سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره گونه Ephedra intermedia و بررسی خواص آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی آن
سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره گونه Intermedia Ephedra
محورهای موضوعی : زیست فناوری میکروبی
مینا تترونتن 1 , سید محمد مهدی حمدی 2 , مریم ابراهیمی تاج آبادی 3
1 - گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
2 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی
3 - دانشگاه
کلید واژه: Ephedra , نانوذرات نقره , خواص ضد میکروبی , عصاره گیاهی, خواص آنتی اکسیدان,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: گونه Ephedra intermedia از خانواده Ephedraceae، گیاهی درختچه ای و جزو بازدانگان ابتدایی محسوب می شود. هدف از این مطالعه سنتز نانوذرات نقره از عصاره این گونه به منظور بررسی اثرات ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی آن می باشد . مواد و روش ها: ابتدا عصاره متانولی تهیه شده و با استفاده از نمک نقره، نانوذره نقره سنتز گردید . براي تأیید نانوذرات نقره از دستگاه اسپکتروفتومتري و برای بررسی ابعاد و شکل آن از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. برای بررسی ترکیبات آلی احتمالی که در سنتز نانوذرات نقش دارند آنالیز FTIR و برای تعیین غلظت نانو ذرات ،آنالیز توسطAAS انجام و خواص آنتی اکسیدانی به روش DPPH بررسی شد . به منظور ارزیابی فعالیت ضد میکروبی از MBCو MIC و روش دیسک گذاری استفاده گردید . یافته ها: نانو ذرات تولید شده به شکل کروي و در محدوده 89-30 نانومتر قرار داشتند و موثرترین گروه عاملی که در تولید آن نقش داشتند گروه هیدروکسیلی(O-H) و ترکیبات آلکنی (C=C) بودند و غلظت نانوذرات بیوسنتزی در25/2 میلی گرم بر لیتر نشان از غلظت بالای نانو درات سنتز شده دارد. نتایج آزمون MIC و MBC یکسان بود و غلظت آن 2000 میکروگرم در میلی لیتر بوده است. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که نانو ذره بیوسنتزی حاصل از Ephedra Intermedia نسبت به نانوذره تجاری تاثیر بیشتری در مهار رشد باکتری ها دارد از این رو میتواند به عنوان یک جایگزین در کاربردهای دارویی، پزشکی و ضدعفونی کننده ها مورد استفاده قرار گیرد.
Background & Objective: Ephedra intermedia species from the Ephedraceae family is a shrubby plant and is considered among the primitive plants. The aim of this study is to synthesize silver nanoparticles from the extract of this species in order to investigate its antimicrobial and antioxidant effects. Materials and methods: First, methanolic extract was prepared and silver nanoparticles were synthesized using silver salt. A spectrophotometric device was used to verify silver nanoparticles and a scanning electron microscope was used to check its dimensions and shape. FTIR analysis was used to investigate the possible organic compounds involved in the synthesis of nanoparticles, and to determine the concentration of nanoparticles, the analysis was performed by AAS and the antioxidant properties were evaluated by the DPPH method. In order to evaluate the antimicrobial activity, MBC and MIC and disking method were used. Results: The nanoparticles produced were spherical and in the range of 30-89 nm, and the most effective group of agents that played a role in its production were the hydroxyl group (O-H) and alkene compounds (C=C), and the concentration of biosynthetic nanoparticles was 2.25 mg/liter indicates a high concentration of synthesized nanowires. The results of MIC and MBC tests were the same and its concentration was 2000 μg/ml. Conclusion: The results of this research showed that the biosynthetic nanoparticle obtained from Ephedra Intermedia is more effective in inhibiting the growth of bacteria than the commercial nanoparticle, so it can be used as an alternative in pharmaceutical, medical and disinfectant applications.
References
Mody VV, Siwale R, Singh A, Mody HR. Introduction to metallic nanoparticles. J Pharm Bioallied Sci. 2010; 2:282-9.
Karunakaran S, Ramanujam S, Gurunathan B. Green synthesized iron and iron-based nanoparticle in environmental and biomedical application: - a review. IET Nanobiotechnol 2018; 12:1003-1008.
Ghahreman, A. Plant Systematics: Cormophytes of Iran.Tehran University Press.1993; 2: 842p.
Hikino H, Konno C, Takata H, Tamada M. Anti-inflammatory principle of Ephedra Herbs. Chem Pharm Bull. 1980; 28: 2900- 2904.
El-Batal A, Amin M, Shehata MM, Hallol MM. Synthesis of silver nanoparticles by Bacillus stearothermophilus using gamma radiation and their antimicrobial activity. World Appl Sci J. 2013; 2:1-10
Christina Graf, Dirk L. J. Vossen, Arnout Imhof, and Alfons van Blaaderen, A General Method to Coat Colloidal Particles with Silica. 2003;19 6693-6700.
Ahmad, A., Mukherjee, P., Senapati, S., Mandal, D., Khan, M. I., Kumar, R., et al. Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using the fungus Fusarium oxysporum. Colloids and Surfaces, B: Biointerfaces. 2003; 28:313-318
Gudikandula K and Charya Maringanti S. Synthesis of silver nanoparticles by chemical and biological methods and their antimicrobial properties J. Exp. Nanosci. 2016; 11: 714–21.
Rahman Gul, Syed Umer Jan, Syed Faridullah, Samiullah Sherani, and Nusrat Jahan. Preliminary Phytochemical Screening, Quantitative Analysis of Alkaloids, and Antioxidant Activity of Crude Plant Extracts fromEphedra intermedia Indigenous to Balochistan. 2017:1- 7
Dhand V., Soumya L., Bharadwaj S., Chakra S., Bhatt D., Sreedhar B... a Green synthesis of silver nanoparticles using Coffea arabica seed extract and its antibacterial activity. 2016; 58:36-43.
Vijayaraghavan, K., Yun, Y.S. Bacterial biosorbents and biosorption. Biotechnology Advances. 2008; 26: 266-291.
Rezaie H., Hamdi S.M.M., Mirzaie A... a Green synthesis of silver nanoparticles using the extract of Lonicera nummulariifolia and investigating its antioxidant, antimicrobial and anticancer effects against lung cancer cell line A549. J Babol Univ Med Sci. 2019; 21: 207-14.
Rajabi R., Hamdi S.M.M., Mirzaie A. .Comparative study of antibacterial, cytotoxic and apoptotic effects of synthesized silver nanoparticles using Asparagus khorasanesis extract and commercial silver. J Neyshabur Univ Med Sci. 2019; 7:89-103.
Sarania Devi J., Valentin Bhimba B., Ratnam K. Invitro anticancer activity of silver nanoparticles synthesizes using the extract of Gelidiella Sp. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2012; 4, Suppl 4: 710-715.
Froohi F., Mirzaee A., Hamdi S. M. M., NoorBazargan H., Hedayati M., Dollatabadi A., Rezaee H., Bishak F. Antibacterial, antibiofilm, and anti quorum sensing activities of photosynthesized silver nanoparticles fabricated from Mespilus germanica extract again multidrug resistance of Klebsiella pneumonia clinical strains. Journal of Basic Microbiology. 2020:1-19.
Karimi J. and Mohsenzadeh S. Plant synthesis of silver nanoparticles by Achillea wilhelmsii Pharmaceutical plant. Razi Journal of Medical Sciences. 2013; 20(111): 64-69.
Alipoor Birgani A, Sartipnia N, Hamdi SMM, Naghizadeh M1, Arasteh J. Antimicrobial Activity of Scabiosa Olivieri Extract and Its Effect on TNF-α and IL-1 Expression in Human Peripheral Blood Cells (PBMCs). Journal of Fasa University of Medical Sciences. 2020; 9: 1749-1757.
Ravichandran V., Vasanthi S., alien Saleh SA., Tripathy M., Paliwa N. Green synthesis, characterization, antibacterial, antioxidant and photocatalytic activity of Parkia speciosa leaves extract mediated silver nanoparticles. Results in Physics. 2019;15.
