بررسی خواص ضد باکتریایی نانو کامپوزیت سنتزی روی کرومیت-روی آلومینات (ZnCr2O4-ZnAl2O4) علیه باکتری‌های اشرشیا کلی و سودوموناس آئروژینوزا

نوع مقاله : بهداشت مواد غذایی

نویسندگان

1 گروه شیلات، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار، ایران

2 گروه شیمی دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار، ایران

چکیده

زمینۀ مطالعه: امروزه مبارزه با باکتری‌های عامل بیماری‌های غذازاد در بسته‌بندی محصولات دریایی بسیار مهم است. لذا یافتن ترکیبات جدید با خواص ضد باکتری اهمیت دارد.
هدف: در مطالعه حاضر خواص ضد باکتریایی نانو کامپوزیت سنتزی روی کرومیت-روی آلومینات (ZnCr2O4-ZnAl2O4) علیه باکتری‌های  اشرشیا کولی و سودوموناس آئروژینوزا بررسی شد.
روش‎کار: پس از سنتز نانو کامپوزیت روی کرومیت-روی آلومینات فعالیت ضد باکتری به روش انتشار دیسک و حداقل غلظت مهارکنندگی از رشد باکتری‌ها (MIC) و حداقل غلظت کشندگی باکتری‌ها (MBC) به روش رقت سازی متوالی مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج: قطر هاله عدم رشد باکتریایی نشان از حساسیت بیشتر سودوموناس آئروژینوزا (2/1±6/18 میلی­متر) نسبت به  اشرشیا کولی (4/1±7/12 میلی­متر) داشت. اختلاف معنی‌داری بین آنتی‌بیوتیک جنتامایسین و نانو کامپوزیت سنتزی علیه سودوموناس آئروژینوزا مشاهده نشد (۰۵/۰P<). کمترین میزان MIC و MBC مربوط به باکتری سودوموناس آئروژینوزا (66/1 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر) و بیشترین مقدار MIC مربوط به باکتری  اشرشیا کولی (5 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر) بود.
نتیجه­گیری نهایی: در مطالعه حاضر دلیل اثرات نانو ذرات بر روی باکتری‌های گرم منفی با وجود مقاومت دیواره‌ای را می‌توان به کوچک بودن قطر یون‌ها و در نتیجه نفوذپذیری بیشتر این نانو ذرات نسبت داد. بر اساس نتایج، نانو کامپوزیت روی کرومیت-روی آلومینات کارایی بسیار خوبی علیه باکتری‌های گرم منفی به‌خصوص باکتری مقاوم سودوموناس آئروژینوزا نشان داد و می‌تواند برای مطالعات بعدی در مواد بسته‌بندی محصولات شیلاتی به کار رود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Antibacterial Properties Study of Synthetic Nanocomposite Zinc Chromite-Zinc Aluminate (ZnCr2O4-ZnAl2O4) Against Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa

نویسندگان [English]

  • Ali Taheri 1
  • Morteza Ziaadini 2
  • Masumeh Gahramzai 1
1 Department of Fisheries, Faculty of Marine Sciences, Chabahar Maritime University, Chabahar, Iran
2 Department of Marine Chemistry, Faculty of Marine Sciences, Chabahar Maritime University, Chabahar, Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: Today, the fight against the bacteria causing foodborne diseases is of particular importance in the packaging of seafood. It is therefore vital to find new compounds with antibacterial properties.
OBJECTIVES: In the present study, antibacterial properties of synthetic nanocomposite zinc chromite-zinc aluminate (ZnCr2O4-ZnAl2O4) on E. coli and Pseudomonas aeruginosa were studied.
METHODS: After synthesis of nanocomposite, antibacterial activity of nanocomposite zinc chromite-zinc aluminate was evaluated via disk diffusion method, Minimum Inhibition Concentration (MIC), and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) using the microdilution method.
RESULTS: The results of this study revealed a higher sensitivity reaction of Pseudomonas aeruginosa (18.6±1.2 mm) compared to E. coli (12.7 ± 1.4 mm). No significant differences were observed between Gentamicin antibiotic and synthetic nanocomposite against Pseudomonas aeruginosa (P<0.05). The minimum MIC and MBC concentrations were seen in Pseudomonas aeruginosa (1.66 mg/ml) and the maximum concentration of MIC belonged to E. coli (5 mg/ml).
CONCLUSIONS: In this study, the effects of nanoparticles on these gram-negative bacteria could be attributed to the small diameter of the ions, and hence the greater penetrability of these nanoparticles despite the wall's resistance. Based on the results, zinc chromite-zinc aluminate nanocomposite showed a better performance compared with gram-negative bacteria, specifically Pseudomonas aeruginosa resistant bacteria, and could be used for further studies in fisheries product packaging.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antibacterial
  • Nanocomposite
  • Zinc Chromite-Zinc Aluminate
  • Escherichia coli
  • Pseudomonas aeruginosa

اصل مقاله

مقدمه

 

در مبحث بسته‌بندی مواد غذایی، نانو کامپوزیت‌ها با کارایی مکانیکی بالا و خواص قوی ضد باکتریایی در حال ‌توسعه سریع می‌باشند (2). امروزه تکنیک‌های افزودن نانو مواد به مواد بسته‌بندی مثل پلیمرها، کاغذها، شیشه، سرامیک و سطوح فلزی به‌خوبی شناخته‌ شده است. پس از سال 2020 حدود 25 درصد از بازار بسته‌بندی مواد غذایی در اختیار نانوتکنولوژی خواهد بود که حدود 100 میلیارد دلار برآورد می‌شود (۳۶).

از سوی دیگر پاتوژن‌هایی مانند سودوموناس آئروژینوزا و  اشرشیا کولی در فرآورده‌های گوشتی مانند گوشت آبزیان یافت می‌شود که می‌تواند عامل بیماری‌های غذازاد باشد (۲۵،۳۱). سودوموناس آئروژینوزا یک باکتری گرم منفی است که دلیل اصلی برجستگی آن به‌عنوان یک پاتوژن، مقاومت ذاتی آن به اکثر آنتی‌بیوتیک‌های معمول است. سودوموناس آئروژینوزا اغلب در برابر رژیم تک دارویی مقاوم است و بیشتر از یک ترکیب ضد باکتریایی علیه این باکتری استفاده می‌شود. با توجه به اثرات جانبی آنتی‌بیوتیک‌های مصرفی و مقاومتی که سودوموناس آئروژینوزا در برابر آن‌ها کسب نموده‌اند، استفاده از روش‌های نوین و قطعی در مبارزه با این باکتری ضروری به نظر می‌رسد (۱۱). از سوی دیگر، یکی از عوامل مهم در بیماری‌های غذازاد باکتری  اشرشیا کولی است که درمان دارویی آن سیپروفلوکساسین می‌باشد و ناراحتی‌های گوارشی و دستگاه سیستم عصبی ایجاد می‌کند (2۶،۳۹). علاوه بر موارد گفته‌ شده استفاده از آنتی‌بیوتیک‌های معمول نام‌ برده شده در صنایع غذایی مجاز نمی‌باشد و می‌بایست ترکیبات جدید ضد باکتریایی که منشأ مخمر و قارچی ندارند مورد بررسی و استفاده قرار گیرند. لذا یافتن ترکیبات ضد باکتری جدید و مؤثر علیه این پاتوژن‌های عامل بیماری‌های غذازاد از اهمیت بالایی برخوردار است.

