سنتز نانو نقره
سنتز نانو نقره
بررسی نانو نقره و اثرات ضد باکتری آن چکیده زمینه و هدف: نانوذرات نقره به دلیل خاصیت ضدعفونی کنندگی کاربردهای وسیعی در زمینه ی پزشکی و درمان عفونتهای باکتریایی دارند. سنتزشیمیایی، بیوسنتز و خواص آنتی باکتریال نانوذرات نقره قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته، اما با توجه به هزینه ی بالای سنتز شیمیایی آنها و افزایش مقاومت باکتریها به آنتی بیوتیکها، بررسی بیوسنتز نانوذرات نقره و نیز تاثیر آنها بر سویه های بالینی و استاندارد باکتریهای مختلف دارای اهمیت بسزایی میباشد. روش کار: نانوذرات نقره به دو روش احیاء شیمیایی و بیوسنتز با استفاده از سوپرناتانت باکتریال سنتز شدند و اندازه و توزیع اندازهی ذرات با میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد بررسی قرار گرفت. سپس نانوذرات سنتز شده به روش احیاء شیمیایی به منظور بررسی اثر ضد باکتریایی، به محیط کشت TSB حاوی سویههای مختلف باکتریها درون لولهی آزمایش اضافه شدند و کمترین غلظت مهارکنندگی آنها محاسبه شد. یافتهها: نانوذرات سنتز شده به روش احیاء شیمیایی مونودیسپرسیتی بالایی داشتند، در حالی که روش بیوسنتز، نانوذراتی با پلیدیسپرسیتی بالا سـنتز نمـود. نانونقرهی کوچکتر حاصل از احیاء شیمیایی، فعالیت خوبی بر ضد باکتریهای گرم منفی و گرم مثبـت داشـت و در غلظـت 2/0 میلـیمـولار از رشـد تمـام باکتریها جلوگیری کرد، اما نانوذرات درشتتر فعالیت بسیار کمتری داشتند. نتیجه گیری: روش بیوسنتز با استفاده از باکتریها روشی کم هزینه است، اما نانوذرات پلیدیسپرس ایجاد میکند. نانوذرات نقره با توجـه بـه فعالیـت خـوب آنتی باکتریالی، میتوانند جایگزین مناسبی برای آنتی بیوتیکها باشند، اما باید توجه شود که میزان مقاومت سویه های بالینی در مقایسه با سویه هـای اسـتاندارد بالاتر میباشد و باید پیش از تجویز نانوذرات، مقاومت باکتریها نسبت به آنها مورد بررسی قرار گیرد. مقدمه نانوذرات فلزی در زمینـه هـای مختلـف علمـی وصنعتی مورد استفاده قـرار مـیگیرنـد و در ایــن میــان، نــانوذرات نقــره (AgNPs (بــه دلیــل رســانایی خــوب، پایــداری شــیمیایی، خــواص کاتالیتیک، فتونیک و اپتوالکترونیـک بسـیار مـورد توجه بوده اند(در زمینهی تحقیقات مـرتبط بـاعلــوم زیســتشناســی، AgNPs بــه عنــوان مــواد باکتری کش استفاده شدهاند، البته اخیراً در ردیابی DNA نیز کاربرد پیـدا کـردهانـد (4و 5 .(نقـره از دیرباز به عنوان یک ماده ی ضدعفونی کننده مـورد توجه بوده است، اما به دلیل خاصیت باکتری کشی کم و با توسعه ی آنتی بیوتیکهـا و مـواد شـیمیایی ضد باکتری، استفاده از آن محدود شده بود. با اینحال، با توسعه ی تولید AgNPs اسـتفاده ی مجـدد از نقره به عنوان ماده ی باکتری کش قدرتمند رونق یافته است بــرای ســنتز نــانوذرات، روشهــای شــیمیایی متفـــاوتی عرضـــه شـــده انـــد، از جملـــه روش میکروامولسیون (7 ،(سنتز با کمک امواج ریز مـوج (میکـــرو ویـــو) (8 ،(روش اســـتفاده از الگـــو(Template) (9 (روشهای احیاء شیمیایی (10،( احیاء الکتروشیمیایی (11 ،(احیاء با روش پرتوتابی (12 ،(احیاء شیمیایی در محلول آبی (13 ،(احیـاء شیمیایی بدون محلول آبی (14 ،(احیاء القاء شـده با نور یا احیاء فتوکاتالیتیک (15 ،(احیاء بـا کمـک امواج اولتراسونیک (16 (و روشهـای بیوشـیمیایی .