ترکیب Mxene و باکتریوفاژها، ابزاری علیه میکروب‌های خطرناک

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، تحقیقات هیجان‌انگیزی در مورد بررسی یک نامزد ضدباکتری جدید برای تصفیه آب انجام شده که نتایج آن در مجله Chemosphere منتشر شده است. نانوذرات کاربید تیتانیوم (Ti ۳ C ۲) MXene که بر روی باکتریوفاژ‌ها از طریق پیوند الکترواستاتیکی بارگیری شده‌اند، به‌عنوان یک راهبرد جدید برای محیط‌های باکتریایی پرخطر مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

استفاده نادرست و گسترده از آنتی‌بیوتیک‌هایی که هم برای انسان و هم برای حیوانات تجویز می‌شود، مهم‌ترین عامل فوران آنتی‌بیوتیک در منابع آبی هستند. علاوه‌بر این، آنتی‌بیوتیک‌ها عمدتاً دوستدار محیط زیست نیستند و به طور طبیعی متابولیزه یا تجزیه نمی‌شوند. این موضوع آن‌ها را قادر می‌سازد در محیط خود فعال باقی بمانند و در نتیجه تغییر منفی در جامعه میکروبی ایجاد می‌شود.

با از بین بردن باکتری‌ها در این محیط‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توانند تعداد میکروب‌های حامل ژن‌های مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک (ARG) را افزایش دهند.

خطرات و اهمیت افزایش ARG‌ها در باکتری‌ها را می‌توان از طریق کاهش کارایی درمان‌های آنتی‌بیوتیکی در برابر پاتوژن‌های مقاوم در انسان نشان داد.

ARG‌ها می‌توانند سویه‌های مقاوم موجود در پاتوژن‌های موجود در آب را از طریق انتقال ژن‌های مقاوم در برابر باکتری‌ها از طریق مکانیسم‌های انتقال ژن، افزایش دهند، و این امکان را می‌دهند که درمان این پاتوژن‌ها در هنگام ایجاد عفونت پس از انتقال دشوار شود.

این موضوع، با افزایش ARG به دلیل استفاده نادرست از آنتی‌بیوتیک‌ها در رفاه انسان و حیوانات، به یک نگرانی برای سلامت عمومی تبدیل شده است؛ بنابراین راه‌حل‌های نوآورانه نانویی برای راه‌حل‌های جدید مورد تحقیق قرار گرفته‌اند.

MXene به‌عنوان یک کاربید، نیترید یا کربنیترید فلزی دوبعدی (۲ بعدی) شناخته می‌شود که برای اولین‌بار در سال ۲۰۱۱ کشف شدند. این مواد دارای ساختار‌های گرافن مانند هستند که با لایه‌برداری فاز‌های MAX ساخته می‌شوند.

مواد جدید MXene در مقایسه با گرافن و بسیاری از مواد دوبعدی که طبیعت آبگریز دارند، سطوح آبدوست بسیار قابل دسترسی را نشان می‌دهند. علاوه بر این، آن‌ها همچنین دارای سطح ویژه قابل توجه، بخش‌های عملکردی سطح بزرگ و چگالی الکترونی بالا هستند که در نهایت این نانومواد جدید را برای زمینه‌های مختلف مانند فتوکاتالیست‌ها، ابرخازن‌ها، تصفیه و به‌عنوان عوامل ضدباکتری مفید کرده است.

اثرات ضدباکتریایی استفاده از MXene قبلاً در مقالات در برابر باکتری‌هایی مانند باسیلوس سوبتیلیس و اشریشیا کلی، ثابت شده است. مشخص شده است که تکه‌های MXene دارای اثر ضدباکتریایی بالاتری نسبت به اکسید گرافن به‌عنوان یک عامل ضدباکتریایی هستند که نشان‌دهنده کاندیداتوری بهینه آن برای کنترل آلودگی باکتریایی است.

جالب توجه است که این ترکیبات با باکتریوفاژ‌ها یا ویروس‌های باکتریایی که قادر به درمان عفونت باکتریایی هستند، که به‌عنوان فاژ درمانی شناخته می‌شود، کاندیدای موثری برای مبارزه با آلودگی باکتریایی بوده‌اند.

علاوه‌بر این، استفاده از آن‌ها در تصفیه فاضلاب، مزایای آن‌ها را برای استفاده از یک عامل ضدباکتریایی بیشتر کرده است. تحقیقات جدید منتشر شده در Chemosphere از نانوذرات MXene و باکتریوفاژ‌ها برای ارائه یک راهبرد نوآورانه استفاده کرده است که کنترل بیشتری بر آلودگی باکتریایی فراهم می‌کند.

این ترکیب پیشرفته و جدید از MXene و باکتریوفاژ می‌تواند به‌دلیل ویژگی بالای باکتریوفاژ در برابر باکتری‌های هدف، شناسایی گیرنده‌های میزبان باکتریایی و همچنین عملکرد ضدباکتریایی شناختی را امکان‌پذیر کند.

هدف از این ترکیب، هم‌افزایی دو جزء کلیدی، نانوذرات Ti ۳ C ۲ MXene و باکتریوفاژ‌ها است. هر دو این اثرات ضدباکتریایی حیاتی در یک گام ساده از طریق این ترکیب ابتکاری علیه باکتری‌ها استفاده شد. این روش می‌تواند به کاهش عوارض جانبی درمان‌های آنتی‌باکتریال معمولی کمک کند.