Guld nanopartiklar, små guldbitar så små att de inte kan ses med blotta ögat, används inom elektronik, hälsovårdsprodukter och som läkemedel för att bekämpa cancer. Trots deras positiva användningsområden, processen att tillverka nanopartiklarna kräver farliga och extremt giftiga kemikalier. Medan nanoteknikindustrin förväntas producera stora mängder nanopartiklar inom en snar framtid, forskare har varit oroliga för miljöpåverkan från den globala nanoteknologiska revolutionen.
Nu, en studie av en forskargrupp från University of Missouri, ledd av MU-forskaren Kattesh Katti, curators professor i radiologi och fysik vid School of Medicine och College of Arts and Science, senior forskare vid University of Missouri Research Reactor och chef för Cancer Nanotechnology Platform, har hittat en metod som kan ersätta nästan alla de giftiga kemikalier som krävs för att göra guldnanopartiklar. Den saknade ingrediensen finns i nästan alla köks kryddskåp – kanel.
Den vanliga metoden att skapa guldnanopartiklar använder skadliga kemikalier och syror som inte är miljösäkra och innehåller giftiga föroreningar. I MU-studien, Katti och forskarna Raghuraman Kannan, Michael J och Sharon R. Bukstein Distinguished Faculty Scholar in Cancer Research, biträdande professor i radiologi och chef för kärnanläggningen för nanopartikelproduktion; och Nripen Chanda, en forskarassistent, blandade guldsalter med kanel och rörde blandningen i vatten för att syntetisera guldnanopartiklar. Den nya processen använder ingen elektricitet och använder inga giftiga ämnen.
"Proceduren vi har utvecklat är giftfri, ", sa Kannan. "Inga kemikalier används i genereringen av guldnanopartiklar, förutom guldsalter. Det är en sann "grön" process."
"Från vårt arbete med grön nanoteknik, det är tydligt att kanel — och andra arter som örter, löv och frön — kommer att fungera som en reservoar av fytokemikalier och har förmågan att omvandla metaller till nanopartiklar, sa Katti. Därför, vår inställning till "grön" nanoteknik skapar en renässans som symboliserar Moder Naturs oumbärliga roll i all framtida nanoteknologisk utveckling."
Under studien, forskarna fann att aktiva kemikalier i kanel frigörs när nanopartiklarna skapas. När dessa kemikalier, känd som fytokemikalier, kombineras med guld nanopartiklar, de kan användas för cancerbehandling. Fytokemikalierna kan tränga in i cancerceller och hjälpa till med att förstöra eller avbilda cancerceller, sa Katti.
"Våra guldnanopartiklar är inte bara ekologiskt och biologiskt godartade, de är också biologiskt aktiva mot cancerceller, sa Katti.
När listan över applikationer för nanoteknik växer inom områden som elektronik, hälsovårdsprodukter och läkemedel, de ekologiska konsekvenserna av nanoteknik växer också. När man överväger hela processen från utveckling till frakt till lagring, Att skapa guldnanopartiklar med den nuvarande processen kan vara otroligt skadligt för miljön, sa Chanda.
"Å ena sidan, du försöker skapa en ny, användbar teknik. Dock, att fortsätta att ignorera miljöeffekterna är skadligt för framstegen, " sa Kannan.
Katti, som anses vara den gröna nanoteknikens fader, och Nobelpristagaren Norman Borlaug har delat liknande åsikter om potentialen för grön nanoteknik inom medicin, jordbruk och biovetenskap. Borlaug förutspådde ett samband mellan medicin och jordbruksvetenskap. Katti, som är redaktör för The International Journal of Green Nanotechnology, sa att när fler användningsområden för nanoteknik skapas, forskare måste utveckla sätt att etablera kopplingen mellan nanoteknik och grön vetenskap. Studien publicerades i höstas Farmaceutisk forskning .