(17) از معایب مشـخص روشهـای احیـاء شـیمیایی، استفاده از عوامل احیاء کننده است که از یک سـو میتوانند بـرای سـلامتی انسـان و محـیط زیسـت خطرات بالقوه داشته باشند و از سوی دیگر معمولاً گرانقیمـت هسـتند. در نتیجـه اخیـراً روشهـای بیولوژیــک ســنتز نــانوذرات توســعه یافتــهانــد تــا نانوذراتی سازگار بـا محـیط زیسـت و ارزانقیمـت تولید کنند. بیوسنتز نانوذرات توسـط میکـروبهـا اخیـراً بـه عنوان یک جـایگزین مناسـب جهـت تولیـد انبـوه نــانوذرات مــورد توجــه قــرار گرفتــه اســت (18 .( “نانومواد سبز” نامی است که بـرای ایـن دسـته از نـانوذرات اسـتفاده مـیشـود و هـدف بسـیاری از تحقیقات در نانوفنـاوری مـیباشـند. جالـب توجـه است که در زمینهی توسعهی پروتکلهای تجربـی تولید سریع و قابل اعتماد نانومواد سبز، فاکتورهای متعددی مانند ترکیـب شـیمیایی نـانومواد نهـایی، اندازهی ذرات آنها، مونودیسپرسیتی بالا و قابلیـت تولید مقادیر زیاد مورد تاکید هستند. بیوسنتز AgNPs توسط باکتریها و قارچها قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته اسـت. بـه طـور مثـال، در ایران سجادی و همکاران از مایع رویی کشت قـارچ فوزاریوم اگزیسپوریوم جهت تولید نانوذرات نقره در مقیاس آزمایشگاهی استفاده نمودند (19 .(Jaidev و همکـاران در هندوسـتان از مـایع رویـی کشــت آسپرژیلوس نـایجر جهـت بیوسـنتز AgNPs بهـره جســــتند (20 .(Sadhasivam و همکــــاران در جمهوری کـره بیوسـنتز AgNPs را بـا اسـتفاده از استرپتومایســس هایگروســکوپیکوس بــه انجــام رساندند (21 .(یکی از معایب استفاده از قارچها در بیوســنتز AgNPs مــدت زمــان طــولانی رشــد سلولهای قارچی است. موکرجی و همکـاران (22 ( نشان دادند کـه بیوسـنتز نـانوذرات فلـزی توسـط قارچها حدود 120 ساعت طول میکشد، در حـالی که کـلاوس و همکـاران (23 (ایـن زمـان را بـرای باکتریهـا در حـدود 24 سـاعت گـزارش نمودنـد. اخیـراً کـلاوس و همکـاران (23 (تولیـد نـانوذرات نقرهی شش ضلعی و نیز کروی را توسـط بـاکتری سودوموناس استوتزری AG259 ثابت کردهانـد. در ایــن مطالعــه عــلاوه بــر اســتفاده از روش احیــاء شیمیایی جهت سنتز نانونقره، از سوپرناتانت شـش باکتری استاندارد نیز جهت تولید آن ها اسـتفاده و نتایج سنتز و خواص آنتیمیکروبـی آنهـا مقایسـه شده است. روش کار سنتز نانوذرات کوچـکتـر نقـره بـا روش احیـاء شیمیایی:30 میلـیلیتـر آب مقطـر اسـتریل درون ارلن استریل که داخل بشر حاوی یـخ بـود ریختـه شد. 67 میکرولیتر از محلول سدیم بوروهیدرات 2 میلـیمـولار بـه آن اضـافه گردیـد و 1 میلـیلیتـر محلول AgNO3 2 میلی مـولار بـه صـورت قطـره قطره اضافه شد تا محلول زرد