Oumaima AL-Hilli, Farahnaz Molavi, Maryam Tehranipoor . Synergistic effect of silver oxide nanoparticles and probiotic Lactobacillus plantarum on gene expression of MexX component of pump efflux system in drug-resistant Pseudomonas aeruginosa strains. Journal of Microbial World Volume 14, No. 3, December 2021
Assadi M... Ephedraceae in Flora of Iran. The research institute of Forests and Rangelands. 2001; 22;29-56
Hawthorne S, B. Grabanski C, Martin S, J. Miller D. Comparisons of Soxhlet extraction, pressurized liquid extraction, supercritical fluid extraction and subcritical water extraction for environmental solids: recovery, selectivity, and effects on the sample matrix. J Chromatography A. 2000; 892:421–33.
Luque de Castro MD, GarcõÂa-Ayuso LE. Soxhlet extraction of solid materials: an outdated technique with a promising innovative future. Analytica Chimica Acta. 1998; 369:1-10.
Jacob SJ, Finub JS, Narayanan A. Synthesis of silver nanoparticles using Piper longum leaf extracts and its cytotoxic activity against Hep-2 cell line. Colloids and surfaces B, Biointerfaces. 2012; 91:212-14.
Shankar SS, Rai A, Ahmad A, Sastry M. Rapid synthesis of Au, Ag, and bimetallic Au Core-Ag shell nanoparticles using Neem (Azadirachta indica) leaf broth. J Colloid Interface Sci. 2004; 275:496-502.
Nanda, A. and Saravanan, M. "Biosynthesis of silver nanoparticles from Staphylococcus aureus and its antimicrobial activity against MRSA and MRSE." Nanomedicine. 2009; 5: 452–456.
Pavia, D.L., Lampman, G.M., and Kriz, G.S. Introduction to Spectroscopy: A Guide for students in organic chemistry college publishing. 3rd edition. 2001; 579 pp.
Mahmoudi M, Ebrahimzadeh MA, Nabavi SF, Hafezi S, Nabavi SM, Eslami Sh. Antiinflammatory and antioxidant activities of gum mastic. European Review for Medical and Pharmacological Sciences 2010; 14:765-769.
Li, W.R., Xie, X.B., Shi, Q.S., Duan, S.S., Ou-Yang, Y.S., and Chen, Y.B. Antibacterial effect of silver nanoparticles on Staphylococcus aureus. Biometals. 2011; 24:135-141.
Tran QH, Le AT. Silver nanoparticles: synthesis, properties, toxicology, applications, and perspectives. Adv Nat Sci: Nanosci Nanotechnol. 2013;4(3).
Ahmad N, Sharma S, Alam MK, et al. Rapid synthesis of silver nanoparticles using the dried medicinal plant of basil. Colloids Surf B Biointerfaces. 2010; 81:81-6.
Wong K. Y., ‘Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine”, 2012; 86: 935–940.
Savithramma N., Linga Rao M., Rukmini K. and Suvarnalatha devi P. 2011. Antimicrobial activity of Silver Nanoparticles synthesized by using Medicinal Plants. International Journal of ChemTech Research. 2011; 3:1394-1402.
Rustaiyan, A., Javidnia, K., Farjam., Aboee-Mehrizi, F., And Ezzatzadeh, E. Antimicrobial and Antioxidant Activity of the Ephedra Sarcocarpa Growing in Iran. Journal of Medicinal Plants Research. 2011; 5: 4251-4255.
Zahra Hojjati Bonab, Elhameh Nik khah . Evaluation of Antioxidant and Antimicrobial Activities of Methanolic Extract from Malva silvestans and Lowsonia inermis on intestinal bactria . Journal of Microbial World Volume 3, No. 3, Sep. 2010
Afifeh M. Antibacterial activity of silver, gold, and platin nanoparticles. The 3rd National Conference of Agricultural Biotechnology of Iran.
A.F. Abd E, Tahany M. Green synthesis of silver nanoparticle using Eucalyptus globulus leaf extract and its antibacterial activity. Journal of Applied Sciences Research. 2013; 9: 6437-40.
Reddy NJ, Nagoor Vagoor Vali D, Ranimand Rani Ss. Evaluation of antioxidant, antibacterial and cytotoxic effects of green synthesized silver nanoparticles by piper longum fruit mater. Sci Eng C Mater Biol. 2014; 1:115-122.
سنتز سبز نانو ذرات نقره با استفاده از عصاره گونه intermedia Ephedra و بررسی خواص آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی آن
چکیده
گونه Ephedra intermedia از خانواده Ephedraceae، گیاهی درختچه ای و جزو بازدانگان ابتدایی محسوب می شود. هدف از این مطالعه سنتز نانوذرات نقره از عصاره گونه Ephedra intermedia به منظور بررسی اثرات ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی آن می باشد ابتدا عصاره متانولی تهیه شده و با استفاده از نمک نقره، نانوذره نقره سنتز گردید . براي تأیید نانوذرات نقره از دستگاه اسپکتروفتومتري و اندازه گیري ابعاد و شکل نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. جهت بررسی ترکیبات آلی احتمالی که در سنتز نانوذرات نقش دارند آنالیز FTIR و برای تعیین غلظت نانو ذرات ،آنالیز توسطAAS انجام شد و خواص آنتی اکسیدانی به روش DPPH بررسی شد . به منظور ارزیابی فعالیت ضد میکروبی از MBCو MIC و روش دیسک گذاری استفاده گردید . نانو ذرات تولید شده به شکل کروي و در محدوده 89-30 نانومتر قرار داشتند و موثرترین گروه عاملی که در تولید آن نقش داشتند گروه هیدروکسیلی(O-H) و ترکیبات آلکنی (C=C) بودند و غلظت نانوذرات بیوسنتزی در25/2 میلی گرم بر لیتر نشان از غلظت بالای آن بود. نتایج آزمون MIC و MBC یکسان بود و غلظت آن 2000 میکروگرم در میلی لیتر بوده است. نتایج این پژوهش نشان داد که نانو ذره بیوسنتزی حاصل از Ephedra Intermedia نسبت به نانوذره تجاری تاثیر بیشتری در مهار رشد باکتری ها دارد از این رو میتواند به عنوان یک جایگزین در کاربردهای دارویی، پزشکی و ضدعفونی کننده ها مورد استفاده قرار گیرد.
واژگان کلیدی : Ephedra ، نانوذرات نقره ، خواص ضد میکروبی ، عصاره گیاهی، خواص آنتی اکسیدان
Synthesis of silver nanoparticles from Ephedra intermedia extract and evaluation of antibacterial and antioxidant properties
Abstract
The Ephedra intermedia medicinal plant from the Ephedraceae family has a long history in the world of traditional medicine. The aim of this study was to investigate the Synthesis of silver nanoparticles from Ephedra intermedia and evaluation and properties of its antibacterial and antioxidant. The methanolic extract was prepared and then stained with silver salt and silver nanoparticles and the antibacterial effect of synthesized and commercial nanoparticles on tested and compared. it placed. To confirm the production of silver nanoparticles, a spectrophotometer with a wavelength of 300 to 700 nm was used to measure the size and shape of the nanoparticles by scanning electron microscopy (SEM). FTIR analysis was performed to determine the potential organic compounds involved in the synthesis of nanoparticles and AAS was analyzed to determine the antioxidant properties of the nanoparticles used. Based on the results, the produced nanoparticles were spherical in the range of 30-89 nm and the most effective factor involved in their production was the hydroxyl group (OH) and alkene compounds (C = C) and concentration The biosynthetic nanoparticles at 2.25 mg / l showed high concentration. MIC and MBC were 2000 µg/ml. The results showed that biosynthetic nanoparticles obtained from Ephedra Intermedia had more effect on the inhibition of bacterial growth than commercial nanoparticles.
