سنتز سبز نانوذرات مس توسط باکتری سودوموناس گریمونتی و تعیین ویژگی و فعالیت ضدباکتریایی آن

مقدمه: نانوذرات مس با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد نوری، شیمیایی، فوتوالکتروشیمیایی، الکترونیکی و خواص ضدمیکروبی، گزینه‌ مناسبی برای کاربرد در صنایع مختلف شامل داروسازی، زیست پزشکی، الکترونیک، کشاورزی، غذایی و محیطی محسوب می‌شوند. هدف از پژوهش اخیر بررسی قابلیت باکتری‌های اندوفیت در سنتز نانوذرات مس بود.مواد و روش‏‏ها: 18 جدایه‌ باکتری (نام‌گذاری‌شده با نام cn1cn18) از ریشه و طوقه‌ گیاه لوبیا جداسازی شدند. روش رقت در آگار برای تعیین الگوی تحمل‌پذیری ذاتی جدایه‌های باکتری اندوفیت نسبت به یون مس استفاده شد. تعیین ویژگی نانوذرات ازطریق مشخصه‌یابی‌های طیف‌سنجی مرئی ماورای بنفش، تصاویر به‌دست‌آمده از میکروسکوپ الکترونی، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، آزمون پراش اشعه ایکس و طیف‌سنجی مادون قرمز فوریه انجام شد. فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات مس سنتزی به روش انتشار از چاهک بر سطح آگار بررسی شد.نتایج: جدایه‌ باکتری cn10 قادر به احیای کلرید مس به نانوذرات مس بود. براساس نتایج فنوتیپی و آنالیز توالی 16s rdna (شباهت بالای 99 درصدی)، جدایه‌ مذکور با نام سودوموناس گریمونتی شناسایی شد. سویه‌ مدنظر پس از مواجهه با محلول کلرید مس (غلظت بهینه 3 میلی‌مولار) قادر به سنتز نانوذرات مس کروی با میانگین اندازه‌ 8/24 نانومتر در 7 ph پس از 96 ساعت گرماگذاری در شیکر انکوباتور با 100 دور در دقیقه است. براساس نتایج تست‌های ضدمیکروبی، بیشترین اثر بازدارندگی نانوذرات مذکور بر زانتوموناس کامپستریس با میانگین مهارکنندگی 2/19 میلی‌متر و کمترین میزان مهارکنندگی مربوط به استافیلوکوکوس اورئوس با میانگین مهارکنندگی 4/9 میلی‌متر بود.بحث و نتیجه‏گیری: این نخستین گزارش از سنتز نانوذرات مس توسط سلول درحال استراحت سودوموناس گریمونتی است. استفاده از باکتری‌های اندوفیت، در سنتز نانوذرات به‌عنوان نانوکارخانه‌های دست‌نخورده، ابزاری امیدوارکننده برای تولید زیستی نانوذرات مس در شکل و اندازه‌ کنترل‌شده پیشنهاد کرد.

Investigating Green Synthesis of Copper Nanoparticles using the Bacterium Pseudomonas Grimontii, their Characterization, and Antibacterial Activity

Introduction: Copper nanoparticles (CuNPs) are used in various industries, including pharmaceutical and biomedical sciences, agricultural and food chemistry, electronics and environmental applications, due to their novel optical, chemical, photoelectrochemical, and electronic properties as well as antimicrobial activities. The aim of the present study was to evaluate the ability of endophytic bacteria to synthesize CuNPs.Materials and Methods: Eighteen endophytic bacteria (CN1CN18) were isolated from the root and crown rot of the bean. The agar dilution method was used to determe the intrinsic tolerance of endophytic bacterial isolates to copper ions. Characterization of CuNPs was performed using different methods including ultraviolet–visible spectroscopy (UV–Vis), field emission scanning electron microscope (FESEM), Fourier transform infrared (FTIR), Xray energy diffraction spectroscopy (EDS), and powder Xray diffraction (XRD). The antimicrobial activity of the copper nanoparticles was investigated by the agar well diffusion method.Results: The results of the study indicated that isolate CN10 was able to reduce CuCl2 to CuNPs. Based on the obtained phenotypic data and 16s rDNA sequence analysis (similarity above 99%), the isolate was identified as Pseudomonas grimontii. Additionally, spherical CuNPs with an average size of 24.8 nm were synthesized by resting cells of strain CN10 under 3 mM of copper chloride, pH 7.0, agitation 100 rpm, and 96 hours of incubation. The results of antimicrobial tests showed that the produced CuNPs exhibited the highest inhibitory effects on Xanthomonas campestris (19.2 mm) and the lowest inhibitory effects on Staphylococcus aureus (9.4 mm).Discussion and Conclusion: The current study is the first report on the synthesis of CuNPs using a resting cell of Pseudomonas grimontii. The results suggested the synthesis of CuNPs using endophytic bacteria as a promising tool for the production of CuNPs in a controlled shape and size.