Koloid Gümüş Biyoaktivitesi Sürpriz Değildir

Koloid Gümüş Biyoaktivitesi Sürpriz Değildir

Enfeksiyon Hastalıkları ve Mitchell Cotter tarafından Nanoteknoloji Bir Giriş

Metal kolloitin doğası nedir?

Aynı atom numarasına (yani proton sayısına) ait atomlar çok fazla toplandığında, elektronlarını “bulutları” paylaşmaya başlarlar. Bunun nedeni, kuantum belirsizliğinin, sistemin toplam enerjisini değiştirmeden “elektronların” değişimini sağlamasıdır.

Bu şekilde az sayıda atomun yakınlığı onları çok küçük parçacıklara birleştirir. Elektronlarının bu kadar yakın bir şekilde paylaşılması, kolloidal bir parçacık adı verilen benzersiz ve dikkat çekici bir şekilde kararlı, bağlı atom halini üretir. Böylece kimyasal bağ olanakları büyük ölçüde geliştirilmiştir. Eklem elektron etkileşimi ve genişletilmiş elektron bulutu benzersiz olarak aktiftir. Bu tür kolloidal Gümüş partiküllerinin (ve diğer metallerin) büyük miktarlarında artık üretilmektedir. Bir gümüş kolloid kaynağı, sadece 9 atomu – genellikle sadece 2/3 nm büyüklüğünde – ortalama bir çok dar partikül büyüklüğü dağılımı sağlar.

Bu koloidal özellikler nasıl değerlendirilebilir?

Her bir Kolloidal parçacık benzersiz bir yüzey yükü gösterir – buna Zeta Potansiyeli denir. İyonik olmayan bir sıvıda (su) dağıldığında bu potansiyel, parçacıkların birbirlerini itmelerine neden olur. Sonuç olarak, suda sürekli olarak asılı kalırlar ve hiçbir zaman çözeltiden ayrılmazlar.

Bir metalin gerçek nanoparçacıkları sadece birkaç atomdan oluşur ve bunun sonucu olarak dökme metallerden veya metal parçacıklarının kaba topaklarından çok farklı davranırlar. Kolloidler, çok daha büyük boyuttaki (yüzlerce ila milyonlarca atom) malzemenin agregalarına kümelenmez veya topaklanmaz.Bu kadar büyük agrega kümeleri (tozları), çok daha az sayıda atomdan oluşan gerçek koloidal partiküllerin sıralanma etkilerini veya yüzey yükü davranışlarını göstermez.

Neden kolloidal parçacıklarla ilgilenmeliyiz?

Kolloidal partiküllerin kimyasal ve biyolojik davranışları, partikül boyutlarından büyük ölçüde etkilenir, biyolojik hücrelerin hem içinde hem de dışında olağandışı derecede etkilidir.

Gerçek gümüş nanoparçacıkların olağanüstü aktivitesini daha iyi anlamak için, biyolojik bir hücre ve çevresi içinde var olan devasa boyuttaki fiziksel boyutları dikkatlice düşünmek gerekir.

Bu boyutlar ailesini birbirleriyle ve bazı büyük ölçeklerle ilişkili olarak tanımlayalım.

Bir nanometre, bir milimetrenin yalnızca bir milyonda biridir. (1E-9 metre)

“Nano” terimi kesinlikle, boyutları 1 nm ile 100 nanometre (<1-100) arasında olanlar.

1 mikron = 1/1000 mm. Bir nanometre çok küçük bir uzunluktur, biyolojik malzemelere çok aşina olan Mikron boyutlarının sadece 1 / 1000’i

Tipik insan hücreleri yaklaşık 10 mikron çapındadır. Bir gram negatif bakterinin hücre duvarı tipik olarak sadece 10 nm kalınlığındadır.

Bir hücrenin, bu kadar büyük boyut aralığı olan 10.000 – bir veya daha az (<1 – 10.000 nm) aralığında olan ayrıntılarını nasıl kavrayabilirim?

Bu nano dünya hakkında düşünmeye yardımcı olarak, bir hücrenin içsel mikro dünyasının ayrıntılarını gösteren, bir milyon kez genişletilmiş bir hücrenin bir GÖRÜNTÜ’ünü düşünün.

Böyle bir modelle, tipik bir 10 mikronluk insan hücresinin çapı 10 metre gibi görünmektedir. Bu modelde bir nanometre nesnesi sadece 1 milimetre gibi görünüyor. Yukarıdaki birinci paragrafta açıklanan kolloidal gümüş parçacıkları, milimetrenin sadece 2 / 3’ü gibi görünmektedir. Hücre parçalarından bile çok daha küçük.

Bir insan hücresindeki bileşenlerin çoğunun büyüklüğü birçok nanometredir, bu nedenle bu ölçeklendirme biyolojik hücrelerdeki çok önemli boyut ilişkilerini sunmaya başlar.

Neden Gümüş?

