جسيمات النحاس النانوية المركبة في مصفوفة البوليمر الحيوي وتطبيقاتها في النشاط المضاد للبكتيريا
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
النحاس هو بديل أرخص من العديد من المعادن النبيلة مع مجموعة من التطبيقات المحتملة في مجال علم النانو وتكنولوجيا النانو. ومع ذلك ، فإن جسيمات النحاس النانوية لها قيود كبيرة ، والتي تشمل الأكسدة السريعة عند التعرض للهواء. لذلك ، تم تطوير مسارات بديلة لتجميع الجسيمات النانوية المعدنية في وجود البوليمرات والمواد الخافضة للتوتر السطحي كمثبتات ، ولتشكيل الطلاءات على سطح الجسيمات النانوية. هذه المواد الخافضة للتوتر السطحي والروابط البوليمرية مصنوعة من بتروكيماويات غير متجددة. نظرًا لمحدودية الموارد الأحفورية ، فإن إيجاد بديل متجدد وقابل للتحلل البيولوجي يعد أمرًا واعدًا ، حيث هدفت الدراسة إلى إعداد وتوصيف وتقييم الخصائص المضادة للبكتيريا لجسيمات النحاس النانوية. تم تحضير جسيمات النحاس النانوية باستخدام البوليمر الحيوي الجيلاتيني ، أيونات CuSO4.5H2O والهيدرازين كمثبت ، ملح سلائف وعامل اختزال على التوالي. ومع ذلك ، تم استخدام محلول فيتامين C و NaOH أيضًا كمضاد للأكسدة وضبط درجة الحموضة. تم تمييز جسيمات النحاس النانوية المركبة باستخدام التحليل الطيفي المرئي للأشعة فوق البنفسجية (UV-vis) ، التحليل الحراري الوزني (TGA) ، مسحوق قياسات زيتا المحتملة ، حيود الأشعة السينية (XRD) ، المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM). يؤكد طيف الامتصاص المرئي للأشعة فوق البنفسجية تكوين CuNPs ، والتي أظهرت أقصى امتصاص عند 583 نانومتر. أشارت النتائج التي تم الحصول عليها من TEM إلى انخفاض في حجم الجسيمات من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي للمواد الداعمة. وجد أن التركيز الأمثل للجيلاتين هو 0.75٪ بالوزن. المواد الداعمة المستخدمة في هذا التركيب متوافقة حيوياً والمنتجات التي تم الحصول عليها مستقرة في الهواء. تُظهر CuNPs المُصنَّعة أنشطة واعدة مضادة للجراثيم ضد B. subtilis (B29) و S. aureus (S276) و S. choleraesuis (ATCC 10708) و E. coli (E266) كبكتيريا موجبة وسالبة الجرام على التوالي.
Received 31/03/2023,
Revised 16/06/2023,
Accepted 18/06/2023,
Published Online First 20/08/2023
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
Kruk T, Szczepanowicz K, Stefańska J, Socha RP, Warszyński P. Synthesis and antimicrobial activity of monodisperse copper nanoparticles. Colloids Surf B. 2015; 128: 17-22. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2015.02.009
Siddiqi KS, Husen A. Current status of plant metabolite-based fabrication of copper/copper oxie nanoparticles and their applications: a review. Biomater Res. 2020; 24(1): 1-15. https://doi.org/10.1186/s40824-020-00188-1
Shaker DS, Abass NK, Ulwall RA. Preparation and study of the Structural, Morphological and Optical properties of pure Tin Oxide Nanoparticle doped with Cu. Baghdad Sci J. 2022; 19(3): 0660-0660. https://doi.org/10.21123/bsj.2022.19.3.0660
Musa A, Wada Bawa H, Mohammed AH, Mohammed AD. Green Synthesis of Silver Nanoparticles and Its Antibacterial Activity using the Flower Extract of Senna Siamea. Int J Nanosci Nanotechnol. 2021; 17(3): 173-179. https://www.ijnnonline.net/article_245847.html
John T, Parmar KA, Kotval SC. Jadhav J. Synthesis, Characterization, Antibacterial and Anticancer Properties of Silver Nanoparticles Synthesized from Carica Papaya Peel Extract. Int J Nanosci Nanotechnol. 2021; 17(1): 23-32. https://www.ijnnonline.net/article_242800.html
Shanan ZJ, Majed MD, Ali HM. Effect of the Concentration of Copper on the Properties of Copper Sulfide Nanostructure. Baghdad Sci J. 2022; 19(1): 0225-0225. https://doi.org/10.21123/bsj.2022.19.1.0225
Khandanlou R, Ngoh GC, Chong WT, Bayat S. Saki E. Fabrication of silver nanoparticles supported on rice straw: in vitro antibacterial activity and its heterogeneous catalysis in the degradation of 4-nitrophenol. Bioresour. 2016; 11(2): 3691-3708. https://doi.org/10.15376/biores.11.2.3691-3708
Hu X, Zhang Y, Ding T, Liu J, Zhao H. Multifunctional gold nanoparticles: a novel nanomaterial for various medical applications and biological activities. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 8: 990. https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00990
Shameli K, Ahmad MB, Zargar M, Yunus WMZW, Rustaiyan A, Ibrahim NA. Synthesis of silver nanoparticles in montmorillonite and their antibacterial behaviour. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 581. https://doi.org/10.2147%2FIJN.S17112
