بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش کلاله ذرت به عنوان عامل هیدروژل به همراه سنتز نانوذرات مس بر روی پارچه پنبهای بکار گرفته شده است. ابریشم ذرت دارای ترکیبات فنلی به ویژه فلاونوئیدها است. برای این منظور از محلول ابریشم ذرت تهیه شده در محیط قلیایی هیدروکسید سدیم و اوره استفاده شد. استات مس به عنوان پیش ماده مس و آسکوربیک اسید عامل کاهش دهنده سازگار با محیط زیست میباشد.
پارچه سنتز شده با ابریشم ذرت و استات مس با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی پویشی - FESEM - ، تفرق اشعه ایکس، بررسی جذب آب، خواص ضد باکتری در مقابل دو باکتری E.coli و S. aureus و خواص ضد قارچ در مقابل C. albican مورد ارزیابی قرار گرفت. بر مبنای نتایج حاصل پارچه تکمیل شده با نانو ذرات مس و هیدروژل ابریشم ذرت خاصیت ضد باکتری و ضد قارچ داشته و جذب آب آن با افزودن ابریشم ذرت بیشتر شده است.
-1 مقدمه
هیدروژلها شبکههای پلیمری سه بعدی با توانایی جذب آب یا سایر سیالات زیستی در حدود سه برابر وزن خود و دارای اتصالات عرضی هستند که در تماس با آب متورم میشوند، اما حل نمیگردند. این ترکیبات میتوانند اشکال فیزیکی مختلفی شامل ورقه، میکروذره، نانوذره، ساختار پوششی و فیلم داشته باشند . به دلیل همین تنوع ساختار، هیدروژلها به طور متداول در زمینههای گوناگون پژوهشی نظیر انتقال دارو، اسکلت مهندسی بافت، پوشک یکبار مصرف، حولههای بهداشتی، ایمپلنت، دانه-هایی برای ایجاد رطوبت خاک در مناطق خشک، لنزهای چشمی، پانسمان زخمها و بخیهها، الکترود پزشکی جداسازی مولکولهای زیستی یا سلولها و تنظیم چسبندگی زیستی مواد مورد استفاده قرار میگیرند.
گیاهان قرنها برای درمان بیماریهای مختلف استفاده شدهاند و نقش مهمی در شکلگیری چهار چوبهای اساسی داروهای مدرن بازی میکنند. اثر درمانی بسیاری از گیاهان سنتی با توجه به حضور آنتی اکسیدانهای طبیعی به ویژه ترکیبات فنلی بررسی شده است. یکی از این گیاهان ابریشم ذرت است. کلاله دسته نخهای مایل به زرد میباشد که از گل ماده ذرت ساخته شده و به وفور در دسترس است. این ماده برای مدت طولانی به عنوان یک درمانگر برای درمان بیماریهای مختلف مصرف شده است.
ابریشم ذرت غنی از ترکیبات فنلی، به خصوص فلاونوئیدها است. همچنین از پروتئینها، ویتامینها، کربوهیدراتها، کلسیم، پتاسیم، منیزیم و سدیم نمک، روغنهای فرار و استروئیدها تشکیل شده است. علاوه بر این، ابریشم ذرت حاوی گلوکز، رامنوز و سرشار از مواد معدنی از جمله سدیم - ٪ - 0,05، پتاسیم - ٪ - 15، آهن - ٪ - 0,0082، روی - ٪ - 0,016 و کلر - ٪ - 0,25 و دیگر ترکیبات شامل 9,65٪ رطوبت، 3,91 درصد خاکستر، 0,29٪ چربی خام، 17,6٪ پروتئین خام و 40٪ الیاف خام است.
از میان نانوذرات فلزی گوناگون، نانوذرات مس به دلیل خواص کاتالیزی، هدایت الکتریکی و نوری ویژه توجه زیادی را به خود جلب کرده است. از جمله روشهای متداول جهت سنتز نانوذرات مس با امکان کنترل اندازه، ساختار کریستالی و یکنواختی آنها میتوان به روش شیمیایی اشاره کرد. در این روش با استفاده از یک ماده کاهنده مناسب، از محلولی که متشکل از نمک فلز مورد نظر است، نانوذرات تولید میشوند. گزارشها نشان میدهند که نانوذرات فلزی مس دارای طیف گستردهای از فعالیت ضد میکروبی علیه گونههای مختلف میکروارگانیسمها، از جمله قارچها و باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی هستند.
در این کار تحقیقاتی با استفاده از ابریشم ذرت به عنوان عامل هیدروژل کننده و استات مس به عنوان نانو ذره ایجاد کننده خاصیت ضد باکتری بر روی پارچه پنبهای که منشاء طبیعی دارد مورد استفاده قرار گرفته است.
