शोधकर्ताओं ने कृषि कचरे से रोगाणुरोधी कोटिंग विकसित की

डीबीटी-सीआईएबी (सेंटर ऑफ इनोवेटिव एंड एप्लाइड बायोप्रोसेसिंग), मोहाली की एक शोध टीम ने एल @ सीडीएस क्यूडी (क्वांटम डॉट्स) नामक कैडमियम सल्फाइड के लिग्निन और नैनोकणों का उपयोग करके एक नैनोकम्पोजिट विकसित किया है। इसके अलावा, टीम ने व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) पर नैनोकम्पोजिट को लेपित किया और बैक्टीरिया को नष्ट करने में इसकी प्रभावकारिता का प्रदर्शन किया।

लिग्निन एक जटिल लकड़ी का बायोपॉलिमर है जो पौधों को यांत्रिक समर्थन देता है और पानी और पोषक तत्वों के परिवहन में मदद करता है। कटाई के बाद लिग्निन को पराली के रूप में छोड़ दिया जाता है, या तो जला दिया जाता है या मवेशियों के चारे के रूप में उपयोग किया जाता है। हालांकि, यह पाया गया है कि लिग्निन रोगाणुरोधी गुणों के अलावा कार्बन, पॉलीफेनोल्स और एंटीऑक्सिडेंट में समृद्ध है। डीबीटी-सीआईएबी के वैज्ञानिक विभिन्न जैव संसाधनों से मूल्यवर्धित उत्पादों को विकसित करने के तरीकों का लगातार अध्ययन कर रहे हैं।

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वर्तमान अध्ययन बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए बायोडिग्रेडेबल नैनोमैटेरियल्स प्राप्त करने का एक प्रयास है। बायोटीम ने कैडमियम सल्फाइड के अत्यंत छोटे कणों को संश्लेषित करने के लिए हरी विधियों का उपयोग किया है - एक अकार्बनिक यौगिक- लिग्निन सामग्री के लिए मैट्रिक्स बनाते हैं।

शोधकर्ताओं ने आधार सामग्री के लिए क्राफ्ट लिग्निन का इस्तेमाल किया। QDs प्राप्त करने के लिए, उन्होंने लिग्निन में एक-चरणीय रासायनिक प्रक्रिया को जोड़ा और 24 घंटे के लिए 365 एनएम यूवी प्रकाश के तहत मिश्रण को इनक्यूबेट किया। प्रतिक्रिया से कैडमियम सल्फाइड के 5-एनएम आकार के क्यूडी निकले। यह देखा गया कि नैनोडॉट्स एक सियान (नीला) रंग के साथ चमकने लगे। इस प्रकाश-ट्रिगर फ्लोरोसेंट गतिविधि को देखते हुए, शोधकर्ताओं ने फोटोडायनामिक गतिविधि को मान्य करने के लिए और परीक्षण किए।

इसके बाद टीम ने स्पेक्ट्रोस्कोपी और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी प्रयोगों के माध्यम से क्यूडी के संरचनात्मक और रूपात्मक मानकों को मानकीकृत और मान्य किया। परीक्षण के परिणामों से पता चला कि नैनोकम्पोजिट- एल @ सीडीएस क्यूडी- परिवेशी प्रकाश से ऊर्जा फोटॉन को अवशोषित करता है और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां उत्पन्न करता है। कैडमियम सल्फाइड नैनोपार्टिकल्स प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और एक उच्च-ऊर्जा उत्तेजित अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस अवस्था में, वे परिवेशी ऑक्सीजन अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और अवशोषित ऊर्जा को उन्हें स्थानांतरित करते हैं। नैनोपार्टिकल्स अपने आराम की स्थिति में लौट आते हैं जबकि ऑक्सीजन अणु ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील आयनों जैसे पेरोक्साइड, सुपरऑक्साइड आदि में परिवर्तित हो जाते हैं, जिन्हें सामूहिक रूप से प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजाति (आरओएस) कहा जाता है। ये ROS जीवित कोशिकाओं के लिए अत्यधिक विषैले होते हैं।

शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि जब उन्होंने इस गतिविधि को देखा तो क्यूडी सूक्ष्म जीवों का पता लगाने के लिए फोटोसेंसर के रूप में कार्य कर सकते थे। टीम ने QDs के फोटोडायनामिक गुण का उपयोग किया और रोगाणुरोधी गुणवत्ता का पता लगाने के लिए परीक्षण किए। जब बैक्टीरिया जैसे रोगाणु आरओएस के संपर्क में आते हैं, तो प्रतिक्रियाशील अणु सूक्ष्म जीव की कोशिका भित्ति के साथ रासायनिक रूप से संपर्क करते हैं और इसे विकृत या नीचा दिखाते हैं, जिससे रोगज़नक़ नष्ट हो जाता है। अध्ययन की प्रमुख शोधकर्ता डॉ जयता भौमिक ने इंडिया साइंस वायर से बात करते हुए कहा, "जब हमने एल @ सीडीएस क्यूडी कंपोजिट को ई कोलाई बैक्टीरिया के संपर्क में लाया, तो हमने सूक्ष्म जीव का तेजी से विनाश देखा।"

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परिणामों से उत्साहित होकर, टीम ने नैनोकम्पोजिट को मानकीकृत किया और इसे चिकित्सा उपकरणों के लिए एक कोटिंग सामग्री के रूप में विकसित किया। शोधकर्ताओं ने कोटिंग प्रक्रिया को डिप-कोटिंग विधि में भी सरल बनाया। अंत में, क्वांटम डॉट्स को पीपीई और चिकित्सा उपकरणों जैसे मास्क, दस्ताने और चिकित्सा उपकरणों पर लेपित किया गया, और पाया गया कि यह बैक्टीरिया के विकास को रोकता है।

शोधकर्ता बताते हैं कि लिग्निन बेस बबल गम की तरह होता है, और क्यूडी इसकी सतह पर चिपक जाते हैं। लिग्निन रसायन धातु यौगिक के रोगाणुरोधी गुणों का तालमेल करते हैं। इसके अलावा, लिग्निन QDs की सतह को स्थिर करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है, जिससे वे गैर विषैले हो जाते हैं।

नैनोकणों की रोगाणुरोधी गतिविधि को 365 एनएम यूवी प्रकाश के तहत क्वांटम डॉट्स के प्रतिदीप्ति की शमन द्वारा देखा जा सकता है। जब यूवी प्रकाश नैनोकम्पोजिट पर पड़ता है, तो यह सियान-नीले रंग के साथ चमकता है। हालांकि, जब वे बैक्टीरिया के साथ बातचीत करते हैं, तो चमक गायब हो जाती है।

शोधकर्ताओं ने अपने उत्पाद के लिए पेटेंट दायर किया है। इसके अलावा, वे कोटिंग उत्पादन को बढ़ाने के लिए उद्योग भागीदारों की तलाश कर रहे हैं। शोध दल में सीआईएबी से शताब्दी पॉल, नीरज एस ठाकुर, संजम चंदना, वर्षा सागर और जयता भौमिक शामिल थे। अध्ययन के परिणाम एसीएस एप्लाइड नैनो मैटेरियल्स में प्रकाशित हुए थे। 

(इंडिया साइंस वायर)