سنتز سبز نانوذرات نقره: مروری بر روش‌ها و خواص ضدباکتری نانوذرات نقره
محورهای موضوعی : کاربرد نانوساختارها
میثم ناصری
1
,
مهدی ایران نژاد
2
,
اکبر مهدیلو
3
,
راحله خسروی
4
1 - گروه مهندسی فرآوری مواد معدنی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
2 - گروه مهندسی فرآوری مواد معدنی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
3 - دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
4 - شرکت پویشگر نانوسبز، اصفهان، ایران
کلید واژه: نانوذرات نقره, خاصیت ضدباکتری, عصاره گیاهان, میکروارگانیسم, سنتز سبز.,
چکیده مقاله :
در دهه‌های اخیر، نانوذرات نقره به دلیل داشتن خاصیت ضدباکتری، به‌طور گسترده مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند. نانوذرات نقره با تخریب دیواره سلولی باکتری‌ها و ایجاد اختلال در فرآیندهای زیستی آن‌ها، می‌توانند در مبارزه با عفونت‌های باکتریایی موثر باشند. روش‌های مختلفی برای سنتز نانوذرات نقره وجود دارند که دارای مزایا و معایبی هستند. در سال‌های اخیر، سنتز نانوذرات نقره به روش سبز به دلایل کاهش اثرات زیان‌بار زیست‌محیطی، ایمنی و غیره بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیق حاضر با هدف معرفی مناسب‌ترین روش سنتز سبز برای تهیه نانوذرات نقره با خاصیت ضدباکتری انجام شده است. نتایج نشان می‌دهند که تاثیر نانوذرات نقره سنتز شده با میکروارگانیسم‌ها نسبت به نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان بر روی مهار باکتری‌ها بیشتر است. خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره سنتز شده با قارچ نسبت به نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک و باکتری بیشتر است. هم‌چنین، بررسی‌ها نشان می‌دهد که خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دیواره سلولی باکتری‌ها بستگی دارد. در این راستا، اثر ضدباکتری نانوذرات نقره بر روی باکتری‌های گرم منفی نسبت به باکتری‌های گرم مثبت بیشتر است.
In recent decades, silver nanoparticles have gained significant attention from researchers due to their antibacterial properties. Silver nanoparticles can be effective in combating bacterial infections by disrupting the bacterial cell walls and interfering with their biological processes. There are various methods for synthesis of silver nanoparticles, which have advantages and disadvantages. In recent years, green synthesis of silver nanoparticles has been increasingly studied due to its reduced harmful environmental effect, safety, and other benefits. The current research was carried out with the aim of introducing the most appropriate green synthesis method for the preparation of silver nanoparticles with antibacterial properties. The results show that the antibacterial activity of silver nanoparticles synthesized with microorganisms is greater than silver nanoparticles synthesized with plant extracts. Furthermore, studies show that the antibacterial properties of silver nanoparticles depend on the physical and chemical characteristics of the bacterial cell wall. In this regard, the antibacterial effect of silver nanoparticles on Gram-negative bacteria is grater than on Gram-positive bacteria.
[1] M. Khan, M. R. Shaik, S. F. Adil, S. T. Khan, A. Al-Warthan, M. R. H. Siddiqui, M. N. Tahir and W, Tremel, Dalton Transactions., 47, 11988 (2018).
[2] A. Nene, M. Galluzzi, L. Hongrong, P. Somani, S. Ramakrishna, & X. F. Yu, Nanoscale., 13, 13923 (2021).
[3] م. ناصری، م. ایراننژاد، ا. مهدیلو، چهل و یکمین گردهمایی (همایش ملی) علوم زمین،تهران1401.
[4] V. Demchenko. S. Riabov, S. Kobylinskyi, L. Goncharenko, N. Rybalchenko, A. Kruk, O. Moskalenko and M. Shut, Scientific Reports, 10, 7126 (2020).
[5] M. Nycz, K. Arkusz, D. G and Pijanowska, Nanomaterials, 9, 1072 (2019).
