ویژگی برجسته نانوذرات فلزی نجیب، دارا بودن خواص ساختاری، الکترونی، مغناطیسی و کاتالیستی منحصر بفرد و نیز قابلیت تنظیم خواص نوری با ایجاد تغییر در اندازه، شکل، ترکیب، ساختار و ناهمواری های سطحی می باشد. به همین دلیل ساخت هدفمند نانوذرات با شکل قابل کنترل، توجه ویژه محققان امروز را برانگیخته است. با بهره جستن از خواص نوری و گرمایی نانوذرات و ترکیب آن ها با زیست مولکول های گوناگون، می توان در جهت تولید عوامل درمانی غیر تخریبی و توسعه روش های نوین تشخیصی-درمانی گام برداشت. نانوساختارهای میله ای شکل طلا با ریخت شناسی و خواص ویژه خود افق جدیدی به روی کاربردهای نوین پزشکی و پیراپزشکی گشوده اند. هرچند کاربردهای بالقوه پیشنهاد شده برای این نانوساختارهای جالب امیدبخش است؛ اما ممکن است بر اثر جذب سطحی و میان کنش با زیست مولکول ها تغییرات نامطلوبی در ساختارشان پدید آید که پیامد آن، تغییر در میزان فعالیت و عملکرد پروتئین خواهد بود. بنابراین، در کنار طراحی هر گونه سامانه نانویی، انجام مطالعات بنیادین ضروری بنظر می رسد. پژوهش حاضر، با انتخاب یک زیست مولکول الگو به بررسی صورت بندی، فعالیت و پایداری سینتیکی آن پس از میان کنش با دو نوع نانوساختار طلا با طول میله متفاوت می پردازد. طیف سنجی دورنگ نمایی دورانی، حفظ صورت بندی طبیعی پروتئین لیزوزیم و القای فشردگی ملایم در دومین آلفا و بتای آن را در حضور هر دو نانوساختار نشان می دهد. نتایج مطالعات سینتیکی حاکی از حفظ فعالیت آنزیم پس از جذب سطحی، افزایش تمایل آن نسبت به سوبسترا، و پایداری سینتیکی در دمای بالاست. مطالعات فلوئورسانس ذاتی نیز نشان داد که فرونشانی داخلی کمپلکس آنزیم و نانوساختار در حضور عامل واسرشتگی حفظ شده و پروتئین از پایداری بیشتری برخوردار گردیده است. اطلاعات به دست آمده در این پژوهش، نانومیله های طلا را یک انتخاب مناسب برای طراحی نسل جدیدی از سامانه های حمل ژن، دارو و زیست حسگرها معرفی می نماید.

نانوذرات طلا از زمان های قدیم کاربردهای زیادی در زندگی روزمره بشر داشته اند. با این حال، سال های زیادی از شناخت ویژگی ها و کاربردهای آنها نمی گذرد. این نانوساختارها به دلیل خواص نوری و الکترونی منحصربه فرد کابردهای زیادی پیدا کرده اند. ویژگی های برجسته این نانوذرات از نوسانات مجموعه الکترون های لایه هدایت فلز پس از میان کنش با پرتو الکترومغناطیس برمی خیزد، که با ایجاد تغییر در ویژگی های نانوذره، شکل، اندازه و یا محیط اطراف آن حاصل می شود. در این میان، نانوذرات میله ای بیش از سایر نانوساختارها مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. نانومیله های طلا با ویژگی های نوری منحصر به فرد و نیز حساسیت بسیار به کوچکترین تغییر در محیط اطراف، قابلیت های زیادی برای طراحی نانوبیوسنسورها دارند. در این پژوهش، با بهره جستن از خواص نوسانات پلاسمون سطحی نانومیله های طلا، امکان تشخیص توالی ویژه ژنوم هپاتیت ب بررسی شد. پس از آزمون های تعیین پایداری نانوپروب در شرایط محیطی گوناگون، قابلیت تشخیص نانوبیوسنسور در حضور توالی هدف پایش شد. نتایج نشان داد که نانوپروب طراحی شده بر اساس پاسخ نوسانات پلاسمون سطحی نانومیله-های طلا قابلیت شناسایی توالی هدف را به صورت اختصاصی در گستره نانومولار دارد. برای افزایش حساسیت نانوبیوسنسور، بر اساس ویژگی تجمعپذیری نانوپروب در حضور توالی مکمل، نمونه ها در معرض حرارت بالا قرار گرفتند. در این مرحله از آزمون ها، حضور توالی ویژه هپاتیت ب پس از تجمع نانوپروب حرارت دیده با چشم غیر مسلح قابل رویت شد. نتایج پژوهش حاضر امکان طراحی و تولید تجاری کیت های تشخیصی پرسرعت، دقیق، کارا و مقرون به صرفه را برای کاربردهای تشخیصی هنگام بروز بلایای طبیعی و مدیریت بحران کشور در آینده ای نه چندان دور نویدبخش است.

