كاربرد نانوذرات اكسيد آهن در ميكروب شناسي و اثرات آنها بر ميكروارگانيسم ها

Applications of iron oxide nanoparticles in microbiology and the effects on microorganisms

گسترش استفاده از نانوساختارها در علوم مختلف تجاري سازي آنها را به دنبال داشته است. به طوري كه در محصولات تجاري متنوعي از خواص ضدميكروبي نانوذرات نقره استفاده شده است. در سال هاي اخير استفاده از نانوذرات اكسيد آهن در تثبيت سلول هاي ميكروبي، از ديگر زمينه هاي مورد توجه بوده است. از اين نانوذرات مي توان به منظور دارورساني هدفمند و موثرتر به محل عفونت استفاده نمود. در اين راستا اطلاع از تاثير نانوذرات اكسيد آهن بر فيزيولوژي ميكروارگانيسم ها از اهميت بالايي برخوردار است. نانوذرات اكسيد آهن در غلظت هاي اندك مي توانند به عنوان منبع تامين يون آهن مورد نياز ميكروارگانيسم ها عمل كرده و در نتيجه حذف گردد. اما غلظت هاي بالاي اين نانوذرات در سلول هاي ميكروبي مي تواند با ايجاد تنش وآسيب سلولي موجب كاهش رشد سلولي گردد. از سوي ديگر نانوذرات اكسيد آهن قادرند از طريق نيروهاي الكترواستاتيك و يا هيدروفوبيك به ديواره سلول هاي ميكروبي اتصال يافته و به عوامل چسبنده سطحي متصل گردند. اشغال فاكتورهاي چسبنده سطحي در اتصال ميكروارگانيسم ها به سلول هاي ميزبان ايجاد تداخل كرده و در نهايت منجر به كاهش بيماري زايي آنها مي شود. اتصال نانوذرات اكسيد آهن به ديواره سلولي باكتري ها در عملكرد غشا سلولي نيز اختلال ايجاد كرده و نفوذ پذيري آنرا افزايش مي دهد. اين امر موجب افزايش انتقال مواد و بهبود بازده فرآيند هاي صنعتي مي گردد

A broad application of nanostructures in various fields of science has led to their commercialization in different industries. For instance, application of the antimicrobial activity of nanosilver is one of the consequences of such these strategies. Furthermore, iron oxide nanoparticles is currently employed in microbial cell fixation. In addition, nanoparticles can be used for effective targeted drug delivery to the site of infection. In this term, study on the effect of iron oxide nanoparticles on the physiology of microorganisms is highly demanded. At low concentrations, since iron oxide nanoparticles can act as iron source of microorganisms, they may be eliminated from microbial environment. However, higher concentrations of these particles can result in cell stress and reduction in microbial cell growth. These nanoparticles attach to the microbial cell wall via electrostatic and hydrophobic forces, reducing microbial pathogenicity. The attachment of iron oxide nanoparticles to bacterial cell wall interferes in functionality of cell membrane and thereby increase membranes permeability. These phenomenon increases molecular transportation through the cell membrane and increases productivity in industrial process.