Keywords: Ephedra, Silver nanoparticles, Antibacterial properties, Herbal extract, Antioxidant properties
مقدمه:
اخیراً نانوذرات به دلیل کاربردهای فراوان آنها در دارو رسانی، بیماری‌های میکروبی و مدیریت سرطان مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند(1،2). این ساختارها به دلیل اندازه کوچک (1 تا 100 نانومتر) دارای خواص فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی منحصر به فردی هستند (3،4). در میان نانوذرات، نانوذرات فلزی دارای اهمیت ویژه ای هستند و توسط روشهای فیزیکی و شیمیایی سنتز میشوند. در سنتز شیمیایی نانوذرات فلزی، عوامل احیا کننده شیمیایی مانند سدیم بروهیدرید و هیدرازین می توانند واکنشهای احیا یون های فلزی را به نانوذرات فلزی احیا کنند(5) با این حال مواد مورد استفاده در این روش سمی و خطرناک هستند و نانوذرات تولید شده فاقد سازگاری زیستی بوده و از نظر فیزیولوژیکی برای تستهای آزمایشگاهی مناسب نیستند(6). جنس Ephedra از خانواده Ephedraceae، گیاهی درختچه ای همیشه سبز و جزو بازدانگان ایتدایی محسوب می شود.(46). گونه های این جنس با توجه به وجود دو آلکالوئید افدرین و پزوافدرین درعصاره این گیاه ، از آن در پزشکی بعنوان مسکن، تب بر و کنترل وزن بدن ، استفاده می کنند (7و 8). از طرفی عصاره گونه های این جنس تقوبت کننده قلب ، ضد روماتیسم ، ضد خستگی، پیشگیری از حالت تهوع و در درمان بیماری آسم از گذشته مورد استفاده می باشد (9). از طرفی نقره دارای اثرات ضد میکروبی است که با تغییر در سایز آن ها در سطوح نانو این ویژگی افزایش می یابد.ذرات نانو نقره، ذراتی به قطر ۱ الی ۱۰۰ نانومتر بوده و این مواد داراي اندازه و شکل متنوع مانند بلوري، کروي، سوزنی، میله اي و غیره می باشند و سایز نانو ذرات مواد باعث خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه و متفاوتی از مواد حجیم و یا ذرات بزرگ تر می شود. مواد در مقیاس نانو مفیدتر و باصرفه تر از مواد بزرگ و حجیم هستند. نانو ذرات دارای نسبت سطح به حجم بالاتری بوده که منجر به افزایش واکنش میشوند (10و11) . سنتز نانوذرات بااستفاده از مولکول های بیولوژیکی یا عصاره گیاهی اخیراً در مطالعات علمی در سطح دنیا شتاب گرفته است و تصور بر این است که نانوذرات همراه با این ترکیبات ایمن تر و سازگارتر با محیط زیست در مقایسه با نانوذرات فلزی سنتز شده با استفاده از روشهای فیزیکی و شیمیایی که موادی سمی، مضر و گران باشد، هستند (12). در بسیاری از مطالعات مشخص شده که نانوذرات نقره با اختلال در انتقال پیام سلولی، باعث ایجاد اختلال در شبکة ارتباط سلولی می شوند. همچنین، نانوذرات نقره در آسیب به DNA و در افزایش بیان مولکول پروتئینی کاسپاز 3 و به راه انداختن مرگ برنامه ریزی شدة سلولی (آپوپتوزیس) نقش دارند و بنابراین منجر به میانجیگری و تکثیر سیگنالهای مرگ میشوند. این امر در درمان سرطان بسیار پراهمیت است و امروزه تحقیقاتی بر روی استفاده از نانوذرات نقره در درمان سرطانها انجام گرفته است (13).سنتز بیولوژیکی نانوذرات فلزي (به خصوص نانوذرات طلا و نقره) با استفاده از سنتز سبز گیاهان، به عنوان یک روش مناسب جایگزین شده با روشهاي فیزیکی و شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است. سنتز نانوذرات فلزي با استفاده از عصاره گیاهان از لحاظ اقتصادي روشی مقرون به صرفه اي میباشد، بنابراین این روش را میتوان به عنوان یک روش اقتصادي و ارزشمند برای تولید نانو ذرات فلزي در مقیاس بزرگ به کار گرفت (14). همچنین استفاده از عصاره گياهان در بيوسنتز نسبت به ساير روش هاي بيوسنتزي مانند استفاده از ميكروارگانيسم ها بسيار ساده تر مي باشد و ديگر نيازي به كشت سلول و مراحلي از اين قبيل نيست(15) . نتایج مطالعه ای نشان داد که سنتز سبز نانوذره نقره با استفاده از عصاره گونه Lonicera nummulariifolia و بررسی اثرات آنتی اکسیدانی، ضد میکروبی بالا و ضد سرطانی آن علیه رده سلولی سرطان ریه تایید شد و می توان از آن به عنوان یک کاندید دارویی استفاده کرد (16). در مطالعه ای که اخیرا انجام شد، سنتز سبز نانوذره نقره با استفاده از عصاره گونه Asparagus khorasanensis ، دارای اثرات ضد میکروبی بالاست و می توان از آن به عنوان یک کاندید دارویی استفاده کرد (17). در مطالعه ای که بر روی رده سلول سرطانی کبد، پستان و کلون انجام شد ، مشخص شد كه نانوذرات زيستي اثرات مهاري بيشتري نسبت به نانوذرات تجاري برروي سلو ل هاي سرطاني از خود نشان مي دهند و اثرات مهاري نانوذرات زيستي و تجاري در رده ي سلولي سرطاني بيشتر از رد ه ي سلولي نرمال بوده و اين پديده به دليل اثر مستقيم آنها بر روي سامانه تنفسي سلول در ميتوكندري بوده ومی توان از نانوذرات نقره سنتز شده به روش زيستي به عنوان راهكاري مناسب در درمان سرطان استفاده نمود (18) . در پژوهشی اثرات ضد میکروبی و ضد بیوفیلمی نانوذرات نقره و عصاره گونهAsphodelous denderoides علیه سویه هاي کلبسیلا پنومونیه نشان دادنه شد(19). در مطالعه ای صورت گرفته بر روی Mespilus مشخص شد که نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره Mespilus germanica می تواند اثرات ضد میکروبی داشته و به عنوان کاندید دارویی مطرح شود(20). تشکیل نانوذرات نقره با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتري در طول موج 450 نانومتر تأیید شد و شکل کروي ذرات و اندازه متوسط آنها توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره تعیین شد (21) . در مطالعه ای مشخص شد که عصاره گیاه Scabiosa oliverii به طور معنی داری خاصیت ضد التهابی است و همچنین خاصیت ضد میکروبی فعالی بر روی باکتری اشریشیا کلی و ضد میکروبی متوسطی بر استافیلوکوکوس اورئوس دارد ( 22). نتایج حاصل ازیک پژوهش نشان می دهد که نانوذرات نقره سنتز شده واجد عصاره Asparagus khorasanensis نسبت به نانوذرات نقره تجاری دارای اثرات بیولوژیکی معنادارتری می باشند و بنابراین این نانوذرات می توانند به عنوان کاندید دارویی مورد توجه قرار گیرند(17). DPPH نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گونه Lonicera nummularifolia در غلظت 100 میکروگرم در میلی لیتر دارای اثر آنتی اکسیدانی به میزان بالایی بود. نتایج تست ضد میکروبی نشان داد که اثرات ضد میکروبی نانوذرات نقره بر روی باکتری های گرم منفی بیشتر است و با توجه به اثرات ضد میکروبی و ضد سرطانی نانوذرات نقره سنتز شده می توان از آن به عنوان یک کاندید دارویی استفاده کرد(16 ). سنتز سبز نانوذرات نقره در گونه Parkia speciosa ، فعالیت های ضد میکروبی (اشریشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس، سودوموناس آئروژینوزا و باسیلوس سوبتیلیس) و آنتی اکسیدانی روش مهار رادیکالDPPH) ) قابل توجهی را نشان دادند(23). با استفاده از عصاره گونه Pistacia terbantinus ، نانوذرات نقره به روش سبز سنتز شد و ارزیابی ضد میکروبی نشان داد که نانوذرات بیوسنتز شده دارای فعالیت ضد میکروبی زیادی در پاسخ به سویه‌های گرم مثبت و گرم منفی هستند(47). در بررسی فعالیت ضد باکتریایی نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره جلبک قرمز Gracilaria gracilis مشخص شد که نانوذرات قادرند اغلب باکتریهای استاندارد و مقاوم به آنتی بیوتیک مورد بررسی را مهار کنندو بر روی باکتریهای استاندارد کلبسیلا نمونیه، اشریشیا کلی، سالمونلا تایفی موریوم و باکتریهای بالینی مقاوم کلبسیلا نمونیه و اشریشیا کلی بیشترین اثر مهاری را داشتند. در مقابل، سویه های استاندارد و بالینی استافیلوکوکوس اورئوس و استاندارد استرپتوکوکوس نمونیه نسبت به نانو ذرات نقره مقاوم بودند(48). هدف از این مطالعه سنتز نانوذرات نقره (AgNo3) از عصاره گونه Ephedra intermedia به مظور بررسی اثرات ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی آن می باشد.
