Green synthesis of silver nanoparticles: a review of the methods and antibacterial properties of nanoparticles

Subject Areas : Applications of Nanostructures

Meysam Naseri ¹ , Mehdi Irannajad ² , Akbar Mehdilo ³ , Raheleh Khosravi ⁴

1 - Department of Mineral Processing Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2 - Department of Mineral Processing Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
3 - University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
4 - Pouyeshgar NanoSabz Company, Isfahan, Iran

Received: 2024-10-01 Accepted : 2024-11-07 Published : 2024-08-26

Keywords: Silver nanoparticles, Antibacterial properties, Plant extracts, Microorganism, Green synthesis.,

Abstract :

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.

References:

[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).

Full-Text:



 

 

 

سنتز سبز نانوذرات نقره: مروری بر روش‌ها و خواص ضدباکتری نانوذرات نقره 

میثم ناصری1، مهدی ایران‏نژاد1*، اکبر مهدیلو2، راحله خسروی نیسیانی3

1 گروه مهندسی فرآوری مواد معدنی، دانشگاه ‏صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 شرکت پویشگر نانوسبز، اصفهان، ایران

[e-mail]

 

 

1- مقدمه 

https://doi.org/10.71508/crn.2024.140307091185502

روش‌های متعددی برای سنتز نانوذرات نقره به دلیل کاربردهای گسترده آن‌ها وجود دارد. در شکل 1 انواع روش‌های مهم سنتز نانوذرات نقره ارائه شده است. روش‌های سنتز نانوذرات به دو دسته رویکرد بالا به پایین و پایین به بالا تقسیم می‌شوند. روش رویکرد بالا به پایین به کاهش ابعاد ماده تا رسیدن به مقیاس نانوذرات گفته می‌شود و رویکرد پایین به بالا به افزودن اجزای سازنده در مقیاس اتمی یا مولکولی گفته می‌شود. روش‌های رویکرد پایین به بالای سنتز نانوذرات نقره شامل احیاء شیمیایی، تجزیه حرارتی، الکتروشیمیایی، سونوشیمیایی، فتوشیمیایی، فرآیند سنتز به کمک تابش، سنتز به کمک امواج مایکروویو، سنتز سبز و غیره می‌باشند[1-3].

روش کاهش شیمیایی با استفاده از عوامل کاهنده شیمیایی مانند سدیم بورهیدرید، اسید اسکوربیک و غیره صورت می‌گیرد که این فرایند منجر به کاهش یون‌های نقره و تولید نانوذرات نقره می‌گردد. استفاده از مواد شیمیایی مضر در سنتز نانوذرات نقره می‌تواند اثرات نامطلوبی بر محیط ‏زیست داشته باشد[4].

 

شکل 1. انواع روش‏های مهم سنتز  نانوذرات نقره.

روش‌های تجزیه حرارتی و الکتروشیمیایی نیاز به تجهیزات ویژه و شرایط کنترل‌شده دارند که این امر باعث افزایش هزینه تولید نانوذرات با استفاده از این روش‌ها می‌شود[5]. سنتز سونوشیمیایی و فتوشیمیایی از امواج صوتی یا نور برای تحریک واکنش‌های شیمیایی جهت سنتز نانوذرات با اندازه و شکل کنترل شده استفاده می‌کنند[5-7]. سنتز به کمک امواج مایکروویو به تسریع فرآیند سنتز کمک می‌کند و در نتیجه زمان تولید نانوذرات را کاهش داده و کیفیت آن‌ها را افزایش می‌دهد. روش سنتز سبز یا به عبارتی زیست زا¹ از مواد طبیعی مانند عصاره‌های گیاهی یا میکروارگانیسم‌ها (باکتری‌، قارچ‌ و غیره) برای کاهش یون‌های نقره و تولید نانوذرات استفاده می‌کند[1]. روش سنتز سبز نیاز به دما و فشار بالا ندارد[8]. در روش سنتز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره‌های گیاهی، از مواد زیستی گوناگونی نظیر زیست‌توده، میوه‌، برگ‌، گیاه، پروتئین‌، دانه‌ و نشاسته‌ به‌عنوان عوامل کاهنده و پوشش‌دهنده استفاده می‌شود. این مواد به دلیل پایداری در محیط‌های آبی و سازگاری با محیط‌زیست، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند[9-11].

گیاهان و عصاره‌های گیاهی به‌عنوان منابع غنی از ترکیبات فعال زیستی، از جمله پلی‌فنول‌ها، فلاونوئیدها و آلکالوئیدها، نقش مهمی در سنتز نانوذرات نقره ایفا می‌کنند. هم‌چنین، میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها قادر به تولید نانوذرات نقره از طریق مسیرهای بیوشیمیایی هستند. این موجودات زنده می‌توانند فلزات را از محیط جذب کرده و منجر به تولید نانوذرات پایدار از طریق متابولیسم شوند[10, 11]. روش‌های سنتز سبز نانوذرات نقره به ‌منظور بررسی خاصیت ضدباکتری به صورت شماتیک در شکل ۲ نشان داده شده است.

در سال‌های اخیر، نانوذرات نقره به دلیل اثرات مهارکننده رشد باکتری‌های مضر و خاصیت ضدباکتری، به خوبی شناخته شده‌اند. از خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره در زمینه‌های مختلف پزشکی از جمله کاهش عفونت‌ها، در درمان سوختگی‌ها و بهبود سریع زخم‌ها، پیشگیری از تجمع باکتری‌ها بر روی پوشش‌ سطوح تجهیزات و فرآیند ضدعفونی‌سازی در تصفیه آب استفاده شده است. نانوذرات نقره به طور قابل توجهی خطر عفونت‌های بیمارستانی را کاهش می‌دهند. نانوذرات نقره توانایی قابل‌توجهی در حفاظت از سلول‌ها در برابر عفونت‌های ناشی از ویروس ضدایمنی (HIV)دارند[12-14].

هدف تحقیق حاضر، ارزیابی و مقایسه کارایی و پتانسیل فعالیت ضدباکتری نانوذرات نقره سنتز شده به روش‌های سبز (با استفاده از عصاره گیاهان، جلبک‌ها، قارچ‌ها و باکتری‌ها) می‌باشد. بدین منظور، ابتدا به بررسی خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره، روش‌های ارزیابی خاصیت ضدباکتری و مکانیزم فعالیت آن‌ها پرداخته شده است. سپس، مطالعات انجام شده با استفاده از عصاره‌های گیاهی، باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها مورد بررسی قرار می‎گیرد. در ادامه، عملکرد نانوذرات نقره بر روی باکتری‌های گرم مثبت و منفی² و هم‌چنین ارتباط بین ابعاد نانوذرات و خاصیت ضدباکتری آن‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

۲- خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره

شکل 2. مسیرهای سنتز نانوذرات نقره به روش سبز.

1-2- کاربرد ضدباکتری نانوذرات نقره

خواص شیمیایی و زیستی نانوذرات نقره به دلیل کاهش ابعاد در مقیاس نانو افزایش یافته و آن‌ها را به مواد مؤثر در زمینه دارا بودن خاصیت ضدباکتری تبدیل می‌کند. کاربرد این نانوذرات در صنایع بسته‌بندی، مواد غذایی، داروسازی و دیگر حوزه‌ها به خاصیت ضدباکتری آن‌ها وابسته است. فعالیت‌های ضدباکتری نانوذرات نقره در تحقیقات متعددی مورد بررسی قرار گرفته است[15-21].

