Syntese av Multi vegger Karbonnanorør endret med Silver nanopartikler og evaluering av sine antibakterielle aktiviteter og cytotoksiske egenskaper

Summary

I denne studien var antimikrobielle nanomaterialer syntetisert av Sure oksidasjon av multiwalled Karbonnanorør og påfølgende reductive deponering av silver nanopartikler. Antimikrobiell aktivitet og cytotoksisitet tester ble utført med som forberedt nanomaterialer.

Abstract

I denne studien ble multi vegger Karbonnanorør (MWCNTs) behandlet med en vandig svovelsyre løsning å danne en oksygen-baserte funksjonsgruppe. Sølv MWCNTs ble utarbeidet av reductive avsetning av sølv fra en vandig løsning av AgNO₃ på oksidert MWCNTs. Gitt unike fargen på CNTs, var det ikke mulig å bruke dem på minimum inhibitoriske konsentrasjon eller mitokondrie toksisitet analyser vurdere toksisitet og antibakterielle egenskaper, siden de ville forstyrre analyser. Den hemming sonen og minimum bakteriedrepende konsentrasjon for Ag-MWCNTs ble målt og Live/døde og Trypan blå analyser ble brukt til å måle giftighet og antibakterielle egenskaper uten å forstyrre fargen på CNTs.

Introduction

Det endelige målet med denne studien er å gjøre miljøvennlig antibakterielle nanomaterialer som kan hemme veksten av bakterier som skjemaet biofilm. Disse antibakterielle nanomaterialer har potensial til å overvinne giftighet og antibiotika motstand problemene med vanlige kjemikalier eller antibiotika kjemiske forbindelser. En biofilm er et hydrert ekstracellulære polymere stoff (EPS) som består av polysakkarider, proteiner, atomer syren og lipider^1,2. Biofilm forhindre inntrenging av fremmedstoffer og hjelpe bakterier vokse kraftig^3,4. Biofilm føre lukt og kronisk infeksjonssykdommer^5,6. Methylobacterium spp., for eksempel vokser ved å følge steder hvor vann er alltid tilstede eller der det er vanskelig å sikre bakteriell utrydding på en kontinuerlig basis, som klimaanlegg Varmevekslere, dusjrom og medisinsk utstyr. Disse typer biofilm føre lukt og kronisk infeksjonssykdommer^5,6.

Kjemikalier eller antibiotika kjemiske forbindelser brukes vanligvis til å hemme veksten av bakterier som danner biofilm. Fremveksten av antibiotika resistente bakterier og bekymringer i vivo sikkerhet av kjemikalier kjører behovet for å utvikle nye materialer av biofilm og hemmer veksten av bakterier.

I denne studien er antimikrobielle nanomaterialer syntetisert uten antibiotikaresistens og toksisitet. Silver er et velkjent antimikrobielle stoff, og den siste utviklingen i nanovitenskap og nanoteknologi har ført til aktiv forskning på antimikrobielle virkningene av metall nanopartikler^7,8. Nyere studier har rapportert at den lille størrelse og høy overflate-til-volum forholdet mellom nanopartikler resultere i økt antibakteriell aktivitet^9,10,11.

Nanomaterialer presenteres her kombinere silver nanopartikler med økt antimikrobielle egenskaper og Karbonnanorør med høy størrelsesforhold, og dermed øke arealet per volum. Fabrikkert sølv hydrogenion-karbon nanorør kompositt utstillinger betydelige antimikrobielle egenskaper og minimal toksisitet for menneske-og dyreceller. Syntetisk prosessene i tidligere studier som bruker farlige reduksjonsmidler som NaBH₄, formamide, vannistedenfor og hydrazine. Prosessen er innviklet, farlig og tidkrevende. Syntetisk prosessen rapporterte bruker her etanol som et betydelig mindre farlig reduksjonsmiddel.

Den hemming sonen og minimum bakteriedrepende konsentrasjon (MBC) for Ag-MWCNTs ble målt; Live/Dead og Trypan blå analyser ble brukt til å måle giftighet og antibakterielle egenskaper. Minimum inhibitoriske konsentrasjon (mikrofon) og mitokondrie giftighet (MTT) analyser ble ikke utført på grunn av uvanlig fargen på Karbonnanorør som ville ha forstyrret analyser. Til slutt, den laveste konsentrasjonen å hindre vekst av Methylobacterium spp. uten å påvirke pattedyrceller ble bestemt.

Protocol

1. MWCNT oksidasjon Mål 30-50 mg MWCNT til en 50-mL flaske. Sakte legge 8 mL H2så4: HNO3 løsning (90% innledende konsentrasjon, 3:1 vol/vol) av pipette med 1 mL pipette-spisser.Advarsel: Dette preparatet må være gjennomført i kjemisk avtrekksvifte. Tillate 30 min for den eksoterm reaksjonen å fullføre. Sonicate løsningen ved 60-80 ° C og 160 M 1t før MWCNT slår seg på bunnen av ampullen.FORSIKTIG: Vannivået i sonicator bør v?…

Representative Results

Overføring elektronmikroskop (TEM) bildene bekrefter dannelsen av Ag-MWCNTs (figur 1A og 1B). Deres vellykkede syntese bekrefter endringen overflaten ansvaret. Størrelsen på Ag partikler avsatt på MWCNTs ble beregnet (figur 1 c). Gjennomsnittlig partikkelstørrelse var ca 3.83 nm. XRD mønster av de som syntetisert Ag-MWCNTs er vist i figur 1 d. Toppen på 20-30° tilsvarer MWCN…

Discussion

Her rapporterer vi en enkel metode for utarbeidelse av MWCNTs med avsatt Ag nanopartikler. Dette sølv inneholder nanomaterial viser betydelig antibakteriell aktivitet og minimal potensial for ukontrollerte absorpsjon av silver nanopartikler i kroppen. Vi viser at 30 µg/mL syntetisert Ag-MWCNTs er en effektiv antibakteriell aktivitet mot Methylobacterium spp. med ubetydelig cytotoksisitet til leveren pattedyrceller. Om ytterligere forbedringer og biosikkerhet vurderinger for Ag-MWCNTs kreves før utvidelsen i d…

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