النحاس هو معدن شديد التفاعل وهو ضروري في العالم البيولوجي في بعض وظائف الإنزيم 1،2 ، ولكن في التركيزات الأعلى يكون ساما بقوة بما في ذلك في شكل الجسيمات النانوية 3،4. أصبح القلق بشأن سمية النحاس أكثر أهمية مع استخدام CNPs والمواد النانوية الأخرى القائمة على النحاس ، بسبب زيادة مساحة السطح / الكتلة للهياكل النانوية. وبالتالي ، حتى كتلة صغيرة من النحاس ، في شكل جسيمات نانوية ، يمكن أن تسبب سمية موضعية بسبب قدرتها على اختراق الخلية وتقسيمها إلى أشكال تفاعلية. يمكن لبعض الأنواع البيولوجية أن تعقد مع أيونات المعادن وتكلبها ، بل ودمجها في الهياكل البيولوجية كما هو موضح في بلح البحر البحري 5. عند دراسة التأثيرات السامة المحتملة للمواد النانوية 4 ، تم اكتشاف أنه بمرور الوقت ، وفي ظل الظروف البيولوجية المستخدمة لزراعة الخلايا النموذجية (37 درجة مئوية و 5٪ ثاني أكسيدالكربون 2) ، يمكن تشكيل مركبات حيوية نحاسية مستقرة ببنية عالية نسبة عرض إلى ارتفاع (خطية).
من خلال عملية الإزالة ، تم تبسيط الاكتشاف الأولي لهذه المركبات الحيوية الخطية ، التي حدثت في وسائط زراعة الخلايا الكاملة ، إلى بروتوكول محدد للعناصر الأساسية اللازمة للمركبات الحيوية للتجميع الذاتي. تم اكتشاف أن التجميع الذاتي لنوعين من المركبات الحيوية الخطية للغاية ممكن مع مكونين معدنيين أوليين: 1) CNPs و 2) كبريتات النحاس ، مع المكون البيولوجي المشترك هو السيستين. على الرغم من أنه تم الإبلاغ سابقا عن الهياكل المحتوية على النحاس من نوع "القنفذ" و "الزهرة النانوية" الأكثر تعقيدا ، إلا أنها تم إنتاجها في ظل ظروف غير بيولوجية ، مثل درجات حرارة 100 درجة مئوية أو أكثر من 6-8. على حد علمنا ، لم يتم وصف تخليق الهياكل النانوية الفردية الخطية المحتوية على النحاس والتي يمكن تطويرها في الطور السائل في ظل الظروف البيولوجية من قبل.
< p class = 'jove_content'>تم الإبلاغ سابقا عن أن إحدى المواد الأولية المستخدمة لتخليق المركبات النانوية ، وهي CNPs ، شديدة السمية للخلايا
4. تم الإبلاغ مؤخرا أنه بعد تكوين المركبات النانوية ، تكون هذه الهياكل أقل سمية على أساس الكتلة من NPs
9 الابتدائية. وبالتالي ، قد يكون التوليف الموصوف هنا مشتقا من تفاعل بيولوجي وكيميائي حيوي له فائدة في تثبيت أنواع النحاس التفاعلية ، سواء بمعنى تحويل شكل NP إلى هياكل أكبر أو في إنتاج مركبات أقل سمية للخلايا.
على عكس العديد من أشكال المواد النانوية الأخرى المعروفة بأنها تتجمع أو تتكتل عند التفاعل مع الوسائط السائلة البيولوجية 10،11 ، بمجرد تكوينها ، فإن المركبات الخطية للغاية الموصوفة هنا تتجنب التجميع ، ربما بسبب إعادة توزيع الشحنة التي تم الإبلاغ عنها سابقا 9. كما هو مفصل في العمل الحالي ، فإن تجنب التجميع هذا مناسب لأغراض العمل مع الهياكل بمجرد تشكيلها لأسباب 3 على الأقل: 1) يمكن تركيز الهياكل المركبة بمجرد تشكيلها باستخدام الطرد المركزي ثم تشتيت بسهولة مرة أخرى باستخدام خلط الدوامة. 2) يمكن تقليل الهياكل المشكلة في متوسط الحجم عن طريق صوتنة لفترات زمنية مختلفة. و 3) قد توفر الهياكل الخطية المشكلة أداة إضافية لتجنب "تأثير حلقة القهوة" الموصوف مؤخرا 12 وبالتالي توفر مخدرا لإنشاء طلاءات موزعة بشكل متساو للمواد ، خاصة تلك التي تحتوي على جسيمات كروية.