СИНТЕЗ ТА АНТИМІКРОБНА АКТИВНІСТЬ НАНОЧАСТИНОК CuО, СТАБІЛІЗОВАНИХ РАМНОЛІПІДНИМ БІОКОМПЛЕКСОМ МІКРОБНОГО ПОХОДЖЕННЯ

L. Bazylyak, А. Kytsya, P. Lyutyi, V. Dozhdzhanyk, A. Prokopalo, N. Shcheglova, O. Karpenko, О. Kuntyi

Анотація


Синтезовані концентровані колоїдні розчини оксиду міді, стабілізовані рамно­ліпідним біокомплексом (РБК), який є низькомолекулярним вторинним метаболі­том бактерій роду Pseudomonas sp. PS–17 і одночасно забезпечує задовільну стабілізацію колоїдних розчинів оксиду міді та є нетоксичним. Наночастинки оксиду міді (CuО–NPs) отримували за реакцією розкладу свіжоприготованого гідроксиду міді в лужно­му середовищі в присутності РБК. Отримані CuO–NPs досліджені з використанням сканівної електронної мікроскопії, спектроскопії в УФ-видимому діапазоні, а також методу X-променевої дифракції. Встановлено, що отримані CuО–NPs формують аг­ломерати неправильної форми розмірами 35–90 нм. За Х-променевими дифрактогра­мами розраховано розміри кристалітів синтезованих CuO–NPs. Визначено, що розмір кристалітів зменшується від 12 до 5 нм з ростом вихідної концентрації РБК. Досліджено антимікробну активність отриманого концентрованого золю стосовно двох тестових мікроорганізмів Agrobacterium tumefaciens та Xanthomonas campestris. Виявлено, що отримані CuO–NPs проявляють достатньо високу антимікробну активність стосовно зазначених мікроорганізмів, а значення мінімальної інгібувальної концентрації (МІК) та мінімальної бактерицидної концентрації (МБК) становлять 20 та 40 мкг/мл, відповідно.

 

Ключові слова: наночастинки оксидів міді, зелений синтез, антимікробна активність.


Повний текст:

PDF

Посилання


Чекман І. С., Ульберг З. Р., Маланчук В. О. та ін. Нанонаука, нанобіологія, нанофармація. // Київ: Поліграф плюс, 2012. 328 с.

Наноматериалы и нанокомпозиты в медицине, биологии, экологии / под ред. А. П. Шпака, В. Ф. Чехуна. // Київ: Наук. думка, 2011. 444 с.

Чекман І. С. Нанофармакологія. // Київ: Задруга, 2011. 424 с.

Li G., Li X., Zhang Z. Preparation methods of copper nanomaterials // Prog. Chem. 2011. Vol. 23. P. 1644–1656.

Giannossa L. C., Longano D., Ditaranto N. et al. Metal nanoantimicrobials for textile applications // Nanotechnol. Rev. 2013. Vol. 2, Nо 3. P. 307–331. DOI: https://doi.org/10.1515/ntrev-2013-0004

Marambio-Jones C., Hoek E. M. A review of the antibacterial effects of silver nano­materials and potential implications for human health and the environment // J. Nanopart. Res. 2010. Vol. 12. P. 1531–1551. DOI: https://doi.org/10.1007/s11051-010-9900-y

Chekman I. S., Ulberg Z. R., Gorchakova N. O. et al. The prospects of medical appli­cation of metal-based na noparticles and nanomaterials // Lik. Sprava. 2011. Nо 1–2. P. 3–21.

Andrusishina I. N., Holub I. А., Didikin G. G. et al. Structure, properties and to­xicity of silver and copper oxide nanoparticles // Biotechnology. 2011. Vol. 4, No 6. P. 51–59. (in Russian).

Sahithi K., Swetha M., Prabaharan M., Moorthi A., Saranya N., Ramasamy K., Srinivasan N., Partridge N., Selvamurugan N. Synthesis and characterization of nanoscale hydroxyapatite-copper for antimicrobial activity towards bone tissue engineering appli­cations // J. Biomed. Nanotechnol. 2010. Vol. 6, No 4. Р. 333–339. DOI: https://doi.org/10.1166/jbn.2010.1138

Zain N. M., Stapley A. G. F., Shama G. Green synthesis of silver and copper nano­particles using Ascorbic acid and Chitosan for antimicrobial applications // Carbohydrate polymers. 2014. Vol. 112. P. 195–202. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.05.081

Mondal S., Roy N., Laskar R. A., Basu S., Mandal D., Begum N. A. Biogenic synthesis of Ag, Au and bimetallic Au / Ag alloy nanoparticles using aqueous extract of ma­hogany (Swietenia mahogani JACQ.) leaves // Colloids Surf. B. 2011. Vol. 82. P. 497–504. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2010.10.007

Murali Krishna I., Bhagavanth Reddy G., Veerabhadram G., Madhusudhan A. Eco­friendly green synthesis of silver nanoparticles using salmalia malabarica: synthesis, cha­racterization, antimicrobial, and catalytic activity studies // Appl. Nanosci. 2016. Vol. 6. P. 681–689. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-015-0479-6

Alam M. N., Roy N., Mandal D., Begum N. A. Green chemistry for nanochemistry: exploring medicinal plants for the biogenic synthesis of metal NPs with fine-tuned properties // RSC Advances. 2013. Vol. 3. P. 11935–11956. DOI: https://doi.org/10.1039/C3RA23133J

Kumar N., Salar R. K., Kumar R., Prasad M., Brar B., Nain V. Green synthesis of silver nanoparticles and its applications. A Review // Nano Trends: A Journal of Nanotechnology and Its Applications. 2017. Vol. 19. P. 1–22.

