استفاده از گرافن برقی به عنوان حشره‌کش
تاریخ انتشار: ۳ خرداد ۱۳۹۶ | کد خبر: ۱۳۴۱۳۶۷۰
ایران اکونومیست - به گزارش ایران اکونومیست به نقل از پایگاه نیواطلس، فهرست بلند قابلیت‌های متنوع "گرافن" با به کارگیری این ماده برای ساخت از بین برنده میکروب حشرات توسط محققان دانشگاه رایس (Rice University) امروز کمی بلندتر شد. نوعی از ماده که گرافن تحریک شده با لیزر(Laser-induced graphene) و به اختصار "LIG" نامیده می‌شود اخیرا به عنوان ماده‌ای آنتی باکتریال کشف شد و تیم تحقیقاتی متوجه شد که با افزودن چند ولت جریان برق می‌توان این قابلیت را به طور قابل توجهی بالا برد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
گرافن (Graphene) نام یکی از آلوتروپ‌های کربن است که علی‌رغم تشابه بسیار زیاد نباید با گرافین(Graphine) اشتباه گرفته شود.
این تیم تحقیقاتی توسط پروفسور جیمز تور رهبری می‌شود که اولین "LIG" را در سال 2014 با تابش یک پرتو لیزر به یک ورقه از پولیمید (Polyimide) ساختند. تابش لیزر به این ماده موجب تبدیل آن به یک فوم گرافن پر از منفذ می‌گردد که محققان دریافتند این فوم می‌تواند برای جلوگیری از رشد میکروب‌ها در سطح آن موثر واقع شود.
پروفسور تور گفت: این شکل از گرافن در مقابل تشکیل بیوفیلم بسیار مقاوم است، که آن را برای استفاده در گلخانه‌ها، حفاری نفت و بیمارستان‌ها می‌توان به کار گرفت. همچنین می‌توان از این ماده در فعالیت‌هایی همچون لوله‌گذاری در اعماق اقیانوس به دلیل حساسیت در رسوب استفاده کرد، چرا که این ماده باعث می‌شود لوله‌ها دچار رسوب نشوند.
بیوفیلم یا زیست لایه، اجتماعی از سلول‌های میکروارگانیسمی است که به یک سطح متصل شده‌اند و توسط مواد پلیمری خارج سلولی پوشیده شده‌اند.
وی افزود: هنگامی که جریان برق به این ماده متصل شود کیفیت آنتی باکتریال آن به مراتب بالاتر می‌رود.
محققان قابلیت میکروب‌زدایی "LIG" را بدین صورت آزمایش کردند که با تاباندن لیزر به نیمی از یک صفحه پولیمید آن را به LIG تبدیل کردند، سپس صفحه را به حشراتی که مملو از باکتری و میکروب هستند، آغشته کردند و جریان برق را متصل کردند.
در ولتاژ 1.1 حشرات به سمت قطب مثبت LIG حرکت کردند، درست مثل یک حشره‌کش.
در ولتاژ 1.5 حشراتی که با LIG برخورد کردند در عرض 30 ثانیه نابود شدند.
و اما زمانی که جریان تا 2.5 ولت افزایش یافت، تنها یک ثانیه طول کشید تا حشرات تقریبا به طور کامل از بین بروند و به خاطر خاصیت ضدرسوبی LIG باکتری‌ها و حشرات کشته شده روی سطح انباشته نشدند و هیچ اثری از آنها باقی نماند.
در مرحله بعد محققان این ماده را به عنوان روشی برای تصفیه آب امتحان کردند. آنها الکترودهای LIG را در مقداری از آب فاضلاب قرار دادند. 99.9 درصد از باکتری‌ها و میکروب‌ها و حشرات موجود در فاضلاب با ولتاژ 2.5 پس از 9 ساعت از بین رفتند بدون این که اثر خاصی از آنها بر جا مانده باشد.
دانشمندان نمی‌دانند که دقیقا چه چیزی باکتری‌ها را از بین می‌برد! اما سناریویی که باعث ایجاد این روند می‌شود به نظرشان بسیار مخوف است.