[6] س. فروغیراد، م. خطیبزاده، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 34 (1394) 1.
[7] V. Scardaci, Nanomaterials, 11, 2226 (2021).
[8] م. ناصری، م. ایراننژاد، ا. مهدیلو، سومین کنفرانس ملی معدنکاری و صنایع معدنی سبز ایران، زنجان، ایران. (1402).
[9] م. ناصری، م. ایراننژاد، ا. مهدیلو، سومین کنفرانس ملی به کارگیری روش‌های تجربی و عددی در صنایع شیمیایی و معدنی، کرمان، ایران. (1402).
[10] ر. خسروی نیسیانی، پایاننامه، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، 1399.
[11] Z. Asadi, M. Saki, R. Khosravi, M. Amin, A. Ghaemi and S. Akrami, Indian Journal of Microbiology, 1 (2024).
[12] A. M. Abdel-Mohsen, J. Jancar, R. M. Abdel-Rahman, L. Vojtek, P. Hyršl, M. Dušková, and H. Nejezchlebová, International journal of pharmaceutics, 520, 241 (2017).
[13] S. S. Salem, E. F. El-Belely, G. Niedbała, M. M. Alnoman, S. E. D. Hassan, A. M. Eid, and A. F. ouda, Nanomaterials, 10, 2082 (2020).
[14] ع. شریفی، ع. شفقت، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 39 11 (1399).
[15] M. Pant, C. Prashar, K. C. Pandey, S. Roy, V. Pande and A, Dandapat, RSC advances, 14, 1114 (2024).
[16] Z. U. R. Mashwani, T. Khan, M. A. Khan and A. Nadhman, Applied microbiology and biotechnology, 99, 9923 (2015).
[17] M. Bagirova, S. Dinparvar, A. Allahverdiyev, M., K., E. Unal, S. Abamor and M. Novruzova, Acta Tropica 208, 105498 (2020).
[18] M. Abbas, A. Atiq, R. Xing, and X. Yan, Journal of Materials Chemistry, B 9, 4444 (2021).
[19] I. A. Arefina, D. A. Kurshanov, A. A. Vedernikova, D. V. Danilov, A. V. Koroleva, E. V. Zhizhin and A. L. Rogach, Nanomaterials, 13, 223 (2023).
[20] G. Gahlawat, S. Shikha, B. S. Chaddha, S. R. Chaudhuri, S. Mayilraj and A. R. Choudhury, Microbial Cell Factories, 15, 1 (2016).
[21] P. Korshed, Li, L., Liu, Z., & Wang, T, PLoS One 11, e0160078 (2016).
[22] M. J. Silvero C, D. M. Rocca, E. A. de la Villarmois, K. Fournier, A. E. Lanterna, M. F. Perez and J. C., Scaiano, ACS omega, 3, 1220 (2018).
[23] M. Wypij, M., Rai, L. F., Zemljič, M., Bračič, S., Hribernik and P. Golińska, Frontiers in bioengineering and biotechnology, 11, 1241739 (2023).
[24] S. K. Ogata, A. C. Gales and E. Kawakami, Brazilian Journal of Microbiology, 45, 1439 (2014).
[25] ر، بهلولی خیاوی، فصلنامه آزمایشگاه و تشخیص، 35 (1396).
[26] C. Mollea, F. Bosco and D Fissore, Antibiotics, 11,1809 (2022).
[27] L. Bonilla-Gameros, P. Chevallier, X. Delvaux, L. A. Yáñez-Hernández, L. Houssiau, X. Minne and D. Mantovani, Nanomaterials, 14, 609 (2024).
[28] Y. Wang, Z. Li, D. Yang, X. Qiu, Y. Xie and X. Zhang, Journal of colloid and Interface Science, 583, 80 (2021).
[29] A. Roy, O. Bulut, S. Some, A. K. Mandal and M. D. Yilmaz, RSC advances, 9 (2019).
