سنتز و مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت کراتین-سیلیکا مزوپروس با استفاده از کراتین استخراج‌شده از پر بلدرچین، ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی و زیست‌سازگاری آن

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه نانو و بیوفیزیک، پژوهشکده علوم کاربردی جهاد دانشگاهی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
چکیده

با وجود پتانسیل بالای نانوپروتئین‌ها و نانوذرات سیلیکای مزوپوروس (MSNPs)، مطالعات محدودی به ترکیب هم‌زمان این دو ترکیب زیستی و معدنی، به‌ویژه با استفاده از کراتین طبیعی استخراج‌شده از پر پرندگان پرداخته‌اند. در این پژوهش، کراتین برای اولین بار از پر بلدرچین استخراج و با استفاده از روش اولتراسونیک به نانوکراتین (nK) تبدیل شد. نانوکراتین سپس بر روی MSNPs بارگذاری گردید. طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش حضور پیوندهای پپتیدی و اسیدهای آمینه آروماتیک را در nK و نانوکامپوزیت (nK-MSNPs) تأیید کرد. طیف‌های مادون قرمز وجود گروه‌های عاملی مشخص کراتین مانند پیک آمید I، آمیدII و سیستئین (S-S) در نانوکراتین و باندهای Si-O-Si در محدوده cm⁻¹ 1100 و 800 مربوط به ساختار MSNPs در نانوکامپوزیت را تایید نمود. الگوی پراش پرتو ایکس ساختار آمورف را در nK-MSNPs نشان داد. میانگین اندازه nK و nK-MSNPs به‌ترتیب 4/245 و 4/211 نانومتر و شاخص پراکندگی آن‌ها به‌ترتیب 594/0 و 48/1 گزارش شد. پتانسیل زتای nK و nK-MSNPs به‌ترتیب 6/9- و 9/16- میلی‌ولت اندازه‌گیری گردید که نشان‌دهنده پایداری الکترواستاتیکی کامپوزیت بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی کاهش تجمع در nK-MSNPs را نسبت به nK تأیید کرد. نانوکامپوزیت در بازه‌ی ۹۰ روزه از نظر شیمیایی پایدار باقی ماند. نتایج آزمون سمیت سلولی (MTT) بر روی سلول‌های فیبروبلاست انسانی (hFF) نشان داد که nK-MSNPs حتی در غلظت‌های نسبتاً بالا فاقد اثر منفی معنادار بر بقاء سلولی است. بررسی فعالیت ضدباکتریایی نشان داد nK-MSNPs در باکتری‌های S. aureus وE. coli به‌ترتیب نواحی بازدارندگی 5/0±8/22  و 4/0±2/20 میلی‌متر ایجاد می‌کند که از نظر آماری معنادار (P<0.05) و قابل مقایسه با آنتی‌بیوتیک مرجع بود. بنابراین nK-MSNPs با ساختار متخلخل، پایداری طولانی‌مدت، زیست‌سازگاری و فعالیت ضدمیکروبی، به عنوان گزینه‌ای مناسب در مصارف زیست‌پزشکی می‌تواند باشد.