مواد و روشها
جمع آوری نمونه : ابتدا جمعیت هایی از گونه Ephedra intermedia در استان سمنان، (جاده ایوانکی به سمت آبسرد کیلومتر 15 سمت راست جاده) جمع آوری و سپس به کمک فلور ایران (24) توسط استاد راهنما شناسایی شد و سپس نمونه ها در دمای محیط و سایه خشک شدند .
تهیه عصاره : برای این منظور از روش سوکسله استفاده شد که پس از خشک شدن کامل گیاه ، قسمت های ساقه سبز گیاه از قسمت ضخیم و ریشه ای جدا و توسط آسیاب برقي کاملا پودر شدند. برای تهیه عصاره الکلی 50 میلی لیتر اتانول و 450 میلی لیتر متانول داخل فلاسک سوکسله ریخته و سپس 40 گرم از پودر گیاه در کارتوش مدل F 5800 با اندازه 80 ×33 میلی متر ریخته و داخل محفظه سوکسله قرار داده شد و درجه دستگاه روی 2 تنظیم وفرآیند عصاره گیری به روش سوکسله انجام شد. به منظورجداسازی حلال از عصاره با استفاده از کاغذ صافی ، عصاره فیلتر و صاف شد ، عصاره بدست آمده توسط دستگاه روتاری تحت خلاء و در دمای کمتر از 23 درجه سانتیگراد تغلیظ شد (25.26).
سنتز نانوذرات : مقدار 017/0 گرم از نیترات نقره ساخت شرکت مرک آلمان ، در100 سی سی آب دیونیزه حل و برای چند دقیقه روی شیکر گذاشته شد سپس 1 سی سی از عصاره تهیه شده با 9 سی سی از محلول نیترات نقره مخلوط و به مدت 4 ساعت روی شیکر قرار داده شد و بعد از فیلتر کردن جذب محلول با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر Uv-Vis ( Specphotometr USA, Agilent, Cary 300) در محدوده 700-400 نانومتر مورد بررسي قرار گرفت. (27)
اندازه گیري ابعاد و شکل نانوذرات : تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)و مطالعه نقطه به نقطه ، جهت بررسی اندازه و مورفولوژی نانو ذرات پس از پوشش دهی با طلا در ولتاژ زیر 30 کیلو ولت و تحت فشار خلا با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت . نانو ذرات در مقداری آب حل شده و سوسپانسیون حاصل روی گرید طلا مورد تصویر برداری قرار گرفت . بدین منظور از دستگاه لایه نشانی طلا استفاده شد (28).
بررسی ترکیبات آلی احتمالی دخیل در سنتز نانوذرات : برای این منظور از نمونه بیوسنتزی رسوب تهیه شد . به این روش که بعد از ریختن نمونه در لوله فالکون به مدت 15 دقیقه و دمای 18 درجه و دور 13000 در سانتیریفوژ قرارداده شد . سپس مایع رویی سر ریز شده و روی رسوب مانده در ته ظرف آب مقطر ریخته و مجددا سانتریفیوژ انجام شد . این کار دوبار دیگر هم تکرار شد و در مرحله آخر مقدار رسوب مانده درته و جدار لوله را با استفاده از یک همزن شیشه ای در ته لوله جمع کرده و داخل یک شیشه ساعت استریل ریخته و در زیر هود قرار داده شد تا خشک شود . سپس مقدار 01/0 گرم از آن با 01/0 گرم از ماده پتاسیم برماید ، داخل یک هاون چینی مخصوص، مخلوط و توسط دستگاه ، قرار گرفت و جذب نمونه (FTIR) پرس دستی پرس و به شکل قرص کوچکی درآمد سپس داخل محفظه مخصوص در دستگاه انجام شد (44، 30، 29) .
تعیین غلظت نانو ذرات : با استفاده از نمک نقره و آب دیونیزه محلول های استاندارد با غلظت هایی به ترتیب ppm, 02/0، 5/0ppm ،ppm 01/0،ppm 1 تهیه وسپس غلظت های تهیه شده توسط دستگاه Atomic Absorbtion Assay محاسبه گردید .
تعیین خاصیت آنتی اکسیدانی : غلظت هایی معادل 600-100 میکروگرم بر میلی لیتر ، از پودر رسوبی عصاره گیاه افدرا اینترمدیا تهیه و به نسبت 1به 3 با DPPH یک هزارم مولار (001/0 ) تهیه گردید سپس به مدت 30 دقیقه در تاریکی نگهداری شد و بعد جذب نمونه ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتر انجام شد (31).
آزمون حساسیت ضد میکروبی
از سه نمونه باکتریایی استافیلوکوکوس اورئوس(ATCC 25923 ) ، اشریشیا کلی (25922 ATCC) و سودوموناس آئروژینوزا (ATCC 27853 ) به منظور ارزیابی حساسیت ضد میکروبی استفاده شد. سوسپانسیونی بر اساس استاندارد 5/0 مک فارلند تهیه و بر روی پلیت های حاوی محیط مولر هینتون آگار با استفاده از یک سوآپ استریل ، بصورت چمنی کشت داده شد . سپس غلظت 2میلی گرم از عصاره خالص ، نانو ذره تجاری و نانوذزه سنتزی تهیه شد . دیسک های آغشته به هر کدام از غلظت های تهیه شده و دیسک آنتی بیوتیکی Ciprofloxacin بر روی سطح پلیت قرار داده شدند و هاله عدم رشد بعد از 48 ساعت اندازه گیری شد .
مقایسه اثر ضد باکتریایی نانوذره بیوسنتزی و نانوذره تجاری :
سویه های باکتریایی از كشت تازه استافیلوکوکوس اورئوس(ATCC 25923 ) ، اشریشیا کلی (25922 ATCC) و سودوموناس آئروژینوزا(ATCC 27853 ) كدورتي معادل 5/0 مک فارلند(cfu/ml108×5/1) تهيه شد. سپس در 8 لوله آزمایش سترون شده و شماره گذاری شده مقدار 3 سی سی محیط مولرهینتون براث ریخته و 2 میلی گرم از پودر نانوذره بیوسنتزی به لوله شماره 1 اضافه شد . سپس با سمپلر 1سی سی از لوله شماره یک به لوله شماره 2 انتقال داده شد و این کار تا لوله شماره 6 تکرار شد و در آخر 1 سی سی از لوله شماره 6 دور ریخته شد .(بمنظور یکسان شدن غلظت) . سپس مقدار 10 لاندا از هر کدام از سوسپانسیون های میکروبی تهیه شده در لوله های شماره گذاری شده ریخته شد . لوله های7 و 8 هم به عنوان کنترل منفی و مثبت انتخاب شد . و در آخر نمونه ها به منظور رشد در انکوباتور 37 درجه به مدت 24ساعت نگهداری شد . برای نانوذره تجاری هم همین روال تکرار شد (32)
برای تعیین حداقل غلظت کشنده باکتری ها ((MBC به کمک یک آنس استریل شده، از لوله فاقد کدورت به اندازه مرطوب شدن انتهای آنس برداشته و در محیط مولر هینتون آگار کشت داده شد و به مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه انکوبه شد. .
