Синтез многостенные углеродные нанотрубки, модифицированных наночастиц серебра и оценки их антибактериальная деятельность и цитотоксических свойств
Summary
В этом исследовании были синтезированы антимикробной наноматериалов кислотного окисления многостенными углеродными нанотрубками и последующих редуктивной осаждения наночастиц серебра. Антимикробной активности и цитотоксичность тесты были выполнены с наноматериалы как подготовлено.
Abstract
В этом исследовании многостенные углеродные нанотрубки (MWCNTs) относились с водного раствора серной кислоты решение сформировать на основе кислорода функциональной группы. Серебряный MWCNTs были подготовлены редуктивной осаждения серебра из водного раствора AgNO3 на окисленных MWCNTs. Учитывая уникальный цвет CNTs, невозможно применить их к минимальной концентрации тормозящий или анализов митохондриальной токсичности для оценки токсичности и антибактериальные свойства, поскольку они будут мешать анализов. Ингибирование зоны и минимальная бактерицидная концентрация для Ag-MWCNTs были измерены и Live/мертвые и Трипановый синий анализов были использованы для оценки токсичности и антибактериальные свойства без мешать с цветом нанотрубок.
Introduction
Конечной целью данного исследования является сделать экологически антибактериальные наноматериалов, который может подавлять рост бактерий, что форма биопленки. Эти антибактериальные наноматериалов имеют потенциал, чтобы преодолеть проблемы токсичности и антибиотикам сопротивление широко используемых химических веществ или антибактериальной химических соединений. Биопленки – гидратированных внеклеточного полимерных вещество (EPS), которое состоит из полисахаридов, белков, нуклеиновых кислот и липидов1,2. Биоплёнки предотвращения проникновения посторонних веществ и помогают бактерии растут энергично3,4. Биоплёнки вызывают запах и хронические инфекционные заболевания5,6. Methylobacterium spp., например, растет, придерживаясь места, где вода всегда присутствует или где трудно обеспечить бактериальных искоренения на постоянной основе, например теплообменников кондиционеров воздуха, душевые и медицинские приборы. Эти типы биоплёнки вызывают запах и хронические инфекционные заболевания5,6.
Как правило химические вещества или антибактериальной химических соединений используются для подавляют рост бактерий, которые формируют биопленки. Появление устойчивых к антибиотикам бактерий и озабоченности по поводу безопасности в естественных условиях химических веществ являются движущей необходимость разработки новых материалов для предотвращения образования биопленки и подавляют рост бактерий.
В этом исследовании противомикробные наноматериалов синтезируются которые свободны от антибиотикорезистентности и токсичности. Серебро является известным антимикробное вещество, и недавние события в нанонауки и нанотехнологии привели к активные исследования в антимикробным эффекты металлических наночастиц7,8. Недавние исследования сообщили, что небольшой размер и высокое отношение поверхности к объему наночастиц приводят к увеличению антибактериальную активность9,10,11.
Наноматериалы, представленные здесь сочетают наночастиц серебра с повышенной противомикробными свойствами и углеродных нанотрубок с высоким соотношением сторон, тем самым увеличивая площадь поверхности на единицу объема. Сфабрикованные серебряных наночастиц-нанотрубок Углекомпозит экспонатов значительный антимикробные свойства и минимальная токсичность для человека и животных клеток. Синтетических процессов в предыдущих исследованиях используют опасные восстановителями как NaBH4, формамид, диметилформамид и гидразина. Этот процесс является сложным, опасные и трудоемким. Синтетический процесс сообщили здесь использует этанол как восстанавливающего агента в значительно менее опасные.
Ингибирование зоны и минимальная бактерицидная концентрация (МБК) для Ag-MWCNTs были измерены; Live/мертвые и Трипановый синий анализов были использованы для оценки токсичности и антибактериальными свойствами. Минимальная концентрация тормозной (MIC) и анализов Митохондриальная токсичность (МТТ) не были выполнены из-за необычного цвета углеродных нанотрубок, которые бы помешали анализов. Наконец было определено минимальная концентрация для предотвращения роста Methylobacterium spp. не затрагивая mammalian клеток.
Protocol
Representative Results
Discussion
Здесь мы приводим простой метод для подготовки MWCNTs с хранение Ag наночастиц. Это Наноматериал Серебросодержащие демонстрирует значительный антимикробной активностью и минимальный потенциал для неконтролируемое поглощение наночастиц серебра в организме. Мы демонстрируем, что синтез?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано Чун-Ang университета научно-исследовательских грантов (2016) и программы развития технологии нано-материалов через Национальный исследовательский фонд Korea(NRF) финансируется министерством науки и ИКТ (№ 2017M3A7B8061942).
Materials
| 0.1 N silver nitrate | SIGMA-ALDRICH | 1090811000 | |
| Carbon nanotube, multi-walled | Tokyo Chemical Industry Co., LTD | 308068-56-6 | |
| R2A agar | MBcell | MB-R1129 | |
| R2A broth | MBcell | MB-R2230 | |
| Methylobacterium spp. | KCTC | 12618 | from Korea Collection for Type Cultures Daejeon Korea 12618, Daejon, Korea |
| LIVE/DEAD Cell imaging Kit | ThermoFisher SCIENTIFIC | R37601 | |
| AML12 | from Chungnam University, Dajeon, Korea | ||
| human PBMC | ATCC | PCS-800-011 | |
| TEM | JEOL | JEM-2100F | |
| XRD | Rigaku | D/MAX 2500 | Cu K photon source (40kV, 100mA) |
| JuLI Br | NanoEnTek | JULI-BRSC |
References
- Löndahl, J. Physical and Biological Properties of Bioaerosols. Bioaerosol Detection Technologies. , 33-48 (2014).
- Jennings, S., Moran, A., Carroll, C. Bioaerosols and biofilms. Biofilms in medicine, industry and environmental biotechnology. , 160-178 (2003).
- Flemming, H. -. C., Wingender, J. The biofilm matrix. Nature Reviews Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).
- Lewis, K. Riddle of biofilm resistance. Antimicrobial agents and chemotherapy. 45 (4), 999-1007 (2001).
- Doronina, N. V., et al. Methylobacterium suomiense sp. nov. and Methylobacterium lusitanum sp. nov., aerobic, pink-pigmented, facultatively methylotrophic bacteria. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (3), 773-776 (2002).
- Seo, Y., et al. Antibacterial activity and cytotoxicity of multiwalled carbon nanotubes decorated with silver nanoparticles. International Journal of Nanomedicine. 9, 4621-4629 (2014).
- Chen, X., Schluesener, H. Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicologyletters. 176 (1), 1-12 (2008).
- Singh, M., et al. Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 3 (3), 115-122 (2008).
- Morones, J. R., et al. The bactericidal effect of silver nanoparticles. Nanotechnology. 16 (10), 2346 (2005).
- Martinez-Castanon, G., et al. Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes. Journal of Nanoparticle Research. 10 (8), 1343-1348 (2008).
- Lok, C. -. N., et al. Silver nanoparticles: partial oxidation and antibacterial activities. JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry. 12 (4), 527-534 (2007).
