تساعد قشرة الجرافين الجزيئات على تدمير البكتيريا المقاومة للأدوية في مياه الصرف الصحي المعالجة في منشآت مخصصة
[ترجمة د. موشيه نحماني]
تم تطوير النهج الجديد من قبل علماء جامعة رايس من قسم الهندسة البيئية، الذين أظهروا استخدام الكرات المجهرية المغلفة بأكسيد الجرافين في مقال نشر في المجلة العلمية بحوث المياه.
يتعامل الباحثون منذ عدة سنوات في مجال الجراثيم الخارقة المعروفة باسم تلك القادرة على البقاء في مياه الصرف الصحي الموجودة في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي بينما تنبعث منها جينات مقاومة للمضادات الحيوية خارج الخلية (ARGs) عندما تتحلل أثناء تطهير مياه الصرف الصحي. وفي الخطوة التالية، يتم إطلاق هذه الجينات في البيئة وقد تجعل البكتيريا الطبيعية مقاومة للمضادات الحيوية. ويوضح الباحث الرئيسي: "اختراعنا سيقلل من انبعاث مثل هذه الجينات إلى البيئة وبالتالي تقليل نسبة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية التي تنشأ في مياه الصرف الصحي".
وأظهر الباحثون أن مجالاتهم - التي تتكون من نواة من البزموت والأكسجين والكربون المغلفة بأكسيد الجرافين المحتوي على ذرات النيتروجين - تعطل مقاومة بكتيريا الإشريكية القولونية للعديد من الأدوية وتكسر الجينات التي تعزز هذه المقاومة في مياه الصرف الصحي الثانوية الناشئة عن المتاش. تقوم الكرات المغلفة بالجرافين بتدمير البكتيريا عن طريق إنتاج ثلاثة أضعاف كمية أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS = أنواع الأكسجين التفاعلية) مقارنة بالكرات وحدها. المجالات نفسها عبارة عن محفزات ضوئية تنتج أنواع الأكسجين النشطة عند تعرضها للضوء. وأظهرت التجارب المعملية أن الكريات تقلل من قدرة مصائد التسورون على تقليل قدرتها على تطهير المحلول. ويوضح الباحثون أن إضافة ذرات النيتروجين إلى طلاء الجرافين يزيد من قدرة الكرات على التقاط البكتيريا، مما يتيح للكرات التحفيزية وقتًا أطول لتدمير البكتيريا. وفي الخطوة التالية، تقوم الكريات المحسنة على الفور بالتقاط وتحطيم الجينات التي تسبب مقاومة البكتيريا قبل أن تتمكن من تلويث مياه الصرف الصحي.
يوضح الباحث: "يعمل الطلاء على تحسين تقارب البكتيريا مع الكرات المجهرية من خلال زيادة التفاعلات الكارهة للماء بين سطح البكتيريا والغلاف". نظرًا لأن الكريات المغلفة كبيرة بما يكفي لتصفيتها من التيار المطهر، فيمكن استخدامها مرارًا وتكرارًا. وأظهرت الاختبارات أن نشاط التحفيز الضوئي للكرات كان مستقرًا نسبيًا، مع عدم وجود انخفاض كبير في النشاط حتى بعد عشر دورات.
تعليقات 3
يعتبر الجرافين موضوع بحث كامل في أنحاء مختلفة من العالم، معظمها في مجال أشباه الموصلات وأجهزة الاستشعار النانومترية.
سارعوا بتطبيق الاختراع قبل فوات الأوان. بالنجاح!
وماذا عن المريض؟ هل تقوم بتصفية الجرافين قبل الاستخدام.