از سه نمونه باکتریایی سوسپانسیونی بر اساس استاندارد 5/0 مک فارلند تهیه و بر روی پلیت های حاوی محیط مولر هینتون آگار با استفاده از یک سوآپ استریل ، بصورت چمنی کشت داده شد . سپس غلظت 2میلی گرم از عصاره خالص ، نانو ذره تجاری و نانوذزه سنتزی تهیه شد . دیسک های آغشته به هر کدام از غلظت های تهیه شده و دیسک آنتی بیوتیکی بر روی سطح پلیت قرار داده شدند و هاله عدم رشد بعد از 48 ساعت اندازه گیری شد (32). ارزیابی فعالیت آنتی اکسیدانی از طریق مهار رادیکال آزاد DPPH توسط نمونه های آزمایشی با تغییر در میزان جذب نور مورد بررسی قرار گرفت . جذب محلول بوسیله دستگاه اسپکتروفتومتر در محدوده 517 نانومتر اندازه گیری و درصد به دام انداختن رادیکال DPPH اندازه گیری شد .
نتایج
سنتز و طيف سنجي ماوراءبنفش-مرئي نانو ذرات: روش سنتز سبز نانو ذرات نقره با استفاده از احياي يون هاي نقره به وسيله عصاره Ephedra intermedia انجام شد. اولين نشانه توليد نانوذرات نقره تغيير رنگ محلول است. رنگ قهوه اي تيره حاصل بعد از 4 ساعت نشان از توليد نانو ذرات نقره در محلول است . نتايج حاصل از طيف سنجي ماورای بنفش-مرئي و پيك جذبي حداكثر در منحني بدست آمده از عصاره پس از سنتز نانو ذرات نقرهدر محدوده 400 الي 450 نانومتر نشان از سنتز نانو ذرات نقره مي باشد.
نمودار 1- طیف سنجیVIS -UV برای نانوذرات نیترات نقره سنتزی. واجد یک پیک شاخص 400-450 نانومتر نشان دهنده سنتز احتمالی نانوذرات نیترات نقره می باشد.
نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM
اندازه و ریخت شناسی نانوذرات نقره زیستی از طریق میکروگراف میکروسکوپ الکترونی SEM ، با ولتاژ زیر 30 کیلو ولت و با بزرگ نمایی های مختلف ، تحت فشار خلاء مورد ارزیابی قرار گرفت . همان طور که در شکل زیر مشخص است ، اندازه نانوذرات کروی و بین 89-30 نانومتر متغیر بوده است، شکل (1).
نتایج طیف سنجی نانو ذره نقره توسط
شکل 1-نتایج مرفولوژی و سایز نانو ذره نقره بیوسنتز شده ، توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونیSEM
مادون قرمز (FTIR)
نتایج : FTIRبر اساس نتایج بدست آمده در این روش ، باند جذبی در 3444 cm -1 در طیف سنجی نانوذرات نقره مربوط به ترکیبات هیدروکسیلی(O-H) مربوط به عصاره گیاهی با نانو ذرات نقره است که در مقایسه با طیف سنجی عصاره خالص شارپ تر بوده است و باند جذبی در ناحیه cm 1631مربوط به ترکیبات آلکنی (C=C) است. که ممکن است بر اثر واکنش با عصاره
گیاهی ایجاد شده باشد .
نمودار2- طیف سنجی FTIR نانوذرات نقره سنتز شده. وجود پیک های مختلف نشان دهنده پیوند های مختلف ترکیبات گیاهی بر روی سطح نانوذرات نقره می باشد.
نتایج تعیین غلظت نانو ذرات نقره بیوسنتز شده، توسط دستگاه جذب اتمی
غلظت نانوذرات نقره بیوسنتزی در25/2 میلی گرم بر لیتر نشان از غلظت بالای نانوذرات سنتز شده دارد. در جدول 1 نتایج اورده شده که شماره 6 در جدول نمونه و شماره های 1 تا 5 غلظت های استاندارد بوده است.
جدول 1 . نتایج جذب اتمی
نتایج بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی گونه Ephedra intermedia
ارزیابی فعالیت آنتی اکسیدانی از طریق مهار رادیکال آزاد DPPH توسط نمونه های آزمایشی با تغییر در میزان جذب نور مورد بررسی قرار گرفت . جذب محلول بوسیله دستگاه اسپکتوفتومتر در محدوده 517 نانومتر اندازه گیری و درصد به دام انداختن رادیکال DPPH اندازه گیری شد که حاکی از درصد بالای میزان آنتی اکسیدان در این گونه گیاهی است. درصد به دام اندازي طبق فرمول زير محاسبه شد که نتایج بدست آمده نشان از خاصیت آنتی اکسیدانی بالای گیاه است .
AB =جذب شاهد ، AS =جذب نمونه يا استاندارد. ميزان 50IC غلظتي از جسم است كه موجب پاكسازي 50 درصد راديكال ها مي شودکه شرح نتایج در جدول 2 آمده است.
جدول 2- نتایج بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی گونه Ephedra intermedia
نمونه | حجم نمونه (میکرولیتر) | Abs | درصد بازدارندگی | IC50 |
DPPH |
| 723/0 |
|
|
| 100 | 165/0 | 5/49 | 49/159 |
| 200 | 07/0 | 7/62 |
|
| 300 | 074/0 | 1/62 |
|
| 400 | 78/0 | 3/60 |
|
| 500 | 0125/0 | 6/70 |
|
| 600 | 101/0 | 1/7 |
|
نتایج بررسی خاصیت ضد باکتریایی به روش انتشار دیسک
میزان هاله عدم رشد باکتريها برحسب میلیمتر به روش دیسک گذاری تعیین گردید. . طبق نتایج بدست آمده قطر هاله عدم رشد اشریشیا کلی در برابر نانو ذرات نقره 9 میلی متر بوده است و نسبت به انتی بیوتیک Ciprofloxacin مقاوم بوده است و در استافیلوکوکوس اورئوس هاله عدم رشد نسبت به نانوذرات نقره 8 میلی متر و نسبت به انتی بیوتیک Ciprofloxacin 30 میلی متر و در سودوموناس ائروژینوزا هاله عدم رشد نسبت به نانوذرات نقره 5 میلی متر و نسبت به انتی بیوتیک Ciprofloxacin 36 میلی متر بوده است ، در بین باکتریهای مورد ازمایش اشریشیا کلی حساسیت بیشتری نسبت به نانوذره نفره بیوسنتز شده نشان داده است.
نتایج تعیین حداقل غلظت مهار کننده رشد (MIC) میکروبها به روش ماکرو دایلوشن
در بررسی حداقل غلظت مهار کنندگی رشد نمونه های نانوذرات سنتزی برای هر سه باکتری مورد ازمایش اشریشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس و سودو موناس ائروژینوزا µg/ml 2000 بوده است و نانوذرات نقره تجاری اثر ضد مهارکنندگی رشد نسبت به باکتریهای مورد ازمایش نداشتند، کمترین غلظتی که در حضور آن کدورتی مشاهده نشده به عنوان حداقل غلظت مهار کنندگی MIC در نظر گرفته شده است.
نتایج تعیین حداقل غلظت کشندگی (MBC) سلولهای میکروبی
پس از تعیین میزان MIC ،از لوله های فاقد کدورت در محیط مولر هینتون آگار کشت داده شد و نتایج پس از گذشت 24 ساعت مورد بررسی قرار گرفت . کمترین غلظتی که باعث مرگ 9/99 % از باکتریهای تلقیح شده گردید به عنوان حداقل غلظت کشنده در نظر گرفته شد . نتایج نشان دادند که MIC برابر با MBC و µg/ml 2000 مشاهده شد .
