СИНТЕЗ ТА АНТИМІКРОБНА АКТИВНІСТЬ НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА, СТАБІЛІЗОВАНИХ РАМНОЛІПІДОМ

L. Bazylyak, A. Kytsya, O. Kuntyi, N. Koretska, T. Pokynbroda, A. Prokopalo, O. Karpenko

Анотація


Синтезовано розчини наночастинок срібла (AgNPs), стабілізовані рамноліпідом (RL), який виділявся з супернатанту культуральної рідини бактерій штаму Pseudomonas sp. PS-17. Такий рамноліпід одночасно слугував відновником іонів аргентуму та стабілізатором утворюваних AgNPs. З використанням спектроскопії в УФ-видимому діапазоні досліджено кінетику формування AgNPs. З’ясовано, що кінетичні криві є S-подібними і задовільно описуються двостадійною схемою Фінке–Ватзкі (FW-2), що свідчить про автокаталітичний характер формування AgNPs та відсутність агломерації частинок на стадії їх росту. З використанням трансмісійної електронної мікроскопії досліджено характеристики отриманих AgNPs. Визначено, що в дослідженому діапазоні концентрацій реагентів значення середнього діаметру частинок не змінюється і становить 2,6 нм. Показано високу антимікробну активність отриманих AgNPs стосовно багатьох грам-негативних і грам-позитивних бактерій.

 

Ключові слова: наночастинки срібла, зелений синтез, антимікробна активність.


Повний текст:

PDF

Посилання


Franci G., Falanga A., Galdiero S., Palomba L., Rai M., Morelli G., Galdiero M. Silver nanoparticles as potential antibacterial agents // Molecules. 2015. Vol. 20. P. 8856–8874. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules20058856

Anjum S., Abbasi B. H., Shinwari Z. K. Plant-mediated green synthesis of silver nanoparticles for biomedical applications: challenges and opportunities // Pak. J. Bot. 2016. Vol. 48. P. 1731–1760.

Srikar S. K., Giri D. D., Pal D. B., Mishra P. K., Upadhyay S. N. Green synthesis of silver nanoparticles: a review // Green Sustain. Chem. 2016. Vol. 6. P. 34–56. DOI: http://dx.doi.org/10.4236/gsc.2016.61004

Skladanowski M., Golinska P., Rudnicka K., Dahm H., Rai M. Evaluation of cytotoxicity, immune compatibility and antibacterial activity of biogenic silver nanoparticles // Med. Microbiol. Immunol. 2016. Vol. 205. P. 603–613. DOI: https://doi.org/10.1007/s00430-016-0477-7

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

Mondal S., Roy N., Laskar R., Sk I., 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.

Kytsya A., Bazylyak L., Hrynda Y., Horechyy A., Medvedevdkikh Y. The kinetic rate law for the autocatalytic growth of citrate-stabilized silver nanoparticles // Int. J. Chem. Kinet. 2015. Vol. 47. P. 351–360. DOI: https://doi.org/10.1002/kin.20913

Ajitha B., Reddy Y. A. K., Reddy P. S. Enhanced antimicrobial activity of silver nanoparticles with controlled particle size by pH variation // Powder Technol. 2015. Vol. 269. P. 110–117. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.08.049

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. 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 // Microbiol. Res. 2014. Vol. 4. P. 1–5.

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

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 // J. Gen. Chem. 2009. No. 12. P. 2011 (in Russian).

AxioVision (Carl Zeiss Microscopy) https://www.micro-shop.zeiss.com

Slistan-Grijalva A., Herrera-Urbina R., Rivas-Silva J. F., Ávalos-Borja M., Castillón-Barraza F. F., Posada-Amarillas A. Classical theoretical characterization of the surface plasmon absorption band for silver spherical nanoparticles suspended in water and ethylene glycol // Physica E. 2005. Vol. 27. P. 104–112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physe.2004.10.014

Kytsya A. R., Reshetnyak O. V., Bazylyak L. I., Hrynda Y. M. UV/VIS-spectra of silver nanoparticles as characteristics of their sizes and sizes distribution // In: Zaikov G. E., Bazylyak L. I., Haghi A. K. (Eds.) Functional polymer blends and nanocomposites: A practical engineering approach, 1st edn. New York: Apple Academic Press, 2014. P. 231–239. DOI: https://doi.org/10.1201/b16895

Bazylyak L., Kytsya A., Karpenko O., Prokopalo A., Pokynbroda T., Mazur A., Kuntyi O. Synthesis of silver nanoparticles using the rhamnolipid biocomplex of microbial origin // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2020. Iss. 61 (2). P. 404–414. DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6102.404

Hoops S., Sahle S., Gauges R., Lee C., Pahle J., Simus N., Singhal M., Xu L., Mendes P., Kummer U. COPASI – a COmplex PAthway SImulator. Bioinformatics. 2006. Vol. 22, Iss. 24. P. 3067–3074. DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btl485

Kytsya A., Bazylyak L., Simon P., Zelenina I., Antonyshyn I. Kinetics of Ag300 nanoclusters formation: The catalytically effective nucleus via a steady‐state approach // Int. J. Chem. Kinet. 2019. Vol. 51, Iss. 4. P. 266–273. DOI: https://doi.org/10.1002/kin.21249

Takesue M., Tomura T., Yamada M., Hata K., Kuwamoto S., Yonezawa T. Size of elementary clusters and process period in silver nanoparticle formation // J. Am. Chem. Soc. 2011.Vol. 133, Iss. (36). P. 14164–14167. DOI: https://doi.org/10.1021/ja202815y

Jin B., Wang Y., Jin C., De Yoreo J. J., Tang R. Revealing Au13 as elementary clusters during the early formation of Au nanocrystals // J. Phys. Chem. Lett. 2021. Vol. 12. P. 5938–5943. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c01647

Kytsya A., Hrynda Yu., Bazylyak L., Medvddevskikh Yu. Kinetics of diffusion-controlled nucleation of ultra disperse copper particles in aqueous medium // Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2014. Vol. XL. P. 44–50 (in Ukrainian).

Schmidt A. F., Smirnov V. V. Concept of “magic” number clusters as a new approach to the interpretation of unusual kinetics of the Heck reaction with aryl bromides // Top. Catal. 2005. Vol. 32, Iss.1. P. 71–75. DOI: https://doi.org/10.1007/s11244-005-9261-4




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6301.363

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.