[30] U. F. L. Gunputh, K.H. Lawton, A. C. Besinis, Tredwin and R.D. Handy, Nanotoxicology, 14, 97 (2020).
[31] D.-K. H. Nguyen, N.Q. Dinh, V.-P, Appl. Nanosci, 13, 3709 (2023).
g
[32] A. H. Abo-Elmagd, R. A., Hamouda, M. H., Shalan, R. A., Abdelrazak, A. E, RSC advances, 10, 44232 (2020).
[33] B. P. Dyett, H. Yu, S. Sarkar, J. B. Strachan, C. J. Drummond and C. E. Conn, ACS Applied Materials & Interfaces, 13, 53530 (2021).
[34] Z. Ye and C. Aparicio, Journal of Peptide Science, 28, e3299 (2022).
[35] R. E. Duval, J. Gouyau and E. Lamouroux, Nanomaterials, 9, 1775 (2019).
[36] D. Acharya, K. M. Singha, P. Pandey, B. Mohanta, J. Rajkumari and L. P. Singha, Scientific reports, 8, 201 (2018).
[37] S. A. P. Aromal, D, Spectrochim, Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc, 97, 1 (2012).
[38] G. S. Marslin, K. Id, Q.M. Selvakesavan, R.K. Kruszka, D. Kachlicki, P. Franklin, G. Materials, 11, 940 (2018).
[39] Y. X. S. Shen, A. Yu, X.; Qiu, L. Zhang, L. Zhang, Q, Green Chem, 9, 852 (2007).
[40] V. V. L. Makarov, A.J. Sinitsyna, O.V. Makarova, S.S. Yaminsky, I.V. Taliansky, M.E.; Kalinina, N.O, Acta Nat 6, 35 (2014).
[41] A. K. G. Keshari, R. Srivastava, P. Singh, V. B. Yadav and J. Nath, Ayurveda Integr. Med, 11, 37 (2020).
[42] G. Das. J. K. Patra, H.-S. Shin, Materials Science and Engineering: C ,114, 111011 (2020).
[43] M. Govindappa. B. Hemashekhar. M.-K. Arthikala. V. R. Rai, Y. Ramachandra, Results in Physics, 9, 400, (2018)
[44] S. Salari. S. E. Bahabadi. A. Samzadeh-Kermani, F. Yosefzaei, Iranian journal of pharmaceutical research: IJPR, 18, 430 (2019).
[45] M. S. Mthana. M. N. Mthiyane. A. C. Ekennia. M. Singh, D. C. Onwudiwe, Scientific African, 17, e01365 (2022).
[46] O. N. UNUATA, 2021.
[47] H. Yousaf. A. Mehmood. K. S. Ahmad, M. Raffi, Materials Science and Engineering: C, 112, 110901 (2020).
[48] K. Seku. B. R. Gangapuram. B. Pejjai. K. K. Kadimpati, N. Golla, Journal of Nanostructure in Chemistry, 8, 179 (2018).
[49] S. Valsalam. P. Agastian. M. V. Arasu. N. A. Al-Dhabi. A.-K. M. Ghilan. K. Kaviyarasu. B. Ravindran. S. W. Chang, S. Arokiyaraj, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 191, 65 (2019).
[50] G. M. Sangaonkar, K. D. Pawar, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 164, 210 (2018).
[51] A. V. Samrot. N. Shobana, R. Jenna, BioNanoScience, 8, 632 (2018).
[52] A. K. Alzubaidi, W. J. Al-Kaabi, A. A. Ali, S. Albukhaty, H. Al-Karagoly, G. M. Sulaiman, M. Asiri, Y. Khane, Applied Sciences, 13, 2182 (2023).
[53] G. Suriyakala. S. Sathiyaraj. S. Devanesan. M. S. AlSalhi. A. Rajasekar. M. K. Maruthamuthu, R. Babujanarthanam, Saudi Journal of Biological Sciences, 29, 680 (2022)
[54] M. Mousavi-Khattat. M. Keyhanfar, A. Razmjou, Artificial cells, nanomedicine, and biotechnology, 46, 1022 (2018).
