نانو ذرات دیاکسید سیلیکون، که بهعنوان نانو ذرات سیلیکا نیز شناخته میشوند. به دلیل زیست سازگاری عالی، سمیت کم، پایداری حرارتی، مسیر مصنوعی آسان و در دسترس بودن مواد مصنوعی در مقیاس بزرگ، برای کاربردهای بیولوژیکی امیدوارکننده هستند.
اندازه ذرات، بلورینگی، تخلخل و شکل را میتوان بهطور دقیق دستکاری کرد. و نانو ذرات سیلیکا را برای کاربردهای مختلف قادر ساخت. علاوه بر این، تغییرات سطحی متعدد موجود در نانو ذرات سیلیکا، کنترل شیمی سطوح را برای دستیابی به بارگذاری دارو، قابلیت مصرف خوب، و هدفگیری مکان خاص امکانپذیر میسازد. این ویژگیها، در صورت ترکیب و توسعه مناسب، نانو ذرات سیلیکا را به بستری برای تصویربرداری به یو پزشکی، تشخیص، تحویل درمانی، نظارت و درمانهای انعطافپذیر تبدیل میکنند.
خصوصیات شیمیایی دیاکسید سیلیکون :
ذرات نانو سیلیس با توجه به ساختارشان به دو دسته P و S تقسیم میشوند. ذرات نوع P با نانو حفرههای متعدد مشخص میشوند که دارای نرخ منافذ ۰٫۶۱ میلیلیتر بر گرم هستند و بازتابندگی فرابنفش بالاتری نسبت به نوع S دارند. دومی دارای سطح نسبتاً کوچکتری است. ترکیب شیمیایی دیاکسید سیلیکون شامل ۴۶٫۸۳% سیلیس و ۵۳٫۳۳% اکسیژن میباشد.
خصوصیات فیزیکی:
نانو ذرات دیاکسید سیلیکون به شکل پودر سفیدرنگ ظاهر میشوند. دارای چگالی 2.4 g/cm3 و جرم مولکولی 59.96 g/mol ، دارای نقطه ذوب 1600°C و نقطهجوش 2230°C میباشد.
نانو ذرات سیلیکا از طریق تراکم سیلانها برای تشکیل نانو ذرات متشکل از شبکهای آمورف سیلیسیم و اکسیژن ساخته میشوند. نانو ذرات تک پراکنده با پایداری بالا هستند. و نانو ذرات دارای توزیع ذرات باریکی هستند. چگالی نانو ذرات تقریباً ۲ گرم بر سانتیمتر مکعب است. که کمی تحت تأثیر درجه تراکم قرار میگیرد. ضریب شکست ۱٫۴۳ تعیینشده است. نانو ذرات به خوبی در حلالهای قطبی مانند آب و اتانول پخش میشوند. نانو ذرات را میتوان از طریق جفت کردن سیلانهای مختلف به سطح نانو ذرات به ذرات آبگریز تبدیل کرد.
کاربرد نانو ذرات دیاکسید سیلیکون در پزشکی
جذب و جداسازی پروتئین
نانو ذرات سیلیکا به دلیل آمادهسازی آسان، هزینه کم، سطح ویژه بالا و در دسترس بودن عملکردهای سطحی متنوع، برای جذب و جداسازی پروتئین خاص ایدهآل هستند. بهعنوانمثال، نانو ذرات سیلیکا پلیپی رول عامل دار شده با استر، توانایی اتصال کووالانسی با پروتئین آلبومین انسانی (HAS) را دارند. نانو ذرات سیلیس عامل دار شده HAS میتواند در هنگام جوجهکشی با anti-HAS لخته سازی ایجاد کند. و بنابراین سنجشهای تشخیصی و حسگرهای زیستی را میتوان بر اساس نانو ذرات سیلیکا توسعه داد.
تکنیکهای اخیر نانوذره سیلیکا را قادر میسازد. تا بهعنوان یک محیط جامد برای تثبیت پروتئین عمل کند. از سوی دیگر، نانو ذرات اکسید آهن با پوشش سیلیسی برای اتصال و جداسازی پروتئین، با بهرهگیری از خواص مغناطیسی آنها که یک رویکرد ساده و سریع برای جداسازی را فراهم میکند، استفاده شدهاند. در این مورد، هسته مغناطیسی اکسید آهن میتواند به میدان مغناطیسی خارجی پاسخ دهد و برای جداسازی سریع ذرات استفاده میشود. درحالیکه پوسته سیلیس زیست سازگاری، پایداری و بستری برای به دام افتادن پروتئین ارائه میدهد. چنین سیستم نانو ساختاری به خوبی برای تثبیت آنزیم، جداسازی زیستی، حسگرهای زیستی و سنجش ایمنی بسیار مفید است.