یکی از تلاش‌های اخیر محققان برای یافتن ترکیبات ضد باکتری استفاده از فناوری نانو می‌باشد (۴۷). فناوری نانو اصطلاحاً به طراحی، بررسی خصوصیات، تولید و استفاده از ساختارها و ابزارها با کنترل شکل و اندازه در مقیاس نانومتریک اطلاق می‌شود (۹). بررسی‌ها نشان داده است که هر چه اندازه نانو ذرات کوچک‌تر باشد، خصوصیات و فعالیت‌های جدید و متفاوت‌تری از خود نشان می‌دهند. این ویژگی‌ها باعث شده که امروزه سرعت استفاده از نانو مواد بسیار سریع گسترش یابد به‌طوری‌که در تمام ابعاد زندگی مانند صنایع غذایی، سیستم‌های الکتریکی، مبارزه با میکروب‌ها، تشخیص و درمان بیماری‌ها کاربرد دارند (4،1۷،۳۶). مطالعات نانو ذرات فلزی و کامپوزیت آن‌ها با احتمال سمیت اندک در آینده‌ نزدیک به‌ شدت مورد استفاده خواهد بود و به‌عنوان جایگزینی برای آنتی‌بیوتیک‌های معمول و غلبه بر مقاومت باکتریایی به کار خواهد رفت (۱۳). نانو ذراتی چون کروم، تیتانیوم، نقره، روی و اکسید آن‌ها خاصیت باکتری کشی قوی دارند (۲۰). در چند دهه اخیر نانو مواد غیر آلی که دارای ساختار بسیار جدید، خواص بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی پیشرفته هستند با عملکردی که ناشی از اندازه نانویی آن‌هاست ساخته شده است. این مواد با ساختار و شکل نانویی خود توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، زیرا پتانسیل بالقوه آن‌ها برای رسیدن به عملکرد خاص و انتخابی بسیار زیاد است (۴۴).

به دلیل فعالیت ضد میکروبی نانو ذرات اکسید فلزی، این مواد مورد توجه متخصصین محیط‌ زیست، کشاورزی و سلامت می‌باشند که به دنبال یافتن عوامل نوین و بهتر برای کنترل و مبارزه با باکتری‌ها می‌باشند. به دلیل این‌که نانو ذرات اکسید فلزی مکانیسم‌های ضد باکتری متفاوتی دارند، نانو ذرات اکسید فلزی ترکیبی از دو یا چند فلز می‌تواند برای افزایش کارایی مبارزه با استرین‌های باکتریایی مختلف به‌خصوص سویه‌های مقاوم توسعه یابند. اکسیدهای دو فلزی مواد جدیدی حاوی دو نانو اکسید فلزی فعال (آهن، نیکل، منیزیم، روی و نقره) است که خواص منحصر به‌فردی مثل خاصیت بالای ضد باکتریایی دارند (2۶،۴۰).

مطالعات گذشته در زمینه‌ استفاده از نانو ذرات فلزی در بسته‌بندی فعال مواد غذایی نشان می‌دهد که نانو ذرات نقره، دی‌اکسید تیتانیوم، اکسید روی، اکسید منیزیم، اکسید آهن، اکسید مس، دی‌اکسید سیلیسیم، هیدروکسید کلسیم و منیزیم دارای اثرات ضد باکتری زیادی در کنترل پاتوژن‌های عامل بیماری‌های غذازاد در این بسته‌بندی‌ها هستند (5).

نانو ذرات اکسید روی ترکیبات ضد میکروبی بسیار مؤثری می‌باشند و علیه باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی و اسپور آن‌ها کارایی دارند (۳۰). مکانیسم عمل آن به‌خوبی شناخته نشده اما یک تئوری تشکیل اکسیدانت­های قوی مثل آب‌اکسیژنه می‌باشد. فرضیه دیگر ورود به دیواره سلولی باکتری می‌باشد. برخی دیگر از احتمالات نیز تولید گونه‌های فعال اکسیژن ROS در سطح نانوذره، آزاد شدن یون روی در سلول و اختلال عملکرد غشای سلولی است (۲۰). سه مکانیسم برای فعالیت ضد باکتری نانو ذرات می‌توان عنوان نمود:

1) غیرفعال کردن آنزیم سلولی و DNA، 2) تخریب نفوذپذیری غشا که منجر به لیز شدن سلول و مرگ می‌شود و 3) نفوذ به سلول باکتری و کندانس کردن DNA و واکنش با پروتئین سلولی و مرگ باکتری (۶،۷،۳۴). بار سطحی نیز مهم است. سطح باکتری بار کلی منفی دارد. جذب الکترواستاتیک بین سطح باکتری و نانو ذرات اکسید فلزی با پتانسیل زتا مثبت مثل اکسید روی می‌تواند رخ دهد. لذا باعث تخریب دیواره باکتری شده و مرگ باکتری را به همراه خواهد داشت (۴۵). همچنین نانو ذرات فلزی با پتانسیل زتا منفی نیز می‌تواند باعث مرگ باکتری شود زیرا جذب فقط به شکل الکترواستاتیک نیست و می‌تواند واندروالسی و آب‌گریز باشد. نانو ذرات اکسید فلزی می‌توانند به گروه‌های آمین، فسفات یا کربوکسیل در دیواره سلولی بچسبد و باعث مرگ باکتری شود (۳۷).

