سنتز نانوذرات توسط قارچ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

در طول تاریخ بشر، قارچ‌ها به‌عنوان منبع غذایی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و برای تخمیر و نگهداری غذاها و نوشیدنی‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در قرن بیستم، انسان‌ها یادگرفتند که از قارچ‌ها برای محافظت از سلامت انسان (آنتی‌بیوتیک‌ها، استاتین‌های ضد کلسترول و عوامل سرکوب کننده سیستم ایمنی) استفاده کنند، در حالی که صنعت از قارچ‌ها برای تولید در مقیاس بزرگ آنزیم‌ها، اسیدها و بیوسورفکتانت‌ها استفاده کرده‌است.[۱]با ظهور نانوتکنولوژی مدرن در دهه ۱۹۸۰، قارچ‌ها با ارائه جایگزین سبزتر برای نانوذرات سنتز شده شیمیایی اهمیت خود را حفظ کردند.

زمینه[ویرایش]

نانوذره به این صورت تعریف می‌شود که دارای یک بعد ۱۰۰ نانومتر یا کمتر باشد. عوامل کاهنده سمی یا زیست‌شناختی خطرناک معمولاً در سنتز شیمیایی نانوذرات نقش دارند،[۲] بنابراین جستجو برای جایگزین‌های تولید سبزتر وجود دارد.[۳][۴]

تحقیقات فعلی نشان داده‌است که میکروارگانیسم‌ها، عصاره‌های گیاهی و قارچ‌ها می‌توانند نانوذرات را از طریق مسیرهای بیولوژیکی تولید کنند.[۵][۳][۲]

رایج‌ترین نانوذرات سنتز شده توسط قارچ‌ها نقره و طلا هستند، اما قارچ‌ها در سنتز انواع دیگر نانوذرات از جمله اکسید روی، پلاتین، مگنتیت، زیرکونیا، سیلیس، تیتانیوم و سولفید کادمیوم و نقاط کوانتومی سلنید کادمیوم استفاده شده‌اند.

تولید نانو ذرات نقره[ویرایش]

سنتز نانوذرات نقره با استفاده از بسیاری از گونه‌های قارچی موجود در همه جا از جمله تریکودرما،[۶][۷]فوزاریوم،[۸]پنی سیلیوم،[۹]پلوروتوس

آسپرژیلوس.[۱۰]سنتز خارج سلولی توسط تریکودرما ویراد مورد بررسی قرار گرفته‌است. فلوتانوم، ریزوکتونیا، کریزوسپوریوم گرمسیریو فوما گلومراتا، در حالی که سنتز درون سلولی در گونه ورتیسیلیوم و نوروسپورا کراسا نشان داده شده‌است.

تولید نانوذرات متفرقه[ویرایش]

سنتز نانوذرات طلا با استفاده از فوزاریوم مورد بررسی قرار گرفته‌است،[۱۱]نوروسپورا،[۱۲] ورتیسیلیوم، مخمرها[۱۱] و آسپرژیلوس.[۱۳]سنتز نانوذرات طلای خارج سلولی توسط عصاره‌های فوزاریوم اکسی اسپوروم، آسپرژیلوس نیجر و سیتوزولی از کاندیدا آلبیکن نشان داده شد. سنتز نانوذرات طلا درون سلولی توسط گونه ورتیسیلیوم به نام (وی لوتئوآلبوم) نشان داده شده‌است.

علاوه بر طلا و نقره، از فوزاریوم اکسی اسپوروم برای سنتز ذرات زیرکونیا، تیتانیوم، سولفید کادمیوم و سلنید کادمیوم استفاده شده‌است. نانوذرات سولفید کادمیوم نیز توسط ترامت‌های رنگارنگ، اسکیزوساکارومایسس پامبا و کاندیدا گلابراتا سنتز شده‌اند.[۱۴]همچنین نشان داده شده‌است که قارچ پوسیدگی سفید پانروکیت کریزوسپوریوم قادر به سنتز نانوذرات سلنیوم عنصری است.[۱۵]

تکنیک‌ها و شرایط فرهنگ[ویرایش]