تشخیص و تصفیه اسید نوکلئیک
از نانو ذرات سیلیکا نیز برای تشخیص، جداسازی و خالصسازی DNA استفادهشده است. جذب DNA بر روی سطح نانو ذرات سیلیس عمدتاً تحت تأثیر سه اثر است. نیروهای دافعه الکترواستاتیک ضعیف، کمآبی و تشکیل پیوند هیدروژنی. نانو ذرات سیلیکا همچنین بهعنوان حسگرهای زیستی DNA از طریق عامل دار کردن آنها با الیگونوکلئوتیدها از طریق هیبریداسیون با پروبهای DNA یا RNA مکمل هدف برای بهدست آوردن شدت فلورسنت متغیر طراحی میشوند. دقیقاً مشابه جداسازی پروتئین، نانو ذرات مغناطیسی پوشیده شده با سیلیس نیز برای استخراج DNA از نمونههای بیولوژیکی استفاده میشود.
انتقال دارو و ژن
نانو ذرات با تخلخل متوسط (Mesoporous) و نانو ذرات عامل دار سطحی دو نوع مختلف از نانو ذرات سیلیس هستند. که بهعنوان حاملی برای داروها و انتقال ژن استفاده میشوند. منافذ موجود در نانو ذرات، محلهایی را برای نگهداری مولکولهای دارو ایجاد میکنند. و عوامل افزودنی مانند نانو ذرات طلا بهعنوان درپوش برای بستن منافذ موردنیاز هستند.
برای آزادسازی داروها، به مولکولهای خاصی نیاز است. که میتوانند کووالانسی را بشکنند و منافذ را باز کنند. نانو ذرات سیلیس عامل دار برای ترکیب شدن با ژنها نیاز به میل ترکیبی خوبی دارند. ازآنجاییکه مولکولهای DNA دارای بار منفی هستند. بنابراین نانو ذرات سیلیکا باید با بار مثبت آماده شوند. برهمکنشهای ضعیف بین نانو ذرات سیلیس عامل دار و ژنها ترجیح داده میشود که آزاد شدن ژنها را تضمین میکنند.
نانو ذرات سیلیکا نقش کمکی مهمی در تصویربرداری پزشکی دارند. و برای محصور کردن عوامل کنتراست مانند رنگهای آلی، نقاط کوانتومی، نانو ذرات طلا و اکسید آهن استفاده میشوند. نانو ذرات سیلیکا قادر به ارائه زیست سازگاری برجسته، سمیت سلولی کم، اندازه قابلکنترل با توزیع باریک و گزینههای قابلتوجهی برای عملکرد سطحی هستند.
در سامانه تموک بیزینس میتوانید این محصول را باکیفیت مناسب از تولیدکننده بدون واسطه سفارش دهید. به دلیل نوسانات قیمتی ارائه قیمت در این مقاله مقدور نیست. سامانه تموک این امکان را برای شما فراهم میکند که با روشهای مختلف ارتباطی با تولیدکننده ارتباط برقرار کنید و از آخرین قیمت نانو ذرات دیاکسید سیلیکون آگاه شوید.
کاربرد نانو ذرات دیاکسید سیلیکون در کشاورزی
اثرات مفید سیلیکون و نقش آن برای گیاهان به خوبی ثابتشده است. بااینحال، مزایای نانو ذرات سیلیکون نسبت به مواد حجیم آن حوزهای است. که کمتر موردبررسی قرارگرفته است. نانو ذرات سیلیکون دارای ویژگیهای فیزیولوژیکی متمایزی هستند. که به آنها اجازه میدهد وارد گیاهان شوند و بر فعالیتهای متابولیک گیاه تأثیر بگذارند. ماهیت مزوپور نانو ذرات سیلیکون همچنین آنها را بهعنوان نانو حامل های مناسب برای مولکولهای مختلف که ممکن است در کشاورزی کمک کند، تبدیل میکند.
مطالعات متعددی اهمیت نانو ذرات سیلیکون را در کشاورزی نشان دادهاند، اما یک مرور کلی از جنبههای مرتبط وجود نداشت. واکنش گیاهان به نانو ذرات به عوامل مختلفی ازجمله اندازه، شکل، روش کاربرد، خواص شیمیایی و خواص فیزیکی نانو ذرات بستگی دارد. مطالعات اخیر نشان داده است که Si-NPs ممکن است مستقیماً با گیاهان تعامل داشته باشد و بر مورفولوژی و فیزیولوژی آنها به طرق مختلف ازجمله افزودن رنگ ساختاری به گیاهان تأثیر بگذارد و به بهبود رشد و عملکرد گیاه کمک کند.
خواص دیاکسید سیلیکون
خواص فیزیکو شیمیایی منحصربهفرد ذرات سیلیکون در مقیاس نانو کاربردهای مفیدی در بخشهای مختلف ازجمله کاربردهای امیدوارکننده در بخش کشاورزی دارد. ویژگیهای منحصربهفرد Si-NPs به آنها اجازه میدهد. تا با آسیبهای کشاورزی که ممکن است از طریق تغییرات آب و هوایی و/یا استرس غیر زیستی رخ دهد، مقابله کنند.