رنگ به دسـت آیـد. ارلن از روی یخ برداشـته شـد و محتویـات آن بـه صورت قطره قطره به ارلـن حـاوی 20 میلـیلیتـر محلول تریسدیم سیترات 2 میلی مـولار کـه روی شیکر بـا دور 150RPM قـرار گرفتـه بـود، اضـافه گردید. محلول نهـایی درون میکروتیـوبهـای 5/1 میلــیلیتــر تقســیم و بــه مــدت 15 دقیقــه در 14000G ســـانتریفیوژ گردیـــد. جهـــت حـــذف آلودگیها و مواد اضافی واکنش، سه بار شستشـوی رسوب نانوذرات بـا اسـتفاده از آب مقطـر اسـتریل انجام گرفت. رسـوب نهـایی در 10 میلـیلیتـر آب مقطر استریل دیسپرس گردید. غلظت نقرهی احیاء شدهی فلزی در این محلول معادل 2/0 میلی مولار بود (13.( سنتز نـانوذرات درشـتتـر نقـره بـا روش احیـاء شیمیایی:30 میلـیلیتـر آب مقطـر اسـتریل درون ارلن استریل که داخل بشر حاوی یـخ بـود ریختـه شد. 67 میکرولیتر از محلول سدیم بوروهیدرات 2 میلیمولار بـه آن اضـافه گردیـد و 16 میلـیلیتـر محلول نیترات نقره 2 میلیمولار به صـورت قطـره قطره اضافه شد تا محلول قهوهای رنـگ بـه دسـت آید. بقیهی مراحل همانند مرحلهی قبل بـه انجـام رسید. غلظت نقرهی احیـاء شـدهی فلـزی در ایـن محلول معادل 2/3 میلی مولار بود (13 سنتز نانوذرات نقره با روش احیاء شیمیایی و روش بیوسنتز … مجله علوم پزشکی رازیدوره 19 ،شماره 103 ،دی 1391 67 سنتز نانوپارتیکل نقـره بـه روش مخلـوط کـردن اجزاء واکنش بهطور همزمان و بررسی تاثیر آن بـر اندازهی ذرات: نمونهای دیگر از نانوپارتیکل نقره به روش مخلوط کردن همزمان اجـزاء واکـنش تهیـه شـد. در ایـن روش 30 میلـیلیتـر آب مقطـر، 67 میکرولیتر سدیم بوروهیدرات، 1 میلیلیتر محلـول نیترات نقره 2 میلـیمـولار و 20 میلـیلیتـر تـری سدیم سیترات بهطور همزمان با هم مخلوط شدند که محلولی زرد رنگ ایجاد شد. در واکنشـی دیگـر 30 میلــیلیتــر آب مقطــر، 67 میکرولیتــر ســدیم بوروهیدرات، 16 میلیلیتر محلول نیتـرات نقـره 2 میلیمولار و 20 میلیلیتر تری سدیم سـیترات بـه طور همزمان بـا هـم مخلـوط شـدند کـه محلـول قهوهای رنگی به دست آمد. بررسی تاثیر حجم تولید بر اندازهی نـانوذرات بـا افزایش حجم تولیـد بـه میـزان پـنج برابـر: حجـم تمـامی محلـولهـایی کـه جهـت سـنتز نـانونقره (محلول زرد رنگ) به کار رفتند پنج برابر گردید تا تاثیر حجم تولیـد بـر انـدازهی نـانوذرات مشـخص گردد. در روش انجام کار تغییـر تکنیکـی دیگـری داده نشد. سنتز نانوپارتیکل نقره با اسـتفاده از سـوپرناتانت باکتریــایی: از شــش بــاکتری اســتاندارد شــامل اشریشــیا کلــی ســویهی DH5α ،اشریشــیا کلــی ســویهی K12 ،اشریشــیا کلــی ATCC35218، باسیلوس سرئوس ATCC9634 ،اسـتافیلوکوکوس اورئـوس ATCC25923 و انتروکوکـوس فکـالیس ATCC29212 در 30 میلـیلیتـر محـیط کشـت مایع TSB به صـورت جداگانـه کشـت 18 سـاعته تهیه شد. محیط کشت مایع درون لولههای فالکون تقســـیم شـــد و بـــه مـــدت 15 دقیقـــه در دور 13000RPM سانتریفیوژ شد. مایع رویی بـا دقـت برداشــته و پــس از فیلتراســیون بــا فیلتــر 25/0 