میان¬کنش نور پلاریزه با پلاسمون¬¬ سطحی نانوذرات فلزی، شاخه¬ نوینی از فناوری به نام پلاسمونیک را در دانش نانوفوتونیک پدیدآورده است. نقطه¬ قوت این فناوری، قابلیت مهندسی خواص نوری نانوذرات و استفاده از سرعت و ظرفیت فوتونیک در پردازش اطلاعات الکترونی است. به¬منظور افزایش قدرت پلاسمونیک نانوذرات فلزی و تولید ابرساختارها با قابلیت¬ فتوالکترونی مطلوب، چیدمان منظم نانوساختارها در الگوهای مناسب از اهمیت خاصی برخوردار است، که مولکول dna پتانسیل منحصر به فردی در این امر دارد. در این پژوهش، با هدف بررسی اثر شکل نانوذرات بر خواص فتوالکترونیک ساختارهای سازمان¬یافته¬ پلاسمونیک، و بهره ¬برداری از خاصیت خودآرایی رشته¬های مکمل dna، سه سیستم سازمان¬یافته¬ پلاسمونیک اسید نوکلئیکی با استفاده از¬ نانوذرات کروی، میله¬ای و هیبرید این دو طراحی شده است. سامانه¬های مورد نظر به طور کامل با روش¬های مختلف نظیر طیف¬سنجی فرابنفش مرئی، پراکنش نور پویا (dls)، دورنگ نمایی دورانی (cd)، فلورسانس، تبدیل فوریه مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد بررسی قرار گرفتند. پس از سازماندهی، نتایج طیف¬سنجی فرابنفش-مرئی برای هر سه سیستم پلاسمونیک، جابجایی شدید طول موج رزونانس نانوذرات را به سمت نواحی قرمز نشان داد. بر اساس مطالعات دورنگ نمایی دورانی، به¬دلیل برهم¬کنش بین سیگنال-ها¬ی cd ملکول dnaبا مُد¬های هیبریداسیون پلاسمونی نانوذرات سازمان¬یافته، سیگنال¬های cd در نواحی طول موج رزونانس نانوذرات پدیدار شد که شدت و مکان آن¬ها وابسته به شکل نانوذرات بوده و در هر یک از سه سیستم پلاسمونیک متفاوت بود. مقایسه¬ میزان پایداری با کمک مطالعات فلورسانس نیز نشان داد که سیستم پلاسمونیک هیبرید دو نانوذره¬ کروی و میله¬ای نسبت به دو سیستم¬ پلاسمونیک جداگانه¬ از پایداری بیشتری برخوردار است. بر اساس دستاوردهای این پژوهش¬، مولکول dna نه¬تنها عامل اصلی هدایت و کنترل فرایند سازماندهی نانوذرات پلاسمونیک است، بلکه تاثیر خواص الکترونی این مولکول به¬عنوان یک دوقطبی کایرال در تعیین قابلیت¬های فتوالکترونیک و نیز کیفیت سیستم¬های پلاسمونیک، بسیار پررنگ است.