استفاده از Si-NPs در کشاورزی همچنین ممکن است با کمک به توسعه گونههای بهبودیافته با بهرهوری بالا به امنیت غذایی جهانی منجر شود. نانو ذرات سیلیکون امیدوارکننده هستند و پیامدهای کشاورزی دارند. و چندین کاربرد جدید برای گیاهان در حال بررسی هستند. در بخش کشاورزی، Si-NPs بهعنوان یک سلاح در برابر سمیت فلزات سنگین، استرس UVB، تنش شوری، کمآبی استفاده میشود. علاوه بر این، کاربردهای جدید Si-NPs شامل استفاده از آنها بهعنوان کود، آفتکش و علفکش است. بنابراین، Si-NP ها پتانسیل بهبود محصولات کشاورزی را برای کشاورزی پایدار دارند.
Si-NPs بهعنوان آفتکش
در دهه حاضر، فناوری نانو در کمک به توسعه محصولات کشاورزی عاری از بیماری مداخله کرده است. در زیر چتر بزرگ فناوری نانو، نانو سیلیس، یک نوع منحصربهفرد از مواد نانو، بهعنوان یک نانو آفتکش استفاده میشود. مشاهدهشده است که Si-NP ها به دو صورت استفاده میشوند: یا Si-NP ها مستقیماً در مزرعه استفاده میشوند. و نقش آفتکشها، کشتن حشرات و لاروها را ایفا میکنند. یا از نانو ذرات سیلیکا مزو متخلخل بهعنوان نانو حامل برای آزادسازی آفتهای تجاری استفاده میشود. که باعث افزایش کارآمدی و عملکرد آنها میشود.
نشان داده شد که نانو ذرات SiO2 دارای خواص کشنده برای Callosobruchus maculatus هستند. مشاهده شد که نانو ذرات بر روی حشرات بالغ مؤثرتر از لاروها بودند و حدس زده میشد. که این ضربه میتواند به دلیل خواص کمآبی سیلیس باشد. که ممکن است منجر به اختلال در دستگاه گوارش یا بزرگ شدن سطح پوشش شود. تأثیر کشنده Si-NPs برای آفات همچنین میتواند به دلیل انسداد اسپیراکول ها و نایها یا آسیب به پوشش محافظ موم روی کوتیکول در اثر جذب و ساییدگی باشد.
برخی از اثرات مرتبط و مشابه Si-NPs بر روی حشرات مختلف در جدول پایین فهرست شده است:
| اثر | غلظت، گونه تاثیر پذیر | ترکیب، اندازه (nm) |
|---|---|---|
| حشرات و لاروها را به روشی وابسته به دوز از بین میبرد برای محافظت از غلات ذخیرهشده مفید است | 1, 1.5, 2, and 2.5 g/kg; Callosobruchus maculatus | SiO2; 20–60 |
| لاروها را به روشی وابسته به دوز می کشد باعث افزایش طول عمر و تعداد برگ در بوته بعد از 15 روز استفاده می شود | 200, 300, 400, and 500 ppm; Spodoptera littoralis | Si-NPs; (-) |
| حشرات را به روشی بسته به دوز و اندازه از بین میبرد تأثیر نانو ذرات بر دانههای گندم شدیدتر از دانههای جو بود برای محافظت از غلات ذخیرهشده مفید است | 50, 100, 200, and 300 ppm; Rhyzopertha dominica, Tribolium confusum | SiO2; 12, 20–30 |
یک نانو سیلیکا آبگریز اصلاحشده با بار سطحی (حدود 3 تا 5 نانومتر) پتانسیل لازم برای از بین بردن مجموعهای از حشرات، آفات و انگلهای خارجی حیوانی بااهمیت ازنظر دامپزشکی را دارد.
Si-NPs بهعنوان یک عامل تحویل علفکشها و کودها
به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربهفرد نانو ذرات سیلیکون، آنها بهراحتی میتوانند وارد سلولهای گیاهی شده و با تأثیر بر متابولیسم آنها از طریق فعلوانفعالات مختلف، بر رشد و نمو گیاه تأثیر بگذارند و درنتیجه پتانسیل مقابله با شرایط استرس را ایجاد کنند. در سناریوی حاضر، جایی که تمرکز برافزایش بهرهوری محصول یا ریشهکن کردن علفهای هرز است، Si-NPs ممکن است بهعنوان عاملی برای تحویل خاص هدف علفکشها و کودها عمل کنند.
شما نیز اگر تامین کننده این مواد شیمیایی هستید، می توانید با ثبت نام در سامانه تموک بیزینس و ثبت عرضه به زنجیره تامین مواد و کالا بپیوندید. همچنین اگر متقاضی تامین این محصول هستید، می توانید با ثبت تقاضا از موتور جستجوی تموک کمک بگیرید.