بحث
در اين پژوهش نحـوه سـنتز سـبز نـانوذرات نقـره بـا اســتقاده از عصــاره Ephedra intermedia و خواص آنتی اکسیدانی و ضدباكتريايي نانوذرات سنتز شده مورد بررسي قرار گرفت. در اين پژوهش تغيير رنگ مشـاهده شده از زرد كمرنگ به قهوه اي تيـره در اثـر بـرهمكنش محلول نمك نقره كاملا با نتايج حاصـل با مطالعات ما مشابه بود (45) و اولـين نشانه از توليد نانو ذرات نقره محسوب ميشود و نقـره در حالت توده اي داراي پيـك جـذبي در طـول مـوج 316 طـول نانومتر است و این در حالي است كه پيك تشـكيل شـده نانو ذره نقره . موج 400 تا 450 نـانومتر، نشـان دهنـده تشـكيل نـانو دره نقره و مربوط به رزونانس پلاسمون سـطحي ذرات نقره ميباشد كه بـه القـاي الكتـرون آزاد در نـانو ذرات نسبت داده ميشود. در اين پژوهش ، نانو ذرات نقره در طـول مـوج430 بـا نتـايج حاصـل از پژوهش ساير محققين همخواني داشت (33 .( طبق پژوهش ها و آزمون های انجام شده نتایج بدست آمده نشان داد که گونه E. intermedia دارای خاصیت ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی بالایی است و می توان آن را جایگزین برخی از ترکیبات شیمیایی کرد. در سال های اخیر به دلیل شیوع عفونت های ناشی از باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک، تحقیقات بسیاری برای ساخت و تولید ترکیبات ضد میکروبی جدید انجام شده است. به همین دلیل یکی از زمینه های پژوهشی که امروزه بدان بسیار توجه میشود، نانوتکنولوژی و نانوبیوتکنولوژی است. سنتز ذرات با ابعاد نانومتری با ویژگی های ضد میکروبی که با عنوان نانوآنتی بیوتیک شناخته می شوند، در توسعة محصولات دارویی جدید بسیار جالب اند (9). امروزه کاربرد نانوذرات فلزی در بیوتکنولوژی، تحقیقات زیست دارویی، و علوم داروشناسی و مهندسی به صورت تصاعدی رو به رشد است. تولید زیستی نانوذرات فلزی باعث فراهم آمدن گسترة وسیعی از روش های ارزان قیمت و نیز بی خطر برای محیط زیست شده است (8). اخیرا در مطالعه ای بر روی رده سلول سرطانی کبد، پستان و کلون انجام شد ، و مشخص شد که نانوذرات زيستي اثرات مهاري بيشتري نسبت به نانوذرات تجاري برروي سلو ل هاي سرطاني از خود نشان مي دهند و از طرفي اثرات مهاري نانوذرات زيستي و تجاري در رده ي سلولي سرطاني بيشتر از رده ي سلولي نرمال بوده است كه اين پديده به دليل اثر مستقيم آنها بر روي سامانه تنفسي سلول در ميتوكندري مي باشد. بنابراين از نانوذرات نقره سنتز شده به روش زيستي مي توان از آن به عنوان راهكاري مناسب در درمان سرطان استفاده نمود (32). مزیت عمده استفاده از عصاره گیاهان براي سنتز نانو ذرات نقره در این است که به راحتی در دسترس، امن و در اکثر موارد غیر سمی بوده و همچنین به علت دارا بودن عوامل کاهنده متنوع، سریعتر از میکروب ها در سنتز یون هاي نقره عمل میکنند. گیاهان به علت سازگاري با محیط می توانند به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند، بدون اینکه آسیب هاي زیست محیطی داشته باشند (34). اصلی ترین نکته در تمامی مطالعات و مطالعه ما این نکته حائز اهمیت است که روش سنتز سبز براي سنتز نانوذره نقره یک روش راحت و مقرون به صرفه بوده و اختلاف در سایز نانو ذره مربوط به نوع گونه گیاهی است به طوري که مطالعات نشان می دهد گونه های مختلف گیاهی باعث سنتز نانوذرات با اندازه هاي مختلف میشود. همچنین یکی از اختلافات این مطالعات با مطالعه ما میزان غلظت مهارکنندگی نانوذرات علیه باکتريها میباشد که میتواند به دلیل نوع میزان مقاومت آنتی بیوتیکی مورد مطالعه و باکتريهاي آنها باشد (35). در پژوهشی گونه Ephedra intermedia دارا ی خواص ضد باکتریایی گزارش شد و اثر آنتی میکروبی این گونه تایید گردید که این نتایج با مطالعات ما همخوانی دارد (42). سنتز سبز نانوذرات نقره از طریق عصاره های گیاهی انجام شد. نانوذرات نقره رنگ زرد مایل به قهوه ای را نشان می دهند . ظاهر شدن رنگ قهوه ای مایل به زرد در واکنش ظروف حاکی از تشکیل نانوذرات نقره می باشد که با مطالعات ما همخوانی دارد (36). خاصیت ضد میکروبی Ephedra sarcocarpa با استفاده از عصاره متانولی با روش غربالگری در برابر باکتریهای گرم منفی و مثبت و قارچ بررسی گردید . بیشترین بازدارندگی رشد در عصاره باکتریهای گرم منفی Pesudomonas aeroginosa و حداقل غلظت مهار کنندگی ماده ضد میکروبی MIC در غلظت 16 میلی گرم بر میلی لیتر عصاره دیده شد که با مطالعات ما همخوانی دارد. از طرفی فعالیتهای آنتی اکسیدانی این گونه توسط روستائیان و همکاران با استفاده از روش DPPH مورد مطالعه قرار گرفته و مشخص شد که این گونه دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بالا و همبستگی مثبت و معنا داری بین ترکیبات فنولیک و خاصیت آنتی اکسیدانی این گیاه وجود دارد که با نتایج ما همخوانی دارد. (Rustaiyan et al ., 2011) (37). در مطالعه ای با استفاده از عصاره برگ Chenopodium murale اقدام به سنتز نانو ذرات نقره با اندازه 30 تا 50 نانومتر نمودند. آنها گزارش کردند که نانوذرات تهیه شده به این روش داراي خاصیت ضدمیکروبی و آنتی اکسیدانتی قوي بود. اندازه میانگین نانوذرات در این بررسی 30 تا 50 نانومتر گزارش شده که با مطالعه ما تا حدودی اختلاف داشت که یکی ازدلایل مختلف نانوذرات سنتز شده میتواند نوع عصاره استفاده شده باشد. مطالعات نشان میدهد ارتباط سایز نانوذره سنتز معناداري بین عصاره گیاهان مختلف و به این ترتیب گیاهانی که میزان فلاونوئید بیشتری دارند میتوانند نانوذرات با اندازه هاي کوچکتر را تولید کنند (25).