میکرون، در ارلن اسـتریل ریختـه شـد. بـه مـایع رویی درون ارلن که بر روی یـخ قـرار گرفتـه بـود، محلول نیترات نقره 2 میلیمولار قطره قطره اضافه شد تـا محلـول زرد رنـگ بـه دسـت آیـد. بقیـهی مراحل مانند روش سنتز شیمیایی انجام گرفت. آزمون پراکنش اشعهی X) XRD :(برای بررسـی دقیق یونها و مولکولهای به کار رفته در سـاختار محصول نهایی ناشی از سـنتز شـیمیایی نـانوذرات نقره و نیز برای بررسی فازهای کریستالی آن ها، از روش پراکنش اشعه X استفاده شد. این آزمـون در زاویهی تابش معادل 2θ و در دامنهی 10-0 درجه و بــا اســتفاده از دســتگاه ray-X Macscience Diffractometer مجهـز بـه منبـع فتـون Kα Cu .شـد انجـام) 40 kV, 20 mA, λ = 0.154 nm) الگوی XRD به دست آمده با دادههـای اسـتاندارد مرکــز بــین المللــی دادههــای پــراکنش (ICDD( مقایسه و تفسیر شد. بررســـی شـــکل، انـــدازه و نحـــوهی توزیـــع (دیسپرسیون) نانوذرات با استفاده از میکروسـکوپ الکترونـی عبـوری: محلـولهـای نـانوذراتی کـه در مراحل متفـاوت و بـا روشهـای گونـاگون (احیـاء شیمیایی یا استفاده از سوپرناتانت باکتریال) سـنتز شده بودند، بـا اسـتفاده از میکروسـکوپ الکترونـی (Transmission Electron Microscope) عبوری مورد بررسی قرار گرفتند. بدین صورت که محلـول نانوذرات بـه مـدت 20 دقیقـه تحـت تـاثیر امـواج اولتراسونیک با فرکانس 50 هرتـز قـرار گرفـت تـا دیسپرســیون مناســب نــانوذرات ایجــاد شــود و از اگریگاسـیون آنهـا جلـوگیری بـه عمـل آیـد. 15 میکرولیتر از محلول مورد نظر با استفاده از سـمپلر و نوک سمپلرهای فیلتردار برداشته شـد و بـر روی گریدهای مخصوص میکروسـکوپ الکترونـی 300( mesh holey carbon-coated grids, EMS, (USA ریخته شد. پس از خشـک شـدن، گریـدها درون میکروسکوپ الکترونی قـرار داده شـدند و بـا ولتاژ 100 کیلوولت توسط میکروسکوپ الکترونـی مرکــز قلــب تهــران از نــوع CM120 Philips (Netherland (مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی اثرات ضد باکتریایی نانوذرات نقره سـنتز شــده بــا روشهــای مختلــف: بــرای بررســی اثــر آنتیباکتریال نانوذرات سنتز شـده بـه روش احیـاء شیمیایی، 14 سـویهی بـالینی بـاکتری شـامل ده ســویهی اشریشــیا کلــی کــه یکــی از آنهــا تولیدکنندهی متالوبتالاکتاماز نوع IMP بود (E1 تا E9 و IMP-E ،(یــــک ســــویهی ســــودوموناس مهناز محتشمی و همکاران مجلهعلوم پزشکی رازی دوره 19 ،شماره 103 ،دی 1391 68 آئروژینوزا و سه سویهی اسـتافیلوکوکوس اورئـوس (S1 تا S3 (و نیز تمامی سویههـای اسـتاندارد کـه سوپرناتانت آنهـا در مراحـل قبلـی جهـت تولیـد نانوذرات استفاده شده بود، انتخاب شـدند. بررسـی خاصیت آنتیباکتریال با تعیین MIC انجام گرفت. برای هر باکتری در دو سری 5 لولهای سریال رقت از دو میلیلیتر نانوذرات نقره (سنتز شده به صورت شـیمیایی) در دو میلـیلیتـر محـیط کشـت TSB تهیه گردید، در یک سری، نانوذرات کوچکتر نقـره و در سری دیگر، نانوذرات درشت تر تلقیح شـدند. از