در تحقیقات گالوات و همکاران مشخص شد که نانوذرات نقره با اندازه تقریبی 10 نانومتر به دیواره سلول میکروبی متصل شده و باعث اختلال در نفوذپذیری و مسیرهای متابولیکی سلولی می‌شوند که در نهایت منجر به مرگ سلولی می‌گردد[20]. علاوه بر این، تولید گونه‌های اکسیژن فعال(ROS) به عنوان علت اصلی مرگ باکتری‌ها شناخته شده است، زیرا این فرایند باعث پراکسیداسیون لیپیدها شده و تولید ATP و تکثیر DNA را مختل می‌کند. هم‌چنین، افزایش سطح ROS در سلول‌های باکتریایی می‌تواند منجر به استرس اکسیداتیو در این سلول‌ها شود. به طور کلی، نانوذرات نقره پخش شده در محیط‌های فیزیولوژیکی نسبت به نانوذرات نقره تجمع یافته کارایی ضدباکتری بیشتری نشان داده‌اند[21]. نانوذرات نقره به‌عنوان داروی جایگزین آنتی‌بیوتیک‌ها، تولید کمپلکس‌های مورد استفاده در فیلترهای استریل‌کننده و مواد بسته‌بندی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نانوذرات نقره می‌توانند عملکردهای سلولی مانند نفوذپذیری و تنفس سلولی را مختل کنند. علاوه بر این، هنگامی که به غشاهای سلولی می‌رسند، قادر به اختلال در اجزای سلولی از طریق واکنش با پروتئین‌های حاوی گوگرد و کمپلکس‌های حاوی فسفر مانند DNA هستند[16].

تحقیقاتی درباره سمیت نانوذرات نقره برای سلول‌ها و بافت‌ها، به‌خصوص سلول‌های پستانداران، انجام شده است. با این حال، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ترکیب نانوذرات نقره با عوامل ضدباکتریایی می‌تواند اثرات سمی بر روی سلول‌های پستانداران را کاهش دهد و در عین حال، فعالیت‌های ضدباکتری آن‌ها را به‌طور هم‌افزا بهبود بخشد[17]. تعامل بین یون‌های فلزی و مولکول‌های زیستی مانند پروتئین‌، پپتید و اسیدهای آمینه تأثیر قابل توجهی بر پتانسیل درمانی نانوذرات فلزی دارند. مولکول‌های زیستی نقش حیاتی در انتقال مؤثر نانوذرات فلزی مزدوج از طریق مسیرهای زیستی مختلف از جمله انتقال الکترون، حمل و ذخیره فلزات ایفا می‌کنند. علاوه بر این، سیستم‌های فلزی مزدوج تأثیر چشمگیری بر آنزیم‌های حیاتی مرتبط با متابولیسم باکتریایی دارند. این فرآیند از طریق واکنش‌های تبادل لیگاند صورت می‌گیرد، به گونه‌ای که لیگاند موجود با داروی بارگذاری‌شده جایگزین شده و با آنزیم خاصی که به عنوان منبع اصلی برای سیستم‌های فلزی مختلف عمل می‌کند، تعامل پیدا می‌کند[18].

کارایی خاصیت ضدباکتری نانوذرات به شدت به بار سطحی نانوذرات بستگی دارد. مطالعات متعددی در این زمینه انجام شده است که به بررسی استفاده از عوامل پوششی و تثبیت‌کننده‌ها برای جلوگیری از تجمع نانوذرات پرداخته‌اند. نانوذرات با بار مثبت فعالیت ضدباکتری خوبی نسبت به نانوذرات با بار منفی از خود نشان داده اند[19, 22]. تحقیقاتی درباره اصلاح سطح نانوذرات نقره از طریق روش های شیمیایی انجام شده است. نانوذرات با سطح مناسب می‌توانند در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی، مهندسی و کاربردهای زیستی مفید باشند. این نوع بهبود سطحی را می‌توان به دو دسته کلی پیوندهای کووالانسی و غیرکووالانسی ربط داد[19]. علاوه بر این، پلی‌ساکاریدهای طبیعی به طور قابل توجهی به بهبود فعالیت سطحی نانوذرات نقره کمک می‌کنند. بیشتر روش‌های بهبود سطحی بر پایه تشکیل پیوندهای کووالانسی استوارند که پیوندهای قوی‌تری دارند. در نتیجه، باعث افزایش پایداری لیگاندهای متصل به سطح نانوذرات می‌شوند و ارتباط بین آن‌ها را تقویت می‌کنند. علاوه بر این، گروه‌های موجود بر روی لیگاندها با نانوذرات واکنش داده و از طریق جذب شیمیایی به سطح نانوذرات متصل می‌شوند و آرایش‌های خود سازمان‌یافته ایجاد می‌کنند[20].

نانوذرات نقره در صنایع غذایی و در فرآیند بسته‌بندی نیز استفاده می‌شوند، زیرا از تخریب مواد غذایی توسط پاتوژن‌ها جلوگیری می‌کنند. یکی از ویژگی‌های مهم نانوذرات نقره یا مواد زیستی، فعالیت ضدباکتری آن‌ها علیه میکروارگانیسم‌های آزاد در آب و میکروب‌ها است[23].

 2-2-روش‌های بررسی خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره

روش‌های متعددی برای انجام آزمایش‌های تعیین خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره وجود دارند. این روش‌ها شامل انتشار دیسک آگار³، رقیق‌سازی در محیط مایع، انتشار در محیط آگار، روش شیب ضدمیکروبی⁴ و سایر روش‌ها می‌باشند[24]. تعدادی از سنجش‌های زیستی بررسی خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره از جمله انتشار دیسک آگار، انتشار در محیط آگار و رقیق‌سازی در محیط مایع به خوبی شناخته شده‌اند و به طور معمول مورد استفاده قرار می‌گیرند ولی سایر روش‌ها مثل روش‌های فلوسایتوفلومتری⁵ و بیولومینسانس⁶ با وجود ارائه نتایج سریع و شناخت بهتر به طور وسیع استفاده نمی‌شوند، زیرا انجام آن‌ها مستلزم به کار گرفتن ابزارها و تجهیزات مخصوص می‌باشد[25]. 

انتشار دیسک آگار یک روش مرسوم و متداول برای بررسی خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات محسوب می‌شود. این روش به دلیل قابلیت اطمینان، هزینه پایین و سادگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در میان محیط‌های کشت، آگار مولر هینتون⁷ به دلیل فراهم آوردن شرایط رشد مطلوب برای بسیاری از باکتری‌ها از جمله استافیلوکوکوس اورئوس⁸، سودوموناس آئروژینوزا⁹ و اشرشیاکلی¹⁰ انتخاب شده است. انتشار دیسک آگار، به‌عنوان یک روش استاندارد، به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا با استفاده از دیسک‌های آغشته به آنتی‌بیوتیک‌های مختلف، نواحی مهار رشد باکتری‌ها را اندازه‌گیری کرده و سطح حساسیت باکتری را تعیین کنند. این امر در تعیین مقدار مناسب داروهای آنتی‌بیوتیک و مدیریت صحیح عفونت‌ها نقش اساسی دارد. رقیق‌سازی در محیط مایع روشی است که در آن با کاهش تدریجی غلظت آنتی‌بیوتیک در محیط مایع، حداقل غلظت مورد نیاز برای مهار رشد باکتری‌ها تعیین می‌شود. این روش، به دلیل دقت بالا و ارائه اطلاعات با جزئیات بیشتر برای تعیین حداقل غلظت مهار(MIC) بسیار مؤثر است[24, 26]. 

