ارزيابي تاثير ضد باكتريايي نانو دندريمر پلي‌آميدوآمينG7- در محيط آبي

Assessment of nanopolyamidoamine-G7 dendrimer antibacterial effect in aqueous solution

زمینه و هدف: نانو دندریمرها درشت مولكول‌های مصنوعی هستند كه در شاخه پزشكی و بهداشت كاربرد فراوانی دارند. هدف از انجام این پژوهش، سنتز و بررسی كارایی دندریمر پلی‌آمیدوآمینG7- (PAMAM-G7) در حذف باكتری‌های اشریشیاكلی، كلبسیلا اوكسی توكا، سودوموناس آئروژینوزا، پروتئوس میرابیلیس و استافیلوكوكوس اورئوس از محلول آبی بود. روش بررسی: مطالعه به‌صورت تجربی از مرداد تا آذر 1394 در آزمایشگاه میكروبیولوژی دانشگاه علوم پزشكی ایران انجام گردید. ابتدا از هر سویه باكتری رقت 103 واحد تشكیل‌دهنده كلونی بر میلی‌لیتر تهیه شد. سپس غلظت‌های مختلفی (025/0، 25/0، 5/2 و µg/ml 25) از دندریمر در دمای آزمایشگاه (°C 23-25) به نمونه آب اضافه شد. به‌منظور تعیین كارایی دندریمر در حذف باكتری‌ها، در زمان‌های مختلف (0، 10، 20، 30، 50 و 60 دقیقه) نمونه‌برداری انجام گردید و بر روی محیط نوترینت آگار كشت داده شد. یافته‌ها: خاصیت ضد باكتریایی دندریمر در محیط آبی با افزایش غلظت دندریمر و زمان تماس، رابطه مستقیم دارد. در غلظت mg/l 25 و در زمان تماس 60 دقیقه تمامی باكتری‌ها به‌جز استافیلوكوكوس اورئوس و در زمان 30 دقیقه باكتری‌های اشریشیاكلی و كلبسیلا اوكسی توكا به‌صورت 100% حذف شدند. همچنین در غلظت mg/l 5/2 و در زمان 60 دقیقه باكتری‌های اشریشیاكلی، كلبسیلا اوكسی توكا و پروتئوس میرابیلیس به‌طور 100% حذف شدند. نتیجه‌گیری: دندریمر PAMAM-G7 در حذف باكتری‌های گرم منفی و گرم مثبت موثر است. در این بین تاثیر آن در باكتری‌های گرم منفی بهتر از باكتری گرم مثبت بود.

Background: Poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimer derivatives have been investigated for their biological applications, especially for delivery of drugs, including antimicrobial drugs to eukaryotic cells, but their effects on bacterial cells are largely unexplored. Nanotechnology and its application is one of the rapidly developing sciences. As demand of fresh drinking water is increasing, nanotechnology can contribute noticeable development and improvement to water treatment process. This study was aimed to examine synthesis and the antibacterial effect of Nanopolyamidoamine-G7 (NPAMAM-G7) dendrimer on Escherichia Coli (E. Coli), Klebsiella Oxytoca (K. Oxytoca), Pseudomonas Aeruginosa (P. Aeruginosa), Proteus Mirabilis (P. Mirabilis) and Staphylococcus Aureus (S. Aureus) from aqueous solution. Methods: In this experimental study that has been conducted in August to December 2015 in the laboratory of microbiology of Iran University of Medical Sciences, initially dilution of 103 CFU/ml were prepared from each strain of bacteria. Then different concentrations of dendrimer (0.025, 0.25, 2.5 and 25 µg/ml) in the laboratory temperature (23-25 °C) was added to water. In order to determine the efficiency of dendrimers in removal of bacteria, samples were taken at different times (0, 10, 20, 30, 40, 50 and 60 min) and were cultured on nutrient agar medium. Samples were incubated for 24 hours at 37 °C and then number of colonies were counted. Results: Antibacterial properties of dendrimers in aqueous solution by increasing the dendrimer concentration and contact time is directly related. At a concentration of 25 μg/ml at 60 minutes all bacteria except S. Aureus, and at 30 minutes, E. Coli and K. Oxytoca bacteria for 100% excluded. The concentration of 2.5 μg/ml at 60 minutes of bacteria, E. Coli, K. Oxytoca and P. Mirabilis are 100% excluded. All concentrations of dendrimers at different times were reduced bacteria in the PAMAM- G7 dendrimer effect on gram-negative bacteria, gram-positive bacteria was better. Conclusion: The NPAMAM-G7 dendrimer with end amine groups exhibited a positive impact on the removal of standard strains, gram-positive and gram-negative bacteria. Therefore, it is possible to use these nanodendrimers as antibacterial in the future.