سنتز، تعيين ساختار و فعاليت ضد باكتري نانو ذرات نقره حاصل از پسماندهاي آزمايشگاهي

Synthesis, characterization and antibacterial activity of silver nanoparticles in laboratory waste

سابقه و هدف: مقادير زيادي پسماند كلريد نقره مربوط به آزمايشات موهر در آزمايشگاه­ هاي آموزشي و صنعتي توليد مي­ شود. با در نظر گرفتن مشكلات زيست محيطي ناشي از رهاسازي و تجمع آن­ها، اين پروژه با هدف طراحي روشي ساده، بهينه، با بازده بالا براي بازيابي نقره به فرم نانو ذرات نقره با خاصيت ضد باكتريايي ارائه شد. مواد و روش­ ها: اين مطالعه تجربي در مقياس آزمايشگاهي بر پسماند جمع­آوري شده از آزمايشگاه ­هاي آموزشي در طول يك ترم تحصيلي انجام گرفت. در سنتز نانو ذرات نقره، از محلول فرمالين به­ عنوان احيا كننده و پلي وينيل پيروليدون به­ عنوان پايداركننده استفاده شد. اندازه نانو ذرات، توزيع اندازه ذرات و پايداري آنها به ­ترتيب با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني گذار، پراكندگي نور پويا و طيف ­سنجي جذبي مرئي-فرابنفش بررسي شده و خاصيت ضد باكتريايي نانو ذرات نقره حاصل، با اندازه ­گيري حداقل غلظت ممانعت ( MIC ) به ­روش غلظت سريالي مطالعه گرديد. نتايج: يافته­ هاي اين مطالعه نشان دادند كه بهترين بازده بازيابي نقره با لحاظ نمودن سنتز ذراتي با اندازه كوچك و توزيع اندازه ذرات كم در حضور 0/7 مولار آمونياك و نسبت مولي فرمالين به ­كلريد نقره برابر 2 حاصل مي ­شود. ميزان MIC براي باكتري­هاي استاندارد E-coli و S. aureusATCC 29213 برابر با ppm 50 و براي پاتوژن جهش يافته Acinetobacterbaumanii برابر ppm 25 به­ دست آمد. نتيجه­ گيري: در مجموع مي ­توان گفت روش ارائه شده، روشي بسيار ساده و موثر در بازيابي نقره به فرم نانو ذرات نقره از پسماندهاي آزمايشگاهي است. نانو ذرات حاصل داراي خاصيت ضد باكتريايي مناسب مي ­باشد كه اين امر موجب ارزش افزوده فرآيند بازيافت مي­ شود.

Background: A large amount of silver chloride residue is produced from the Mohr's experiments in the industrial and educational laboratories. Considering the environmental problems caused by the release and accumulation of silver chloride, this study aimed to design an efficient method for the recovery of silver nanoparticles in laboratory waste with antibacterial activity. Materials and Methods: This bench-scale experimental study was conducted on silver chloride waste samples accumulated during one semester from teaching laboratories in a batch system. Formalin and polyvinylpyrrolidone were used as the reducing and stabilizing agents, respectively. The size of nanoparticles, size distribution and stability of silver nanoparticles were investigated using transmission electron microscopy, dynamic light scattering and UV-visible spectroscopy techniques, respectively. The antibacterial activity of silver nanoparticles was assessed by measuring minimum inhibition concentration (MIC) with a serial concentration method. Results: The results showed that the optimum silver recovery with small size and narrow size distribution was achieved in 0.7 mol ammonia solution and the formalin/silver chloride mole ratio of 2. The MIC value against Gram-negative (E.coli ATCC25922) and Grampositive (S.aureus ATCC29213) reference strains was 50 ppm, whereas the MIC of nanoparticles against the clinical isolate pathogen (Acinetobacterbaumanii) was 25 ppm. Conclusion: The proposed method is a simple and efficient method for the recovery of silver nanoparticles in laboratory waste. Moreover, the obtained silver nanoparticles have the powerful antibacterial activity.