روش شیب ضدمیکروبی ترکیبی از روش اصلی رقیق‌سازی و روش تغلیظ جهت تعیین اندازه MIC است که با ایجاد یک غلظت گرادیانی از عامل ضدمیکروبی آزمایش شده در محیط آگار همراه می‌باشد. Etest یک فرم تجاری از این روش است. در این روش، یک نوار آغشته با غلظت گرادیانی افزایشی با عامل ضدمیکروبی از یک انتها به قسمت دیگر بر روی سطح آگاری پخش می‌شود که قبلا با باکتری مورد تلقیح قرار گرفته است. این روش عمدتا برای تعیین MIC آنتی بیوتیک‌ها، ضد قارچ‌ها و غیره استفاده می‌شود[25].

۳-۲- مکانیزم عملکرد ضدباکتری نانوذرات نقره و عوامل موثر بر آن

خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره بر روی باکتری‌ها بسیار قابل‌توجه است. ویژگی‌های ضدباکتری نانوذرات نقره به شدت به عواملی مانند اندازه نانوذرات، pH، شکل نانوذرات، بار سطحی نانوذرات، مقدار و حالت انتشار نانوذرات بستگی دارد[11, 27].

با توجه به اینکه نانوذرات نقره قادر به آزادسازی یون‌های نقره (Ag+) هستند، این آزادسازی به عنوان یکی از مکانیزم‌های اصلی فعالیت ضدمیکروبی آن‌ها در نظر گرفته می‌شود. یون‌های نقره با بار مثبت (Ag+) نقش حیاتی در فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره ایفا می‏کنند که جهت حفظ فعالیت‏های ضدمیکروبی و سمیت خود باید در حالت یونیزه باشند. یون‏های نقره با اسیدهای نوکلئیک کمپلکس تشکیل می‏دهند و نسبت به گروه‌های فسفات، برهم‌کنش قوی‌تری با این اسیدها دارند. یون‌های نقره با توجه به جاذبه‌های الکترواستاتیکی و تمایل به پروتئین‌های حاوی گوگرد، به سیتوپلاسم و دیواره سلولی باکتری‌ها می‌چسبند و به طور قابل توجهی نفوذپذیری آن‌ها را افزایش می‌دهند. این افزایش نفوذپذیری منجر به اختلال در پوشش‌های باکتریایی می‌شود. هنگامی که یون‌های نقره آزاد توسط سلول‌ها جذب می‌شوند، آنزیم‌های تنفسی غیرفعال شده و به دنبال آن تولید گونه‌های فعال اکسیژن افزایش می‌یابد و آزادسازی آدنوزین تری‌فسفات (ATP) مختل می‌شود[27-29].

یکی از مکانیزم‌های اصلی اثر نانوذرات نقره، تأثیر آن‌ها بر DNA باکتری‌ها است. این ذرات با اتصال به DNA و اختلال در ساختار آن، مانع از تکثیر و رونویسی صحیح ژن‌ها می‌شوند. نتیجه این اختلال، از بین رفتن توانایی باکتری‌ها برای تکثیر و رشد است. نانوذرات نقره باعث تغییراتی در ساختار غشای سلولی باکتری‌ها می‌شوند. این تغییرات می‌توانند منجر به افزایش نفوذپذیری غشا و در نهایت نشت محتویات سلولی شوند. در نتیجه، سلول باکتریایی نمی‌تواند تعادل داخلی خود را حفظ کند و از بین می‌رود. در نهایت،  نانوذرات نقره در ترکیب با گوگرد موجود در سلول، تشکیل ذرات کوچک و متراکم الکترونی می‌دهند. این گرانول‌ها می‌توانند به تخریب بیشتر ساختارهای داخلی سلول کمک کنند[11, 14, 25]. گونه‏های فعال اکسیژن تولید شده یک عامل حیاتی در تشدید اختلال در غشای سلولی و تغییر در اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) می‏باشد. یون‏های نقره می‌توانند با دناتور کردن اجزای ریبوزومی سیتوپلاسمی، از سنتز پروتئین جلوگیری کرده و باعث ریشه‏کن شدن باکتری‏ها و میکروب‏ها شوند (شکل 3)[29-31].

 

شکل3. مکانیزم ضدباکتری نانوذارت نقره[29].

اندازه و شکل نانوذرات نقره بر خواص نانوذرات نقره تأثیر می‌گذارد و این پدیده توسط معادله استوالد-فروندلیچ توصیف شده است. نانوذرات نقره با اندازه کوچک و آرایش کروی یا شبه کروی و با سطح ویژه بیشتر، یون‌های نقره بیشتری آزاد می‌کنند. نانوذرات نقره با شکل کروی، خاصیت ضدباکتری بیشتری دارند و می‌توانند از طریق دیواره سلولی باکتری‏ها به داخل آن‌ها نفوذ ‌کنند. از طرفی، اندامک‏ها به دلیل دناتور شدن غشای سلولی پاره می‏شوند و باعث لیز سلولی می‏شوند[29, 32]. نوع باکتری مورد آزمایش یکی دیگر از پارامترهای مهم است. برای درک بهتر اثرات ضدباکتری نانوذرات نقره، باکتری‌های مختلف بررسی می‌شوند. یکی از این موارد، ساختار دیواره سلولی سویه‏های مختلف میکروبی است. سویه‌های میکروبی دارای ساختارهای مختلفی در دیواره سلولی خود هستند که سبب تفکیک باکتری‌ها به دو گروه باکتری‌های گرم منفی (G-Ve) و گرم مثبت (G+Ve) می‌شوند. باکتری‌های گرم منفی دارای لایه نازکی از پپتیدوگلیکان به ضخامت 1 تا 5 نانومتر هستند که این لایه بین غشای خارجی و غشای سیتوپلاسمی قرار دارد. در مقابل، باکتری‌های گرم ‌مثبت فاقد غشای خارجی هستند اما دارای لایه ضخیم‌تری از پپتیدوگلیکان به ضخامت حدود 30 نانومتر هستند. باکتری‌های گرم منفی دارای غشای خارجی لیپوپلی‌ساکاریدی (LPS) بیرون لایه پپتیدوگلیکان هستند که سبب مقاومت باکتری‌ها در برابر بسیاری از داروها و مواد ضدباکتری می‌شوند. در حالی که، باکتری‌های گرم ‌مثبت فاقد غشای خارجی لیپوپلی‌ساکاریدی هستند و لایه ضخیم از پپتیدوگلیکان دارند که به‌طور فشرده و متراکم در دیواره سلولی قرار دارد. لایه ضخیم پپتیدوگلیکان باعث می‌شود که باکتری‌های گرم مثبت در برابر تغییرات محیطی و مواد ضدباکتریایی مقاومت بیشتری داشته باشند[33, 34]. تاثیر نانوذرات نقره بر باکتری‌های گرم منفی نسبت به باکتری‌های گرم مثبت بیشتر است. شمایی از مکانیزم خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره در باکتری‌های گرم مثبت و منفی در شکل 4 نمایش داده شده است. دیواره سلولی باکتری گرم منفی در مقایسه با باکتری گرم مثبت مخروطی‏تر است. دیواره سلولی ضخیم باعث کاهش انتشار نانوذرات نقره به محیط سلولی می‌شود[31, 32, 35] هم‌چنین، بررسی‌ها نشان می‌دهد که نانوذرات نقره کروی شکل نسبت به نانوذرات نقره میله‌ای شکل در برابر گونه باکتریایی کلبسیلا کارایی خاصیت ضدمیکروبی بیشتری دارند[36].

