امروزه نانوذرات نقره به دلیل خاصیت آنتی باکتریالی شان به طور گسترده ای در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار میگیرند، از این رو امکان ورود پسماندهایی از این مواد در محیط زیست وجود دارد و عدم اطلاع از اثرات نامطلوب آنها از جمله خطراتی است که می تواند محیط زیست را تحت تاثیر قرار دهد. در این تحقیق به بررسی اثرات بیوشیمیایی و ژنتیکی نانوذرات نقره بر روی گیاه گوجه فرنگی که از جمله پر مصرف ترین سبزیجات در سبد غذایی همه ی افراد در سراسر دنیاست پرداخته شده است. در این تحقیق پس از خزانه گیری، گیاهچه ها ی دوبرگی به گلدانهای حاوی محلول های غذایی هوگلند انتقال داده شدند. دوهفته پس از انتقال گیاهچه ها به محیط هوگلند ودر مرحله ی 5 برگ گسترده گیاهان به طور تصادفی به پنج گروه تقسیم شدند و هرگروه دوزهای (0,25, 50, 75, 100) میلی گرم برلیتر نانوذره نقره را در طی 20 روز دریافت کردند . آزمایش در قالب پنج تکرار انجام شد. آنالیز نتایج کاهش میزان رشد و رنگیزه های گیاه، کاهش میزان پروتئین محلول ، محتوی نیترات و قند های محلول وهمچنین افزایش میزان اسیدهای آمینه، محتوی فنلی گیاه و افزایش جذب نقره در دوزهای بالای استفاده شده را نشان داد. این فاکتور ها بیانگر ایجاد استرس اکسیداتیو ایجاد شده در گیاه به وسیله نانوذرات نقره است. همچنین کاهش شدید ثابت میتوزی وافزایش ناهنجاریهای ژنتیکی در مریستم های راس ریشه در گیاهچه های تیمار شده با نانوذرات نقره مشاهده گردید.نانوذرات نقره با ایجاد استرس اکسیداتیو در گیاه و داشتن اثرات سمیتی بر روی محتوی ذخیره ای DNA و اختلال در تقسیم سلولی نرمال باعث ایجاد گیاهان غیرطبیعی می‌گردد.
واژه های کلیدی: نانوذرات نقره، گوجه فرنگی، اثرات بیوشیمیایی، اسید های آمینه آزاد، ناهنجاری کروموزومی، ثابت میتوزی
کلیات
1-1 نانوتکنولوژِی
نانو نه یک ماده است نه یک جسم، فقط یک مقیاس است. از نگاه لغوی، کلمه نانو به معنای یک میلیاردم متر (9-10) است و در اصل از یک واژه یونانی به معنای کوتوله گرفته شده است (رحمانی و همکاران، 1388). واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توكیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد، و برای اولین بار در زمینه ی الکترونیک برای کوچک سازی وسایل و ابزار های الکترونیکی پیشنهاد شد. در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی تک تک اتم ها، مولکول ها باخواص توده ماده متفاوت است، نانوذرات درچنین مقیاس و مشخصه های منحصر به فردی موجب پیدایش دستاوردهای نوینی درعلوم پزشکی و مهندسی می شوند.
به طورخلاصه نانو تکنولوژی به معنی انجام مهندسی مواد در ابعاد اتمی – مولکولی و ساخت موادی با خواص کاملا متفاوت در ابعاد نانو است. تعریف دیگر نانوتکنولوژی ” آرایش دادن ودستکاری اتم ها برای ساخت مواد مورد نظراست”. نانومتر، (یک میلیاردم متر) به اندازه چیدن 5 الی10 اتم درکنار یکدیگر است، مکعبی باابعاد 5/2 نانومتر تقریبا 1000 اتم راشامل می شود. خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ماده تبدیل شده به ابعاد نانو نسبت به خواص آن در ابعاد ماکرویی کاملا متفاوت است. نانو در مولکولهای ماده انرژی بالایی را ایجاد می کند، به همین دلیل معجزه آسا نامیده می شود.
اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهی یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازه آن را مانند اندازهی یک تیله به کرهی زمین بدانیم(kahn J, 2006) . یا به شکی دیگر یک نانومتر اندازه رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد(kahn J, 2006) .
