Nanopartiküllerin Biyosentezi Nedir?
Nanopartiküller, nanoteknoloji endüstrisinin genişlemesi nedeniyle 21. yüzyılın başlarında önemli bir önem kazanmış ve birçok araştırma ucuz, kullanışlı ve güvenli üretim yöntemleri bulma konusunda başlamıştır. Nanopartiküllerin biyosentezi - canlı organizmalar veya biyolojik kökenli materyaller ile nanopartiküllerin üretimi - çok fazla umut vaat eden bir yoldur. Kullanılabilecek birkaç biyosentez türü vardır - örneğin, nanoparçacıklar canlı bakteri veya mantarlar veya bitki özleri kullanılarak sentezlenebilir. Bu teknikler, nanoparçacıkların sentezlenmesi için daha geleneksel yöntemlere göre avantajlar sağlayabilir, çünkü bunlar çevre dostudur, oda sıcaklığında veya daha düşük bir sıcaklıkta gerçekleşebilir ve çok az müdahale veya enerji girişi gerektirir. İlgili organizmalar genellikle basit organik ortamlarda kolayca kültürlenir, yenilenebilir bir kaynaktır ve genellikle çalışmalarını yapmak için basitçe bırakılabilir.
Silis ve kalsiyum karbonat veya tebeşir dahil olmak üzere çeşitli organizmaların inorganik partikülleri sentezleyebileceği uzun zamandır bilinmektedir. Birçok mikroorganizma metal iyonlarını metale indirgeyebilir. Bazı bakteriler, manyetik nanoparçacıkları, hücrelerinde manyetozom olarak bilinen cisimlere dahil ederek demir bileşiklerinin indirgenmesiyle manyetik malzeme üretebilir. Bu mikrobiyal aktivitelere ilgi, nanopartiküllerin biyosentezini mümkün kılmak için tasarlanmış teknolojilerin gelişmesine yol açmıştır.
Gümüş ve altın nanoparçacıkları çok çeşitli olası uygulamalara sahip olduklarından özel ilgi konusudur ve nanopartiküllerin biyosentezi üzerine yapılan araştırmaların ana odak noktası bu metaller üzerinde olmuştur. Her ne kadar metalleri bilinen formlarında çok reaktif olmasa da, nanoparçacık formunda - çok sayıda madde gibi - çok daha reaktifdirler. Bu, büyük ölçüde yüzey alanı-hacim oranının daha yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Gümüş ve altın nanoparçacıkları, katalizörler, antibakteriyel maddeler, ilaç verme sistemleri, anti-kanser tedavileri ve çeşitli biyokimyasalların izlenmesinde kullanılabilir.
Nanopartiküllerin biyosentezinde bir dizi bakteri başarıyla kullanılmıştır. Bu, hücre içi - canlı hücrelerin içinde - ve hücre dışı - hücrelerin dışında gerçekleşebilir. Hazır bir bakteri Escherichia coli'nin bir suşunun, büyüme ortamına bir gümüş nitrat çözeltisi (AgN03) eklendiğinde hücre içi ve hücre dışı gümüş nanoparçacıkları ürettiği bulunmuştur. Siyanobakteriler de dahil olmak üzere bir dizi başka bakteri, gümüş nitrattan gümüş nanopartikülleri de üretebilir. Bakterilerin nitrat anyonunu (NO 3 - ) azot kaynağı olarak kullanıp metalik gümüş bıraktığı düşünülmektedir.
Altın nanoparçacıkları, bir AuCl 4 - anyonu içeren, kloroauratlar olarak bilinen ve suda çözünür altın klorin bileşiklerinden bakteri tarafından sentezlenmiştir. Bu amaçla başarılı bir şekilde bir dizi farklı bakteri kullanılmıştır ve bakteri hücrelerinin içinde ve dışında nanopartiküller üretilebilmektedir. Bazı durumlarda, üretilen altın nanoparçacıkların şekli ortamın pH'ı ayarlanarak kontrol edilebilir.
Mantarlar ve çiçekli bitkiler de nanoparçacıkları sentezlemek için deneysel olarak kullanılmıştır. Birkaç Aspergillus türünden ve diğer küflerden ve ayrıca en az bir yenilebilir mantar türünden yapılan preparatların hem gümüş hem de altından ekstraselüler nanopartiküller ürettiği bulunmuştur. Bir tür sardunya türü olan Aloe vera ve Pelargonium graveolen'ler de dahil olmak üzere birçok çiçekli bitkiden elde edilen özütlerin, bu metallerin uygun çözünebilir bileşikleri ile karıştırılmasında gümüş ve altın nanopartikülleri oluşturduğu gözlemlenmiştir.