روی کرومات (با فرمول شیمیایی ZnCr2O4) یک ترکیب شیمیایی است که جرم مولی آن 403/181 گرم بر مول می‌باشد. ZnCr2O4 یکی از اسپینل‌های کروم با عملکرد سنجش رطوبت (۲۹)، رفتار فوتوکاتالیستی (۲۷) و خواص مغناطیسی (۱۵) است. در یک مطالعه ساختار پوسته هسته TiO2 / ZnCr2O4 سنتز شده در برابر  اشرشیا کولی در حضور نور UV با میزان کشتن باکتریایی 8/99 درصد، پس از 3 ساعت بسیار مؤثر بود. همچنین، در مقایسه با فوتوکاتالیست TiO2، نانو ذرات TiO2/ZnCr2O4 می‌تواند یک ماده ضد باکتریایی کارآمدتر باشد (۳۳). ترکیب روی آلومینات (ZnAl2O4) نیز دارای خصوصیات بیولوژیک شناخته شده‌ای است: پوشش‌های Zn3(PO4)2 و ZnAl2O4 خواص سیتوپلاستیک بسیار عالی را نشان داده‌اند (۳۸،۴۸). علاوه بر این، به دلیل یون‌های آزاد شده Zn، کامپوزیت‌های حاوی Zn به‌طور بالقوه خواص ضد باکتری دارند. یون‌های Zn2+ که از مواد سرامیکی بر پایه Zn آزاد می‌شوند، می‌توانند به‌طور بالقوه با نشستن روی سطوح باکتری، تعادل بار و ایجاد تغییر شکل سلول و باکتریولیز مؤثر باشند (۴۱). هرچند نانوذرات اکسیدی فلزی سمیت سلولی و انبوهش و چسبندگی دارند که کاربرد آن‌ها را با احتیاط همراه می‌کند. یافته‌های اخیر در نانوفناوری اکسیدهای فلزی شامل تولید ساختارهای نانو با حضور 2 یا چند ترکیب فلزی می‌باشد. نانو ذرات چند اکسید فلزی مثل نانو کامپوزیت‌های Znx Mg1−x O، Ta-ZnO وAg/Fe3O4  به‌عنوان عوامل ضد باکتری به دلیل اثر سینرژیستیک ترکیبات آن‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. به نظر می‌رسد که این نانو کامپوزیت‌های ترکیبی راه‌ حل مشکل نانوذره اکسید فلزی خالص مثل سمیت سلولی و انبوهش و چسبندگی باشد (۳۷).

تاکنون خواص نانوکامپوزیت ترکیبی روی کرومیت- روی آلومینات (ZnCr2O4-ZnAl2O4) علیه بیماری‌های غذازاد  اشرشیا کولی و سودوموناس آئروژینوزا مورد بررسی قرار نگرفته است. لذا در مطالعه حاضر ابتدا نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات (ZnCr2O4-ZnAl2O4) به شیوه رسوب مشترک و کلسینه سازی تولید شد و سپس به مطالعه خواص ضد باکتریایی نانو کامپوزیت سنتزی علیه باکتری‌های عامل بیماری‌های غذازاد  اشرشیا کولی و سودوموناس آئروژینوزا پرداخته شد تا مقدمه‌ای برای استفاده احتمالی آینده در بسته‌بندی ضد میکروبی محصولات شیلاتی باشد.

مواد و روش کار

سنتز کامپوزیت نانو: از روش رسوب مشترک برای تولید نانو کامپوزیت استفاده شد. 20 میلی‌مول محلول کروم نیترات و 10 میلی‌مول محلول روی نیترات به همراه 20 میلی­مول محلول آلومینیوم نیترات به 200 میلی‌لیتر آب دیونایز اضافه شد (محلول A). در ظرفی دیگر حاوی 100 میلی‌لیتر آب دیونایز و اتانول (1:1) 20 میلی‌لیتر آمونیاک اضافه و مخلوط شد (محلول B). محلول B آرام و به‌صورت قطره‌ای به محلول A اضافه و توسط همزن مغناطیسی با دور بالا هم زده شد و در دمای محیط 1 ساعت اختلاط ادامه یافت. سپس رسوب ژل مانند پالایه گردید و با آب دو بار تقطیر شست شو داده شد و به مدت 5 ساعت در آون در دمای 100 درجه سانتی‌گراد خشک و در نهایت در کوره الکتریکی در دمای 700 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ساعت کلسینه شد. محصول حاصل توسط آزمون پراش اشعه ایکس توسط یک پراش‌سنج (برای θ2 محدوده از ۰ تا 80 درجه با یک مرحله به‌اندازه 01/0 درجه (θ2)) با استفاده از تک‌رنگ تابش Kα- Cu  مورد بررسی و تأیید ساختار قرار گرفت. از میکروسکوپ الکترونی FE-SEM برای بررسی ریزساختار نانو ذرات تولید شده پس از کوتینگ با طلا استفاده شد.

انتشار دیسک با نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات: باکتری‌های  اشرشیا کولای (PTCC1399) و سودوموناس آئروژینوزا (PTCC 1430) از مرکز کلکسیون قارچ و باکتری کشور خریداری شد. باکتری‌ها ابتدا در محیط استریل زیر هود لامینار باز شد و طبق دستورالعمل در محیط کشت نوترینت براث فعال شد. سپس غلظتی از هر باکتری معادل نیم مک فارلند روی محیط کشت نوترینت آگار در پلیت‌های یک بار مصرف و به‌صورت جداگانه کشت داده شد و دیسک‌های بلانک روی کشت باکتری قرار داده شد. 5 میلی‌گرم از پودر نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات در 1 میلی‌لیتر کلروفرم مخلوط شد و توسط شیکر لوله به حالت تعلیق درآمد. از تعلیق به‌دست ‌آمده 5 میکرولیتر بر روی دیسک‌های بلانک (با قطر 6 میلی‌متر) ریخته شد و 24 ساعت در دمای 37 درجه سانتی‌گراد انکوبه شد. قطر هاله عدم رشد باکتری توسط کولیس ورنیه اندازه‌گیری شد. قطر هاله عدم رشد ۱۲£ به عنوان مقاوم، ۱۲-۱۵ میلی‌متر به عنوان حساسیت متوسط و ۱۵³ میلی‌متر به عنوان حساس در نظر گرفته شد (۱۲).

تعیین MBC و MIC نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات: از روش رقت سازی متوالی در لوله‌های استریل جهت بررسی اثرات حداقل غلظت مهارکنندگی از رشد باکتری‌ها (MIC) و حداقل غلظت کشندگی باکتری‌ها (MBC) نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات استفاده شد. برای هر کدام از باکتری‌ها هفت لوله رقت سازی در محیط کشت نوترینت براث انجام شد. رقت سازی با افزودن 1 میلی‌لیتر باکتری معادل نیم مک فارلند انجام شد. همچنین در لوله اول 1 میلی‌لیتر از بالاترین غلظت محلول نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات (15 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر) اضافه شد. لوله استریلی حاوی 9 میلی‌لیتر از محیط کشت مایع استریل و 1 میلی‌لیتر از باکتری به‌عنوان کنترل مثبت و یک لوله حاوی 9 میلی‌لیتر محیط کشت مایع و 1 میلی‌لیتر نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات به‌عنوان کنترل منفی نیز تهیه شد. انکوباسیون به مدت 40- 24 ساعت در دمای 37 درجه سانتی‌گراد انجام شد. اولین رقت فاقد کدورت قابل تشخیص به‌عنوان MIC در نظر گرفته شد. سپس از تمام لوله‌های فاقد کدورت میزان 100 میکرولیتر برداشته شد و به روش پورپلیت کشت شد. تمام پتری دیش‌ها به مدت 40 -24 ساعت در دمای 37 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد. غلظتی که باکتری در روی محیط کشت هیچ گونه رشدی نداشت به‌عنوان (MBC) محاسبه شد. این آزمون برای هر باکتری و هر غلظت 3 بار تکرار شد.