Tarihsel olarak gümüşün anti bakteriyel olduğu bulunmuştur. Bu kısmen, yemek servisinde kullanım nedeni olabilir. Modern zamanlarda yanık enfeksiyonuna karşı kullanılmıştır. Gümüş, geçiş metallerinden biridir ve periyodik tablonun 11. sütununun üç üyesinden biridir. Gümüşün çok az tanınan çok ilginç bir fiziksel özelliği var, ancak biyoaktivitesi için oldukça önemli olabilir. İlginçtir ki, Periyodik Tablonun 11. sütununun tüm metalleri neredeyse aynı olağandışı Fermi yüzeyine sahiptir. Atomu neredeyse merkezden her yöne eşit şekilde çevreleyen. Bu 11. sütun Fermi yüzeyleri oldukça küreseldir! Periyodik tablodaki atomların çoğu değildir. Diğerleri, neredeyse reaktif yüzey oranı sağlamayan çok gözenekli, parçalı Fermi yüzeylere sahiptir. (bkz. Fermi Yüzeyleri Çizelgesi) Tüm periyodik element tablosunda, sadece birinci grup ve 11. grup bu sferoid özelliklerine sahiptir.

1. grup alkali metallere sahiptir; Lityum, Sodyum, Potasyum, Rubidyum, Sezyum ve Fransiyum. Bunlardan ilk üçü biyolojik olarak yararlı ve normal metabolik süreçlere katılıyor. 11. grupta Bakır, Gümüş ve Altın var. Gümüş, Altın veya Platinum’dan biraz “Asil” olabilir. Gümüş biraz daha düşük bir elektro negatiflik değerine sahiptir. Daha büyük Fermi yüzeyi, yüklerin yapıştırılması veya değişimi için fırsatları artırabilir. Bu, gümüşe çok iyi yanıt veren biyolojik sistemler için önemli bir araştırma sorusudur.

Geniş hücre parçası boyutları aralığı hakkında daha fazla bilgi.

Modelimizin türetildiği gerçek dünya boyutları ile karşılaştırmalar için geri dönüş; İnsan hücrelerinde bazik bir DNA sarmalının çapı sadece yaklaşık 2 nanometredir. Bu helis, kromozomlar içindeki kromatin lifinin 30 nm bobinini oluştururken etrafını sardıran “ip” olan başka bir spiral halinde sarılır. Bu bobinler, çeşitli ebattaki kromozomların her birinin karmaşık içini üretmek için birkaç kez daha sarılır. Kromozomların çapı 200 nm ila 750 nm arasında değişmektedir. Her insan hücresinde yirmi üç çift kromozom vardır, her çiftin büyüklüğü farklıdır. Biyolojik yaşam sistemleri yapısal olarak esas olarak hücrelere dayanır. Bir insandaki toplam hücre sayısına göre tüm boyutları düşünün. İnsan toplamı yaklaşık 10 E14 hücredir. Her biri tipik olarak yaklaşık 10 mikrondur. Bu nedenle nanometre ölçekli parçacıklar, tipik insan hücrelerinden ve iç bileşenlerinden çok daha küçüktür.

Enfeksiyöz ajanlar (IA) olan mikroplar insan hücrelerine çeşitli şekillerde saldırır; * onları zehirleyerek, * bir hücrenin çevre savunmasına nüfuz ederek, * ve IA’lar uyumaya ya da uyuşturucuya dirençli bir duruma geçtikten sonra hala daha zor bir halledilmiş durumda. [Mikrobiyal istilacılar hücrelerin içine girip bazı hücre sistemlerini veya besin maddelerini kendi amaçları için ele geçirdiklerinde ciddi sorunlar ortaya çıkar.] Bulaşıcı hastalıkların şu andaki tedavisi esas olarak bulaşıcı mikroplara saldırmak ve onları tahrip etmek veya hücrelere nüfuz eden kaynaklarını devre dışı bırakmak için kimyasal ilaçlara dayanmaktadır. Bununla birlikte, IA’ler aynı zamanda canlılar oldukları için, ilaç stratejileri, zaman içinde IA’da bu gibi yeni IA popülasyonlarını daha da ilerletebilecek uyarlanabilir yapısal değişiklikleri tetikleyebilir.

Bu IA değişimleri, dirençli suşların ve muhtemelen uykuda dirençli IA durumlarının yokluğunu arttırmıştır.¹ Nano partiküllerin büyük bir potansiyeli, bu tür savunmaları tetiklemeden IA’ya etki etme yeteneklerinde yatmaktadır. Enfeksiyon riskinin ve doku onarımının azalmasının faktörler olduğu geniş alan yanıkları durumunda, gümüş nanoparçacıklarla tedavi alışılmadık potansiyeller ortaya koymaktadır. 100 ml’lik 20 PPM konsantrasyonunda bulunan ultra ince sudaki gümüş nanopartiküllerin steril paketlenmiş şişeleri bu tür keşifler için henüz mevcut olmuştur.

¹ MRSA ve dirençli HIV-1 sadece birkaç örnektir

Kaynak: https://safgumuscubuk.com/forum/konu/koloid-gumus-biyoaktivitesi-surpriz-degildir/