داشــتن خـواص فلورسـنت بـا بهـره کوانتمـی بـاال، GQDs  در زمینه هـای فتودینامیـک تراپــی، تصویربــرداری زیســتی و به عنــوان سیســتم های جدیــد دارورســانی مورد توجــه قــرار گرفته انــد. بــر اســاس مــوارد بیــان شــده  GQDs به عنــوان عوامــل چندمنظــوره شــناخته می شــوند. به طــوری کــه اگــر ایــن عامل هــای هدف گـذاری شـوند Targeting )) می تواننـد عـلاوه بـر رسـاندن دارو بـه هـدف خـاص، تصویربـرداری و نیـز فتودینامیـک تراپـی در نقطـه هدف نیز انجـام دهند.
عـلاوه بـر ایـن بـه دلیـل قـدرت پراکندگـی یکنواخـت در محلـول مـاوی، بسـیاری از مـواد نامحلـول در آب میتواننـد از طریـق کنژوگاسـیون بـا GQDs به صـورت  محلــول در آب حــل شــوند. به طورکلــی ایــن مــواد از طریـق دو بالا به پاییــن ( top- down) پایین به بــالا ( bottom- up)ســنتز می گردنــد. در روش down-topعامــل بزرگتـر از طریـق اکسیداســیون شــیمیایی، روشهــای هیدروترمــال و یــا التراســونیک، بــه قطعــات کوچکتــر شکســته میشــود.

در روش up-bottom مــوارد اولیــه کوچــک، به عنوان مثــال اسید سیتریک، آمینواســیدها و مولکولهــای شــکر بــرای ســنتز   GQDs از طــرق یکــی از روشهـای مایکروویـو، کربونیزاسـیون مولکولـی و یـا پـراش باریکـه الکترونـی، بـکار بـرده می شـوند. مطالعاتـی وجـود دارد کـه نشـان می دهـد نانومـواد کربنـی از جملـه GQDs خاصیـت آنتـی باکتریایـی را از خـود نشـان میدهنـد.

بـه طـور عمـده مکانسـیم عمـل به صـورت انجـام فتودینامیـک در طـول مـوج مشـخص تابشـی بیرونـی، میباشـد. به عنوان مثـالZ.Ristic  و همکارانـش نشـان دادنـد . 

کــه GQDs قــادر بــه ازبین بــردن باکتری هــای مقــاومStaphylococcus coli Escherichia aureus توسـط تابـش پرتـو nm 450 از طریـق ایجـاد عوامـل اکسـیداتیو فعـال می باشـند Hui Liwei.و همکارانـش نشـان دادنـد کـه برخـی از مشـتقات GQDs ماننـد C60--GQD بـدون نیـاز بـه طـول مـوج تابشـی بیرونـی، میتواننـد از طریـق سـاختار منحنـی شـکل )60 ( Cو اتصـال بـه باکتــری، باعــث ازبین بــردن ســویه Staphylococcus aureusمقــاوم بــه آنتی بیوتیــک شــوند ولــی روcoli subtilis ,Escherichia Bacillus ,و Pseudomonas aeruginosa اثـری نداشـتند D. Rojas-Andrade. و همکارانـش ثابـت کردنـد کـه quantum dots graphene oxide هـم تحــت شــرایط طــول مــوج تابشــی nm) 400 (و هــم در شــرایط بــدون تابــش، خـواص آنتـی باکتریایـی از خـود نشـان میدهنـد.

یـک مشـتق جدیـد ازایـن رده عوامــل GQDs ،به صــورت مشــتق نیتــروژن دوپــه-Nitrogen - doped GQDs-N (dots quantum graphene ،)توســط A .Fakhariو Shomali.A( بنــده و همــکارم( در شــرکت شــیمی صنعــت به عنــوان یــک  شـرکت دانش بنیـان سـطح یـک، در سـال 2017 ،سـنتز گردیـد. مشـتق سـنتز شــده مــورد شناســایی قــرار گرفــت و شــرکت مذکــور بــرای اولین بــار در ایــران گواهــی تولیــد و نانومقیــاس مربــوط بــه GQDs-N را دریافــت نمــود.

ایــن مشــتق از طریــق روش up-bottom و توســط مایکروویــو ســنتز گردیــد و بــه دلیــل داشــتن خصوصیــات فیزیکــی و شــیمیایی ویــژه از جملــه ســمیت کــم، زیست ســازگار، داشــتن خاصیــت فلوروســنتی قــوی، هدایــت گرمایــی و الکتریکــی، انعطاف پذیــری شــیمیایی و داشــتن خــواص آنتــی باکتریایــی و آنتــی ویرالــی قــوی، مورد توجــه قــرار گرفــت. عــلاوه بــر ایــن، ایــن محصــول میتوانـد در سـاخت سنسـورهای نـوری، کاتالیزورهـای شـیمیایی، محصـولات نـوری ماننـد LED هـا، سـاخت رنگدانه هـای هـادی و بهبـود ضریـب رسـانش گرمایـی روغن هـای صنعتـی، مورداسـتفاده قـرار گیـرد.

بررسـی از طریـق XRD نشــان داد کــه فاصلــه بیــن صفحــات )لایه هــا( 4 آنگســتروم میباشــد. بررســی ســایز ذرات از طریــق میکروســکوپ الکترونــی )SEM )نشــان داد کــه ذرات در محــدوده nm 25-5 میباشــند و همچنیــن آنالیــز حرارتــی در 200 درجــه ســانتیگراد نقطــه تجزیــه شــدن ایــن مشــتق را مشــخص نمــود. مطالعــات  جهــت بررســی خــواص آنتــی باکتریایــی نشــان داد کــه GQDs-N باعــث ازبین رفتــن مؤثــر ســویه های ،aureus staphylococcus، coli. E aeruginosa pseudomonas و albicans candida در مدتزمــان 5 ،15 ،30 و 60 دقیقــه بعــد از اســتفاده میباشــد.

 بررســیهای آنتــی ویــرال نشــان داد کــه ایــن مــاده منجــر بــه ازبینرفتــن ویروسهــایHerpes Type Simplex 1 و Enterovirus بــا غلظت هــای 102 ,104 ,106 CCID50/mlدر مــدت کوتاهــی میگــردد.
همچنیــن ثابــت گردیــد کــه ایــن  مـاده موجـب اسـتریل نگهداشـتن سـطوح اسـتیل و پلیاتیلنـی تـا 24 سـاعت میگــردد.

 بنابرایــن، بــر اســاس پروتــکل EPA بعنــوان یــک Virucide قــوی شــناخته شــد. همچنیــن ایــن مــاده مجــوز تولیــد و ارائــه بــه بــازار را از طریــق سـازمان غـذا و داروی کشـوری اخـذ نمـوده و هـم اکنـون تولیـد و بازاریابـی آن در شــرکت شــیمی صنعــت توســط بنــده و همــکارم در حــال انجــام میباشــد.