นาโนซิลเวอร์ – บทนำทั่วไปสำหรับการประยุกต์ใช้ที่มีประโยชน์มากมายในชีวิต

นาโนซิลเวอร์และการประยุกต์ใช้ในชีวิต
คุณสมบัติที่เลียนแบบไม่ได้ของ นาโนซิลเวอร์ ทำให้มีความน่าสนใจสำหรับอุปกรณ์เชิงพาณิชย์และวิทยาศาสตร์ เช่น สารต้านจุลชีพ สารฆ่าเชื้อ วัสดุไบโอเซนเซอร์ เส้นใยคอมโพสิต วัสดุตัวนำยิ่งยวดแช่แข็ง ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์
มีการใช้เทคนิคทางกายภาพและเคมีต่างๆ เพื่อสังเคราะห์และทำให้ นาโนซิลเวอร์ เสถียร [1, 2] มีการใช้เทคนิคทางเคมีที่ได้รับการยอมรับอย่างสูงเพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงิน รวมถึงการลดด้วยสารเคมี การใช้สารลดอนินทรีย์และสารอินทรีย์ต่างๆ การลดด้วยสารเคมีและกายภาพ วิศวกรรมไฟฟ้าเคมีและอิเล็กโทรไลต์
เมื่อไม่นานนี้ การสังเคราะห์อนุภาคนาโนเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ชั้นนำที่น่าสนใจและได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สำหรับการขุดอนุภาคนาโนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (เคมีสีเขียว)
เทคนิคเคมีสีเขียวรวมถึงโพลีออกโซเมทาเลตวาเลนซ์ผสม ทอลเลนส์ โพลีแซ็กคาไรด์ การฉายรังสี และวิธีทางชีวภาพมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่เกี่ยวข้อง ความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม
คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของ นาโนซิลเวอร์ มีความเกี่ยวข้องทางการแพทย์สำหรับการวิจัยทางคลินิกและการประยุกต์ใช้และมีความจำเป็นต่อมนุษย์ในชีวิตประจำวัน [3] อนุภาคนาโนเงินเข้ามาแทนที่สารต้านจุลชีพที่อ่อนแอซึ่งเกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้อในน้ำ สิ่งทอ บรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์และอาหาร และอื่นๆ
อนุภาคนาโนเงินยังอาจมีส่วนร่วมในการทำให้สารยึดเกาะเหล่านี้เป็นกลาง จึงป้องกันการก่อตัวของไบโอฟิล์มได้ [4] การฉายรังสีและวิธีการทางชีวภาพมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม
คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของอนุภาคนาโนเงินมีความเกี่ยวข้องทางการแพทย์สำหรับการวิจัยทางคลินิกและการประยุกต์ใช้และมีความจำเป็นต่อมนุษย์ในชีวิตประจำวัน [3] อนุภาคนาโนเงินเข้ามาแทนที่สารต้านจุลชีพที่อ่อนแอซึ่งเกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้อในน้ำ สิ่งทอ บรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์และอาหาร และอื่นๆ
อนุภาคนาโนเงินยังอาจมีส่วนร่วมในการทำให้สารยึดเกาะเหล่านี้เป็นกลาง จึงป้องกันการก่อตัวของไบโอฟิล์มได้ [4] การฉายรังสีและวิธีการทางชีวภาพมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของอนุภาคนาโนเงินมีความเกี่ยวข้องทางการแพทย์สำหรับการวิจัยทางคลินิกและการประยุกต์ใช้และมีความจำเป็นต่อมนุษย์ในชีวิตประจำวัน [3] อนุภาคนาโนเงินเข้ามาแทนที่สารต้านจุลชีพที่อ่อนแอซึ่งเกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้อในน้ำ สิ่งทอ บรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์และอาหาร และอื่นๆ
อนุภาคเหล่านี้อาจมีส่วนร่วมในการทำให้สารยึดเกาะเหล่านี้เป็นกลาง จึงป้องกันการก่อตัวของไบโอฟิล์มได้ [4]
ปัจจุบัน เคมีนาโนได้กลายเป็นแนวทางการพัฒนาของนาโนวิทยาศาสตร์ [5] อนุภาคโลหะขนาดนาโนเมตรแสดงการเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพเฉพาะตัว และแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญกับอนุภาคขนาดมหภาคโดยพิจารณาจากอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรที่สูงของอนุภาคเหล่านี้
อนุภาคนาโนเหล่านี้แสดงคุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่าง เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาและการรับรู้ต่อออปติก กิจกรรมต้านจุลชีพ และการจัดเก็บข้อมูล [6-9]
ตัวอย่างเช่น กิจกรรมต้านจุลชีพของอนุภาคนาโนโลหะมีความหลากหลาย รวมถึงคอลลอยด์เงินซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับขนาดของอนุภาค นั่นคือ ยิ่งนิวเคลียสของเงินมีขนาดเล็กลงเท่าใด ก็ยิ่งมีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์มากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ ฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาของอนุภาคนาโนเหล่านี้ยังขึ้นอยู่กับขนาด โครงสร้าง รูปร่าง การกระจายขนาด และสภาพแวดล้อมทางกายภาพและเคมีอีกด้วย