آنالیز آماری: آنالیز آماری با روش مقایسه دوتایی (تی تست غیر جفتی) توسط نرم‌افزار Graphpad- Prism 7 انجام شد.

نتایج

تعیین ساختار و مورفولوژی نانو کامپوزیت: الگوی XRD نانو کامپوزیت سنتز شده با استفاده از یک دیفراکتومتر پیشرفته (برای θ2 محدوده از 0 تا 90 درجه با یک مرحله به اندازه 01/0 درجه (θ2)) با تک موج تابش Cu-Kα برای شناسایی ماهیت بلوری به دست آمد. تصویر 1 الگوی XRD نانو کامپوزیت ZnCr2O4-ZnAl2O4 را که در دمای 700 درجه سانتی‌گراد کلسینه شده است را نشان می‌دهد.

نتایج حاصل از آنالیز عنصری EDX ساختار نانو کامپوزیت در تصویر 2 آمده است که میزان حضور روی (73/36 درصد)، کروم (48/38 درصد)، آلومینیوم (69/7 درصد)، اکسیژن (02/16 درصد) و نیتروژن (07/1 درصد) را در ساختار نانو کامپوزیت نشان می‌دهد.

تجزیه‌ و تحلیل XRD از نانو کامپوزیت ZnCr2O4-ZnAl2O4 دو فاز با ساختار اسپینل مکعبی گروه فضای Fd-3m با کدهای مرجع: 01-073-1962 و 00-005-0669 به ترتیب مربوط به ZnCr2O4 و ZnAl2O4 می­باشد که داده‌های مرجع مربوطه در (جدول ۱) آمده است.

اندازه متوسط نانو ذرات ZnCr2O4-ZnAl2O4 با معادله شرر (Scherrer) و با استفاده از مقادیر پهنا در نصف مقدار بیشینه (FWHM) شدیدترین قله پراش XRD، 2/14 نانومتر تخمین زده شد. همچنین اندازه متوسط نانوکامپوزیت توسط تصویر پراش میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) ۱/۱۷ نانومتر به دست آمد (تصویر 3).

نتایج ضد میکروبی حاصل از دیسک‌های نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات: اثر ضد میکروبی نانو کامپوزیت روی کرومیت-روی آلومینات علیه دو گونه باکتری سودوموناس آئروژینوزا و  اشرشیا کولی در روش انتشار دیسک و هاله عدم رشد ایجاد شده در جدول ۲ آورده شده است. بر اساس نتایج، نانو کامپوزیت سنتز شده فعالیت ضدمیکروبی خوبی نشان داد. باکتری سودوموناس حساسیت بیشتری نسبت به باکتری  اشرشیا کولی در مقابل نانو کامپوزیت روی کرومیت-روی آلومینات نشان داد و قطر هاله عدم رشد بزرگ‌تری داشت. باکتری  اشرشیا کولی نسبت به شاهد مثبت اثر آنتی‌بیوتیک ضعیف‌تری داشت (۰۵/۰P<) اما سودوموناس آئروژینوزا اختلاف معنی‌داری با شاهد مثبت نشان نداد (۰۵/۰P>) و کارایی بالایی در خاصیت ضد باکتریایی نانوذره کامپوزیتی علیه این باکتری دیده شد. متوسط هاله عدم رشد باکتری  اشرشیا کولی در رنج حساسیت متوسط و متوسط هاله عدم رشد سودوموناس آئروژینوزا در رنج حساس در مواجهه با نانو کامپوزیت قرار گرفت.

نتایج تعیین حداقل غلظت بازدارندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC): نتایج حاصل از مطالعه فعالیت ضد باکتریایی تعلیقه نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات بر روی باکتری‌های  اشرشیا کولی و سودوموناس با تعیین مقادیر MIC و MBC در جدول ۳ آورده شده است. با توجه به نتایج جدول کمترین غلظت مهارکننده رشد مربوط به باکتری سودوموناس آئروژینوزا و بیشترین مقدار غلظت مربوط به باکتری  اشرشیا کولی بود. حداقل غلظت کشندگی با حداقل غلظت مهارکنندگی برای باکتری سودوموناس آئروژینوزا برابر بود. حداقل غلظت کشندگی در حداکثر غلظت نانو کامپوزیت استفاده شده در این مطالعه برای باکتری  اشرشیا کولی به دست نیامد و این‌گونه باکتری تا 5 میلی‌گرم در میلی‌لیتر در مقابل کشندگی مقاومت داشت. در مقایسه با باکتری  اشرشیا کولی باکتری سودوموناس آئروژینوزا نسبت به نانو کامپوزیت روی کرومیت- روی آلومینات حساس‌تر بود.

بحث

داده­های XRD نشانگر تشکیل کامل فاز اسپینل ZnCr2O4 و هم‌چنین ZnAl2O4 در مطالعه حاضر می‌باشد. نتایج حاصل از آنالیز عنصری EDX حضور Cr و Al و Zn را در ساختار نانو کامپوزیت تأیید می‌کند. به دلیل نزدیکی این دو ساختار اسپینلی به هم همان‌طور که در الگوی XRD نمایش داده ‌شده قله‌های این دو فاز باهم همپوشانی کرده‌اند که نتیجه آن پهن شدن قله‌ها بوده است. تجزیه ‌و تحلیل XRD از نانو کامپوزیت ZnCr2O4-ZnAl2O4 دو فاز با ساختار اسپینل مکعبی گروه فضای Fd-3m با کدهای مرجع: 1962-073-01 و 00-005-0669 به ترتیب مربوط به ZnCr2O4 و ZnAl2O4 می‌باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نیز نانو ساختار کامپوزیت ساخته ‌شده را تأیید می‌کند که در رنج بیشترین فعالیت بیولوژیکی مفید (10 تا 100 نانومتر) می‌باشد.

مطالعه حاضر تأثیر یک نانو کامپوزیت دی فلزی را علیه باکتری‌های بیماریزای غذایی بررسی نمود. مطالعات منتشر شده‌ قبلی فعالیت ضد میکروبی چندین نانواکسید دی فلزی را علیه باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی نشان می‌داد. باید عنوان نمود که خواص ضد باکتریایی ساختار کامپوزیتی ترکیبی از دو دی‌اکسید فلزی روی کرومیت-روی آلومینات تاکنون گزارش نشده است و نتایج مطالعه حاضر با مقایسه نانو ذرات اکسید فلزی و دی‌اکسید فلزی انجام شده است.

در مطالعه حاضر نانو کامپوزیت سنتزی علیه دوسویه باکتری بیماری‌های غذازاد  اشرشیا کولی و سودوموناس آئروژینوزا خاصیت ضد باکتریایی بسیار خوبی نشان داد. باکتری  اشرشیا کولی دارای حساسیت متوسط و باکتری سودوموناس آئروژینوزا نسبت به نانوکامپوزیت حساس تشخیص داده شد. قطر هاله عدم رشد بیش از 10 میلی‌متر علیه هر دو باکتری مشاهده شد و هاله عدم رشد در باکتری سودوموناس آئروژینوزا با آنتی‌بیوتیک شاهد جنتامایسین فاقد اختلاف معنی‌دار و بیش از جنتامایسین بود که نشان از خاصیت ضد باکتری بالاتر نانوکامپوزیت نسبت به جنتامایسین داشت.