[55] L. Loan Khanh, N. Thanh Truc, N. Tan Dat, N. Thi Phuong Nghi, V. van Toi, N. Thi Thu Hoai, T. Ngoc Quyen, T. Thi Thanh Loan, N. Thi Hiep, Science and Technology of Advanced Materials, 20, 276 (2019).
[56] N. Willian, Z. Syukri, A. Labanni, S. Arief, Rasayan Journal of Chemistry, 13, 1478 (2020).
[57] A. A. Abdellatif, H. N. Alturki, H. M. Tawfeek, Scientific reports, 11, 84 (2021).
[58] A. R. Deshmukh, A. Gupta, B. S. Kim, BioMed research international 2019, 1714358 (2019).
[59] M. Hamelian. M. M. Zangeneh. A. Amisama. K. Varmira, H. Veisi, Applied Organometallic Chemistry, 32, e4458 (2018)
[60] A. Vijayakumari, A. Sinthiya, International Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 10, 138 (2018).
[61] S. Ansar, H. Tabassum, N. S. Aladwan, M. Naiman Ali, B. Almaarik, S. AlMahrouqi, M. Abudawood, N. Banu, R. Alsubki, Scientific Reports, 10, 18564 (2020)
[62] S. Hajji, S. B. Khedir, I. Hamza-Mnif, M. Hamdi, I. Jedidi, R. Kallel, S. Boufi, M. Nasri, Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects, 1863, 241 (2019).
[63] P. Prem, S. Naveenkumar, C. Kamaraj, C. Ragavendran, A. Priyadharsan, K. Manimaran, N. S. Alharbi, N. Rarokar, T. Cherian, V. Sugumar, Green Chemistry Letters and Reviews, 17, 2305142 (2024).
[64] F. Jalilian, A. Chahardoli, K. Sadrjavadi, A. Fattahi, Y. Shokoohinia, Advanced Powder Technology, 31, 1323 (2020).
[65] X. Cao, L. Zhu, Y. Bai, F. Li, X. Yu, Green Chemistry Letters and Reviews, 15, 28 (2022).
[66] M. Ohiduzzaman, M. Khan, K. Khan, B. Paul, Heliyon, 10 (2024).
[67] V. R. Netala, T. Hou, S. S. Sana, H. Li, Z. Zhang, Molecules, 29, 1250 (2024).
[68] A. Arya, P. K. Tyagi, S. Bhatnagar, R. K. Bachheti, A. Bachheti, M. Ghorbanpour, Scientific Reports, 14, 7243 (2024).
[69] N. Kaur, R. Kumar, S. Alhan, H. Sharma, N. Singh, R. Yogi, V. Chhokar, V. Beniwal, M. K. Ghosh, S. K. Chandraker, Inorganic Chemistry Communications, 159, 111735 (2024).
[70] V. V. Konduri, N. K. Kalagatur, L. Gunti, U. K. Mangamuri, V. R. Kalagadda, S. Poda, S. B. N. Krishna, South African Journal of Botany, 168, 476 (2024).
[71] M. Rafique, I. Sadaf, M. S. Rafique, M. B. Tahir, Artificial cells, nanomedicine, and biotechnology, 45, 1272 (2017).
[72] S. Iravani, International scholarly research notices 2014, 359316 (2014).
[73] T. Klaus, R. Joerger, E. Olsson, C.-G. Granqvist, Proceedings of the National Academy of Sciences 96, 13611 (1999).
[74] K. Kalimuthu, R. S. Babu, D. Venkataraman, M. Bilal, S. Gurunathan, Colloids and surfaces B: Biointerfaces, 65, 150 (2008).
[75] N. Chatterjee, S. Pal, P. Dhar, Next Nanotechnology, 6, 100089 (2024).
[76] H. Mohd Yusof, N. A. Abdul Rahman, R. Mohamad, U. H. Zaidan, Applied sciences, 10, 6973 (2020).