باکتریهای تحت آزمایش، کدورت معـادل نـیم مک فارلند تهیه گردید و بـه تمـامی لولـههـا، 20 میکرولیتــر از بــاکتری اضــافه شــد و ســپس در انکوباتور 37 درجـهی سـانتی گـراد بـه مـدت 18 ساعت قرار گرفتند. به عنوان کنترل مثبـت، درون یک لوله تنها یک میلـیلیتـر محـیط کشـت TSB ریخته شد و 20 میکرولیتر باکتری تلقیح و انکوبـه گردید. به عنوان کنترل منفی و جهت اطمینـان از استریل بودن خود محلـولهـای نـانونقرهی سـنتز شده، درون یک لوله، یک میلیلیتر محـیط کشـت TSB و یک میلـیلیتـر از محلـولهـای نـانونقرهی سنتز شده اضافه شد و همراه با نمونـههـای تسـت انکوبه گردید. پس از انکوباسیون، لولههـای حـاوی کشت باکتریها، به صورت چشـمی در مقابـل نـور مسـتقیم از نظـر کـدورت ناشـی از رشـد بـاکتری بررسـی شـدند. جهـت اطمینـان از کشـته شـدن باکتری و اثرات باکتریسیدال نانونقره سنتز شده، از لولههایی که فاقد کـدورت بودنـد 100 میکرولیتـر برداشته شـد و بـر روی محـیط آگـار خـوندار بـه صورت چمنی کشـت داده شـد. بـرای اطمینـان از نتیجهی آزمایشها، تمامی تستها سه بار تکـرار و نتایج با یکدیگر مقایسه گردید. یافتهها تمامی نانوذرات سنتز شده با روشهای متفـاوت (شیمیایی یا بیوسنتز) با اسـتفاده از میکروسـکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند (تصاویر شـماره 1a تا 1h .(همان گونـه کـه در تصـاویر 1a تـا 1d دیده میشود، نانوذراتی که با روش شیمیایی سنتز شدند، از مونودیسپرسیتی بالایی برخـوردار بودنـد، به گونهای که نانوذرات کوچک تـر واجـد انـدازهای بین 25-10 نانومتر (تصاویر 1a و 1b (و نـانوذرات درشــتتــر واجــد انــدازهای بــین 60-40 نــانومتر (تصاویر 1c و 1d (بودند و اکثر آن هـا نیـز شـکل کروی داشتند. در حالی که نانوذراتی کـه بـا روش بیوسنتز و با استفاده از سوپرناتانت باکتریایی سنتز شده بودند، پلیدیسپرسیتی شـدیدی داشـتند، بـه گونهای که اندازه ذرات در آن ها از 20 نـانومتر تـا بیش از 120 نانومتر متفـاوت بـود. عـلاوه بـر ایـن شکل فیزیکی آن ها نیز بسیار متفاوت بود (تصاویر .(1f و 1e تصــاویر 1e و 1f بــه ترتیــب مربــوط بــه ســنتز نانوذرات نقره با استفاده از سـوپرناتانت دو بـاکتری اســــتاندارد اشریشــــیا کلــــی ATCC35218 و استافیلوکوکوس اورئوس ATCC25923 میباشند که نشان مـیدهنـد نـانوذرات سـنتز شـده توسـط سوپرناتانت باکتریال از نظـر انـدازهی ذره و شـکل ذره بسیار متفـاوت بودنـد. از سـوی دیگـر، ظـاهراً سوپرناتانت باکتری گرم منفی اشریشیا کلی بهتر از باکتری گـرم مثبـت اسـتافیلوکوکوس اورئـوس در سنتز نانوذرات نقره عمل کرده است. نتایج حاصـل از سنتز نانوذرات نقـره توسـط بـاکتری اسـتاندارد اشریشیا کلی سویهی K12 مشـابه اشریشـیا کلـی ATCC35218 و نتایج حاصل از سـنتز نـانوذرات نقــره توســط بــاکتریهــای اســتاندارد باســیلوس ســرئوس ATCC9634 و انتروکوکــوس فکــالیس ATCC29212 مشــابه اســتافیلوکوکوس اورئــوس ATCC25923 بــود، امــا ســوپرناتانت بــاکتری استاندارد