 

شکل4. مکانیزم خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره در باکتری‌های G+ve و G-ve [35].

3- واسطه‌های سنتز سبز در تهیه نانوذرات نقره

چنانچه قبلا اشاره شد، سنتز سبز دارای روش‌ها یا مسیرهای مختلفی است که تفاوت این روش‌ها عمدتا در واسطه مورد استفاده است. واسطه‌های سنتز سبز شامل عصاره گیاهان، باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها هستند که در ادامه هر کدام به تفکیک مورد بررسی قرار گرفته است.

3-1- عصاره گیاه

عصاره‌ گیاهان مختلف حاوی طیف وسیعی از ترکیب متابولیت‌های اولیه و ثانویه از جمله اسیدهای فنولی، فلاونوئیدها، آلکالوئیدها، ترپنوئیدها، اسیدهای آمینه، ترکیبات الکلی، گلوتاتیون‌ها، پلی‌ساکاریدها، آنتی‌اکسیدان‌ها، اسیدهای آلی (اسکوربیک، اگزالیک، مالیک، تارتاریک، پروتوکاتچوئیک اسید) و کینون‌ها هستند. ترکیبات ذکر شده می‌توانند به عنوان عامل احیاء یون‌‌های فلزی در فرآیند سنتز سبز نقش‌آفرینی کنند[37-40]. علی‌رغم مشخص نبودن مکانیزم دقیق فرآیند سنتز سبز، احیاء یون نقره با گیر انداختن یون‌های نقره بر روی سطح پروتئین‌های موجود در عصاره گیاهی از طریق برهم‌کنش‌های الکترواستاتیک انجام می‌شود که منجر به تغییر ساختار ثانویه آنها و تشکیل هسته‌های نقره می‌شوند. هسته‌های نقره با احیاء بیشتر یون‌های نقره و تجمع آنها در هسته رشد می‌کنند[38-40].

کشاری و همکاران خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره حاصل از عصاره برگ سستروم شبانه¹¹را در برابر یکسری از باکتری‌ها با استفاده از روش انتشار دیسکی مورد مطالعه قرار دادند. نتایج این پژوهش نشان داد که نانوذرات حاصل دارای ابعاد 20 نانومتر و هاله مهار باکتری (خاصیت ضدمیکروبی) برای باکتری‏های سیتروباکتر¹²، سالمونلا تیفوئیدی¹³، انتروکوک فکالیس¹⁴، اشریشیاکلی، پروتئوس ولگاریس¹⁵، ویبریوکلرا¹⁶به ترتیب برابر 36، 28، 15، 23، 26 و 41 میلی‏متر بوده است. نانوذرات نقره تولیده شده بر روی باکتری گرم منفی عملکرد بهتری نسبت به باکتری گرم مثبت داشته است. در بین باکتری‏های گرم منفی مورد مطالعه، نانوذرات نقره بر روی باکتری ویبریوکلرا بیشترین تاثیر و بر روی باکتری اشریشیاکلی کم‏ترین تاثیر را داشته است و در بین باکتری‌های گرم مثبت تفاوت زیادی در هاله ایجاد شده توسط نانوذرات نقره گزارش نشده است[41]. داز و همکاران خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده توسط عصاره سرخس¹⁷را در برابر باکتری‌های انترکوباس¹⁸، هیدروفیلا¹⁹، سالامونا انتریکو²⁰، لیستریا²¹، باسیل سرئوز²²و استافیلوکوکوس اورئوس مورد بررسی قرار دادند. نتایج یافته‏ها بیانگر این بود که اندازه نانوذرات 17 نانومتر و هاله مهار ثبت شده علیه باکتری‌های انترکوباس، هیدروفیلا، سالامونا انتریکو، لیستریا، باسیل سرئوز و استافیلوکوکوس اورئوس به ترتیب برابر 68/9، 80/10، 64/11، 46/12، 75/10 و 53/12 میلی‏متر بوده است و نانوذرات تولید شده بر روی باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس عملکرد بهتری نسبت به باکتری گرم منفی داشته است[42]. گویندپا و همکاران به بررسی خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده توسط عصاره برگ کالوفیلوم تومنتوزوم²³پرداخته‌اند. در این تحقیق، اندازه نانوذرات 24 نانومتر و حداکثر هاله ثبت شده علیه باکتری‌های کلبسیلا اورئوس، استافیلوکوکوس اورئوس، سودموناس ارئوژینزا و اشریشیاکلی به ترتیب برابر 16، 16، 8 و 7 میلی‏متر بوده است. نانوذرات نقره تولید شده بر روی باکتری گرم مثبت نسبت به باکتری گرم منفی عملکرد بهتری داشته است[43]. سالاری و همکاران خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده توسط عصاره میوه پروسوپیس فارکتا²⁴ را مورد بررسی قرار داده‌اند. در این تحقیق، اندازه نانوذرات 68/12 نانومتر و هاله مهار ثبت شده برای باکتری‌های اشریشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس، سالمونلا تیفی و استافیلوکوکوس پنومونیه²⁵به ترتیب برابر 28، 66/33، 14/29، 66/18 میلی‏متر بوده است و نانوذرات نقره به دست آمده بر روی باکتری گرم مثبت عملکرد بهتری داشته است[44]. در پژوهشی دیگر سنتز نانوذرات اکسید روی/ نقره (Ag/ZnO-NPs) با استفاده از عصاره فلفل دلمه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره، نانوذرات اکسید روی و نانوذرات دوپه شده نشان می‌دهد که نانوذرات به دست آمده دارای اثر ضدمیکروبی بر روی پاتوژن‌های باکتریایی بوده است. با این حال، نانوذرات اکسید روی دوپه شده با نقره، فعالیت ضدمیکروبی بالاتری نسبت به نانوذرات نقره و اکسید روی از خود نشان داده اند[45]. در تحقیقی دیگر، ارزیابی سنتز سبز نانوذرات اکسید روی، نقره و نقره - اکسید روی دوپه شده با عصاره گیاه سنا غربی²⁶ جهت بررسی خاصیت ضدمیکروبی انجام شده است. شکل‌های نانوذرات نقره و اکسید روی به ترتیب کروی و نامنظم بودند. فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره و اکسید روی بر روی باکتری‌های استرپتوکوکوس پیوژنز²⁷، اشرشیاکلی، استافیلوکوکوس اوروس و سودوموناس آئروژینوزا مثبت بود. نانوذرات روی و نقره دوپ شده در برابر باکتری اشرشیاکلی، استافیلوکوکوس اوروس و سودوموناس آئروژینوزا خاصیت ضدمیکروبی خوبی نداشته‌اند[46].

