توليد بيولوژيكي و بررسي خواص ضد باكتريايي نانوذرات طلا

ological production and assessment of the antibacterial activity of gold nanoaprticles

چكيده سابقه و هدف: نانوذرات توليد شده با روش بيولوژيكي در عين بي خطر بودن، داراي اثرات ضد باكتريايي مناسبي بر عليه جدايه هاي مسبب عفونت هاي انساني مي باشند. اين مطالعه با هدف جداسازي و شناسايي سويه هاي توليد كننده نانوذرات طلا از خاك به صورت درون و برون سلولي و نيز بررسي خواص ضد باكتريايي نانوذرات طلاي توليدي بر عليه 10 باكتري بيماري زا انجام شده است. مواد و روش ها: در اين مطالعه پس از جداسازي باكتري ها از خاك و توليد نانوذرات طلا توسط روماند و سلول هاي آن ها، توليد بيولوژيكي نانوذرات از طريق اسپكتروفوتومتر، ميكروسكوپ الكتروني گذاره و پراش اشعه اكس تاييد گرديد. به منظور شناسايي سويه هاي توليد كننده نانوذرات طلا از روش PCR و سپس تعيين توالي استفاده شد. در نهايت خواص ضد باكتريايي نانوذرات توليدي بر عليه 10 باكتري بيماري زا با روش چاهك گذاري مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: در مجموع 38 سويه قادر به توليد نانوذرات طلا به صورت خارج سلولي بودند. از اين ميان 16 سويه توانايي توليد نانوذرات طلا به صورت درون سلولي را نيز دارا بودند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني گذاره حاصل از نانوذرات طلا نشان داد كه نانوذرات داراي ابعادي كمتر از 100 نانومتر بوده اند و نتايج پراش اشعه اكس حضور ساختار كريستالين نانوذرات طلا را تاييد نمود. 3 سويه برتر توليد كننده نانوذرات طلا شامل باسيلوس موجاونسيس، باسيلوس اسپيزيزني و باسيلوس واليسمورتيس بودند. نتايج بررسي اثر ضد باكتريايي نانوذرات طلا توليدي نشان داد كه نانوذرات توليدي به روش خارج سلولي بهتر از نانوذرات توليدي به روش درون سلولي توانايي مهار رشد باكتري هاي بيماري زا را دارند. نتيجه‌گيري: توليد نانوذرات طلا با روش بيولوژيكي قابل انجام است و نانوذرات طلا توليدي داراي خواص ضد باكتريايي مشابه بر عليه باكتري هاي گرم مثبت و منفي مي باشند.

Abstract Background and Objectives: In addition to safety, nanoparticles produced via biological methods show antimicrobial activity against human pathogens. This study was aimed to isolation and identification of intracellular and extracellular gold nanoparticle producing strains from soil and to investigate the antimicrobial effects of the produced nanoparticles on 10 common bacterial pathogens. Materials and Methods: In this study, after isolation of bacteria from the soil and production of the gold nanaoparticles by their supernatants and their pure cells, the bio-production was confirmed through visible spectrophotometry, transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction analysis (XRD). The nanoparticle producing stains were identified based on gene amplification by PCR and gene sequencing. Finally, the antibacterial properties of the produced gold nanoaprticles against 10 pathogenic bacteria was assessed by well diffusion method. Results: Results showed that 38 strains had ability to produce extracellular gold nanoparticles. Among them 16 strains had ability to produce intracellular gold nanoparticles as well. TEM images of the gold nanoparticles showed sizes less than 100 nm and the XRD patterns confirmed the crystalline structure of the gold nanoparticles. Three bacterial strains, Bacillus mojavensis, Bacillus subtilis and Bacillus vallismortis, showed higher productivity. Antibacterial tests showed that the extracellular gold nanoaprticles had better activity against pathogenic bacterial strains than the intracellular produced ones. Conclusion: Production of gold nanoparticles was performed by biological method. This nanoparticles showed a same antibacterial activity against both tested gram positive and negative bacteria.