نتیجه گیری
باتوجه به عوارض آنتي بيوتيك ها و از طرفی تولید و نگهداری خیلی ارزانتر و سـاده تر نـانو ذرات نقـره از داروهای رایج، ميتواند جـايگزين مناسـبي بـراي آنهـا باشد. روش استفاده شده در اين پژوهش براي سنتز نانو ذرات نقره از عصاره گياه افدرا بـه جهـت اسـتفاده از منابع زيست محيطي بي خطر به عنوان يـك روش سـبز بسياري از مزايايي اين روش ماننـد محسوب ميگردد و حضور حلالهاي سمي، زائد و فعاليت ضـد ميكروبـي و زيست سازگاري، مقـرون بـه صـرفه بـودن، اجتنـاب از ساير كاربردهاي زيست پزشكي اجـازه ميدهـد تـا ايـن روش در مقايس بزرگ تجاري بكار رود. از آنجا که نانوذرات نقره با غلظت پایین در محیط بدن غیرسمی هستند، گزینه خوبی براي جایگزینی آنتی بیوتیک ها به شمار می آیند. این مواد در غلظت هاي کمتر نسبت به آنتی بیوتیک ها، از رشد باکتري جلوگیري کرده و عوارض جانبی خیلی کمتري دارند (38). سنتز نانوذرات نقره از محلول نیترات نقره و با استفاده از گونه Ephedra intermedia با تغییر رنگ محلول شناسایی شد . طیف جذبی نانوذرات نقره تشکیل شده در محیط واکنش نشان داد که پیک در محدوده700-400 نانومتر بوده که زمینه مناسب برای تشکیل نانوذرات نقره را فراهم میکند. شكل SEM جهت بررسي شكل و اندازه نانوذرات توليدي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري را نشان مي دهد كه نانو ذرات نقره به اشكال کروی و بین 89-30 نانومتر بوده اند . البته لازم به ذكر است كه مدت زمان و تغييرات دما و pH و بر هم كنش غلظت هاي مختلف محلول نمكي و عصاره گياهي مي تواند بر روي دامنه تغييرات اندازه نانو ذرات تاثير داشته باشد (39). آنالیز FTIR به منظور بررسی ترکیبات آلی احتمالی که در سنتز نانو ذرات دخالت دارند انجام شد. پس از واکنش با نیترات نقره مقداري جابه جایی در محل و ارتفاع پیک ها ایجاد شد و با توجه به نتایج بدست آمده گروه های CO و OH موجود در عصاره متانولی افدرا اینترمدیا از ترکیبات احتمالی احیاي نیترات نقره به نانوذرات نقره هستند. طي واكنش DPPH با دريافت يك اتم هيدروژن از يك آنتي اكسيدان احياء مي شود و راديكال آزاد اين تركيب سبب توليد رنگ بنفش تيره است كه در طول موج 517 نانومتر جذب دارد. با احيا شدن، از شدت جذب آن كاسته و به زرد تغيير رنگ مي دهد (۴۳) . در نتايج آزمون هاي ضد باكتريايي مشخص گردید که اشریشیا کلی ، استافیلوکوکوس اورئوس و سودوموناس آیروژینوزا ، از حساسیت برابر برخوردار بودند و نتایج MIC آنها برابر با MBC بودو غلظت MIC نانو ذرات نقره حاصله از عصاره اين گياه 2000 میکروگرم بر میلی لیتر نشان داد که نانوذرات بیوسنتزی داراي اثرات مهاري بیشتری نسبت به نانو ذره تجاری بوده است . خاصیت ضد میکروبی نانو ذرات نقره در مطالعات زیادي بررسی شده و به اثبات رسیده است. نتایج حاصل از تحقیقات علیرغم استفاده گسترده از نانوذرات نقره، روش فعالیت میکروارگانیسم ها به طور کامل شناخته شده نیست. با این حال، گزارش ها حاکی از آن است که نانوذرات نقره به دلیل اندازه کوچک به راحتی وارد سلول های باکتری میشوند و بر روند فرایندهای داخل سلولی و پروتئین تاثیر میگذارند ، مانند سنتز DNAو RNA(40). مطالعات بسیاری در زمینه ترکیب نانوذرات نقره با ترکیبات طبیعی از جمله عصاره ها انجام شده مشخص شد كه نانوذرات نقره توليدي به روش هاي غير بيولوژيك داراي اثرات ضد باكتريايي متفاوتي بر عليه باكتري اشرشياكلي مي با شند (44). با مطالعات بر روی نانوذرات نقره مشخص شد که به صورت كروي و داراي مساحت سطحي بيشتري نسبت به ساير اشكال هندسي بوده و مي توانند واكنش سطحي بيشتري بر باكتري هدف داشته باشند . از این رو علاوه بر اندازه، شكل نانوذرات نيز در اعمال خواص ضد ميكروبي آن ها دخيل مي باشد (41). وجود فعالیت ضد میکروبی بالای نانوذرات نقره سنتز شده استفاده از آنها را در زمینه های مختلف به منظور از بین بردن میکروارگانیسم های بیماری زا را پیشنهاد می کند. .نانوذرات نقره اي كه با اين روش توليد مي شوند به علت عدم به كارگيري مواد شيميايي خطرناك پتانسيل اين را دارند تا در صنايع مرتبط با سلامت انسان مانند بهداشت و درمان مورد استفاده قرار گيرند و نيز نانو ذرات نقره حاصله با استفاده از عصاره اين گياه داراي اثرات مهاري بهتر و بیشتری نسبت به نانوذره نقره تجاری بر روي باكترهاي گرم منفي و مثبت هستند.
ملاحظات اخلاقی
نویسندگان تمام ملاحظات اخلاقی شامل عدم سرقت ادبی، انتشار دوگانه، تحریف داده ها و داده سازی را در این مقاله رعایت کرده اند.
تقدیر و تشکر
از مسئولین آزمایشگاه های زیست شناسی دانشگاه آزاد واحد تهران مرکز بخاطر حمایت های مادی و معنوی در اجرای این کار پژوهشی تشکر و قدردانی می گردد..
تعارض منافع
وجود ندارد.
References:
1. De Jong WH, Borm PJA. Drug delivery and nanoparticles: applications and hazards. Int J Nanomedicine. 2008; 3:133-49.
2. Jătariu A, Peptu C, Popa M, Indrei A. Micro- and nanoparticles-medical applications. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi. 2009; 113:1160-9.
3. Faraz A, Faizan M, Sami F, Siddiqui H, Pichtel J, Hayat S. Nanoparticles: biosynthesis, translocation, and role in plant metabolism. IET Nanobiotechnol 2019;13: 345- 52.
4. Roach KA, Stefaniak AB, Roberts JR. Metal nanomaterials: Immune effects and implications of physical-chemical properties on sensitization, elicitation, and exacerbation of allergic disease J Immunotoxicol. 2019;16: 87-124.
5. Mody VV, Siwale R, Singh A, Mody HR. Introduction to metallic nanoparticles. J Pharm Bioallied Sci. 2010; 2:282-9.
6. Karunakaran S, Ramanujam S, Gurunathan B. Green synthesized iron and iron-based nanoparticle in environmental and biomedical application: - a review. IET Nanobiotechnol 2018; 12:1003-1008.
7-Hikino H, Konno C, Takata H, Tamada M. Anti-inflammatory principle of Ephedra Herbs. Chem Pharm Bull. 1980; 28: 2900- 2904.
8-Kushwaha A, Singh VK, Bhartariya J, Singh P, Yasmeen K. Isolation and identification of E. coli bacteria for the synthesis of silver nanoparticles: characterization of the particles and study of antibacterial activity. Eur J Exp Biol. 2015; 5:65-70
9-El-Batal A, Amin M, Shehata MM, Hallol MM. Synthesis of silver nanoparticles by Bacillus stearothermophilus using gamma radiation and their antimicrobial activity. World Appl Sci J. 2013; 2:1-10
10-Christina Graf, Dirk L. J. Vossen, Arnout Imhof, and Alfons van Blaaderen, A General Method to Coat Colloidal Particles with Silica. 2003;19 6693-6700.
11-Ahmad, A., Mukherjee, P., Senapati, S., Mandal, D., Khan, M. I., Kumar, R., et al. Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using the fungus Fusarium oxysporum. Colloids and Surfaces, B: Biointerfaces. 2003; 28:313-318
12-Gudikandula K and Charya Maringanti S. Synthesis of silver nanoparticles by chemical and biological methods and their antimicrobial properties J. Exp. Nanosci. 2016; 11: 714–21.
13-Rahman Gul, Syed Umer Jan, Syed Faridullah, Samiullah Sherani, and Nusrat Jahan. Preliminary Phytochemical Screening, Quantitative Analysis of Alkaloids, and Antioxidant Activity of Crude Plant Extracts fromEphedra intermedia Indigenous to Balochistan. 2017:1- 7
14-Dhand V., Soumya L., Bharadwaj S., Chakra S., Bhatt D., Sreedhar B... a Green synthesis of silver nanoparticles using Coffea arabica seed extract and its antibacterial activity. 2016; 58:36-43.
