مواد و ساخت پیشرفته

نانو خوشه های فلزی به دلیل انتشار فلورسانس قابل تنظیم، مقاومت در برابر نور زیاد و بازده سنتز خوب، دارای کاربردهای پزشکی عالی هستند. این نانو خوشه های فلزی محافظت شده توسط پروتئین ها از زیست سازگاری عالی برخوردارند و دارای خواص بیولوژیکی جالب مانند رفتار آنزیم های طبیعی هستند. به این دلیل در کاربردهای علمی و تحقیقات اساسی مورد توجه ویژه قرار گرفته اند.
"نانوزیم ها"، اصطلاح جدیدی است که برای اشاره به نانو مواد با فعالیت های ذاتی مشابه آنزیم ها استفاده می شوند. از آنجایی که پروفسور Yan و همکارانش برای اولین بار دریافتند که نانو ذرات، که به طور سنتی و عمومی فرض می شد بی اثرند، دارای فعالیت های ماهیتی مشابه آنزیم ها هستند، بخش قابل توجهی از کار روی توسعه و استفاده بیشتر از خواص سودمند نانوزیم ها، که شامل قابلیت کاتالیستی بالا، پایداری بالا و هزینه کم هستند، متمرکز شده است.
امروزه بیش از 540 نوع نانو مواد، که دارای فعالیت های ماهیتی آنزیمی هستند، از 350 آزمایشگاه در 30 کشور جهان گزارش شده است و در آنالیزهای بیولوژیکی، محیط درمانی، به عنوان عوامل ضد باکتریایی، سرطان درمانی، و آنتی اکسیدان درمانی مورد استفاده قرار گرفته است.
در یک مطالعه جدید، پروفسور Xiyun Yan و Kelong Fan زمینه جدیدی را در مورد نانو خوشه های فلزی فعال بیولوژیکی محافظت شده توسط پروتئین ها، یعنی آنهایی که دارای فعالیت های پراکسیداز، اکسیداز و کاتالاز هستند، را کشف کرده اند و در نهایت از آنها برای آنالیز بیولوژیکی و محیط درمانی استفاده کرده اند.
یک مثال جالب، نانو خوشه های از جنس طلا محافظت شده با آلبومین سرم گاوی است که فعالیت آنزیمی پراکسیداز را برای کاتالیز کردن اکسیداسیون بسترهای آلی رنگی نشان می دهند که در حال حاضر با استفاده از پراکسیدازهای طبیعی انجام می شود. این روش یک مزیت نسبت به روش های مبتنی بر پراکسیدازهای طبیعی نشان می دهد، زیرا نانو خوشه های طلایی محافظت شده با آلبومین سرم گاوی استحکام بیشتری نشان داده و فعالیت آنزیمی را در طیف گسترده ای از PH و دما حفظ می کنند.
پروتئین ها نه تنها خود محافظت و تثبیت را در حین سنتز انجام می دهند، بلکه عملکردهای بیشمار دیگری را در اختیار نانو خوشه ها قرار می دهند. نشان داده شده است که پروتئین ها به دلیل قابلیت زیست سازگاری بیشتر آنها، کاربردهای داخل بدن را نیز بهبود می دهند. در حقیقت، یک سنسور با قابلیت پاسخگویی به آنزیم protease برای پایش بیماری vivo ، خاصیت انباشت تومور و اندازه گیری تومور کلیوی فوق العاده کوچک با استفاده از فعالیت نانو خوشه های طلایی محافظت شده توسط پپتیدها طراحی شده است.
این یافته ها افق نانو خوشه های فلزی محافظت شده توسط پروتئین و همچنین کاربرد آنها در زمینه های مختلف را گسترش داده شده است.
علاوه بر این، در زمینه نانوزیم ها، نانو خوشه های فلزی محافظت شده با پروتئین ها، به عنوان یک افزودنی جدید برجسته ظاهر می شوند.
به خاطر اندازه فوق العاده کوچک آنها ( کوچکتر از نانومتر)، معمولا فعالیت کاتالیزوری بالاتر، اندازه مناسبتر برای استفاده در داخل بدن، زیست سازگاری بهتر و تابش نور بهتری در مقایسه با نانوزیم های با اندازه بزرگ دارند. این احتمال وجود دارد که نانوزیم های بسیار کوچک مبتنی بر MNC های محافظت شده با پروتئین ها، در آستانه جذب علاقه زیادی در رشته های مختلف هستند و محرک تحقیقات زیادی در زمینه های فناوری نانو و مهندسی پزشکی هستند.
منبع:
https://www.advancedsciencenews.com/protein-protected-metal-nanoclusters-that-behave-like-natural-enzymes/