اخبار و مقالات صنعت

معرفی گرافن نانوماده‌ای با خواص فراوان زیستی

کد مطلب: 10245
تاریخ انتشار: چهارشنبه, ۰۹ مهر ۱۳۹۳ ۰۴:۱۱
بازدید: 1944
پرینت
ایمیل
نانو,گرافن

گرافیت نیز مانند الماس یکی از آلوتروپ ها یا دگرشکل های کربن است. در آن هر کربن به سه کربن دیگر با پیوندی قوی وصل شده اند و یک شبکه با خانه های شش ضلعی، مانند توری، ایجاد می کنند. هر کربن در این ورقه های توری شکل با پیوندی ضعیف به کربنی دیگر که بالای سرش قرار دارد وصل می شود.

بنابراین گرافیت لایه هایی از کربن است که به دلیل پیوند ضعیفی که هر لایه با لایه بالایی دارد، در آن لایه ها نسبت به هم حالت لغزندگی دارند. گرافیت نرم است و به همین دلیل از آن در مغز مداد استفاده می شود. اگر یکی از این ورقه های گرافیت را به تنهایی در نظر بگیریم به آن گرافن می گویند که خواص جالب توجهی از خود نشان می دهد.

ماده ای با توانایی های خاص زیستی

گرافن یک نانوماده جدید دوبعدی متشکل از اتم های کربن خالص است که آن را دگرشکل یا آلوتروپ دوبعدی کربن می دانند. این ترکیب دارای خواص الکترونیکی، نوری، حرارتی و مکانیکی فوق العاده ای است. تحقیقات فشرده ای که در برنامه های زیستی با استفاده از گرافن و مشتقات آن انجام شده است نشان می دهد با توجه به خواص شگفت انگیزی که در گرافن وجود دارد، مثل رسانایی الکتریکی استثنایی، رسانایی حرارتی فوق العاده، مقاومت مکانیکی و سطح بسیار بالای گرافن (که موجب خواص بسیار مهمی در این ماده می شود مثل قدرت بالای اتصال مواد به آن) می توان آن را به عنوان ماده ای خاص، کاربردی و فوق العاده در حوزه شیمی و پزشکی دانست. از استفاده های گرافن در برنامه های گسترده زیست پزشکی می توان تحویل ژن ها و داروها، سنجش های زیستی، تصویربرداری، استفاده در مواد ضدباکتری و... را نام برد.

تاکسی دارو ها

یکی از کاربردهای گرافن استفاده از آن در مقام حامل مناسب دارویی است. وقتی گرافیت تحت اکسایش (اکسیداسیون) شدید قرار می گیرد مشتقی از گرافن حاصل می شود که می تواند داروها و ژن ها را به مواضع مورد نظر انتقال بدهد و این موضوع در دارورسانی برای بسیاری از بیماری ها که جذب دارو در اندام هدف با مشکل مواجه است بسیار کارآمد محسوب می شود. به این ترتیب که دارو جذب گرافن می شود و در اندام بیمار از گرافن جدا ​و وارد هدف می شود. این موضوع بخصوص در درمان سرطان برای غلبه بر مقاومت دارویی سلول های سرطانی بسیار حائز اهمیت است. از این نوع گرافن به عنوان حامل نانو برای بارگیری و کنترل و تحویل داروهای شیمیایی مخلوط در اندام هدف نیز استفاده شده است. در یک مطالعه دو داروی ضدتومور دوکسروبیسین و کامپتوتسین با اسیدفولیک مخلوط شدند و به این نوع از گرافن متصل شدند و اثر آنها روی سرطان پستان بررسی شد که نتیجه اش رضایت بخش بوده است. این گونه بررسی های گرافن در مقام حامل دارو احتمالا می تواند در کاهش عوارض نامطلوب داروهای شیمی درمانی نیز موثر باشد. مشکل اساسی بسیاری از داروهای شیمی درمانی زهرناکی یا سمی بودن بالای آنهاست. البته این موضوع باعث می شود ​ سلول های بیمار به سرعت نابود شوند، اما به علت پخش دارو در بدن سلول های سالم را نیز از بین می برد و عوارض نامطلوبی مثل ریزش مو و مشکلات قلبی ایجاد می شود. گاهی تحمل این عوارض سختی تحمل سرطان را چندبرابر می کند، اما چنانچه دارو به کمک اتصال به گرافن فقط وارد اندام هدف شود و فعالیت سلول های سرطانی آن بخش را مختل کند، احتمالا روی سلول های سالم اثر کمتری می گذارد و باعث نابودی آنها نمی شود و عوارض نامطلوب داروهای شیمی درمانی کمتر بروز می کند. از این منظر استفاده از گرافن جذابیت زیادی برای محققان حوزه سرطان دارد. علاوه بر این که گرافن و مشتقات آن ممکن است حامل های دارویی مناسبی باشند، می توانند در مقام حسگر های زیستی نیز مطالعه شوند. در واقع گرافن را ترکیبی می دانند که می تواند ملکول های زیستی را (از​جمله اسیدهای آمینه که ماده سازنده پروتئین ها هستند یا دوپامین که یک هورمون مغزی است و در ایجاد احساس شادی اثرگذار است) ​ردیابی کند.

حلال مشکل آلودگی های باکتریایی

علاوه بر استفاده از گرافن در داروسازی و دارورسانی از آن خواص جالب دیگری نیز گزارش کرده اند که می تواند کاربرد آن را در حوزه بهداشت و پزشکی افزایش دهد. از آنجا که در حوزه پزشکی آلودگی میکروبی آب آشامیدنی مشکل زیست محیطی بزرگی است که در سراسر جهان تهدیدی بزرگ برای سلامت انسان​ها محسوب می شود، از دیرباز مطالعات زیادی برای حل این مساله انجام شده است. با توجه به خواص منحصربه فرد ترکیبات نانو، این مواد نامزدهای مناسبی برای حل مشکل آلودگی های باکتریایی آب به حساب می آیند. در این بین مطالعات متعدد نشان داده است که گرافن ها خواص جالب توجهی از خود نشان می دهند. در یک مطالعه مشخص شد که گرافن ها می توانند باکتری های داخل آب آشامیدنی (مثل باکتری اشرشیا کلی که موجب عفونت روده می شود) را از بین ببرند و سلامت را به آب آشامیدنی برگردانند.

از گرافن حتی می توان در بخش های دیگری از حوزه درمان، مثل تصویربرداری​ نیز استفاده کرد. بتازگی تحقیقاتی آغاز شده است که به بررسی استفاده از گرافن در تصویربرداری زیستی می پردازد. در این مطالعات از روش های نوری و مغناطیسی استفاده شده است و تحقیقات در این حوزه ادامه دارد. (ضمیمه سیب)

دکتر مهدیه انتظاری

استادیار شیمی آلی دانشگاه آزاد اسلامی



+ 0
مخالفم - 0
منبع: http://www.jamejamonline.ir/newspreview/1664524289439016459

تعداد نظرات: 0
منتشر نشده: 0

کد امنیتی
کدجدید