15-Vijayaraghavan, K., Yun, Y.S. Bacterial biosorbents and biosorption. Biotechnology Advances. 2008; 26: 266-291.
16- Rezaie H., Hamdi S.M.M., Mirzaie A... a Green synthesis of silver nanoparticles using the extract of Lonicera nummulariifolia and investigating its antioxidant, antimicrobial and anticancer effects against lung cancer cell line A549. J Babol Univ Med Sci. 2019; 21: 207-14.
17- Rajabi R., Hamdi S.M.M., Mirzaie A. .Comparative study of antibacterial, cytotoxic and apoptotic effects of synthesized silver nanoparticles using Asparagus khorasanesis extract and commercial silver. J Neyshabur Univ Med Sci. 2019; 7:89-103.
18-Sarania Devi J., Valentin Bhimba B., Ratnam K. Invitro anticancer activity of silver nanoparticles synthesizes using the extract of Gelidiella Sp. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2012; 4, Suppl 4: 710-715.
19- Sabahi M., Hamdi S.M. M., Mirzaie A.. Anti-biofilm, Activity of Synthesized Silver Nanoparticles Using Asphodelus dendroid’s Extract against Antibiotic Resistant and Biofilm Forming Klebsiella pneumoniae Clinical Strains: A Laboratory Study. 2019; 18: 1233-1252.
20- Froohi F., Mirzaee A., Hamdi S. M. M., NoorBazargan H., Hedayati M., Dollatabadi A., Rezaee H., Bishak F. Antibacterial, antibiofilm, and anti quorum sensing activities of photosynthesized silver nanoparticles fabricated from Mespilus germanica extract again multidrug resistance of Klebsiella pneumonia clinical strains. Journal of Basic Microbiology. 2020:1-19.
21- Karimi J. and Mohsenzadeh S. Plant synthesis of silver nanoparticles by Achillea wilhelmsii Pharmaceutical plant. Razi Journal of Medical Sciences. 2013; 20(111): 64-69.
22- Alipoor Birgani A, Sartipnia N, Hamdi SMM, Naghizadeh M1, Arasteh J. Antimicrobial Activity of Scabiosa Olivieri Extract and Its Effect on TNF-α and IL-1 Expression in Human Peripheral Blood Cells (PBMCs). Journal of Fasa University of Medical Sciences. 2020; 9: 1749-1757.
23- Ravichandran V.Vasanthi S. alien Saleh SA., Tripathy M., Paliwa N. Green synthesis, characterization, antibacterial, antioxidant and photocatalytic activity of Parkia speciosa leaves extract mediated silver nanoparticles. Results in Physics. 2019;15.
24- Assadi M... Ephedraceae in Flora of Iran. The research institute of Forests and Rangelands. 2001; 22;29-56
25-Hawthorne S, B. Grabanski C, Martin S, J. Miller D. Comparisons of Soxhlet extraction, pressurized liquid extraction, supercritical fluid extraction and subcritical water extraction for environmental solids: recovery, selectivity, and effects on the sample matrix. J Chromatography A. 2000; 892:421–33.
26-Luque de Castro MD, GarcõÂa-Ayuso LE. Soxhlet extraction of solid materials: an outdated technique with a promising innovative future. Analytica Chimica Acta. 1998; 369:1-10.
27-Jacob SJ, Finub JS, Narayanan A. Synthesis of silver nanoparticles using Piper longum leaf extracts and its cytotoxic activity against Hep-2 cell line. Colloids and surfaces B, Biointerfaces. 2012; 91:212-14.
28- Shankar SS, Rai A, Ahmad A, Sastry M. Rapid synthesis of Au, Ag, and bimetallic Au Core-Ag shell nanoparticles using Neem (Azadirachta indica) leaf broth. J Colloid Interface Sci. 2004; 275:496-502.
29-Nanda, A. and Saravanan, M. "Biosynthesis of silver nanoparticles from Staphylococcus aureus and its antimicrobial activity against MRSA and MRSE." Nanomedicine. 2009; 5: 452–456.
30-Pavia, D.L., Lampman, G.M., and Kriz, G.S. Introduction to Spectroscopy: A Guide for students in organic chemistry college publishing. 3rd edition. 2001; 579 pp.
31-Mahmoudi M, Ebrahimzadeh MA, Nabavi SF, Hafezi S, Nabavi SM, Eslami Sh. Antiinflammatory and antioxidant activities of gum mastic. European Review for Medical and Pharmacological Sciences 2010; 14:765-769.
32-Li, W.R., Xie, X.B., Shi, Q.S., Duan, S.S., Ou-Yang, Y.S., and Chen, Y.B. Antibacterial effect of silver nanoparticles on Staphylococcus aureus. Biometals. 2011; 24:135-141.
33-Tran QH, Le AT. Silver nanoparticles: synthesis, properties, toxicology, applications, and perspectives. Adv Nat Sci: Nanosci Nanotechnol. 2013;4(3).
34-Ahmad N, Sharma S, Alam MK, et al. Rapid synthesis of silver nanoparticles using the dried medicinal plant of basil. Colloids Surf B Biointerfaces. 2010; 81:81-6.
35-Wong K. Y., ‘Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine”, 2012; 86: 935–940.
36-Savithramma N., Linga Rao M., Rukmini K. and Suvarnalatha devi P. 2011. Antimicrobial activity of Silver Nanoparticles synthesized by using Medicinal Plants. International Journal of ChemTech Research. 2011; 3:1394-1402.
37-Rustaiyan, A., Javidnia, K., Farjam., Aboee-Mehrizi, F., And Ezzatzadeh, E... Antimicrobial and Antioxidant Activity of the Ephedra Sarcocarpa Growing in Iran. Journal of Medicinal Plants Research. 2011; 5: 4251-4255.
38-Afifeh M. Antibacterial activity of silver, gold, and platin nanoparticles. The 3rd National Conference of Agricultural Biotechnology of Iran.
39-Oberdorster, G., Maynard, A., Donaldson, K., Castranova, V., Fitzpatrick, J. and Ausman, K. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Part Fibre Toxicol. 2005; 2: 38–43.
40-A.F. Abd E, Tahany M. Green synthesis of silver nanoparticle using Eucalyptus globulus leaf extract and its antibacterial activity. Journal of Applied Sciences Research. 2013; 9:6437-40.
41-Nakanishi, K. Infrared absorption spectroscopy - Practical, Holden-Day, Inc., SanFrancisco. 1962; 233 pp.
42-Shahidi GH. et al. Evaluation of Antibacterial Properties of Iranian Medicinal Plants against Micrococcus luteus, Serratia marcescens, Klebsiella pneumo, niae and Bordetella bronchoseptica. Asiauj Plaut Sci. 2004; 3: 6-82.
43-Ebrahimzadeh MA, Pourmorad F, Hafezi S. Antioxidant activities of Iranian Corn Silk. Turk J Biol. 2008; 32: 43-49.
44-Pal S, Tak YK, Song JM. Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? a study of the Gram, negative bacterium Escherichia coli. Appl Environ Microbiol 2007; 1712-20.
45-Reddy NJ, Nagoor Vagoor Vali D, Ranimand Rani Ss. Evaluation of antioxidant, antibacterial and cytotoxic effects of green synthesized silver nanoparticles by piper longum fruit mater. Sci Eng C Mater Biol. 2014; 1:115-122.
46-Ghahreman, A. Plant Systematics: Cormophytes of Iran.Tehran University Press.1993; 2: 842p.
47-Naghmachi A, Raissi A, Baziyar P., Homayoonfar F., Amirmahani F., and Danaei M.,. Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) by Pistacia terebinthus extract: Comprehensive evaluation of antimicrobial, antioxidant, and anticancer effects. April 2022 Biochemical and Biophysical Research Communications. 2022; 608(1):163-169.
48-Zammani kochesfehani MH, Ataei jaliseh S., Zammani kochesfehani M., Antibacterial effect of silver nanoparticles synthesized from the red algae Gracilaria gracilis. Journal of Microbial World. 2021; Volume 13(4):369-378.