اشریشیا کلی سویهی DH5α در سه بـار تکرار پروسهی سنتز، توان تولید نـانوذرات نقـره را نداشت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری مربوط بـه نمونه نانوذرات بـه دسـت آمـده ناشـی از مخلـوط کردن همزمان اجزاء واکنش و نیز ناشی از افـزایش حجم اجزاء واکنش به میـزان پـنج برابـر (تصـاویر شماره 1g و 1h (نشان میدهند که مخلوط کـردن هــمزمــان، تــاثیر قابــل ملاحظــهای بــر روی مونودیسپرسـیتی و شـکل و نیـز درجـهی تجمـع (اگریگاسیون) نانوذرات داشته، در حالی که افزایش حجم اجزاء واکنش به میزان پنج برابر، تـاثیری بـرروی سایز و شکل ذرات نداشته اسـت و در نتیجـه میتوان روش سنتز احیاء شیمیایی فـوق الـذکر رابرای تولید انبوه نانوذرات نقره به کار برد. الگوی پراش اشعه ی X که از نانوذرات کوچک تر(محلــول زرد رنــگ) ســنتز شــده بــا روش احیــاءشیمیایی به دست آمده بـود، نشـان مـیدهـد کـهنـانوذرات سـنتز شـده بـا روش شـیمیایی پـس از شستشو با آب مقطر و حذف مـواد زائـد، از جـنس نقـره ی فلـزی (Ag0 (بـوده انـد و در نتیجـه روش احیاء شیمیایی، روش مناسب و کاملی جهت سنتزنانوذرات خـالص نقـره مـیباشـد (شـکل 2 .(وجـه کریستالی 111 که در زاویهی 1/38 مشاهده شـد،به دلیل الکترون دانسیتهی بـالا، بسـیار واکنشـگر اســت و مــیتوانــد علــت برقــراری پیونــد توســطنانوذرات نقره و خواص آنتی میکروبی آن باشد. بـه طـور کلـی،باکتریهای گرم منفی نسبت به باکتریهـای گـرم مثبت به نانوذرات نقره حساسـیت بیشـتری نشـان دادهاند. علاوه بر این میزان حساسـیت سـویه هـای بـالینی در مقایسـه بــا سـویههــای اسـتاندارد بــه نانوذرات نقره کمتر است. نکته ی قابـل توجـه ایـن است که با وجود اینکـه غلظـت نـانوذرات نقـره در لوله ی شماره ی پـنج حـاوی نـانوذرات درشـت تـر سنتز نانوذرات نقره با روش احیاء شیمیایی و روش بیوسنتز … مجله علوم پزشکی رازیدوره 19 ،شماره 103 ،دی 1391 71 مساوی غلظت آن در لولهی شـمارهی یـک حـاوی نانوذرات کوچک تر بود (معادل 2/0 میلـی مـولار)، اما به دلیل کوچـک تـر بـودن نـانوذرات در سـری اخیر تاثیر آن بر روی باکتریها بـه مراتـب بیشـتر بود، به گونهای که در لولهی شـمارهی پـنج سـری حاوی نانوذرات درشت تر، تمامی سویههای باکتری قابلیــت رشــد داشــتند، در حــالی کــه در لولــهی شمارهی یک سری حاوی نانوذرات کوچک تـر، بـا وجود غلظت یکسان نقره، هیچ یـک از سـویههـای باکتری رشد نکردند. در غلظـــت 0125/0 میلـــیمـــولار نـــانوذرات کوچکتـر نقـره (معـادل 5/12 نـانومولار) تمـامی باکتریهای تحت آزمایش قابلیت رشـد داشـتند و غلظت مذکور نتوانست از رشد باکتریها جلوگیری کند. در مقابل، غلظت 2/0 میلیمولار توانست رشد اکثر باکتریهای تحت آزمایش را مهار کند، لذا در مورد نانوذرات کوچکتر نقره میتوان غلظت مـذکور را بــه عنــوان کمتــرین غلظــت مهــار کننــده (Minimum Inhibitory Concentration-MIC) مطرح نمود. بحث ونتیجهگیری پس از ظهور و افـزایش مقاومـت بـاکتریهـا بـه آنتــیبیوتیــکهــا، تحقیقــات بســیاری در ســطح آزمایشـــگاهی بـــرای کشـــف مـــواد جـــایگزین آنتیبیوتیکها انجـام شـده اسـت. در سـال 1960 Moyer از نیترات نقره 5 %برای درمان سوختگیها استفاده کرد. او همچنین ثابت کرد که این محلول خاصــیت ضــد باکتریــایی علیــه اشریشــیا کلــی، استافیلوکوکوس اورئوس و سودوموناس آئروژینـوزا را دارا میباشد (24 و 25 .