-2 تجربیات
پارچه پنبهای از شرکت یزد بافت خریداری شد و به وسیله مایع غیر یونی به مدت 30 دقیقه در حال جوش شست و شو داده شد. ابریشم ذرت از ذرت خریداری شده از مزارع بدست آمد. کلالههای ذرت جدا شده از ذرتها را به مدت 3 روز در مقابل نور خورشید قرار داده تا کاملا رطوبت خود را از دست داده و پس از آن با استفاده از دستگاه آسیاب به پودر تبدیل شد. در ابتدا پارچه پنبهای داخل محلول استات مس %1 به مدت 15 دقیقه در حالت جوش قرار میگیرد تا اکسید مس روی سطح پارچه قرار گیرد. پس از آن پارچه وارد محلول حاوی ابریشم ذرت %1 ، سدیم هیدروکسید %4 و اوره % 1 شده و به مدت 90 دقیقه در حالت جوش بر روی هیتر استیرر قرار گرفت. پس از آن پارچه از محلول خارج شده و وارد محلول حاوی استات مس و آسکوربیک اسید دارای pH= 4.5-5 به مدت 15 دقیقه در حالت جوش قرار داده شد تا نانو ذرات اکسید مس بیشتری روی سطح قرار گیرد و در آخر توسط آب مقطر شست و شو داده شد.
برای شناسایی مورفولوژی سطحی نانوذرات مس از میکروسکوپ الکترونی FESEM استفاده شد. ساختار کریستالی نانو ذرات سنتز شده توسط اشعه ایکس - XRD - مدل EQUINOX 3000 ساخت شرکت Inel کشور آمریکا مورد بررسی قرار گرفت. آزمون آنتی باکتریایی بر اساس روش استاندارد AATCC Test Method 100-2004 انجام شد. جهت بررسی فعالیت ضد میکروبی، دو باکتری S. aureus - گرم مثبت - ATCC25923 و E.coli - گرم منفی - ATCC25922 انتخاب شدند. در مورد قارچ نیز از کاندیدا آلبیکنس سویه ATCC10231 استفاده شد. جهت بررسی میزان جذب آب از معادله زیر استفاده شد، به نحوی که W1 و W2 به ترتیب وزن ماده خشک و وزن ماده مرطوب میباشد
-3 بحث و نتایج
برای بررسی اندازه نانوذرات و نحوه تشکیل هیدروژل ابریشم ذرت بر روی پارچه پنبه ای تست FESEM گرفته شد. در شکل -1 ب تصویر ابریشم ذرت بر روی پارچه مشاهده می شود. شکل - 1الف تشکیل نانو ذرات مس بر روی پارچه را نشان میدهد که سایز نانوذرات زمانی که تنها استات مس روی پارچه قرار داشت 45-20 نانومتر است. اما هنگامی که نانوذرات مس با ابریشم ذرت همراه شوند - شکل ج - به صورت نانوکامپوزیت تشکیل خواهد شد و سایز نانوذرات 54-24 نانومتر خواهد بود.
شکل :1 تصاویر :SEM الف - پارچه تکمیل شده با نانو ذرات مس، ب - پارچه تکمیل شده با ابریشم ذرت و ج - پارچه تکمیل شده با ابریشم ذرت و نانوذرات مس
در شکل 2 مقایسه الگوی XRD در نمونه دارای ابریشم ذرت و دارای استات مس و نمونه حاوی ابریشم ذرت و استات مس صورت گرفت. ماهیت کریستالی- آمورف ابریشم ذرت از شدت قلههای آن در طیف تفرق اشعه ایکس قابل مشاهده است. قلههای ظاهر شده در پیک های 23 و 35 درجه مربوط به ساختار سلولزی پارچه پنبهای است.
تمام پیکهای مشاهده شده در مقادیر 2θ برابر35,5 ° ، 38,8° ،51,3 ° ، 56,6° ،61,5 ° ،73,1 ° و °75,8 را میتوان به
ساختار مونوکلینیک شناخته شده CuO با ثابتهای شبکهa = 4.67 Å ، b = 3.43 Å، c = 5.12 Å، 90.0000 تست آنتی باکتریایی بر اساس روش استاندارد AATCC Test Method 100-2004 انجام شد.
از مقایسه 3 نمونه دارای - ابریشم ذرت - ، - استات مس - ، - استات مس + ابریشم ذرت - در مقابل کلنیهای باکتریهای S. aureus، E. coli و همچنین در مقابل قارچ C. albicans در شکل 3 دریافت شد که نمونههای دارای استات مس خاصیت ضدباکتری و ضدقارچ مناسبی دارد. نانوذرات مس، دارای یک قابلیت تبادل یونی هستند که میتوانند نانوذرات را به دلیل انتشار یونهای آزاد فعال کنند لایه-های نانوذرات مس مستقلا غشای بیرونی باکتری را شکسته و کشتن باکتری ها را تحت تاثیر قرار می دهند. از سوی دیگر، نانوذرات مس، به دیواره سلولی باکتریایی نفوذ میکنند دیواره سلولی باکتریایی را تخریب میکنند. این تخریب و حذف سیتوپلاسم، منجر به مرگ سلول میشود. نتایج نشان میدهد که نانوذرات مس توانایی چسبیدن به میکروارگانیسمها را دارد