تکنیک‌ها و محیط‌های کشت بسته به نیاز جدایه قارچی درگیر متفاوت است، با این حال روش کلی شامل موارد زیر است: هیف‌های قارچی معمولاً در محیط‌های رشد مایع قرار می‌گیرند و تا زمانی که کشت قارچ در زیست توده افزایش یابد، در کشت تکان قرار می‌گیرند. هیف‌های قارچی از محیط رشد خارج می‌شوند، با آب مقطر شسته می‌شوند تا محیط رشد حذف شود، در آب مقطر قرار داده می‌شود و به مدت ۲۴ تا ۴۸ ساعت در کشت لرزان انکوبه می‌شوند. هیف‌های قارچی از مایع رویی جدا می‌شوند و مقدار کمی از مایع رویی به محلول یونی ۱٫۰ میلی مولار اضافه می‌شود. سپس محلول یونی به مدت ۲ تا ۳ روز برای تشکیل نانوذرات کنترل می‌شود. یکی دیگر از روش‌های رایج کشت، افزودن هیف‌های قارچی شسته شده به‌جای استفاده از فیلتر قارچ، مستقیماً به محلول یونی ۱٫۰ میلی‌مولار است. نیترات نقره پرمصرف‌ترین منبع یون نقره است، اما سولفات نقره نیز مورد استفاده قرار گرفته‌است. [نیازمند منبع] کلرواوریک اسید به‌طور کلی به عنوان منبع یون‌های طلا در غلظت‌های مختلف (۱٫۰ میلی مولار و[۱۶]۲۵۰ میلی‌گرم تا[۱۷]۵۰۰ میلی‌گرم طلا در هر لیتر) استفاده می‌شود.سنتز نانوذرات سولفید کادمیوم برای (اف اکسی اسپوروم) با استفاده از نسبت 1:1 Cd2+ و SO42- در غلظت ۱ میلی‌مولار انجام شد.[۱۸]نانوذرات طلا بسته به pH محلول یونی می‌توانند از نظر شکل و اندازه متفاوت باشند.[۱۹]گریک و نیشگون گرفتن (۲۰۰۶) گزارش کردند که برای V. لوتئوآلبوم، نانوذرات طلا کروی کوچک (cc.10 نانومتر) در pH 3، نانوذرات طلای بزرگتر (کروی، مثلثی، شش ضلعی و میله ای) در pH 5 و در pH 7 تشکیل می‌شوند. تا PH 9، نانوذرات بزرگ فاقد شکل مشخصی هستند. برهمکنش‌های دما برای نانوذرات نقره و طلا مشابه بود. دمای پایین‌تر منجر به نانوذرات بزرگ‌تر می‌شود در حالی که دماهای بالاتر نانوذرات کوچک‌تری تولید می‌کنند.[۲۰]

تکنیک‌های تحلیلی[ویرایش]

نمونه از نانو ذره سلولز، برای آشنایی بیشتر با نانوذرات

ابزارهای تحلیلی[ویرایش]

برای توصیف جنبه‌های مختلف نانوذرات می‌توان از ابزارهایی چون:میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، تجزیه پراش ایکس، طیف‌سنجی و پراش پرتوهای ایکس استفاده کرد. هر دو میکروسکوپ ذکر شده به منظور تجسم مکان، اندازه و مورفولوژی نانوذرات استفاده شوند ولی طیف‌سنج برای تأیید ماهیت فلزی، اندازه و سطح تجمع استفاده می‌شود. تجزیه و تحلیل پراکندگی انرژی اشعه ایکس برای تعیین ترکیب عنصری و پراش اشعه ایکس برای تعیین ساختار کریستالوگرافی استفاده می‌شود.

مکانیسم‌های تشکیل[ویرایش]

طلا و نقره[ویرایش]

نیترات ردوکتاز برای شروع تشکیل نانوذرات توسط بسیاری از قارچ‌ها شد، در حالی که چندین آنزیم، ردوکتازهای وابسته به ردوکتازهای وابسته به نیترات و یک کوئینون شاتل خارج سلولی، در سنتز نانوذرات نقره برای فوزاریوم اکسی اسپوروم دخیل بودند.

سولفید کادمیوم[ویرایش]

سنتز نانوذرات سولفید کادمیوم توسط مخمر شامل جداسازی Cd2+ توسط پپتیدهای مرتبط با گلوتاتیون و به دنبال آن کاهش در داخل سلول است.

منابع[ویرایش]