جدول ۱ مهم‌ترین عصاره‌های گیاهی مورد استفاده در سال‌های اخیر را جهت سنتز نانوذرات نقره نشان می‌دهد. هم‌چنین، اندازه نانوذرات نقره، شکل نانوذرات نقره، نوع باکتری مورد بررسی و هاله مهار باکتری در جدول 1 آورده شده است. سنتز سبز با عصاره گیاهان شامل عصاره‌گیری از قسمت‌های مختلف گیاه از جمله گل، میوه، برگ، پوست و غیره می‌باشد. تحقیقات انجام شده نشان می‌دهند که عصاره برگ بر روی باکتری گرم منفی عملکرد بهتری داشته است، در حالی که عصاره میوه بر روی باکتری گرم مثبت عملکرد بهتری داشته است. به همین دلیل، می‌توان بیان کرد که علاوه بر اندازه نانوذرات، تهیه عصاره از بخش‏های مختلف گیاهان بر عملکرد ضدمیکروبی نانوذرات نقره تاثیر دارد. به عنوان مثال؛ نانوذرات نقره تهیه شده با صمغ بر روی باکتری گرم منفی تاثیر بالاتری داشته و بر روی باکتری سودوموناس آئروژینوزا عملکرد پایین‏‏تری داشته است. در یکی از تحقیقات، سنتز سبز با فراصوت باعث افزایش اندازه نانوذرات و افزایش خاصیت ضدمیکروبی بر روی باکتری گرم منفی شده است. با توجه به جدول 1، استفاده از خاصیت مغناطیسی باعث کاهش اندازه نانوذرات نقره و عملکرد بهتر خاصیت ضدمیکروبی آن‌ها بر روی باکتری گرم مثبت شده است. بررسی خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره در بررسی مطالعات موجود در جدول 1 با استفاده از روش کشت دیسکی صورت پذیرفته است.

3-2- باکتری

فرآیند سنتز سبز با باکتری دارای مشکلاتی مانند زمان‌بر بودن فرآیند و عدم کنترل دقیق ابعاد نانوذرات حاصل شده است. باکتری‌ها به دلیل توانایی در کاهش یون‌های فلزات سنگین، به عنوان یکی از گزینه‌های اصلی برای سنتز نانوذرات مورد توجه قرار گرفته‌اند [71, 72]. کلاس و همکاران سنتز نانوذرات نقره با ترکیبات و اشکال مشخص را با استفاده از سویه سودوموناس استوتزری بررسی کردند[73]. همچنین کالیماث و همکاران  سنتز نانوذرات نقره با استفاده از توده زیستی باسیلوس لیکنیفورمیس ²⁸را مورد بررسی قرار داده‌اند. مطابق نتایج این تحقیق، اندازه نانوذرات سنتز شده بین 40 تا 50 نانومتر بوده و با استفاده از آنزیم نیترات تثبیت شده‌اند [74].  

در تحقیقی، سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از پاتوژن شیگلا فلکسنری ²⁹29508 بررسی شده است و کارایی آنها به عنوان عوامل ضدقارچی ارزیابی شده است. سویه خالص این باکتری توانایی کاهش یون‌های نقره را داشت. ابعاد نانوذرات نقره تهیه شده کروی شکل، 50 نانومتر بود. مطابق این تحقیق، آزمایش‌های خواص‌سنجی حاکی از آن است که این نانوذرات از فعالیت ضدقارچی خوبی برخوردار بوده‌ا‌ند[75]. در جدول 2 انواع باکتری مورد استفاده، اندازه نانوذرات، شکل نانوذرات و هاله مهار باکتری توسط نانوذرات نقره حاصل شده در شرایط بهینه تحقیقات ذکر شده است. در بررسی جدول 2 مشخص شد که سنتز نانوذرات نقره با باکتری لاکتوباسیلوس³⁰ خاصیت ضدباکتری خوبی در برابر گروه پلانتاروم³¹ (باکتری گروم مثبت) داشته است. هم‌چنین، خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری اگزوپلی ساکارید پروبیوتیک لاکتوباسیلوس برویس MSR104³² عملکرد بهتری بر روی باکتری گرم منفی نشان داده است.

 

---

[1]  Biogenic

[2]  Gram positive and negative bacteria

[3]  Agar disk-diffusion

[4]  Antimicrobial gradient method

[5]  Flow cytofluorometric

[6]  Bioluminescence

[7]  Agar Mueller-Hinton

[8]  Staphylococcus aureus

[9]  Pseudomonas aeruginosa

[10]  Escherichia coli

[11]  Cestrum nocturnum

[12]  Citrobacter

[13]  S. typhi

[14]  E. faecalis

[15]  P. vulgaris

[16]  Vibrio cholerae  

[17]  Cassia alata

[18]  Enterobacteriaceae

[19]  Hydrophila

[20]  Salmonella enterico

[21]  Listeria

[22]  Bacillus cereus

[23]  Calophyllum tomentosum leaves

[24]  Prosopis farcta fruit

[25]  Staphylococcus pneumoniae

[26]  Senna occiddentalis

[27]  Streptococcus pyogenes

[28]  Bacillus licheniformis

[29]  Shigella flexneri 29508

[30]  Lactobacillus

[31]  Plantarum

[32]  Lactobacillus brevis isolated from Chinese koumiss

جدول ۱. انواع عصاره گیاه مورد استفاده به عنوان واسطه سنتز برای تهیه نانوذرات نقره دارای خاصیت ضدمیکروبی.
منبع	هاله مهار باکتری (mm)	نوع باکتری	شکل نانوذرات	اندازه نانوذرات (nm)		نوع گیاه	شماره
[47]	33/10	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی		77/20	عصاره آبی بومادران1	1
	67/9	باسیلوس سوبتلیس2
	67/9	سالمونلا انتریکا
	67/10	اشریشیا کلی
	10	سودوموناس آئروژینوزا
[47]	10/13	استافیلوکوکوس اورئوس	مستطیلی		53/ 18	عصاره اتانولی بومادران
	10	باسیلوس سوبتلیس
	10/13	سالمونلا انتریکا
	13	اشریشیا کلی
	13	سودوموناس آئروژینوزا
[47]	67/14	استافیلوکوکوس اورئوس	مکعبی		27/14	عصاره متانولی بومادران
	33/10	باسیلوس سوبتلیس
	67/10	سالمونلا انتریکا
	67/9	اشریشیا کلی
	33/14	سودوموناس آئروژینوزا
[48]	23	باسیلوس سوبتیلیس	کروی		9	صمغ کادام کربوکسی متیله3	2
	25	باسیلوس سرئوس
	28	اشریشیا کلی
	15	سودوموناس آئروژینوزا
[49]	50	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی		35-55	عصاره برگ گل لادن4	3
	25	انتروکوکوس فکالیس5
	22	اشریشیا کلی
	50	سالمونلا تیفی
	5	سودوموناس آئروژینوزا
[50]	14	اشریشیا کلی	کروی		5-30	عصاره میوه گارسینیا ایندیکا	4
	12	باسیلوس سوبتلیس
	15	استافیلوکوکوس اورئوس
	12	سودوموناس آئروژینوزا
	0	سالمونلا انتریکا
	0	پروتئوس ولگاریس
[51]	8	سودوموناس آئروژینوزا	کروی		31-80	عصاره گیاه فلفل دلمه‏ای	5
[52]	11	اشریشیا کلی	کروی		98/46	عصاره بذر کتان	6
	8/10	کلبسیلا پنومونیه
	9/8	استافیلوکوکوس اورئوس
	7/8	استرپتوکوک پیوژنز
[53]	33/23	اشریشیا کلی	کروی		17-45	عصاره گل جاتروفا اینترگیم ژاک6	7
	67/12	باسیلوس سوبتلیس
	33/18	کلبسیلا پنومونیه
	67/14	استافیلوکوکوس اورئوس

 

ادامه جدول 1...