تولید نانوذرات دوستدار محیط زیست یکی از جالب ترین زمینه های تحقیقاتی برای متخصصان نانوبیوتکنولوژی به شمار می آید. هم اکنون، روش های ساخت زیستی نانوذرات جایگزینی مناسب و آسان برای روش های متداول شیمیایی و فیزیکی پیشنهاد شده است. در میان انواع مختلف نانوساختارها، نانوذره پلاسمونیک نقره با خواص نوری، الکترونی ‏و کاتالیستی منحصربفرد توجه بسیاری از دانشمندان را معطوف خویش ساخته است. فعالیت ضد میکروبی این نانوذرات برای رویارویی با عوامل بیماریزای مقاوم در زیست شناسی و ‏پزشکی نویدبخش است. از آنجا که ویژگی ها و کاربرد نانوذرات متأثر از ماهیت فیزیکی، شیمیایی، ‏اندازه و شکل آن هاست، کوچک تر نمودن اندازه ذره از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این پژوهش، ساخت زیستی نانوذرات نقره در حضور عصاره دو گیاه گل میمونی سازویی و کتان سفید با هدف بررسی اندازه و کیفیت نانوذرات نقره در شرایط گوناگون محیطی، غلظتی، دمایی و نوری انجام شد. ویژگی نانوذرات با استفاده از روش های طیف سنجی فرابنفش- مریی، تبدیل فوریه مادون قرمز، پراش پرتوایکس، تفرق دینامیکی نور و همچنین میکروسکوپ های الکترونی عبوری و روبشی مورد بررسی کامل قرار گرفت. پایش نوسانات پلاسمون سطحی نانوذرات نقره در کنار سایر روش ها نشان داد که عصاره آبی اندام هوایی گیاه گل میمونی سازویی نسبت به کتان سفید در تولید نانوذرات کوچک تر و همگون نقره تأثیرگذارتر است. مقایسه اندام هوایی و ریشه گیاه گل میمونی سازویی نیز امکان ساخت نانوذرات کوچک تر توسط ریشه این گیاه را نشان داد. نتایج به دست آمده در این پژوهش، بر تأثیر پذیری اندازه نانوذرات ساخته شده از عصاره های مختلف گیاهان، نوع اندام مورد استفاده، شرایط محیطی، دمای بهینه واکنش احیا و غلظت مناسب هریک از عوامل گیاهی و شیمیایی و نوع ترکیبات موجود دلالت دارد.

خواص منحصر به فرد نانوذرات فلزی افقی نوین پیش روی محققان نانو زیست فناوری به تصویرکشیده است. بسیاری از کاربردهای نانوذرات در این حوزه وابسته به میان کنش آنها با زیست مولکول ها می باشد. در کنار کاربردهای گوناگونی که از سامانه های ترکیبی قابل بهره برداری است، ایجاد آشفتگی های ساختاری با پیامد تغییر در فعالیت و عملکرد زیست¬مولکول، همراه با تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی حامل چندان دور از انتظار نیست. بنابراین، برای درک عمیق تر تاثیرات متقابل نانوذرات و مولکول های زیستی بر یکدیگر و نیل به کاربرد معین، انجام یک سری پژوهش های بنیادین از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این راستا، پژوهش پیش رو با تمرکز بر سامانه ترکیبی نانوذرات پلاسمونیک نقره و پروتئین لیزوزیم به بررسی اثر زیست مولکول بر خواص نانوذرات از جمله اندازه، پتانسیل و شکل آنها و همچنین مطالعه تغییرات احتمالی در پایداری ساختاری و فعالیت آنزیم پس از میان کنش با نانوذرات پرداخته است. پایش نوسانات پلاسمون سطحی نانوذرات و داده های حاصل از پراکنش پویای نور حاکی از نقش غلظت پروتئین در شکل گیری کمپلکسی پایدار و یا تجمع غیر قابل برگشت نانوذرات می باشد. در غلظت 3 نانومولار پروتئین، تغییرات اندکی درپیک جذبی نانوذره و اندازه هیدرودینامیکی آن مشاهده شد، با افزایش غلظت پروتئین (تا غلظت¬60 نانومولار) شدت پیک جذبی در طول موج بیشینه به مقدار قابل ملاحظه ای فرونشانی نموده و پهنای آن به شدت افزایش یافت، که بیان¬گر تجمع نانوذرات در این غلظت می¬باشد. مطالعه میکروسکوپ الکترونی نگاره کاهش فاصله بین ذرات و تشکیل تجمعات نانوذرات را تاکیدکرد. نتایج طیف سنجی دو رنگ نمایی دورانی حاکی از حفظ صورت بندی پروتئین و افزایش درصد ساختارهای دوم آلفا و بتای پروتئین است. بررسی های سینتیکی بیان گر حفظ فعالیت کاتالیستی آنزیم همراه با کاهش تمایل نسبت به سوبسترا درحضور نانوذرات می باشد. طیف سنجی فلورسانس، فرونشانی تدریجی طیف نشری پروتئین بر اثر میان کنش با غلظت های مختلف نانوذرات را نشان داد.