( در سال 1968 نیز نیتـرات نقـره بـا سـولفونامید برای ساخت کرم سولفادیازین که از طیـف وسـیع فعالیت ضد باکتریایی برخوردار مـیباشـد، ترکیـب شد. سولفادیازین نقره علیه باکتریهـای اشریشـیا کلــی، اســتافیلوکوکوس اورئــوس و ســودوموناس آئروژینوزا موثر بود، اما این فعالیت زیاد قابل توجـه نبــود (26 .(در ســال 2004 Sondi و -Salopek Sondi با بررسی اثرات نانوذرات نقـره بـر بـاکتری اشریشیا کلی به عنوان شاخص بـاکتریهـای گـرم منفی، آن هـا را بـه عنـوان عوامـل ضـد میکروبـی جدید معرفی کردند (27 .(در همان سال Furno و همکـاران پـس از ظهـور بـاکتریهـای مقـاوم بـه آنتــــیبیوتیــــک و محــــدودیت اســــتفاده از آنتیبیوتیکها، نانونقره را برای درمـان بسـیاری از بیماریهای باکتریایی و قارچی موثر دانست (28 .( در ســال 2010 Chaloupka و همکــاران ثابــت کردنــد کــه نــانوذرات نقــره بــه دلیــل عملکــرد چندگانــهی ضــد میکروبــی، یکــی از مــوثرترین نــانوذرات فلــزی واجــد خاصــیت ضــد میکروبــی میباشند (29 .( در این مطالعه مشخص شد که نـانوذرات نقـرهی سنتز شده به روش احیاء شـیمیایی بـه مراتـب بـر روی باکتریهای گرم منفـی مثـل اشریشـیا کلـی موثرتر بودند، در حالی که بر روی باکتریهای گرم مثبت، به خصوص استافیلوکوکوس اورئـوس تـاثیر کمتــری داشــتند. در مطالعــات مختلــف، نتــایج متفــاوتی حاصــل شــده اســت. در ســال 2010، Nanda و Saravanan نشـان دادنـد کـه نـانوذرات نقره بـر روی اسـتافیلوکوکوس اورئـوس مقـاوم بـه متیسیلین بسیار موثر بـوده اسـت (30 .(در سـال 2011 ،مبارک علی و همکـاران بیـان نمودنـد کـه تاثیر نانوذرات نقره بر روی اشریشیا کلی بیشـتر از استافیلوکوکوس اورئوس است و علـت ایـن امـر را ضخامت بیشتر دیوارهی سلولی بـاکتریهـای گـرم مثبت از جمله استافیلوکوکوس ذکـر کردنـد (31 .( شاید دلیل این تفاوت در نتایج ارائه شـده، مربـوط به تفاوت ساختاری و ژنتیک سویهها بـا توجـه بـه مکان جغرافیایی باشد. در مطالعهی اخیر مشخص شـد نـانوذرات واجـد اندازهی کوچک تر، تـاثیر آنتـیباکتریـال بیشـتری دارند، به گونـهای کـه ذرات درشـتتـر بـا غلظـت مشابه ذرات کوچک تر، فاقد اثـرات آنتـیباکتریـال بودند. مشابه این نتایج در مطالعـات دیگـر نیـز بـه دست آمده اسـت. در سـال 2005 Shrivastava و همکاران تأثیر نانونقره با اندازهی 10 تا 15 نانومتر را بر روی باکتریها مورد بررسی قراردادنـد کـه در نتیجه مشخص شد نانونقره با اندازهی کوچـک تـر خواص ضد باکتری بیشتری را از خـود بـه نمـایش گذاشـــت (32 .