[54]	20	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	20-50	عصاره ‏اسطوخودوس ‏استوکاس7	8
	19	سودوموناس آئروژینوزا
[55]	25	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	330-730	کوروکومین	9
	25	سودوموناس آئروژینوزا
[56]	7	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	30	عصاره آبی برگ حرا8	10
	9	اشریشیا کلی
[57]	13	باسیلوس سرئوس	کروی	22—55	سلولز	11
	13	باسیلوس سوبتلیس
	13	اشریشیا کلی
	15	میکروکوکوس لوتئوس
	13	سودوموناس آئروژینوزا
	14	سالمونلا تیفی
	14	سراشیا مارسسنس
	14	استافیلوکوکوس اورئوس
[58]	32/6	اشریشیا کلی	کروی	التراسوند 20	عصاره دانه شنبلیله	12
	07/7	استافیلوکوکوس اورئوس
	49/10	اشریشیا کلی		مغناطیسی40
	10	استافیلوکوکوس اورئوس
[59]	25	اشریشیا کلی	کروی	40-50	عصاره آویشن کوتسیانوس9	13
	24	استافیلوکوکوس اورئوس
	24	باسیلوس سوبتلیس
	27	استرپتوکوک پیوژنز
[60]	10	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	20-85	عصاره آبی برگ‌های کاسیا آلاتا10	14
	11	باسیلوس سوبتلیس
	13	اشریشیا کلی
	8	والگریا
[61]	43/9	باکترئوید فارگیل11	کروی	20	عصاره براسیکا اولراسه (کلم بروکلی ایتالیا)12	15
	33/10	استرپتوکوک پنومونی
	1/10	استافیلوکوکوس اورئوس
	10	کلبسیلا پنومونیه
	10	اشریشیا کلی
	16/11	اینترکوکوس
	33/11	پروتئوس میرابیلس13
	12	سودوموناس آئروژینوزا
	33/14	استافیلوکوکوس ایپدمس14
[62]	21	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	190-200	کیتوزان	16
	13	باسیل سروئوز
	20	لوتوس15
	17	انتریکا

 

ادامه جدول 1...

	15	اشریشیا کلی
	10	سالمونلا تیفی
	17	کلبسیلا پنومونیه
[54]	4	اشریشیا کلی	کروی	43/20	عصاره برگ استرامونیوم داتورا16	17
	4	استافیلوکوکوس اورئوس
[63]	3/18	اشریشیا کلی	کروی	1/29	عصاره ریشه والریاناجاتامانسی17	18
	7/15	استافیلوکوکوس اورئوس
	4/19	استرپتوکوکوس موتانس
]۶۶[	6	پزدو فلورانس	کروی	104-195	عصاره برگ شاهدانه ساتیوا18	19
	7	استافیلوکوکوس اورئوس
	8	کلبسیلا پنومونیه
	8	اشریشیا کلی
[64]	8	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	8-50	عصاره آبی آلیوم آمپلوپراسم19	20
	27	سودموناس ارئوژینزا
	23	اشریشیا کلی
[65]	18	اشریشیا کلی	کروی	01/14	عصاره سرخس	21
	2	کاندیدا آلبیکانس
[66]	3/17	اشریشیا کلی	کروی	56/43	عصاره پالپ موز20	22
	5/13	استافیلوکوکوس اپیدمس
[67]	64/10	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	20-80	عصاره پریلا فروتسنس21	23
	43/9	اشریشیا کلی
	84/9	باسیلوس سوبتلیس
	97/9	سودموناس آئروژینوزا
[68]	85/11	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	44/6- 5/28	عصاره دانه کاسیای غربی ال22	24
	61/14	اشریشیا کلی
	50/15	باسیلوس سوبتلیس
[69]	3/10	اشریشیا کلی	کروی	12-142	عصاره لیسیوم شاوی23	25
	1/8	سودموناس فلوروسنس24
	14	انتریکا
	8/7	باسیلوس سوبتلیس
	3/8	استافیلوکوکوس اورئوس
[69]	19	اشریشیا کلی	کروی	28/21	عصاره دانه   بیکسا اورلانال25	26
	18	انتروباکتر کلوآکا26
	17	انتروکوکوس فکالیس
	17	پروتئوس میرابیلیس
	16	سودوموناس آئروژینوزا

 

ادامه جدول 1...

[70]	91/10	باسیلوس سوبتلیس	کروی	30-35	عصاره برگ هیبیسکوس تیلیاسئوس ال27	27
	88/10	استافیلوکوکوس اورئوس
	31/12	اشریشیا کلی
	70/10	کلبسیلا پنومونیه
	47/10	سودوموناس آئروژینوزا
	94/11	پروتئوس ولگاریس

1Yarrow (Achillea millefolium), 2 Bacillus subtilis, 3 Carboxymethylated Kadam gum, 4 Tropaeolum majus L., 5 Enterococcus faecalis, 6 Jatropha integerrima Jacq. Flower, 7 Lavandula stoechas, 8 mangrove rhizophora stylosa leaf, 9 Thymus kotschyanus, 10 leaves of Cassia alata, 11 Bacteroides fragilis, 12 Brassica oleracea, 13Proteus mirabilis, 14 Staphylococcus epidermidis, 15 Lotus, 16 Datura stramonium leaf, 17 Valeriana jatamansi, 18 diverse varieties of Cannabis sativa leaf, 19 Allium ampeloprasum, 20 Banana pulp extract, 21 Acid-Rich Perilla frutescens, 22 Cassia occidentalis L. seed, 23 Lycium shawii, 24 Pseudomonas fluorescens, 25 Bixa Orellana Seed, 26 Enterobacter cloacae, 27 Hibiscus tiliaceus L

 

 

 

 