Sotirova A., Avramova T., Stoitsova S., Lazarkevich I., Lubenets V., Karpenko E., Galabova D. The importance of rhamnolipid-biosurfactant induced changes in bacterial membrane lipids of Bacillus subtilis for the antimicrobial activity of thiosulfonates // Current Microbiology. 2012. Vol. 65. Р. 534–541. DOI: https://doi.org/10.1007/s00284-012-0191-7

Yerokhin V., Karpenko O. Optimization of parameters of biosynthesis of surface-active rhamnolipids by the strain Pseudomonas sp. PS-17 in the bioreactor with injection-vortex aeration system // Journal of Microbiology Research. 2014. Vol. 4. P. 1–5.

Remichkova М., Galabova D., Roeva I., Karpenko E., Shulga A., Galabov A. Anti-herpesvirus activities of Pseudomonas sp. PS-17 rhamnolipid and its complex with alginate // Zeitschrift für Naturforschung. 2008. Vol. 63. P. 75–81. DOI: https://doi.org/10.1515/znc-2008-1-214

Abdel-Mawgoud A. M., Aboulwafa M. M., Hassouna N. A. Characterization of rhamnolipid produced by Pseudomonas aeroginosa isolate BS-20 // Appl. Biochem. Biotechnol. 2009. Vol. 157. P. 329–345. DOI: https://doi.org/10.1007/s12010-008-8285-1

Ron E., Rozenberg E. Natural role of biosurfactants // Environ. Microbiol. 2001. Vol. 3. P. 229–236. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1462-2920.2001.00190.x

Yerokhin V., Pokynbroda Т., Karpenko O., Novikov V. Study of the growth and synthesis of the target product by the strain Pseudomonas species PS-17 – producent of extracellular biosurfactants // Visn. Natsion. Univers. “Lvivska politehnika”. 2006. Vol. 553. P. 124–127 (in Ukrainian).

Karpenko Е. V., Pokynbroda T. Ya., Makitra R. G., Palchykova Е. Ya. Optimal methods for isolating the biogenic surfactant rhamnolipids // Journal of General Chemistry. 2009. No 12. P. 2011 (in Russian).

Akselrud L., Grin Y. WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4) // J. Appl. Cryst. 2014. Vol. 47(2). P. 803–805. DOI: https://doi.org/10.1107/S1600576714001058

Sotirova A., Avramova T., Stoitsova S., Lazarkevich I., Lubenets V., Karpenko E., Galabova D. The importance of rhamnolipid-biosurfactant induced changes in bacterial membrane lipids of Bacillus subtilis for the antimicrobial activity of thiosulfonates // Curr. Microbiol. 2012. Vol. 65. P. 534–541. DOI: https://doi.org/10. 1007/s00284-012-0191-7

Monshi A., Foroughi M. R., Monshi M. R. Modified Scherrer equation to estimate more accurately nano-crystallite size using XRD // WJNSE. 2012. Vol. 2(3). P. 154–160. DOI: https://doi.org/10.4236/wjnse.2012.23020

Shahmiri M., Ibrahim N. A., Shayesteh F., Asim N., Motallebi N. Preparation of PVP-coated copper oxide nanosheets as antibacterial and antifungal agents // J. Mater. Res. 2013. Vol. 28(22). P. 3109–3118. DOI: https://doi.org/10.1557/jmr.2013.316

Sankar R., Manikandan P., Malarvizhi V., Fathima T., Shivashangari K. S., Ravikumar V. Green synthesis of colloidal copper oxide nanoparticles using Carica papaya and its application in photocatalytic dye degradation // Spectrochimica Acta Part A. 2014. Vol. 121. P. 746–750. DOI: https://doi.org/10.1016/j.saa.2013.12.020

Mie, G. Beiträge zur optik trüber medien, speziell kolloidaler metallösungen // Ann. Phys. 1908. Vol. 330(3). P. 377–445. DOI: https://doi.org/10.1002/andp.19083300302

Ivask A., Juganson K., Bondarenko O., Mortimer M. et al. Mechanisms of toxic action of Ag, ZnO and CuO nanoparticles to selected ecotoxicological test organisms and mammalian cells in vitro: a comparative review // Nanotoxicology. 2014. Vol. 8. P. 57–71. DOI: https://doi.org/10.3109/17435390.2013.855831

Dadi R., Azouani R., Traore M., Mielcarek C., Kanaev A. Antibacterial activity of ZnO and CuO nanoparticles against gram positive and gram negative strains // Mater. Sci. Eng. C. 2019. Vol. 104. P. 109968. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.109968




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6201.311

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.