برخی از نانو ذرات اکسید چند فلزی در مقایسه با نوع نانو اکسید فلزی خالص با اندازه مشابه فعالیت ضد باکتریایی بالاتری نشان می‌دهند. نانو ذره ZnMgO یکی از این مواد است که مهار رشد متوسط  اشرشیا کولی و مهار رشد کامل باسیلوس سابتیلیس را در غلظت ۱ میلی‌گرم در میلی‌لیتر در تیمار ۲۴ ساعته نشان داد و نسبت به نانو ذره MgO و ZnO اثر افزایشی داشت. نانوذره ZnMgO خواص نانوذره خالص هرکدام از دو فلز را نشان می‌دهد: فعالیت ضد باکتریایی قوی حاصل از نانو ذره ZnO و سمیت سلولی کم مشتق از نانوذره MgO (۴۰). علی‌رغم خاصیت ضد باکتریایی، نانو ذرات ZnO انبوهش ایجاد می‌کند اما نانوذرهFe3O4  پایداری کلوئیدی بسیار خوب و فاقد خاصیت ضد میکروبی است. در یک مطالعه نانو کامپوزیت اکسیدZn/Fe  با نسبت ۸:۲ و ۹:۱ دارای خواص ضد باکتری مشابه نانو ذره ZnO بود اما فاقد انبوهش گزارش شد. در واقع نانو ذره اکسیدZn/Fe  هر دو خاصیت را نشان می‌دهد و هر چه نسبت بیشتر باشد خاصیت آنتی­باکتریال بیشتر است (۸). این مطالعه عنوان نمود که تشکیل رادیکل هیدروکسیل در سطح اکسید روی باعث تخریب سلول  اشرشیا کولی و استافیلوکوکوس اورئوس می‌گردد. یون‌های آهن سه‌ظرفیتی به‌عنوان ناخالصی در اکسید روی عمل کرده و خاصیت ضد میکروبی کلی را افزایش می‌دهد (۳۲).

در مطالعه Guo و همکاران در سال 2015 نیز نانو ذرات ترکیبی Ta-ZnO خاصیت ضد باکتریایی بیشتری نسبت به نانو ذرات خالص اکسید روی نشان دادند. خاصیت ضد میکروبی نانو ذرات ترکیبی Ta-ZnO علیه باسیلوس سابتیلیس، استافیلوکوکوس اورئوس،  اشرشیا کولی و سودوموناس آئروژینوزا بررسی شد و مشخص گردید که خاصیت باکتریواستاتیک این نانو ذره علیه باکتری‌های نامبرده افزایش یافت (۱۰). همچنین نانو ذرات اکسید روی حاوی منگنز و آهن افزوده فعالیت ضد باکتریایی بالاتری علیه استافیلوکوکوس اورئوس،  اشرشیا کولای، سالمونلا تایفی موریوم و سودوموناس آئروژینوزا نشان دادند (3۵،۳۷).

قطر هاله عدم رشد در کامپوزیت‌های چندفلزی متفاوت است. مثلاً در مطالعه‌ای کامپوزیت نانوذرات نقره ترکیب با هیدروکسیدهای Zn-Al علیه باکتری  اشرشیا کولی و استافیلوکوکوس اورئوس مورد ارزیابی قرار گرفت که به ترتیب با قطر هاله عدم رشد ۵ و ۶ میلی‌متر در حالت کامپوزیت معمولی و ۱۵ تا ۱۸ میلی‌متر در حالت کلسینه شده در دمای ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد گزارش شد (۲۳). در مطالعه‌ای دیگر نانوکامپوزیت اکسید روی–سلنیوم مورد ارزیابی قرار گرفت. این نانوکامپوزیت توانایی جذب رادیکال‌های هیدروکسیل اضافی را داشت و با هاله عدم رشد ۴۰ میلی‌متر خاصیت ضد باکتری بسیار خوبی علیه استافیلوکوکوس اورئوس نشان داد (۱). در مطالعه حاضر نیز کلسینه شدن در خلال فرایند تولید نانوکامپوزیت در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد اتفاق افتاد و قطر هاله عدم رشد بیش از ۱۲ میلی‌متر علیه  اشرشیا کولی و بیش از ۱۸ میلی‌متر علیه سودوموناس آئروژینوزا احتمالاً به همین دلیل باشد. مطالعه روی نانوکامپوزیت مشابه تولید شده در دماهای متفاوت کلسینه شدن توصیه می‌گردد.

یکی دیگر از دلایل اصلی کشتن باکتری‌ها، تولید اکسیژن واکنشی (ROS) می‌باشد که می‌تواند به دلیل تعامل ساختار نانو یا یون‌های فلزی با غشای سلولی باشد (3،۲۲). از دلایل مقاومت بیشتر اشرشیا کولی در مقابل نانو کامپوزیت سنتزی این مطالعه می‌توان گفت  اشرشیا کولی از باکتری‌های گرم منفی است و دیواره باکتری‌های گرم منفی نسبت به گرم مثبت نفوذ ناپذیرتر است. دیواره  اشرشیا کولی دو لایه هیدروفوب لیپوپلی­ساکاریدی است و یک فضای پری‌پلاسمیک پپتیدوگلیکانی دارد که نفوذ دارو به آن را دو برابر سخت‌تر می‌سازد (۲۱).

مطالعات آزمایشگاهی نشان می‌دهد یکی از مکانیسم‌های اصلی عملکرد نانو ذرات اکسید فلزی بر پایه تغییر دادن سطح گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) درون سلول‌ها می‌باشد. در شرایط خاص افزایش مقدار ROS می‌تواند استرس اکسیداتیو در سلول ایجاد کند و سبب آسیب غشای سلولی گردد. نانو ذرات قادرند تا سطح ROS درون سلول را تغییر دهند و رشد و تمایز انواع سلول‌ها را مختل کنند. مطالعات مختلف در محیط‌های in vitro و in vivo  پیشنهاد می‌کنند که نانو ذرات قادرند ROS تولید کنند و بنابراین می‌توانند بر روی غلظت کلسیم درون‌سلولی، فعال نمودن فاکتورهای رونویسی و ایجاد تغییر در سایتوکین­ها نقش داشته باشند. ROS از طریق روش‌های مختلفی نظیر آسیب رساندن به DNA، تداخل با مسیرهای سیگنال سلولی، تغییرات در روند رونویسی ژن‌ها و غیره می‌توانند به سلول‌ها آسیب وارد کند (۱۶).