[77] M. S. R. Rajoka, H. M. Mehwish, H. Zhang, M. Ashraf, H. Fang, X. Zeng, Y. Wu, M. Khurshid, L. Zhao, Z. He, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 186, 110734 (2020).
[78] G. E. Ogunleye, O. O. Akintade, K. A. Oyinlola, M. O. Kazeem, T. S. Oyewo, International Congresses of Turkish Science and Technology Publishing, 268, (2023)
[79] R. Esmail, A. Afshar, M. Morteza, A. Abolfazl, E. Akhondi, BMC microbiology, 22, 97 (2022).
[80] A. M. Eid, S. E.-D. Hassan, M. F. Hamza, S. Selim, M. S. Almuhayawi, M. H. Alruhaili, M. K. Tarabulsi, M. K. Nagshabandi, A. Fouda, Catalysts, 14, 419 (2024).
[81] S. Saeed, A. Iqbal, M. A. Ashraf, Environmental Science and Pollution Research, 27, 37347, (2020).
[82] B. Akl, M. M. Nader, M. El-Saadony, Journal of Agricultural Chemistry and Biotechnology, 11, 1, (2020)
[83] E. Baltazar-Encarnación, C. E. Escárcega-González, X. G. Vasto-Anzaldo, M. E. Cantú-Cárdenas, J. R. Morones-Ramírez, Journal of Nanomaterials 2019, 4637325 (2019).
[84] D. Fawcett, J. J. Verduin, M. Shah, S. B. Sharma, G. E. J. Poinern, Journal of Nanoscience 2017, 8013850 (2017).
[85] T. S. Dhas, V. G. Kumar, V. Karthick, K. J. Angel, K. Govindaraju, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 120, 416 (2014).
[86] V. da Silva Ferreira, M. E. ConzFerreira, L. M. T. Lima, S. Frasés, W. de Souza, C. Sant’Anna, Enzyme and Microbial Technology, 97, 114 (2017).
[87] R. Fatima, M. Priya, L. Indurthi, V. Radhakrishnan, R. Sudhakaran, Microbial pathogenesis, 138, 103780 (2020).
[88] P. Bhuyar, M. H. A. Rahim, S. Sundararaju, R. Ramaraj, G. P. Maniam, N. Govindan, Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, 9, 1 (2020).
[89] R. S. Hamida, M. A. Ali, Z. N. Almohawes, H. Alahdal, M. A. Momenah, M. M. Bin-Meferij, Pharmaceutics, 14, 2002 (2022).
[90] S. Husain, S. K. Verma, M. Azam, M. Sardar, Q. Haq, T. Fatma, Materials Science and Engineering: C, 122, 111888 (2021).
[91] N. Abdel-Raouf, N. M. Al-Enazi, I. B. M. Ibraheem, R. M. Alharbi, M. M. Alkhulaifi, Saudi Journal of Biological Sciences, 26, 1207 (2019).
[92] R. A. Hamouda, E. S. Aljohani, Marine Drugs, 22, 154 (2024).
[93] A. K. Bishoyi, C. R. Sahoo, A. P. Sahoo, R. N. Padhy, Applied Nanoscience, 11, 389 (2021).
[94] M. Danaei, M. M. Motaghi, M. Naghmachi. F. Amirmahani, R. Moravej, Biologia, 76, 3057 (2021).
[95] A. M. Haglan, H. S. Abbas, C. Akköz, S. Karakurt, B. Aşikkutlu, E. Güneş, International Nano Letters, 10, 197 (2020).
[96] S. Shantkriti, M. Pradeep, K. Unish, V. Das, S. Nidhin, K. Gugan, A. Murugan, Applied Surface Science Advances, 13, 100377 (2023).
[97] L. Kumar, L. Mohan, R. Anand, N. Bharadvaja, Systems Microbiology and Biomanufacturing, 4, 230 (2024).
[98] R. Thiurunavukkarau, S. Shanmugam, K. Subramanian, P. Pandi, G. Muralitharan, M. Arokiarajan, K. Kasinathan, A. Sivaraj, R. Kalyanasundaram, S. Y. AlOmar, Scientific Reports, 12, 14757 (2022).