เพื่อแก้ไขการกระจายขนาดที่ไม่สม่ำเสมอ จะต้องจัดการลักษณะ ขนาด และการกระจายขนาดโดยเฉพาะโดยใช้กลยุทธ์การสังเคราะห์ ตัวรีดักชัน และตัวทำให้คงตัวต่างๆ [10-12] คุณสมบัติทางแสงของอนุภาคนาโนที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบนั้นขึ้นอยู่กับการสั่นพ้องพลาสมอนบนพื้นผิวเป็นหลัก โดยที่พลาสมอนเป็นการสั่นพ้องร่วมกันของอิเล็กตรอนอิสระภายในอนุภาคนาโนที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบ
เป็นที่ทราบกันดีว่าจุดสูงสุดของการสั่นพ้องพลาสมอนและความกว้างของเส้นมีความอ่อนไหวต่อขนาดและรูปร่างของอนุภาคนาโน รูปร่างของโลหะ และสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น คลัสเตอร์นาโนที่ประกอบด้วยอะตอมเงิน 2-8 อะตอมอาจเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการจัดเก็บความรู้เกี่ยวกับแสง นอกจากนี้ การปล่อยฟลูออเรสเซนต์ระหว่างคลัสเตอร์สามารถใช้ประโยชน์ได้ที่ฉลากชีวภาพและหน้าจอเรืองแสงไฟฟ้า [13-14]
เมื่อไม่นานมานี้ นาโนซิลเวอร์ กลายเป็นที่สนใจสำหรับการใช้งานในการรักษามะเร็ง เช่น ตัวแทนเนื้องอกที่แพร่กระจาย ในการวินิจฉัยและการตรวจสอบ ดังนั้น การทบทวนนี้จึงสำรวจกลไกการออกฤทธิ์ของเนื้องอกที่แพร่กระจาย การรักษาและข้อจำกัดของอนุภาคนาโนในการรักษามะเร็ง
อนุภาคนาโนเงินยังมีประสิทธิภาพต่อแบคทีเรียแกรมลบและแกรมบวกที่มีสเปกตรัมกว้างบางชนิด รวมทั้งสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะบางชนิด [15] คลัสเตอร์แบคทีเรียแกรมลบ ซึ่งได้รับการยืนยันว่าอนุภาคนาโนเงินมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ได้แก่:
อนุภาคนาโนเงินยังมีประสิทธิภาพต่อแบคทีเรียแกรมลบและแกรมบวกที่มีสเปกตรัมกว้างบางชนิด รวมทั้งสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะบางชนิด [15] คลัสเตอร์แบคทีเรียแกรมลบ ซึ่งได้รับการยืนยันว่าอนุภาคนาโนเงินมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ได้แก่: อนุภาคนาโนเงินยังมีประสิทธิภาพต่อแบคทีเรียแกรมลบและแกรมบวกที่มีสเปกตรัมกว้างหลายชนิด รวมทั้งสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะบางชนิด [15] กลุ่มแบคทีเรียแกรมลบที่ได้รับการยืนยันว่าอนุภาคนาโนเงินมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อ ได้แก่ Acinetobacter [16], Escherichia [17], Pseudomonas [18] และ Salmonella [19] นอกจากนี้ ยังมีรายงานประสิทธิภาพของอนุภาคนาโนเงินต่อแบคทีเรียแกรมบวก ได้แก่ Bacillus [20], Enterococcus [21], Listeria [22], Staphylococcus [23] และ Streptococcus [24]
การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการใช้อนุภาคนาโนเงินร่วมกับยาปฏิชีวนะหลายชนิด เช่น เพนนิซิลลิน G, อะม็อกซิลลิน, อีริโทรไมซิน, คลินดาไมซิน และแวนโคไมซิน มีผลสังเคราะห์ต่อเชื้อ E. coli และ S. aureus [25] การศึกษาบางกรณียังแสดงให้เห็นด้วยว่าอนุภาคนาโนเงินสามารถเป็นอาวุธที่มีประสิทธิภาพต่อไวรัสได้เช่นกัน [26] โดยยับยั้งการแบ่งตัวของไวรัส
ได้รับการยืนยันแล้วว่าสามารถต่อต้านไวรัส HIV-1 [27] และไวรัสไข้หวัดใหญ่ [28] ประสิทธิภาพของกระบวนการที่นำไปสู่การทำลายไวรัสขึ้นอยู่กับรูปร่างและขนาดของอนุภาคนาโนอย่างใกล้ชิด [27]
อนุภาคนาโนเงินเป็นสารออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วในการฆ่าเชื้อราต่างๆ เช่น เชื้อรา Aspergillus [29], Candida [30] และ S accharomyces [15]
บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ภาพรวมของข้อดีของอนุภาคนาโนเงิน ดังนั้น จุดประสงค์ของบทวิจารณ์นี้คือการสะท้อนข้อดีของอนุภาคนาโนเงินและแนวโน้มในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ของอนุภาคนาโนสำหรับอุตสาหกรรมยา
นอกจากนี้ เรายังสำรวจการประยุกต์ใช้ของอนุภาคนาโนเงินในทุกสาขาที่เกี่ยวข้อง และด้านกลไกของอนุภาคนาโนเงินในฐานะสารต้านจุลชีพ
การประยุกต์ใช้ AgNP ในสาขาต่างๆ
นาโนเงินถูกนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารต้านจุลชีพสำหรับการถนอมอาหาร การแพทย์ การเคลือบสิ่งทอ และการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย
ผลิตภัณฑ์ที่เตรียมโดยหรือจาก AgNPs ได้รับการรับรองจากหน่วยงานที่ได้รับการรับรองหลายแห่ง รวมถึงสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา SIAA ของญี่ปุ่น สถาบันวิจัยและทดสอบเคมีอุตสาหกรรมแห่งเกาหลี และสถาบันวิจัยและทดสอบ FITI [31-36]
ในฐานะตัวแทนต่อต้านจุลินทรีย์ AgNPs ถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องใช้ในบ้าน และการบำบัดน้ำ [37-38] นอกจากนี้ ยังสร้างแรงบันดาลใจให้อุตสาหกรรมสิ่งทอใช้ AgNPs ในสิ่งทอหลายประเภท
Poonam Verma
Sanjiv Kumar Maheshwari

 

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *

Call Now Button