(Guzman و همکـــاران در ســـال 2012 تأثیر بسیار زیاد نانونقره را بر بـاکتریهـای گرم مثبت و گرم منفی و حتـی برخـی گونـههـای بسیار مقاوم شده همچون MRSA نشـان دادنـد و بیان کردند که اندازهی نانوذرات نقره تأثیر زیـادی در خواص ضد باکتری دارد، به گونهای که ذراتی با اندازهی بین 9 تا 19 نانومتر بیشـترین تـاثیر را بـر باکتریها داشت (33 .(به نظـر مـیرسـد انـدازهی نانوذرات بر مکانیسـم عمـل آنتـیباکتریـال آن هـا تاثیر میگذارد که این امر میتواند احتمالاً به دلیل افـزایش سـطح بـه حجـم ذرات نقـره و سـطح در دســترس بــزرگ تــر آن هــا جهــت واکــنش بــا پروتئینهای باکتریـال یـا بـه دلیـل قابلیـت نفـوذ بیشتر نانوذرات کوچک تر به درون سـلول بـاکتری باشد. با توجه به روشهای متفـاوتی کـه جهـت سـنتز نـانونقره وجـود دارد، روش بیوسـنتز و اسـتفاده از میکروبها مقرون به صرفه به نظر میرسد. امـا در این تحقیق مشخص شد که سنتز نقره بـا اسـتفاده از سوپرناتانت شش سویهی مختلف باکتری، نتـایج رضایت بخشی نـدارد و از مونودیسپرسـیتی خـوبی برخوردار نیست. علت این امر میتواند وجـود مـواد بسـیار متفـاوتی باشـد کـه توسـط بـاکتری تولیـد میشوند و خواص احیاء کننـدگی بسـیار متفـاوت دارند. در سال 2012 ،Li و همکاران ثابـت کردنـد که دمـای واکـنش، مـدت زمـان واکـنش، غلظـت واکنشگرها و غلظت سـورفکتانتهـا و سـایر مـواد موجــود در واکــنش در انــدازه و توزیــع انــدازهی نانونقره موثر هستند (34 .( روش بیوسنتز با استفاده از باکتریها روشی کـم هزینه اسـت، امـا نـانوذرات پلـیدیسـپرس ایجـاد میکند. به نظر میرسد در صورت ایجـاد تغییـر در روش بیوسنتز نانوذرات، به گونـهای کـه ذراتـی بـا مونودیسپرسیتی بالاتر و هزینهی کمتر تولید کند، ایــن روش بتوانــد جــایگزین روشهــای احیــاء شیمیایی شود. نانوذرات نقره با توجـه بـه فعالیـت خوب آنتیباکتریال، میتواننـد جـایگزین مناسـبی برای آنتیبیوتیکها باشند، اما باید توجه شـود کـه میزان مقاومـت سـویههـای بـالینی در مقایسـه بـا سویه های استاندارد بالاتر میباشد و بایـد پـیش از تجویز نانوذرات، مقاومت باکتریها نسبت به آن هامورد بررسی قرار گیرد. نویسندگان مهناز محتشمی: کارشناس ارشد میکروبیولوژی، گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران. com.gmail@mahnazmohtashami *دکتر سعید سپهری سرشت: متخصص بیوتکنولوژی دامپزشکی، بخش دام، طیور و آبزیان، پژوهشکده کشاورزی، سازمان پژوهشهای علمـی و صـنعتی ایـران، تهـران، ایـران s.sepehriseresht@gmail.com .(مسئول مولف(* دکتر اسماعیل اصلی: استادیار و متخصص فارماکولوژی، گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران. com.yahoo@easli62 دکتـر محمـد علـی برومنـد: دانشـیار و متخصـص پـاتولوژی، بخـش مولکـولار پـاتولوژی، بیمارسـتان مرکـز قلـب تهـران، دانشـگاه علـوم پزشـکی تهـران، تهـران، ایـران. maboroumand@yahoo.com احمد قاسمی: کارشناس ارشد بیوشیمی، گروه بیوشیمی، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. com.gmail@a51.
۰ دیدگاه