نانوفناوری، توانمندی تولید و ساخت مواد، ابزار و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در مقیاس نانومتری یا همان سطوح اتمی و مولکولی، و استفاده از خواصی است که در این سطوح ظاهر می شوند. یک نانومتر برابر با یک میلیاردم متر (9-^10 متر) می باشد. این اندازه 18000 بار کوچکتر از قطر یک تار موی انسان است. به طور میانگین 3 تا 6 اتم در کنار یکدیگر طولی معادل یک نانومتر را می سازند که این خود به نوع اتم بستگی دارد. به طور کلی، فناوری نانو، گسترش، تولید و استفاده از ابزار و موادی است که ابعادشان در حدود 1-100 نانومتر می باشد. فناوری نانو به سه سطح قابل تقسیم است: مواد، ابزارها و سیستم ها. موادی که در سطح نانو در این فناوری به کار می رود، را نانو مواد می گویند. ماده ی نانو ساختار، به هر ماده ای که حداقل یکی از ابعاد آن در مقیاس نانومتری (زیر 100 نانومتر) باشد اطلاق می شود. این تعریف به وضوح انواع بسیار زیادی از ساختارها، اعم از ساخته دست بشر یا طبیعت را شامل می شود. منظور از یک ماده ی نانو ساختار، جامدی است که در سراسر بدنه آن انتظام اتمی، کریستال های تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در مقیاس چند نانومتری گسترده شده باشند. در حقیقت این مواد متشکل از کریستال ها یا دانه های نانومتری هستند که هر کدام از آنها ممکن است از لحاظ ساختار اتمی، جهات کریستالوگرافی یا ترکیب شیمیایی با یکدیگر متفاوت باشند. همه مواد از جمله فلزات، نیمه هادی ها، شیشه ها، سرامیک ها و پلیمرها در ابعاد نانو می توانند وجود داشته باشند. همچنین محدوده فناوری نانو می تواند به صورت ذرات بی شکل)آمورف(، کریستالی، آلی، غیرآلی و یا به صورت منفرد، مجتمع، پودر، کلوئیدی، سوسپانسیونی یا امولسیون باشد fa.wikipedia.org.
در مجموع این فناوری شامل سه مرحله می‌باشد:
- طراحی مهندسی ساختارها در سطح اتم.
- ترکیب این ساختارها و تبدیل آنها به مواد جدید با ساختار نانو با خصوصیات ویژه.
- ترکیب اینگونه مواد و تبدیل آنها به ابزارهای سودمند. (حق پناه، م. و همکاران ۱۳۹۲)
1-2 تاریخچه ی نانو فناوری، نقره و نانوذرات نقره
شاید بتوان گفت كه اولین نانوتكنولوژیست‌ها شیشه‌گران قرون وسطایی بوده‌اند كه از قالب‌های قدیمی(Medieal forges) برای شكل‌دادن شیشه‌هایشان استفاده می‌كرده‌اند. البته این شیشه‌گران نمی‌دانستند كه چرا با اضافه‌كردن طلا به شیشه رنگ آن تغییر می‌كند. در آن زمان برای ساخت شیشه‌های كلیساهای قرون وسطایی از ذرات نانومتری طلا استفاده می‌‌شده است و با این كار شیشه‌های رنگی بسیار جذابی به دست می‌آمده است. رنگ به وجود آمده در این شیشه‌ها بر پایه این حقیقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو دارای همان خواص مواد با ابعاد میكرو نمی‌باشند. در قدیم سلاطین و پادشاهان آب و خوراک خود را در ظروف نقره نگهداری و تناول می‌کردند، دولت ها داد و ستد تجاری خود را بوسیله سکه های نقره ای انجام می‌دادند، و تصاویر و نماد خود را بر روی این سکه ها ضرب می کردند و سربازان در میادین جنگ از سکه های نقره جهت پانسمان جراحت و زخم های خود استفاده می نمودند. مصریان در عصر باستان پس از شکافتن جمجمه فراعنه وبزرگان برای خروج بیماریها و روح شیاطین، برای جایگزین کردن استخوان جدا شده از فلز نقره استفاده می‌نمودند. در علم طب از گرد نقره جهت مداوای بعضی بیماریها استفاده می شد ودر اروپا قبل از کشف پنی سیلین از ترکیبات نقره بعنوان یک آنتی بیوتیک استفاده می شده است ( Silver, 2003 ). در حدود سالهای 1884، یک متخصص زایمان آلمانی(Grede) نیترات نقره 1% را به عنوان یک محلول شستشوی چشمی برای جلوگیری ازعفونت چشم نوزادان تازه به دنیا آمده (آتشک یا سوزش چشم) تجویز و معرفی کرده است (Eisler, 1996).
1-3 نانو ذرات نقره
در میان نانوذرات فلزی، نانوذرات نقره بیشترین توجهات را به دلیل مزایای گوناگون از قبیل اجزاء حساس به نور
(Hailstone, 1995) ، کاتالیست ها (Shiraishi et al, 1999) و سطح اسپکتروسکوپی افزایش یافته
(Shirtcliffe et al, 1999 ; Bright et al, 1998) به خود جلب کرده است.
1-3-1 ویژگی های منحصر به فرد نانو ذرات نقره
- قدرت بالای میکروب کشی، قارچ کشی، باکتری کشی و ویروس کشی
- ماندگاری طولانی بدون ایجاد سازگاری و مقاومت در میکروارگانیسم ها
- فعال بودن در pH های مختلف
- مقاومت بالای حرارتی تا دمای 914 درجه سانتی گراد
- موثر بر میکروارگانیسم ها حتی در غلظت های پایین
- قابلیت امتزاج بالا با دیگر مواد
- افزایش پوشش دهی، چسبندگی و براق کنندگی موادی همچون رنگ ها و رزین ها
- افزایش استحکام مکانیکی پلیمر) nanosilverco.com )