در مطالعه حاضر عملکرد نانوکامپوزیت دی‌اکسید فلزی نسبت به جنتامایسین اختلاف معنی‌داری نداشت و قطر هاله عدم رشد بیشتری علیه سودوموناس آئروژینوزا ایجاد کرد که نشان از کارایی ضد باکتریایی بسیار خوب این نانوکامپوزیت علیه باکتری سودوموناس آئروژینوزا دارد که مهم‌ترین یافته مطالعه می‌باشد. سودوموناس آئروژینوزا دارای تعداد زیادی از فاکتورهای مقاومت آنتی‌بیوتیکی به‌واسطه پلاسمید و کروموزوم است و مبارزه آنتی‌بیوتیکی آن را با مشکل مواجه ساخته و آنتی‌بیوتیک‌های جدید نیز علیه آن مؤثر نبوده‌اند. نفوذپذیری پایین غشاء خارجی باکتری و حضور پمپ‌های افلاکس دارویی متعدد از مکانیسم‌های عمده مقاومت دارویی آن است (۱۱). در این مطالعه دلیل اثرات نانو کامپوزیت بر روی باکتری گرم منفی سودوموناس آئروژینوزا با وجود مقاومت دیواره‌ای را می‌توان به کوچک بودن قطر یون‌ها و در نتیجه نفوذپذیری بیشتر این نانو ذرات به درون سلول از طریق غشای سلولی نسبت داد.

حداقل غلظت بازدارندگی و حداقل غلظت کشندگی نانو کامپوزیت تولیدی در مطالعه حاضر برای باکتری سودوموناس آئروژینوزا 66/1 میلی‌گرم در میلی‌لیتر سنجش شد و حداقل غلظت بازدارندگی برای رشد  اشرشیا کولی 5 میلی‌گرم در میلی‌لیتر بود. نتایج حداقل غلظت بازدارندگی و حداقل غلظت کشندگی میزان حساسیت برآورد شده در آزمون دیسک دیفوژن آگار را تأیید می‌کند.

در مطالعه Jung و همکاران در سال 2008 بررسی اثر ضد باکتریایی نانو نقره علیه باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و  اشرشیا کولی از طریق میزان MIC انجام گرفت، نشان داده شد که میزان پارتیکل­های نقره برای استافیلوکوکوس اورئوس و  اشرشیا کولی به ترتیب برابر 5 و 10 پی­پی­ام در میلی‌مول می‌باشد (۱۴). همچنین در مطالعه‌ای که Petica و همکاران در سال 2008 انجام دادند و در آن، اثر نانو ذرات کلوئیدی را با غلظت 300 پی‌پی‌ام بر سه سویه سودوموناس آئروژینوزا، استافیلوکوکوس ارئوس و  اشرشیا کولی سنجیدند. طبق نتایج ارائه شده از این مطالعه، مقادیر MIC حاصل از نانو ذرات علیه باکتری‌های فوق به ترتیب برابر با 32، 7 و 31 پی‌پی‌ام بود (۲۸). در مطالعه‌ای در سال 2012، حساسیت باکتری  اشرشیاکولی در برابر نانو ذرات روی بررسی شد. آن‌ها با تعیین MIC و MBC اثرات ضد میکروبی نانو ذرات اکسید روی را بررسی کردند، نتایج آن‌ها نشان داد  اشرشیا کولی در غلظت 1/0 میکروگرم بر میلی‌لیتر مهار شد؛ بنابراین گزارش کردند که نانو ذرات اکسید روی، اثر ضد باکتریایی قوی علیه سویه یاد شده دارند (۴۲). در مطالعه‌ای دیگر کامپوزیت نانوذره اکسید روی حاوی هیدروکسید مضاعف Zn-Al بررسی شد. نانوذره Zn3Al تولیدی در دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد خاصیت مهارکنندگی  اشرشیا کولی و استافیلوکوکوس اورئوس را در غلظت 3۰۰-1۰۰ میکروگرم در میلی‌لیتر برای ۴ روز نشان داد (۱۸). در مطالعه‌ای دیگر نیز نانوکامپوزیت TiO2/ZnCr2O4 تولید شد. این نانوکامپوزیت توانایی کاهش 1 تا ۲ واحد لگاریتمی باکتری  اشرشیا کولی را نشان داد (۳۲).

میزان مقادیر MIC به‌دست ‌آمده با نتایج مطالعه حاضر مطابقت نداشت. دلیل آن می‌تواند نوع نانو ذرات بکار رفته در این دو مطالعه باشد به‌طوری‌که غلظت‌های مورد استفاده در این دو مطالعه با یکدیگر متفاوت بوده و این موضوع نشان‌دهنده این است که هر نوع از مواد نانو با توجه به ویژگی‌هایی مانند اندازه، شکل، غلظت و نوع ترکیب می‌تواند اثر متفاوتی داشته باشد. میزان آسیب‌پذیری دیواره سلولی در سویه‌های مختلف باکتریایی به دلیل تفاوت در نفوذپذیری غشاء متفاوت از هم می‌باشند، لذا میزان حساسیت باکتری‌های مختلف در شرایط یکسان غلظت نانوذره و زمان تماس نسبت به هم بسیار متفاوت است (۴۸). شاید کلسینه کردن نانوکامپوزیت در دماهای متفاوت بر اثر بخشی حداقل غلظت مهارکنندگی و حداقل غلظت کشندگی تأثیر مثبت داشته باشد.

در نتیجه‌گیری باید عنوان نمود که نانو کامپوزیت سنتزی روی کرومیت-روی آلومینات (ZnCr2O4-ZnAl2O4) علیه باکتری مقاوم سودوموناس آئروژینوزا عملکرد بسیار خوبی مشابه شاهد دارد که می‌تواند یافته بسیار مهمی برای مطالعات تکمیلی این نانو کامپوزیت در بسته‌بندی فرآورده‌های شیلاتی مانند بررسی سمیت سلولی و بررسی مهاجرت یونی در بسته‌بندی و یا مطالعات پیش کلینیکی جهت توسعه عوامل ضد باکتری نانو ساختار باشد. همچنین توصیه می‌گردد نانوکامپوزیت حاضر در سایر دماهای کلسینه سازی تولید شود و مطالعه روی سایر سویه‌های باکتری بیماری غذازاد نیز انجام شود.

سپاسگزاری

نویسندگان از دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار به جهت حمایت مادی و معنوی از مطالعه حاضر تشکر و قدردانی می‌نمایند.

تعارض منافع

بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.

