اثرات ضد باکتریایی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن زیستی و بررسی سینتیک مرگ و میر سویه های شایع در عفونت های بالینی

خواص جدید مواد در ابعاد نانو باعث شده که نانوتکنولوژی به یکی از بخش های پیشرو در تمامی علوم از جمله زیست شناسی و پزشکی تبدیل گردد. در این راستا نانوذرات مغناطیسی بر پایه آهن با توجه به قابلیت های متنوع خود، بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته اند. امروزه افزایش مقاومت به آنتی بیوتیک ها یکی از مشکلات عمده در درمان عفونت های بالینی است، از این رو یافتن عوامل ضد باکتریایی جدید برای مبارزه با سویه های مقاوم امری ضروری است. در این مطالعه تولید زیستی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با استفاده از سوپرناتانت محیط کشت یک باکتری تازه استخراج شده و با هدف بررسی میزان اثر بازدارنگی این نانوذرات بر سویه هایی که در بروز عفونت های بالینی نقش عمده دارند، انجام شد. تولید زیستی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به کمک آنزیم های باکتریایی بوسیله دستگاه اسپکتروسکوپی uvvis بررسی گردیده و اندازه متوسط نانوذرات حاصل با استفاده از تکنیک پراکندگی نور دینامیکی تخمین زده شد. خاصیت ضدباکتریایی نانوذرات اکسید آهن علیه باکتری های اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس با روش های محاسبه ضریب حساسیت باکتری ها بررسی گردید. در حضور این نانوذرات بیشترین ضریب حساسیت در یک برابر غلظت ممانعت کننده رشد برای اشرشیاکلی و کمترین مقدار برای استافیلوکوکوس اورئوس مشاهده شد. میزان مرگ در دو سویه در تماس با سوسپانسیون نانوذرات از واکنش سینتیک درجه یک پیروی کرده و نسبت بقای باکتری ها با افزایش زمان تماس کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل و پتانسیل بالای نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن زیستی، می توان از آن ها در پیشگیری و درمان عفونت های بیمارستانی بهره برد.

The anti-bacterial effects of magnetic iron oxide nanoparticles produced by biological method and the kinetic study of mortality of common strains in clinical infections

New properties of nanomaterials have made nanotechnology the leading part of biology and medical sciences. Due to their various biomedical properties, ironbased magnetic nanoparticles (MNPs) have been highly considered by biological researchers. Nowadays, increasing resistance to antibiotics is a major problem in treating clinical infections. Finding new antibacterial agents is therefore essential for the treatment of resistant strains. In this study, the iron oxide MNPs were produced using culturemedium supernatant of a newly isolated bacterium to investigate the inhibitory effects of the NPs on strains with a major role in clinical infections. Biosynthesis of iron oxide MNPs were detected by UVVis spectroscopy and the average size of particles was estimated by dynamic light scattering technique. The antibacterial activity of these NPs against E. coli and S. aureus was investigated using methods for the calculation of bacterial sensitivity coefficient. In the presence of NPs, the highest sensitivity coefficient value was observed for E. coli in 1xMIC concentration. On the other hand, S. aureus showed the lowest value. The death rate of the two strains in contact with NPs followed the first order kinetic equation and the survival rate decreased with the increase of exposure time. The results of this study as well as the high functionality of iron oxide MNPs, make its application desirable in the prevention and treatment of clinical infections.