Bakır, biyolojik dünyada bazı enzim fonksiyonlarında 1,2 gerekli olan, ancak daha yüksek konsantrasyonlarda nanopartikül form 3,4 dahil olmak üzere güçlü olarak toksik olan oldukça reaktif bir metaldir. Nanoyapılar için artan yüzey alanı / kütlesi nedeniyle CNP'ler ve diğer bakır bazlı nanomalzemeler kullanıldığından, bakır toksisitesi ile ilgili endişeler daha önemli hale gelmiştir. Bu nedenle, nanopartikül formundaki küçük bir bakır kütlesi bile, hücreye nüfuz etme ve reaktif formlara ayrılma kabiliyeti nedeniyle yerel toksisiteye neden olabilir. Bazı biyolojik türler, metal iyonlarıyla kompleks oluşturabilir ve şelatlayabilir ve hatta bunları deniz midyelerinde açıklandığı gibi biyolojik yapılara dahil edebilir 5. Nanomalzemelerin 4 potansiyel toksik etkilerini incelerken, zamanla ve tipik hücre kültürü için kullanılan biyolojik koşullar altında (37 ° C ve% 5 CO2), yüksek en-boy oranlı (doğrusal) bir yapıya sahip kararlı bakır biyokompozitlerin oluşturulabileceği keşfedildi.
Bir eleme süreciyle, tam hücre kültürü ortamında meydana gelen bu doğrusal biyokompozitlerin ilk keşfi, biyokompozitlerin kendi kendine bir araya gelmesi için gerekli olan temel elementlerin tanımlanmış bir protokolüne basitleştirildi. İki tip yüksek doğrusal biyokompozitin kendi kendine montajının, iki başlangıç metal bileşeni ile mümkün olduğu keşfedildi: 1) CNP'ler ve 2) bakır sülfat, ortak biyolojik bileşen sistindir. Nano ölçekli ve mikro ölçekli özelliklere sahip "kestane" ve "nanoçiçek" olarak adlandırılan daha karmaşık bakır içeren yapılar daha önce bildirilmiş olsa da, bunlar 100 ° C veya daha yüksek sıcaklıklar gibi biyolojik olmayan koşullar altında üretilmiştir 6-8. Bildiğimiz kadarıyla, biyolojik koşullar altında sıvı fazda ölçeklenebilir olan bireysel, doğrusal bakır içeren nanoyapıların sentezi daha önce tanımlanmamıştır.
Nanokompozitlerin sentezi için kullanılan başlangıç malzemelerinden birinin, yani CNP'lerin, daha önce 4. hücreler için çok toksik olduğu bildirilmişti. Son zamanlarda, nanokompozitler oluşturulduktan sonra, bu yapıların kütle başına başlangıç NP'lerinden daha az toksik olduğu bildirilmiştir 9. Bu nedenle, burada tarif edilen sentez, hem NP formunu daha büyük yapılara dönüştürmek hem de hücreler için daha az toksik kompozitler üretmek anlamında, reaktif bakır türlerinin stabilize edilmesinde faydası olan biyolojik ve biyokimyasal bir reaksiyondan türetilebilir.
Biyolojik sıvı ortam 10,11 ile etkileşime girdiğinde toplandığı veya topaklandığı bilinen diğer birçok nanomalzeme formunun aksine, bir kez oluştuğunda, burada açıklanan oldukça doğrusal kompozitler, muhtemelen daha önce bildirilen yükün yeniden dağılımı nedeniyle toplanmayı önler 9. Mevcut çalışmada detaylandırıldığı gibi, bu kümelenmeden kaçınma, en az 3 nedenden dolayı bir kez oluşturulmuş yapılarla çalışmak amacıyla uygundur: 1) bir kez oluşturulduktan sonra kompozit yapılar santrifüjleme kullanılarak konsantre edilebilir ve daha sonra girdap karıştırma kullanılarak tekrar kolayca dağıtılabilir; 2) Oluşturulan yapılar, farklı süreler boyunca sonikasyon ile ortalama boyutta azaltılabilir; ve 3) oluşturulan doğrusal yapılar, yakın zamanda tanımlanan "kahve halkası etkisinden" 12 kaçınmak için ek bir araç sağlayabilir ve böylece özellikle küresel parçacıklar içerenler olmak üzere daha eşit dağılmış malzeme kaplamaları oluşturmak için bir katkı maddesi sağlayabilir.