Shaheen TI, Fouda A, Salem SS. Integration of cotton fabrics with biosynthesized CuO nanoparticles for bactericidal activity in the terms of their cytotoxicity assessment. Ind Eng Chem Res. 2021; 60(4): 1553-1563. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c04880
Massaro M, Noto R, Riela S. Past, present and future perspectives on halloysite clay minerals. Molecules. 2020; 25(20): 4863. https://doi.org/10.3390/molecules25204863
Bezza FA, Tichapondwa SM, Chirwa EM. Fabrication of monodispersed copper oxide nanoparticles with potential application as antimicrobial agents. Sci Rep. 2020; 10(1): 16680. https://doi.org/10.1038/s41598-020-73497-z
Makabenta JMV, Nabawy A, Li CH, Schmidt-Malan S, Patel R, Rotello VM. Nanomaterial-based therapeutics for antibiotic-resistant bacterial infections. Nat Rev Microbiol. 2021; 19(1): 23-36. https://doi.org/10.1038/s41579-020-0420-1
Alotaibi AM, Williamson BA, Sathasivam S, Kafizas, A, Alqahtani, M, Sotelo-Vazquez C, Parkin IP. Enhanced photocatalytic and antibacterial ability of Cu-doped anatase TiO2 thin films: theory and experiment. ACS Appl Mater Interfaces. 2020; 12(13): 15348-15361. https://doi.org/10.1021/acsami.9b22056
Venkatakrishnan S, Veerappan G, Elamparuthi E, Veerappan A. Aerobic synthesis of biocompatible copper nanoparticles: promising antibacterial agent and catalyst for nitroaromatic reduction and C–N cross coupling reaction. RSC Adv. 2014; 4(29): 15003-15006. https://doi.org/10.1039/C4RA01126K
Tantubay S, Mukhopadhyay SK, Kalita H, Konar S, Dey S, Pathak A, et al.. Carboxymethylated chitosan-stabilized copper nanoparticles: a promise to contribute a potent antifungal and antibacterial agent. J Nanopart Res. 20.15; 17(6): 1-18. https://doi.org/10.1007/s11051-015-3047-9
Shende S, Ingle AP, Gade A, Rai M. Green synthesis of copper nanoparticles by Citrus medica Linn.(Idilimbu) juice and its antimicrobial activity. World J Microbiol Biotechnol. 2015; 31(6): 865-873. https://doi.org/10.1007/s11274-015-1840-3
Musa A, Ahmad MB, Hussein MZ, Saiman MI, Sani HA. Effect of gelatin-stabilized copper nanoparticles on catalytic reduction of methylene blue. Nanoscale Res Lett. 2016; 11(1): 1-13. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1656-6
Melo MN, Pereira FM, Rocha MA, Ribeiro JG, Diz FM, Monteiro WF, et al.. Immobilization and characterization of horseradish peroxidase into chitosan and chitosan/PEG nanoparticles: A comparative study. Process Biochem. 2020; 98: 160-171. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2020.08.007
Tangsatianpan V, Torgbo S, Sukyai P. Release kinetic model and antimicrobial activity of freeze-dried curcumin-loaded bacterial nanocellulose composite. Polymer Sci Ser A. 2020; 62: 218-227. https://doi.org/10.1134/S0965545X20030153
Abed N, Mohammed, A. Synthesis and Characterization of (Methyl Methacrylate/Phenyl Acrylamide) Hydrogel for Biomedical Applications. Egypt J Chem. 2021; 64(9): 5175-5181. https://doi.org/10.21608/ejchem.2021.70441.3552
Abbas NN, Mohammed AH, Ahmad MB. Copolymerization of Ethyl Methacrylate and Vinyl Acetate with Methacrylamide: Synthesis, Characterization and Reactivity Ratios. Egypt J Chem. 2022; 65(9): 293-301. https://doi.org/10.21608/ejchem.2022.112096.5091
Kanmani P, Rhim JW. Physicochemical properties of gelatin/silver nanoparticle antimicrobial composite films. Food Chem. 2014; 148: 162-169. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.10.047
Mehata MS. Green synthesis of silver nanoparticles using Kalanchoe pinnata leaves (life plant) and their antibacterial and photocatalytic activities. Chem Phys Lett. 2021; 778: 138760. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2021.138760
Liu L, Zhu M, Ma Z, Xu X, Seraji SM, Yu B, et al. A reactive copper-organophosphate-MXene heterostructure enabled antibacterial, self-extinguishing and mechanically robust polymer nanocomposites. J Chem Eng. 2022; 430: 132712. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132712
Mahmoudi A, Kesharwani P, Majeed M, Teng Y, Sahebkar A. Recent advances in nanogold as a promising nanocarrier for curcumin delivery. Colloids Surf B. 2022; 112481. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2022.112481