ابتدا لبه‌های تیز گرافن غشای سلولی باکتری‌ها را می‌شکافد، سپس جریان برق آنها می‌کشد و هر موجود زنده دیگری را به سرعت توسط آب اکسیژنه (Hydrogen peroxide) مسموم می‌کند و این روند موجب از بین رفتن میکروب‌ها و باکتری‌ها می‌شود.
این پژوهش در مجله ACS (Applied Materials and Interfaces) منتشر شده است.
منبع: ایران اکونومیست
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۱۳۴۱۳۶۷۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
انتقال خون فارغ از گروه خونی ممکن می‌شود
پژوهشگران یک گام به حذف مشکل لزوم هماهنگی گروه خونی اهدا کننده و دریافت کننده نزدیک شده‌اند، چرا که آنزیمی را از یک باکتری معمولی در روده کشف کرده‌اند که می‌تواند عامل گروه خونی را از بین ببرد.
به گزارش ایسنا، پژوهشگران با استفاده از آنزیم‌های تولید شده توسط باکتری‌هایی که تقریباً همه انسان‌ها در روده خود دارند، آنتی‌ژن‌هایی را از گلبول‌های قرمز که گروه خون را تعیین می‌کنند، حذف کردند و به تولید خون جهانی نزدیک شدند.
کمبود جهانی ذخایر خون مورد نیاز برای انتقال خون به دلیل عواملی مانند جمعیت سالخورده، تقاضای روزافزون و کمبود اهداکنندگان وجود دارد. با این حال حتی اگر خون کافی نیز وجود داشته باشد، انتقال خون ساده نیست، چرا که خون اهدا کننده باید با دریافت کننده هماهنگ باشد.
گروه‌های خونی A، B، یا AB با حضور آنتی‌ژن‌های A و B متصل به زنجیره‌های قند(الیگوساکارید) روی سطح گلبول‌های قرمز مشخص می‌شوند. سلول‌های خونی در گروه O فاقد آنتی‌ژن هستند. هنگامی که تزریق خون انجام می‌شود، گروه‌های خون اهدا کننده و گیرنده باید مطابقت داشته باشند. در غیر این صورت، سیستم ایمنی به سلول‌های خونی جدید الورود حمله می‌کند و آنها را از بین می‌برد و باعث واکنش بالقوه کشنده می‌شود.
اکنون پژوهشگران دانشگاه فنی دانمارک(DTU) و دانشگاه لوند(Lund) سوئد، از آنزیم‌های تولید شده توسط یک باکتری معمولی روده برای حذف آنتی‌ژن‌های A و B از گلبول‌های قرمز خون استفاده کرده‌اند که آنها را یک قدم به ساخت خون جهانی نزدیک‌تر کرده است.
ماهر ابو هاشم نویسنده این مطالعه و دانشمند بخش بیوتکنولوژی و زیست پزشکی دانشگاه فنی دانمارک می‌گوید: برای اولین بار، ترکیب‌های آنزیمی جدید نه تنها آنتی‌ژن‌های A و B را حذف می‌کنند، بلکه انواع گسترش یافته‌ای را که قبلاً برای ایمنی انتقال خون مشکل‌ساز شناخته نبودند نیز حذف می‌کنند.
همانطور که گفته شد، اصطلاح «گروه خون» به ترکیبی از آنتی‌ژن‌های موجود در سطح گلبول‌های قرمز خون فرد اشاره دارد. منظور ابوهاشم از انواع گسترش یافته، آنتی‌ژن‌های گروه خونی است که از بیش از ۱۲۰ سال پیش کشف شده است.
انجمن بین‌المللی انتقال خون(ISBT)، سیستم گروه خونی را به عنوان یک سیستم ژنتیکی گسسته از یک یا چند آنتی‌ژن تعریف می‌کند. تا نوامبر ۲۰۲۳ به گفته پژوهشگران ۴۵ سیستم گروه خونی شناخته شده حاوی ۳۶۲ آنتی‌ژن گلبول قرمز وجود داشت که از نظر ژنتیکی توسط ۵۰ ژن تعیین می‌شوند.