[99] A. Gade, P. Bonde, A. Ingle, P. Marcato, N. Duran, M. Rai, Journal of Biobased Materials and Bioenergy, 2, 243 (2008).
[100] S. Ahmad, S. Munir, N. Zeb, A. Ullah, B. Khan, J. Ali, M. Bilal, M. Omer, M. Alamzeb, S. M. Salman, International journal of nanomedicine, 5087 (2019).
[101] A. Ahmad, P. Mukherjee, S. Senapati, D. Mandal, M. I. Khan, R. Kumar, M. Sastry, Colloids and surfaces B: Biointerfaces, 28, 313 (2003).
[102] M. A. Rabeea, M. N. Owaid, A. A. Aziz, M. S. Jameel, M. A. Dheyab, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 103841 (2020).
[103] L. P. Costa Silva, J. P. Oliveira, W. J. Keijok, A. R. da Silva, A. R. Aguiar, M. C. C. Guimarães, C. M. Ferraz, J. V. Araújo, F. L. Tobias, F. R. Braga, International journal of nanomedicine, 6373 (2017).
[104] G. Gahlawat, A. R. Choudhury, RSC advances, 9, 12944, (2019).
[105] R. P. Metuku, S. Pabba, S. Burra, S. Hima Bindu, N. K. Gudikandula, M. Singara Charya, 3 Biotech, 4, 227 (2014).
[106] N. Feroze, B. Arshad, M. Younas, M. I. Afridi, S. Saqib, A. Ayaz, Microscopy Research and Technique, 83, 72 (2020).
[107] S. Rajput, R. Werezuk, R. M. Lange, M. T. McDermott, Langmuir, 32, 8688 (2016).
[108] M. Gericke, A. Pinches, Gold bulletin, 39, 22 (2006).
[109] S. S. Birla, S. C. Gaikwad, A. K. Gade, M. K. Rai, The Scientific World Journal 2013, 796018 (2013).
[110] M. M. Ramos, E. dos S. Morais, I. da S. Sena, A. L. Lima, F. R. de Oliveira, C. M. de Freitas, C. P. Fernandes, J. C. T. de Carvalho, I. M. Ferreira, Biotechnology letters, 42, 833 (2020).
[111] H. Mistry, R. Thakor, C. Patil, J. Trivedi, H. Bariya, Biotechnology Letters, 43, 307 (2021).
[112] N. Konappa, A. C. Udayashankar, N. Dhamodaran, S. Krishnamurthy, S. Jagannath, F. Uzma, C. K. Pradeep, S. De Britto, S. Chowdappa, S. Jogaiah, Biomolecules, 11, 535 (2021).
[113] A. Sharma, A. Sagar, J. Rana, R. Rani, Micro and Nano Systems Letters, 10, 2 (2022).
[114] P. Gupta, N. Rai, A. Verma, D. Saikia, S. P. Singh, R. Kumar, S. K. Singh, D. Kumar, V. Gautam, ACS omega, 7, 46653 (2022).
[115] S. Renganathan, S. Subramaniyan, N. Karunanithi, P. Vasanthakumar, A. Kutzner, P.-S. Kim, K. Heese, Antioxidants, 10, 1959 (2021).
[116] R. Thakor, H. Mistry, H. Patel, D. Jhala, N. Parmar, H. Bariya, Journal of Applied Microbiology, 133, 857 (2022).
[117] B. Dinesh, N. Monisha, H. Shalini, G. Prathap, J. Poyya, M. Shantaram, J. S. Hampapura, C. S. Karigar, C. G. Joshi, Spectroscopy Letters, 55, 20 (2022).
[118] G. Vijayakumar, H. J. Kim, J. W. Jo, S. K. Rangarajulu, International Journal of Molecular Sciences, 25, 861 (2024).
[119] M. A. Basheer, K. Abutaleb, N. N. Abed, A. A. Mekawey, Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 21, 127 (2023).