جدول ۲.  انواع باکتری مورد استفاده به عنوان واسطه سنتز برای تهیه نانوذرات نقره دارای خاصیت ضدمیکروبی.
منبع	هاله مهار باکتری (mm)	نوع باکتری	شکل نانوذرات	اندازه نانوذرات (nm)			نوع باکتری	شماره
[76]	18	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی		14	سنتز با لاکتوباسیلوس پلانتاروم TA4		1
	67/17	استافیلوکوکوس اپیدیمیس
	15	اشریشیا کلی
	33/17	سالامونا
[77]	72/13	اشریشیا کلی	کروی		45	اگزوپلی ساکارید پروبیوتیک لاکتوباسیلوس برویس MSR104		2
	53/9	استافیلوکوکوس اورئوس
[78]	22	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی		7/0-10	لاکتوباسیلوس پلانتاروم		3
	20	اشریشیا کلی
[79]	17	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی		20-70	باسیلوس ROM6		4
	12	اشریشیا کلی
	10	سودوموناس آئروژینوزا
	8	آسینتو باکتربومانی1
[80]	2/17	باسیلوس سوبتیلیس	کروی		5-40	باسیلوس زانتوکسینلی2GBE11		5
	18	استافیلوکوکوس اورئوس
	5/19	اشریشیا کلی
	2/18	سودوموناس آئروژینوزا
	9/18	آلبیکنس3
[81]	15	اشریشیا کلی	کروی		5-50	باکتری سودوموناس استخراج شده از خاک		6
	12	اگزیگوباکتریوم آرانتیاکوم4
	21	استافیلوکوکوس اورئوس
[82]	21	لیستریا	کروی		10-20	سرتی مارکاسکانس اورئوس سکوئنسیس5		7
	17	اشریشیاکلی
	5/19	باسیلوس سرئوز
	23	سودموناس اورژینوزا
[83]	-	اشریشیاکلی	کروی		6/10	اشریشیاکلی		8

1 Acinetobacter baumannii, 2 Bacillus amyloliquefaciens, 3 Bacillus albicans, 4 Exiguobacterium aurantiacum, 5 Serratia marcescens ssp sakuensis

 

 

 

3-3- جلبک

جلبک‌ها موجودات خودپرورده‌ای هستند که می‌توانند به‌راحتی در محیط‌های مختلف رشد کنند. سلول‌های جلبک دارای متابولیت‌های ثانویه مختلف و ترکیبات زیستی فعالی هستند که به عنوان عوامل پوششی در فرآیند سنتز نانوذرات عمل می‌کنند[84]. اجزای شیمیایی اصلی جلبک‌ها شامل پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها (شامل سلولز و نشاسته)، لیپیدها (شامل روغن‌ها و چربی‌ها)، رنگدانه‌ها (شامل کلروفیل و کاروتنوئیدها)، مواد مغذی، مواد معدنی و ترکیبات فعال زیستی متعدد هستند. به دلیل توانایی جلبک‌ها برای تبدیل مواد مغذی معدنی به مولکول‌‌های زیستی متنوع شامل رنگدانه‌ها، پلی ساکاریدها، پروتئین‌ها و لیپیدها گزینه مناسب برای واسطه سنتز محسوب می‌شوند. علاوه بر این، جلبک‌ها تعدادی متابولیت ثانویه را به همراه پلی‏فنول‌ها، فلاونوئیدها و ترپنوئیدها تولید می‌کنند که دارای خواص ضدمیکروبی و ضدسرطانی هستند[9]. در فرآیند سنتز از گونه‌های جلبک، عصاره‌ آن‌ها یا پلیمرهای زیستی برای تسهیل احیاء یا تثبیت یون‌های فلزی، نمک‌های فلزی یا ترکیبات پیش‌ساز مختلف استفاده می‌شود. جلبک‌ها جایگزین مناسبی برای روش‌های مرسوم هستند زیرا قیمت مناسبی دارند، به وفور در دسترس هستند و میل ترکیبی بالایی با یون‌های فلزی دارند. سنتز نانومواد با استفاده از جلبک شامل چندین مرحله است. مرحله اول، زیست‌توده یا عصاره جلبک به دست می‌آید. در مرحله دوم، یون‌های فلزی یا محلول‌های پیش‌ساز به محیط اضافه می‌شوند. در نهایت در مرحله سوم تحت شرایط مناسب، جلبک‌ها یا اجزای آنها به عنوان کاهنده یا تثبیت کننده عمل می‌کنند و تشکیل و افزایش نانوساختارها را تسهیل می‌کنند[9]. سنتز با استفاده از جلبک طی مکانیزم‌های بیوشیمیایی و بیوفیزیکی انجام می‌شود. جلبک‌ها دارای آنزیم‌ها و پروتئین‌هایی هستند که به عنوان کاتالیزور عمل می‌کنند و فرآیند بیومرینالیزاسیون¹ را تسهیل می‌کنند. این مولکول‌های زیستی می‌توانند به یون‌های فلزی متصل شده و آنها را به نانوذرات کاهش دهند و پراکندگی آنها را تثبیت نمایند[9]. سنتز زیستی نانوذرات با واسطه جلبک، بسته به نوع جلبک و نانوذرات مورد نظر، طی مکانیزم‌های مختلف شامل تجمع زیستی و کاهش زیستی، سنتز خارج سلولی، سنتز درون سلولی و کاهش آنزیمی صورت می‌گیرد. جلبک‌ها قابلیت جذب یون‌های فلزی از محیط اطراف را دارند. بعضی آنزیم‌های موجود در جلبک‌ها، مانند نیترات ردوکتاز یا آلدئید دهیدروژناز فرایند کاهش یون‌های فلزی را فعال می‌کنند و آن‌ها را به شکل‌های فلزی صفر ظرفیتی تغییر می‌دهند. برخی از گونه‌های مختلف جلبک در سنتز خارج سلولی، مولکول‌های آلی شامل پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و پلی‌ساکاریدها را به عنوان عامل کاهنده و تثبیت کننده به محیط اطراف منتشر می‌کنند. در سنتز درون سلولی، جلبک‌ها دارای اندامک‌های درون سلولی از جمله کلروپلاست هستند. اندامک‌های درون سلولی شرایط کاهش و تثبیت مناسبی را برای تشکیل نانوذرات فراهم می‌کنند. در مکانیزم کاهش آنزیمی، جلبک‌ها آنزیم‌های مختلف از جمله ردوکتازها، پراکسیدازها و لاکازها را تولید می‌نمایند که می‌توانند یون‌های فلزی را کاهش دهند. این آنزیم‌ها دارای گروه‌های کاربردی خاصی هستند که می‌توانند به یون‌های فلزی متصل شوند و فرآیند کاهش آن‌ها را تسهیل کنند. دقت مکانیزم کاهش آنزیمی در بین انواع مکانیزم‌ها بالاست و می‌تواند منجر به سنتز کنترل‌شده نانوذرات با اندازه و شکل مطلوب شوند. مکانیزم سنتز سبز با جلبک شامل ترکیبی از روش‌های ذکر شده در بالا هستند[9].