باکتری مورد مطالعه پژوهشگران که ساکن معمولی روده سالم انسان است، آکرمانسیا موسینیفیلا(Akkermansia muciniphila) نام دارد و جزء اصلی مخاطی پوشش داخلی روده را تولید می‌کند. این باکتری از آنزیم‌ها برای تجزیه موسین‌ها و ایجاد منبع کربن، نیتروژن و انرژی استفاده می‌کند.
به گفته پژوهشگران، این باکتری به شکل اتفاقی، علاوه بر ظاهر شدن روی گلبول‌های قرمز، آنتی‌ژن‌های گروه خونی نیز در پوشش مخاطی روده وجود دارد.
ابوهاشم می‌گوید: آنچه در مورد مخاط روده خاص است این است که باکتری‌ها که قادر به زندگی بر روی این ماده هستند، اغلب دارای آنزیم‌های سفارشی برای تجزیه ساختارهای قند مخاطی هستند که شامل آنتی‌ژن‌های گروه‌های خونی است.
پژوهشگران ۲۴ آنزیم باکتریایی را روی صدها نمونه خون آزمایش کردند و دریافتند که در تبدیل خون گروه A و B به خون جهانی بسیار کارآمد هستند. ضمن اینکه عملکرد آنها در برابر آنتی‌ژن‌های B موثرتر از آنتی‌ژن‌های A بود.
ابوهاشم می‌گوید: ما به توانایی تولید خون جهانی از اهداکنندگان گروه B نزدیک هستیم، در حالی که هنوز کار برای تبدیل خون پیچیده‌تر گروه A وجود دارد. تمرکز ما اکنون این است که با جزئیات بررسی کنیم که آیا موانع دیگری وجود دارد یا خیر و چگونه می‌توانیم آنزیم‌های خود را برای رسیدن به هدف نهایی تولید خون جهانی بهبود بخشیم.
پژوهشگران می‌گویند که یافته‌های آنها پیامدهای مهمی برای آینده انتقال خون دارد.
مارتین اولسون دیگر نویسنده این مطالعه گفت: خون جهانی استفاده کارآمدتری از خون اهدایی کنونی دارد و همچنین از تزریق اشتباه خون که می‌تواند عوارض کشنده‌ای داشته باشد، جلوگیری می‌کند.
وی افزود: زمانی که ما بتوانیم یک خون جهانی ایجاد کنیم، حمل و نقل و تزریق فرآورده‌های خونی ایمن را ساده می‌کنیم و در عین حال ضایعات خون را به حداقل می‌رسانیم.
گفتنی است که پژوهشگران در مطالعه خود به فاکتور Rh اشاره‌ای نکرده اند. علاوه بر گروه خونی، خون به عنوان Rh مثبت(گلبول‌های قرمز خون حامل آنتی‌ژن Rh) یا Rh منفی(گلبول‌های قرمز فاقد آنتی‌ژن Rh) طبقه‌بندی می‌شود. به عنوان مثال ممکن است شخصی بگوید گروه خونی من «AB منفی» است.
انتقال خون Rh مثبت به یک اهدا کننده Rh منفی باعث می‌شود که بدن دریافت کننده آنتی‌بادی‌های ضد Rh تولید کند و در صورت تزریق بعدی خون ممکن است واکنشی مشابه با تزریق خون گروه A به یک فرد دارای گروه خونی B ایجاد کند و منجر به تخریب سلول‌های خون وی شود.
پژوهشگران برای ثبت اختراع در مورد این آنزیم‌های جدید و روش ابداعی خود درخواست داده‌اند. آنها انتظار دارند که در طول سه سال و نیم آینده مطالعات خود را ادامه دهند و سپس به سراغ آزمایشات کنترل شده روی بیماران بروند.
این مطالعه در مجله Nature Microbiology منتشر شده است.
انتهای پیام
گزارشگر قديمى راديو دار فانى را وداع گفت