طراحی نانوکامپوزیت ابرمغناطیسی برای زدودن آلاینده سرطانزا از خون

پژوهشگران چینی در دانشگاه «لانژو» می‌گویند که با پیشرفت صنایع جدید، آلودگی فلزات سنگین در انسان‌ها در حال افزایش است. آنها اکنون یک نانوکامپوزیت ابرمغناطیسی برای زدودن موثر یکی از این آلاینده‌ها – یون‌های کادمیوم- از خون طراحی کرده‌اند.

یون‌های کادمیوم به اندام‌ها صدمه می‌زنند و سرطان‌زا هستند. حذف این یون‌ها از خون و بافت‌ها ضروری است. موادی که در حال حاضر برای حذف این یون ها از خون انسان تحت مطالعه هستند، دارای همه ویژگی‌های لازم برای انجام این کار نیستند. آنها یا دارای قدرت انتخابگری خوب، یا مغناطش اشباع بالا، یا پخش‌شوندگی خوب در آب هستند، ولی هر سه خاصیت را با هم ندارند. این کامپوزیت جدید، که توسط «جون جین» و «جانتای ما» و همکارانشان ساخته شده است، تمام این خواص را با هم دارد.

گروه مذکور این نانوکامپوزیت – PAD-PEG-Fe₃O₄@PEI – را از چهار مولفه ساخته است. اولین مولفه نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی بودند که به خاطر سمیت کم، انتخاب شدند. این گروه آنها را با پلی‌اتیلن ایمین (PEI) که به یون‌های کادمیوم پیوند می‌خورد، پوشش دادند. این پوشش همچنین شانس نانوذرات را در گیرافتادن توسط گلبول‌های قرمز خون کم می‌کند و زمان گردش آنها در خون را افزایش می‌دهد.

این پژوهشگران پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) را به عنوان یک لنگر برای ۲٫۲- اسید دی استیک (فنیل آزاندیل) (PAD) با بار منفی به این کامپوزیت پیوند زدند تا برهم‌کنش‌های بین نانوذرات و پروتئین‌های پلاسما یا گولبول‌های قرمز را خنثی کند.

این نانوکامپوزیت‌ها به یون‌های کادمیوم موجود در خون پیوند می‌خورند و یک آهنربا برای جذب کمپلکس ایجاد شده جهت زدودن آن استفاده می‌شود

گروه «جون» و «ما» در تست‌های آزمایشگاهی ۸۰ درصد یون‌های کادمیوم را در غلظت یک ppm در نمونه یک ml خون با استفاده از این کامپوزیت زدودند که در مقایسه با سایر یون‌های باردار مثبت مانند Ca⁺²  و Zn⁺² انتخابگری خوبی داشت. از آن جایی که این کامپوزیت شدیداً ابرمغناطیسی است، جداکردن نهایی آنها آسان است.

تصور «جین» این است که این نانوکامپوزیت‌ها به یک سیاهرگ تزریق شده، به یون‌های کادمیومی موجود در خون پیوند می‌خورند و با چرخش خون در یک میدان مغناطیسی برای ربایش کمپلکس‌های نانوکامپوزیت – یون کادمیوم مغناطیسی زدوده می‌شوند. خون سم‌زدایی شده سپس به بدن برگردانده می‌شود.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ «Nanoscale» منتشر کرده‌اند.