مراجع

  1. References

     

    1. Ahmad, A., Ullah, S., Ahmad, W., Yuan, Q., Taj, R., Ullah Khan, A., Ur Rahman, A., Ali Khan, U. (2020). Zinc oxide‑selenium heterojunction composite: Synthesis, characterization and photo-induced antibacterial activity under visible light irradiation. J Photochem Photobiol B, 203, 111743. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2019.111743 PMID: 31864091
    2. Alexandra, M., Dubois, P. (2000). Polymer-layered silicate nanocomposites: Preparation, properties and uses of a new class of materials. Mat Sci Eng R, 28, 1-63. https://doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7
    3. Arakha, M., Saleem, M., Mallick, B.C., Jha, S. (2015). The effects of interfacial potential on antimicrobial propensity of ZnO nanoparticle. Sci Rep, 5(9578), 1-10. http://dx.doi.org/10.1038/srep09578
    4. Aslan, K., Geddes, C.D. (2005). Metal-enhanced fluorescence: an emerging tool in biotechnology. Curr Opn Biotech, 16, 55-62. http://dx.doi.org/10.1016/j.copbio.2005.01.001 PMID: 15722016
    5. Azeredo, H.M.C.D. (2012). Antimicrobial activity of nanomaterials for food packaging applications. In: Nano-Antimicrobials Progress and Prospects. Cioffi, N., Rai, M. (eds.). (1st). Springer. Berlin Heidelberg, Germany. p. 375-394.
    6. Choi, O., Deng, K.K., Kim, N.J., Ross, L. Jr., Surampalli, R.Y., Hu, Z. (2008). The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver ions, and silver chloride colloids on microbial growth. Water Res, 42(12), 3066–3074. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.02.021
    7. Feng, Q.L., Wu, J., Chen, G.Q., Cui, F.Z., Kim, T.N., Kim, J.O. (2000). A mechanistic study of the antibacterial effect of  silver  ions  on  Escherichia  coli  and  Staphylococcus  aureus.  J Biomed Mater Res, 52(4), 662–668. https://doi.org/10.1002/1097-4636(20001215) 52:4<662::aid-jbm10>3.0.co;2-3 PMID: 11033548
    8. Gordon, T., Perlstein, B, Houbara, O., Felner, I., Banin, E., Margel, S. (2011). Synthesis and characterization of zinc/iron oxide composite nanoparticles and their antibacterial properties. Colloid Surf A, 374, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2010.10.015
    9. Govindaraju, K., Tamilselvan, S., Kiruthiga, V., Singaravelu, G. (2010). Biogenic silver nanoparticles by Solanum torvum and their promising antimicrobial activity. J Biopest, 3, 394-399.
    10. Guo, B.L., Han, P., Guo, L.C., Cao, Y.Q., Li, A.D., Kong, J.Z., Zhai, H.F., Wu, D. (2015). The antibacterial activity of Ta-doped ZnO nanoparticles. Nanoscale Res Lett, 10, 1047. https://doi.org/1186/s11671-015-1047-4 PMID: 26293495
    11. Hancock, R.E., Speert, D.P. (2000). Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa: mechanisms and impact on treatment. Drug Resist Updat, 3(4), 247-255. https://doi.org/10.1054/drup.2000.0152 PMID: 11498392
    12. Jorgensen, J.H., Turnidge, J.D. (2007). Susceptibility test methods: dilution and disk diffusion methods. In: Manual of Clinical Microbiology. Murray, P.R., Baron, E.J., Jorgensen, J.H., Landry, M.L., Pfaller M.A. (eds.). (9th) ASM Press, Washington, D.C. USA. p. 1152-1172. https://doi.org/10.1128/9781555817381.ch71
    13. Jagadeeshan, S., Parsanathan, R. (2019). Nano-metal oxides for antibacterial activity. In: Advanced Nanostructured Materials for Environmental Remediation. Naushad, M., Rajendran, , Gracia, F. (eds.). (1st ed.) Springer. Gewerbestrasse, Switzerland. p. 59-90. https://doi.org/10.1007/978-3-030-04477-0
    14. Jung, W.K., Cheong Koo, H., Kim, K.W., Shin, S., Kim, S.H., Park, Y.H. (2008). Antibacterial activity and mechanism of action of the silver ion in Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Appl Environ Microbiol, 74, 2171-217. https://doi.org/1128/AEM.02001-07
    15. Kagomiya, I., Toki, B., Kohn, K., Hata, Y., Kita, E., Siratori, K. (2004). Magnetic clusters in three dimensional spin frustrated system ZnCr2O4. J Magn Magn Mater, 272-276, 1031-1032. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2003.12.1028
    16. Kim, S.H., Lee, H.S., Ryu, D.S., Choi, S.J., Lee, D.S. (2011). Antibacterial activity of silver-nanoparticles against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Korean J Microbiol Biotechnol, 39(1), 77-85.
    17. Kumar, A., Jakhmola, A. (2007). RNA-mediated fluorescent Q-Pb nanoparticles. Langmuir, 23, 2915-2918. https://doi.org/10.1021/la0628975
    18. Lara, H.H., Ayala-Nunez, N.V., Ixtepan Turrent, L.D.C., Rodríguez Padilla, C. (2010). Bactericidal effect of silver nanoparticles against multidrug-resistant bacteria. World J Microbiol Biotechnol, 26(4), 615-621. https://doi.org/1007/s11274-009-0211-3
    19. Li, M., Xu, Z.P., Sultanbawa, Y., Chen, W., Liu, J., Qian, G. (2019). Potent and durable antibacterial activity of ZnO-dotted nanohybrids hydrothermally derived from ZnAl-layered double hydroxides. Colloid Surface B, 181, 585-592. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.06.013 PMID: 31195314
    20. Li, P., Li, J., Wu, C., Wu, Q., (2005). Synergistic antibacterial effects of Lactam antibiotic combined with silver nanoparticles. J Nanotechnol, 16, 1912-1917. https://doi.org/1088/0957-4484/16/9/082
    21. Liang, X., Sun M., Li, L., Qiao, R., Chen, K., Xiao, Q., Xu, F. (2012). Preparation and antibacterial activities of polyaniline/Cu0.05Zn0.95O nanocomposites. Dalton Trans. 41(9), 2804-2811. https://doi.org/10.1039/c2dt11823h PMID: 22249414
    22. Malwal, D., Gopinath, P. (2017). Efficient adsorption and antibacterial properties of electrospun CuO-ZnO composite nanofibers for water remediation. J Hazard Material, 321, 611-621. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.09.050 PMID: 27694025
    23. Mishra, G., Dash, B., Pandey, S., Mohanty, P.P. (2013). Antibacterial actions of silver nanoparticles incorporated Zn–Al layered double hydroxide and its spinel. J Environ Chem Eng, 1, 1124-1130. http://dx.doi.org/10.1016/j.jece.2013.08.031
    24. Moradkhani, H., Sargsyan, E., Bibak, H., Naseri, B., Sadat-Hosseini M, Fayazi-Barjin A, Meftahizadeh, H. (2010). Melissa officinalis, a valuable medicine plant: A review. J Medicinal Plants Res, 4(25), 2753-2759.