  1. ↑ Barredo JL, ed. (2005). "Microbial cells and enzymes". Microbial enzymes and biotransformations. pp. 1–10. ISBN 978-1-58829-253-7.
  2. ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ Ghorbani, HR; Safekordi AA; Attar H; Rezayat Sorkhabadi SM (2011). "Biological and non-biological methods for silver nanoparticles synthesis". Chemical and Biochemical Engineering Quarterly. 25: 317–326.
  3. ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ Popescu, M; Velea A; Lőrinczi A (2010). "Biogenic production of nanoparticles". Digest J of Nanomaterials and Biostructures. 5: 1035–1040.
  4. ↑ Abou El-Nour, MM; Eftaiha A; Al-Warthan A; Ammar RAA (2010). "Synthesis and application of silver nanoparticles". Arabian Journal of Chemistry. 3 (3): 135–140. doi:10.1016/j.arabjc.2010.04.008.
  5. ↑ Ghorbani, HR; Safekordi AA; Attar H; Rezayat Sorkhabadi SM (2011). "Biological and non-biological methods for silver nanoparticles synthesis". Chemical and Biochemical Engineering Quarterly. 25: 317–326.
  6. ↑ Vahabi, K; Mansoori GA; Karimi S (2011). "Biosynthesis of silver nanoparticles by fungus Trichoderma reesei: a route for large-scale production of AgNPs". Insciences Journal. 1: 65–79. doi:10.5640/insc.010165.
  7. ↑ Basavaraja, S; Balaji SD; Lagashetty A; Rajasab AH; Venkataraman A (2008). "Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using the fungus Fusarium semitectum". Materials Research Bulletin. 45 (5): 1164–1170. doi:10.1016/j.materresbull.2007.06.020.
  8. ↑ Durán, N; Marcato PD; Alves OL; IH de Souza G; Esposito E (2005). "Mechanistic aspects of biosynthesis of silver nanoparticles by several Fusarium oxysporum strains". Journal of Nanotechnology. 3: 8. doi:10.1186/1477-3155-3-8. PMC 1180851. PMID 16014167.
  9. ↑ Naveen, H; Kumar G; Karthik L; Roa B (2010). "Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using the filamentous fungus Penicillium sp". Archives of Applied Science Research. 2: 161–167.
  10. ↑ Bhainsa, KC; D’Sousa SF (2006). "Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using the fungus Aspergillus fumigatas". Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 47 (2): 160–164. doi:10.1016/j.colsurfb.2005.11.026. PMID 16420977.
  11. ↑ ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ Agnihotri, M; Joshi S; Kumar A; Zinjarde S; Kulkarni S (2009). "Biosynthesis of gold nanoparticles by the tropical marine yeast Yarrowia lipolytica NCIM 3589". Materials Letters. 63 (15): 1231–1234. doi:10.1016/j.matlet.2009.02.042.
  12. ↑ Castro-Longoria, E; Vilchis-Nestor A,and Avales-Borja M; Avalos-Borja, M. (2011). "Biosynthesis of silver, gold, and bimetallic nanoparticles using the filamentous fungus Neurospora crassa". Colloids and Surface B:Biointerfaces. 83: 42–48. doi:10.1016/j.colsurfb.2010.10.035. PMID 21087843.
  13. ↑ Chauhan, A; Zubair S; Tufail S; Sherwani A; Sajid M; Raman S; Azam A; Owais M (2011). "Fungus-mediated biological synthesis of gold nanoparticles: potential in detection of liver cancer". International Journal of Nanomedicine. 6: 2305–2319. doi:10.2147/ijn.s23195. PMC 3205127. PMID 22072868.
  14. ↑ Li, X; Xu H; Chen Z; Chen G (2011). "Biosynthesis of nanoparticles by microorganisms and their applications". Journal of Nanomaterials. 2011: 1–16. doi:10.1155/2011/270974.
  15. ↑ Espinosa-Ortiz, EJ; Gonzalez-Gil G; Saikaly PE; van Hullebusch ED; Lens PNL (2014). "Effects of selenium oxyanions on the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium". Appl Microbiol Biotechnol. 99 (5): 2405–2418. doi:10.1007/s00253-014-6127-3.
  16. ↑ Mukherjee, P; Senapati S; Mandal D; Ahmad A; Khan M; Kumar R; Sastry M (2002). "Extracellular synthesis of gold nanoparticles by the fungus Fusarium oxysporum". ChemBioChem. 3 (5): 461–463. doi:10.1002/1439-7633(20020503)3:5<461::AID-CBIC461>3.0.CO;2-X. PMID 12007181.
  17. ↑ Gericke, M; Pinches A (2006). "Biological synthesis of metal nanoparticles". Hydrometallurgy. 83 (1–4): 132–140. doi:10.1016/j.hydromet.2006.03.019.
  18. ↑ Ahmad, A; Mukherjee P; Mandal D; Senapati S; Khan M; Kumar R; Sastry M (2002). "Enzyme mediated extracellular synthesis of CdS nanoparticles by the fungus, Fusarium oxysporum". Journal of the American Chemical Society. 124 (41): 12108–12109. doi:10.1021/ja027296o.
  19. ↑ Gericke, M; Pinches A (2006). "Biological synthesis of metal nanoparticles". Hydrometallurgy. 83 (1–4): 132–140. doi:10.1016/j.hydromet.2006.03.019.
  20. ↑ Gericke, M; Pinches A (2006). "Biological synthesis of metal nanoparticles". Hydrometallurgy. 83 (1–4): 132–140. doi:10.1016/j.hydromet.2006.03.019.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=سنتز_نانوذرات_توسط_قارچ&oldid=36154093»