ارزیابی ویژگی ضدمیکروبی نانوکامپوزیت نقره/ آهن اکسید تولید شده با نشاسته

سامانه دوجزئی نقره و آهن اکسید به دلیل تلفیق ویژگی های این نانوذره های با یک دیگر مانند ویژگی مغناطیسی، نوری و ضدمیکروبی در حوزه های گوناگون بویژه پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت نقره/آهن اکسید (ag/fe3o4) با استفاده از نشاسته به عنوان عامل پایدارکننده و متصل کننده این دو ذره به یک دیگر سنتز شد و فعالیت ضدباکتریایی و ضد فیلم زیستی آن علیه باکتری های اشریشیاکلی، سودوموناس آئروژینوزا و استافیلوکوکوس اورئوس مورد بررسی و مقایسه با نانوذره های نقره قرار گرفت. نانوذره های نقره موجود در نانوکامپوزیت به صورت جداجدا با اندازه nm50-15 به واسطه گروه های عاملی نشاسته به توده ای از نانوذره های fe3o4 با اندازه nm10-2 متصل شدند. mic و mbec نانوکامپوزیت بسته به گونه باکتریایی و شرایط تولید به ترتیب در بازه 14-2 و 30-20 میلی گرم بر لیتر به دست آمد. نصف مقدار mic نانوکامپوزیت باعث افزایش فاز تاخیری منحنی رشد اشریشیاکلی به مدت 8 ساعت و استافیلوکوکوس اورئوس به مدت 5 ساعت شد. نانوذره های آهن اکسید به تنهایی تاثیر محسوسی بر منحنی رشد باکتری های گرم مثبت و منفی مورد بررسی نداشتند، اما در نانوکامپوزیت باعث ایجاد اثر هم افزایی بر فعالیت ضدباکتریایی نانوذره های نقره علیه باکتری گرم منفی شدند. نانوکامپوزیت ag/fe3o4  در غلظت نصف mbec نیز برخلاف نانوذره های نقره باعث ثابت نگه داشتن جرم فیلم زیستی شد. بررسی زمان مرگ باکتری ها نشان داد که نانوذره های نقره موجود در نانوکامپوزیت به دلیل درگیری با نشاسته و نانوذره های آهن اکسید و متعاقبا رهایش کندتر نقره در مقایسه با نانوذره های نقره مجزا با سرعت کمتری باعث مرگ باکتری های گرم مثبت و منفی می شود.

evaluation of antimicrobial property of ag/fe3o4 nanocomposites synthesized with starch

silver-iron oxide binary nanocomposites have attracted great attentions due to hybrid unique properties of silver (ag) and iron oxide (fe3o4) nanoparticles such as magnetic, optical and antimicrobial properties. catalytic degradation of organic pollutants, electrochemical sensor and targeted antimicrobial agents are some potential applications of ag/fe3o4 nanocomposites. in this study, ag/fe3o4 nanocomposites were synthesized using starch as a stabilizer and linker between ag and fe3o4 nanoparticles. their antibacterial and antibiofilm activities against e. coli, p. aeruginosa and s. aureus were evaluated and compared with ag nanoparticles. the 15–20 nm ag-nanoparticles adhered as single particles to the agglomerations of 2-10 nm fe3o4 nanoparticles. mic and mbec of the nanocomposites, depending on cell types and producing conditions, were 2-14 ppm and 20-30 ppm, respectively. in the presence of nanocomposites at a half of mic concentration, lag phase of growth curve of e. coli and p. aeruginosa increased about 8h and 5h, respectively. bare fe3o4 nanoparticles have no significant effect on growth curve of gram positive and negative bacteria, while ag/fe3o4 nanocomposites showed more antibacterial activity against gram negative bacteria than ag nanoparticles. antibiofilm activity of ag/fe3o4 nanocomposites against p. aeruginosa and methicillin-resistant s. aureus was significantly more than ag nanoparticles. unlike ag nanoparticles, ag/fe3o4 nanocomposites at a mbec concentration inhibited the increase of biofilm biomass. amount of starch acted an important role on the nanocomposite antibacterial activity. evaluation of bacterial death time exhibited that ag nanoparticles killed tested gram- positive and negative species faster than ag/fe3o4 nanocomposites that may be attributed to involvement of ag nanoparticles in the starch matrix and fe3o4 agglomerations and subsequently, slow release of ag ions.