بررسی سنتز برون سلولی نانوذرات مگنتیت توسط باکتری اندوفیت bacillus sp. br06 تحت استراتژی عصاره‌ عاری از سلول

مقدمه: نانوذرات مگنتیت (fe3o4)، به‌دلیل خصوصیات منحصربه‌فرد فیزیکی، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی دارای کاربردهای زیست پزشکی مختلفی مانند سلول درمانی، ترمیم بافت، تحویل دارو و تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی‌اند. هدف از این مطالعه تولید نانوذرات مگنتیت با استفاده از میانکنش عصاره‌ عاری از سلول جدایه‌های باکتریایی اندوفیت ریشه‌ گیاه توت‌فرنگی و اکسید آهن فریک (fe2o3) به‌عنوان پیش‌ساز نانوذرات بود.مواد و روش‏‏ها: برای سنتز برون سلولی نانوذرات مگنتیت، استراتژی عصاره‌ عاری از سلول استفاده شد. ویژگی نانوذرات مگنتیت سنتزی پس از استخراج از مخلوط واکنش زیست‌تبدیلی، به وسیله‌ آنالیزهای طیف‌سنجی مرئی ماورای بنفش و الکترومیکروگراف‌های به‌دست‌آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، آزمون پراش اشعه ایکس و طیف سنجی مادون قرمز فوریه مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: براساس نتایج به‌دست‌آمده، جدایه‌ باکتری اندوفیت br06 قادر به تبدیل زیستی پیش‌ساز اکسید آهن فریک به نانوذرات مگنتیت بود. تجزیه و تحلیل‌های فیلوژنیک تایید کرد جدایه‌ باکتری مذکور متعلق به جنس باسیلوس است و ازنظر قرابت ژنتیکی بیشترین شباهت نوکلئوتیدی را با باسیلوس سیامنسیس (mt052693) دارد. سویه اندوفیت مذکور قادر به سنتز نانوذرات مگنتیت کروی به شکل گل کلمی با میانگین اندازه ذرات 34 نانومتری در غلظت 5 میلی‌مولار اکسید آهن فریک و پس از 24 ساعت واکنش بود. نتایج طیف‌سنجی و میکروسکوپ الکترونی سنتز نانوذرات مگنتیت را تایید کرد.بحث و نتیجه‏گیری: در این پژوهش، برای نخستین‌بار زیست سنتز برون‌سلولی نانوذرات مگنتیت با استفاده از باکتری اندوفیت باسیلوس سیامنسیس تحت استراتژی عصاره‌ عاری از سلول توصیف شده است.‌‌

Investigating the Extracellular Synthesis of Magnetic Nanoparticles by an Endophytic Bacterium Bacillus sp. Strain BR06 under the Cell-free Extract Strategy

Introduction: Magnetic nanoparticles have various biomedical applications such as cell therapy, tissue repair, drug delivery, and magnetic resonance imaging (MRI) due to their unique physical, chemical, thermal, and mechanical characteristics as well as their suitable surface properties. The present study aimed to synthesize magnetic Fe3O4 nanoparticles (NPs) using the interaction of cellfree extracts of endophytic bacterial isolates with Fe2O3 as the precursor of NPs.Materials and Methods: In this study, the extracellular synthesis of Fe3O4 NPs was accomplished by the cellfree extract (CFE) strategy. Characterization of Fe3O4 NPs was performed using different methods, including ultraviolet–visible spectroscopy (UV–Vis), field emission scanning electron microscope (FESEM), energydispersive Xray spectroscopy (EDX), Xray powder diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).Results: The obtained results of the study showed that the precursor Fe2O3 could be transformed into Fe3O4 NPs with the endophytic strain BR06. Phylogenetic analysis indicated that the isolated strainBR06 belonged to the genus Bacillus, and shared the highest sequence similarity with B. siamensis (MT052693). The Fe3O4 NPs with average diameters of 34 nm and cauliflower shape were synthesized by the endophytic strain BR06 in the biotransformation medium containing 5 mM Fe2O3 after 24 h incubation time. Electron microscopy and the associated spectroscopic analyses confirmed the formation of Fe3O4 NPs.Discussion and Conclusion: In the present study, for the first time, the biosynthesis of extracellular magnetite NPs was described using B. siamensis under the cellfree extract strategy.