    25. Nakai, S.A. Siebert, K.J. (2004). Organic acid inhibition models for Listeria innocua, Listeria ivanovii, Pseudomonas aeruginosa and Oenococcus oeni. Food Microbiol, 21, 67-72. https://doi.org/10.1016/S0740-0020(03)00043-1
    26. Parham, S., Wicaksono, D.H.B., Bagherbaigi, S., Lee, S.L., Nur, H. (2016). Antimicrobial treatment of different metal oxide nanoparticles: a critical review. J Chin Chem Soc, 63, 385-393. https://doi.org/2174/1381612824666180219130659 PMID: 29468956
    27. Peng, C., Gao, L. (2008). Optical and photocatalytic properties of spinel ZnCr2O4 nanoparticles synthesized by a hydrothermal route. J Am Ceram Soc, 91, 2388-2390. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02417.x
    28. Petica, S., Gavariliu, A. M., Lungue, N., Buruntea, C., Panzaru, B. (2008). Colloidal silver solutions with antimicrobial properties. Mater Sci Eng, 15, 22-27. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2008.06.021
    29. Pokhrel, S., Jeyaraj, B., Nagaraja, K.S. (2003). Humidity-sensing properties of ZnCr2O4-ZnO composites, Mater Lett, 57, 3543-3548. https://doi.org/1016/S0167-577X(03)00122-8
    30. Raghupathi, K.R., Koodali, R.T., Manna, A.C. (2011). Size-dependent bacterial growth inhibition and mechanism of antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles. Langmuir, 27, 4020-4028. https://doi.org/10.1021/la104825u PMID: 21401066
    31. Rajkowski, K.T. (2012). Thermal inactivation of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella on catfish and tilapia. Food Microbiol, 30, 427-431. https://doi.org/10.1016/j.fm.2011.12.019 PMID: 22365356
    32. Ravichandran, K., Rathi, R., Baneto, M., Karthika, K., Rajkumar, P.V., Sakthivel, B., Damodaran, R. (2015). Effect of Fe+F doping on the antibacterial activity of ZnO powder. Ceramics Inter, 41, 3390-3395. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.10.121
    33. Salehi, M., Eshaghi, A., Tajizadegan, H. (2019). Synthesis and characterization of TiO2/ZnCr2O4 core-shell structure and its photocatalytic and antibacterial activity. J Alloy Compd, 778, 148-155. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.025
    34. Sambhy, V., MacBride, M.M., Peterson, B.R., Sen, A. (2006). Silver bromide nanoparticle/polymer composites: dual action tunable antimicrobial materials.  J  Am Chem Soc. 128(30), 9798-9808. https://doi.org/10.1021/ja061442z
    35. Sharma, N., Jandaik, S., Kumar, S., Chitkara, M., Sandhu, I.S. (2016). Synthesis, characterisation and antimicrobial activity of manganese and iron-doped zinc oxide nanoparticles. J Exp Nanosci, 11, 54-71. https://doi.org/10.1080/17458080.2015.1025302
    36. Sosa, I., Noguez, C., Barrera, R.G. (2003). Optical properties of metal nanoparticles with arbitrary shapes. J Phys Chem, 107, 6269-6275. https://doi.org/10.1021/jp0274076
    37. Stankic, S, Suman, S., Haque, F., Vidic, J. (2016). Pure and multi metal oxide nanoparticles: synthesis, antibacterial and cytotoxic properties. J Nanobiotechnol, 14, 73. https://doi.org/10.1186/s12951-016-0225-6 PMID: 27776555
    38. Suarez-Franco, J. L., García-Hipólito, M., Surárez-Rosales, M.A., Pedrero, A., Álvarez-Fregoso, O.,  Juárez-Islas, J.A.,  Álvarez-Pérez, M.A. (2013). Effects of surface morphology of ZnAl2O4 ceramic materials on osteoblastic cells responses. J Nanomater, 2013, 1-7. https://doi.org/10.1155/2013/361249
    39. Talan, D.A., Naber, K.G., Palou, J., Elkarrat, D. (2004). Extended-release ciprofloxacin (Cipro XR) for treatment of urinary tract infections. Int J Antimicrob Agents, 1, 54-66. https://org/10.1016/j.ijantimicag.2003.12.005 PMID: 15037329
    40. Vidic, J., Stankic, S., Haque, F., Ciric, D., Le Goffic, R., Vidy, A., Jupille, J., Delmas, B. (2013). Selective antibacterial effects of mixed ZnMgO nanoparticles. J Nano particle Res, 15, 1595. https://doi.org/10.1007/s11051-013-1595-4 PMID: 23710129
    41. Wang YW., Cao, A., Jiang, Y., Zhang, X., Liu, J.H., Liu, Y., Wang, H. (2014). Superior antibacterial activity of zinc oxide/graphene oxide composites originating from high zinc concentration localized around bacteria. ACS Appl Mater Interfaces, 6, 2791-2798. https://doi.org/10.1021/am4053317
    42. Wang, C., Liu, L.L., Zhang, A.T., Xie, P., Lu, J.J., Zou, X.T. (2012). Antibacterial effects of zinc oxide nanoparticles on Escherichia coli African J Biotechnol, 44, 10248-10254. https://doi.org/10.5897/AJB11.3703
    43. Wei, H., YanJun, Y., NingTao, L., LiBing, W. (2011). Application and safety assessment for nano-composite materials in food packaging. Chinese Sci Bullet, 56(12), 1216-1225. https://doi.org/1007/s11434-010-4326-6
    44. Wu, X., Liu, H., Liu, J., Haley, K.N., Treadway, J.A., Larson, J.P., Ge, N., Peale, F., Bruchez, M.P. (2003). Immunofluorescent labeling of cancer marker Her 2 and other cellular targets with semiconductor quantum dots. Nat Biotech, 21, 41-46. https://doi.org/10.1038/nbt764 PMID: 12459735
    45. Xie, Y., He, Y., Irwin, P.L., Jin, T., Shi, X. (2011). Antibacterial activity and mechanism of action of zinc oxide nanoparticles against Campylobacter jejuni. Appl Environ Microbiol, 77, 2325-2331. https://doi.org/10.1128/AEM.02149-10 PMID: 21296935
    46. Zhang, D., Chen, L., Zang, C., Chen, Y., Lin, H. (2013). Antibacterial cotton fabric grafted with silver nanoparticles and its excellent laundering durability. Carbohydrate Polymer, 92(2), 2088-2094. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.11.100
    47. Zhang, L., Pornpattananangkul, D., Hu, C.M.J., Huang, C.M. (2010). Development of Nanoparticles for Antimicrobial Drug Delivery. Current Med Chem, 17, 585-594. https://doi.org/10.2174/092986710790416290 PMID: 20015030
    48. Zhao, X.C.,  Xiao, G.Y., Zhang, X., Wang, H.Y., Lu, Y.P. (2014). Ultrasonic induced rapid formation and crystal refinement of chemical conversed hopeite coating on titanium. J Phys Chem, 118, 1910-1918. https://doi.org/10.1021/jp408444j
مجله تحقیقات دامپزشکی (Journal of Veterinary Research)
دوره 76، شماره 3
مهر 1400
صفحه 304-314

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار