سنتز زيستي نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد با استفاده از گياه حرا ) (Avicennia marinaو بررسي فعاليت ضدباكتريايي آن

Biosynthesis of Titanium Dioxide Nanoparticles from the Mangrove (Avicennia marina) and Investigation of its Antibacterial Activity

سابقه و هدف: توسعه روش‌هاي سازگار با محيط زيست و فاقد مواد سمي در توليد نانوذرات، از مهم‌ترين جنبه‌هاي علم زيست‌نانوفناوري مي‌باشد. در مطالعه حاضر، سنتز زيستي نانوذرات تيتانيوم دي‌اكسيد با استفاده از برگ گياه بومي حرا Avicennia marina و فعاليت ضدباكتريايي نانوذرات سنتزي بررسي شد. مواد و روش‌ها: تاثير چهار تركيب مختلف از عصاره خشك برگ و مقادير متفاوت تيتانيوم ايزوپروپوكسايد در سنتز زيستي نانوذرات تيتانيوم دي‌اكسيد ارزيابي گرديد. نانوذرات سنتزي با پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي UV-Vis و تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) مطالعه و فعاليت ضدباكتريايي آن‌ها به روش انتشار چاهك بررسي گرديد. يافته‌ها: محلول حاوي عصاره خشك برگ حرا و ماده تيتانيوم ايزوپروپوكسايد از 10 دقيقه بعد از شروع واكنش تغيير رنگ داد كه بيانگر احياء يون‌هاي تيتانيوم توسط عصاره و تشكيل نانوذرات تيتانيوم دي‌اكسيد مي‌باشد. تركيب يك گرم عصاره خشك برگ با 3/75 ميلي‌ليتر محلول تيتانيوم ايزوپروپوكسايد به‌عنوان غلظت بهينه براي سنتز زيستي نانوذرات انتخاب گرديد. استنتاج: آناليز XRD تشكيل نانوذرات تيتانيوم دي‌اكسيد كريستالي را اثبات نمود. نتايج حاصل از تصاوير SEM نانوذراتي را با ميانگين 25 نانومتر و شكل كروي نشان داد. آناليز FTIR بيانگر حضور Ti در ساختار نانوذره و تشكيل نانوذرات TiO2 بود. طيف سنجي UV-Vis كاهش انرژي باند گپ را در نمونه بهينه سنتزي نشان داد. در بررسي خاصيت ضدباكتريايي نانوذرات، باكتري‌هاي گرم منفي مقاومت بيش‌تري از خود نشان دادند. باكتري گرم مثبت Sp. Micrococuss با داشتن بيش‌ترين مقدار هاله عدم رشد، حساس‌ترين و باكتري گرم منفي Vibrio harveyi با توجه به عدم تشكيل هاله رشد، مقاوم‌ترين باكتري شناخته شد.

Background and purpose: Development of biocompatible and nontoxic methods for synthesis of nanoparticles is important in bio-nanotechnology. This study aimed at biosynthesis of titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) using leaf of the native mangrove (Avicennia marina) and investigating its antibacterial activity. Materials and methods: Effect of four different solutions composed of dry extract of mangrove leaf and different amounts of chemical titanium isopropoxide in biosynthesis of TiO2 NPs was evaluated. The biosynthesized TiO2 NPs were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), UV–visible spectrophotometry (UV-Vis), and fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The antibacterial activity was assessed using well diffusion method. Results: The solution color containing dry extract of mangrove leaf and titanium isopropoxide began to change 10 min after the reaction was started, showing the reduction of Ti ions by the extract and synthesizing TiO2 NPs. Combination of 1 g dry extract and 3.75 mL of titanium isopropoxide was considered the optimum concentration for TiO2 NPs biosynthesis. Conclusion: XRD analysis approved the formation of crystalline TiO2 NPs. SEM images identified TiO2 NPs with mean diameter of 25 nm and spherical shape. FTIR analysis distinguished Ti in NPs structure indicating the formation of TiO2 NPs. UV-Vis showed the reduction of bandgap energy in biosynthesized TiO2 NPs. Gram-negative bacteria showed more resistance against the bacterial pathogens. Gram-positive Micrococuss Sp. was recognized the most sensitive regarding the largest diameter of inhibitory zone and Gram-negative Vibrio harveyi was recognized the most resistant regarding no formation of inhibitory zone.