محمد کریمیان

آنزیم ها کاتالیزور های بیولوژیکی هستند که در موجودات زنده واکنش های بیوشیمیایی را سرعت می‌بخشند. همچنین آنزیم ها می توانند از سلول ها استخراج شوند تا برای کاتالیز کردن طیف گسترده‌ای از فرآیند های تجاری استفاده شوند. برای مثال آن ها نقش اساسی در تولید مواد شیرین کننده و اصلاح فرم جدید آنتی بیوتیک ها، محصولات پاک کننده‌ی مختلف، کاربرد های بالینی، پزشکی قانونی و زیست محیطی دارند. آنزیم ها به عنوان کاتالیزور در غلظت های بسیار کم مورد نیاز هستند و بدون اینکه خودشان در طی واکنش مصرف شوند، واکنش را سرعت می‌بخشند (Robinson, 2015). آمیلاز ها یکی از آنزیم های اصلی مورد استفاده در صنعت هستند. این آنزیم ها، مولکول های نشاسته را به پلیمر های متشکل از واحد های گلوکز تجزیه می‌کنند. آلفا آمیلاز از مهم‌ترین آنزیم های تجزیه کننده‌ی نشاسته است. تعداد زیادی از آلفا آمیلاز میکروبی در بخش های مختلف صنعتی مانند صنایع غذایی، کاغذ سازی و مواد شوینده کاربرد دارند. آلفا آمیلاز ها را می‌توان از منابع مختلفی مانند گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها به دست آورد (de Souza & de Oliveira Magalhães, 2010). یک سیستم دارورسانی مخاط چسبی می‌تواند اثر بخشی دارو را با حفظ غلظت دارو و اجازه دادن به هدف گیری و مکان یابی دارو در یک مکان خاص بهبود بخشد. هیدروژل های مبتنی بر آکریلیک به دلیل انعطاف پذیری و چسبندگی زیستی عالی به طور گسترده به عنوان یک سیستم چسبنده استفاده می‌شود(Nho, Park, & Lim, 2014). اسید آکریلیک (CAS 79-10-7) یک مولکول آلی و از ساده ترین اسیدهای غیر اشباع است. در دمای اتاق، آکریلیک اسید یک مایع است و دارای رایحه اسیدی و ترش است. به صورت مایع و بخار خورنده است. اسید آکریلیک عمدتاً در تشکیل پلیمرها استفاده می شود. کاربردهای آن شامل پلاستیک، پوشش، چسب، الاستومر، رنگ و پولیش است. علاوه بر این، اسید آکریلیک در تولید محصولات بهداشتی پزشکی، شوینده‌ها و مواد شیمیایی تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. سمیت کم اسید آکریلیک به دلیل ماهیت خورنده آن است (Wexler, 2014). پلیمر‌های طبیعی، به ویژه از نوع پلی‌ساکارید، به صورت دارویی برای تحویل طیف گسترده‌ای از عوامل درمانی استفاده شده است. کیتوزان، دومین پلی‌ساکارید طبیعی فراوان بعد از سلولز است(Zairy, 2015). کیتوزان نوعی پلی‌ساکارید طبیعی است که دارای ویژگی های ساختاری مشابه گلیکوزآمینوگلیکان ها، غیر سمی آب‌دوست و زیست تخریب پذیر است. کیتوزان به طور گسترده در تکنولوژی دارویی و زیست پزشکی قابل استفاده است. کیتوزان به عنوان سیستم های دارو‌رسانی برای دارو یا پروتئین ضد سرطانی مورد استفاده قرار می‌گیرد(Hu et al., 2002). کیتوزان و مشتقات آن با خواص شیمیایی و بیولوژیکی قابل توجه در بسیاری از زمینه های پزشکی قابل استفاده است (دارای گروه های هیدروکسیل و آمین) (Guo, Liu, Hong, & Li, 2010). کیتوزان یک پلی‌ساکارید مشتق شده از کیتین است و کیتین بعد از سلولز دومین پلی‌ساکارید فراوان است. گروه آمین در ساختار کیتوزان حلالیت را در محلول های اسیدی رقیق شده فراهم می‌کند. فعالیت هموستاتیک کیتوزان می‌تواند به وجود بار های مثبت روی اسکلت کیتوزان نیز مربوط باشد. بار مثبت در ساختار کیتوزان میتواند با بخش منفی غشای سلولی تعامل داشته باشد که سبب سازماندهی و باز شدن پروتئین های اتصالی محکم شود و خاصیت نفوذ این پلی‌ساکارید را افزایش دهد. به دلیل توانایی آن در اتصال با کلسترول ها، چربی ها، پروتئین ها و یون های فلزی به عنوان عامل Chelate استفاده می‌شود(Zairy, 2015). نانوذرات پیچیده کیتوزان (CS)-پلی آکریلیک اسید که به خوبی در محلول آبی پراکنده و پایدار هستند، با پلیمریزاسیون الگوی اسید آکریلیک (AA) در محلول کیتوزان تهیه شده‌اند. خواص فیزیکوشیمیایی نانوذرات با استفاده از کروماتوگرافی، FT-IR، پراکندگی نور دینامیکی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و پتانسیل زتا مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که وزن مولکولی PAA در نانوذرات با افزایش وزن مولکولی CS افزایش می‌یابد، که نشان می‌دهد پلیمریزاسیون اسید آکریلیک در محلول کیتوزان یک پلیمریزاسیون قالب است. همچنین مشخص شد که نانوذرات آماده شده دارای بار مثبت بوده و اندازه آن را در محدوده 50 تا 400 نانومتر نشان می‌دهد. ساختار سطحی و پتانسیل زتا نانوذرات را می توان با فرآیندهای مختلف آماده سازی کنترل کرد. آزمایش آزادسازی پپتید ابریشم در شرایط آزمایشگاهی نشان داد که این نانوذرات رهاسازی مداوم SP محبوس شده را به مدت 10 روز فراهم کردند و رفتار رهاسازی تحت تأثیر مقدار pH محیط قرار گرفت(Hu et al., 2002). باتوجه به اینکه آلفا آمیلاز در بخش های مختلف صنعت کارایی بالایی دارد و نانوذره کیتوزان/پلی آکریلیک اسید بسیار پایدار است درنتیجه از این نانوذره پیچیده در جهت تثبیت آنزیم آلفا آمیلاز برای کارایی و پایداری بیشتر در دماها و pHهای مختلف در صنعت استفاده می‌شود.