دهز و همکاران در سال 2014 سنتز زیستی نانوذرات AgCl را با استفاده از جلبک دریایی سارگاسوم پلاژیوفیلوم ²به‌صورت خارج‌سلولی انجام دادند. نانوذرات کروی با اندازه 21 تا 48 نانومتر به دست آمده است. نانوذرات تهیه شده فعالیت ضدباکتری مناسبی علیه باکتری اشریشیاکلی داشته است[85]. در مطالعه‌ای دیگر، داسیلوافرویرا و همکاران در سال 2017 سنتز زیستی خارج‌سلولی نانوذرات نقره را با استفاده از جلبک سبز تک‌سلولی کلرلا ولگاریس ³انجام داده‌اند. بررسی آنالیز FTIR نانوذرات نقره نشان می‌دهد که پروتئین‌های جلبک عامل اصلی تثبیت و تشکیل نانوذرات نقره بوده‌اند. نانوذرات نقره فعالیت ضدمیکروبی خوبی در برابر باکتری‌های بیماری‌زای استافیلوکوکوس اورئوس (گرم مثبت) و کلبیداس پنومونیه (گرم منفی) از خود نشان داده است[86]. فاطیما و همکاران سنتز زیستی نانوذرات کروی نقره را با استفاده از جلبک قرمز پورتیریا هورنمانی⁴ بررسی کردند. نانوذرات نقره، فعالیت ضدمیکروبی خوبی علیه باکتری‌های ویبریو پارهمولیتیکوس⁵، ویبریو آنگویلاروم⁶، ویبریو آلژینولیتیکوس⁷ و ویبریو هارویی⁸ نشان دادند[87]. در گزارش دیگری، باهورا و همکاران در سال 2020 سنتز زیستی نانوذرات نقره را با استفاده از جلبک میکرو دریایی گونه پادینا⁹ بررسی کردند. نانوذرات نقره، اندازه یکنواختی داشتند و فعالیت ضدمیکروبی خوبی در برابر باکتری‌های بیماری‌زای سودموناس آرئوژینروز و استافیلوکوکوس اورئوس از خود نشان دادند[88]. در جدول 3 خلاصه‌ای از مهم‌ترین جلبک‌های مورد استفاده در سنتز سبز نانوذرات نقره همراه با اندازه، شکل و خاصیت ضدمیکروبی آن‌ها آورده شده است. هاله مهار باکتری توسط نانوذرات نقره تهیه شده با جلبک از قاعده منظمی برخوردار نیست. در اغلب تحقیقات انجام شده با واسطه جلبک، خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره تهیه شده بر روی باکتری‌های گرم منفی نسبت به باکتری‌های گرم مثبت بیشتر است. بررسی خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره در بررسی مطالعات موجود در جدول 3  با استفاده از روش کشت دیسکی صورت پذیرفته است.

3-4- قارچ

سنتز نانوذرات نقره به‌وسیله قارچ‌ها یکی دیگر از روش‌های زیستی سنتز نانوذرات است. سنتز نانوذرات نقره با استفاده از قارچ‌ها به دلیل امکان تهیه نانوذرات نقره با اندازه و شکل هندسی کنترل شده، توجه بیشتری را به خود جلب کرده است[99]. خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با استفاده از قارچ‌ها به دلایل خواص تجمع فلزی و تحمل غلظت بالای فلز نسبت به دیگر میکروارگانیسم‌ها بیشتر است[100, 101]. قارچ‌ها، پتانسیل بالایی را برای اتصال دیواره سلولی به یون‌های فلزی دارند. تهیه نانوذرات به ‌وسیله قارچ‌ها کارآمدتر، کم‌هزینه‌تر و ساده‌تر از باکتری‌ها است. به همین دلیل، قارچ‌ها به‌طور گسترده‌ای برای سنتز انواع مختلف نانوذرات از جمله نانوذرات نقره، طلا و به صورت محدود برای اکسید منگنز و تیتانیوم مورد استفاده قرار گرفته‌اند. مکانیزم سنتز نانوذرات با استفاده از قارچ‌ها می‌تواند داخل ‌سلولی یا خارج ‌سلولی باشد. در سنتز داخل ‌سلولی، فلز پیش‌ماده به کشت میسلیومی¹⁰ اضافه می‌شود و در زیست‌توده قارچ جذب می‌گردد. بنابراین، استخراج نانوذرات نیازمند روش‌های شیمیایی، سانتریفیوژ و فیلتراسیون برای تجزیه زیست‌توده و آزادسازی نانوذرات است[102]. در روش‌های سنتز خارج ‌سلولی، فلز پیش‌ماده به محلول آبی حاوی مولکول‌های زیستی زیست‌توده قارچ اضافه می‌شود که منجر به تشکیل نانوذرات آزاد می‌شود. این روش نیازی به روش و تجهیزات خاصی برای آزادسازی نانوذرات از سلول‌ها ندارد و بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد[103]. در سال‌های اخیر، بیشتر تحقیقات بر روی تولید خارج‌سلولی نانوذرات به‌وسیله قارچ‌ها انجام شده است[104]. متوکا و همکاران در سال 2014 سنتز نانوذرات نقره را با استفاده از قارچ اسکیزوفیلوم رادیاتوم¹¹ انجام دادند که منجر به تولید نانوذرات نقره‌ با اندازه 10 تا 40 نانومتر از طریق فرآیند بیومینرالیزاسیون خارج‌سلولی شد. خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره به دست آمده در برابر باکتری‌های گرم مثبت و منفی قابل قبول بوده است[105]. فروز و همکاران در تحقیقی به سنتز نانوذرات نقره با واسطه قارچ و ارزیابی فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات به دست آمده در برابر باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس، استافیلوکوکوس دیسانتریا¹² و سالمونلا تیفی با روش انتشار دیسکی پرداختند. در این تحقیق، هاله مهار ثبت شده علیه استافیلوکوکوس اورئوس، استافیلوکوکوس دیسانتریا و سالمونلا تیفی به ترتیب برابر با 5/0±5/17، 5/0±5/17 و 6/0±3/18 میلی‏متر بوده است[106].  

عواملی مانند pH محیط، زمان واکنش و غلظت‌های یونی بر بازده و اندازه نانوذرات تهیه شده با قارچ تأثیر می‌گذارند. به همین دلیل، مطالعات زیادی به منظور بررسی اثر این پارامترها بر تهیه نانوذرات نقره با واسطه قارچ انجام شده است. راجپوت و همکاران در سال 2016، اثر pH و دما بر بیوسنتز نانوذرات نقره را با استفاده از قارچ فوزاریوم اکسی اسپوروم¹³ بررسی کردند. نتایج حاکی از آن است که pH محیط بر شکل نانوذرات نقره تولید شده توسط فوزاریوم اکسی اسپوروم 405 تأثیر می‌گذارد. در  

---

[1]  Biomineralization

[2]  Sargassum plagiophyllum

[3]  Chlorella vulgaris

[4]  Portieria hornemannii

[5]  Vibrio parahaemolyticus

[6]  Vibrio anguillarum

[7]  Vibrio alginolyticus

[8]  Vibrio harveyii

[9]  Padina sp.

[10]  Mycelium

[11]  Schizophyllum radiatum

[12]  Staphylococcus dysentery

[13]  Fusarium oxysporum

جدول ۳. انواع جلبک مورد استفاده به عنوان واسطه سنتز برای تهیه نانوذرات نقره دارای خاصیت ضدمیکروبی.
منبع	هاله مهار باکتری (mm)	نوع باکتری	شکل نانوذرات	اندازه نانوذرات (nm)	نوع جلبک	شماره
[89]	13	استافیلوکوکوس اورئوس	شش ضلعی	5/14	میکرو جلبک کلاسترولا آئرورستریکا استرین BA_Chlo41	1
	12	اشریشیا کلی	کروی	6/15
	1/10	سودوموناس آئروژینوزا
	2/11	استرپتوکوک پیوژنز
	07/10	باسیلوس سوبتلیس
[90]	9/16	اشریشیا کلی	کروی	30	عصاره جلبک سیانوباکتریوم2	2
	5/16	کلبسیلا پنومونیه
	4/16	سودوموناس آئروژینوزا
	95/16	استافیلوکوکوس اورئوس
[91]	17	اشریشیا کلی	کروی	22/15-45/29	عصاره مورینگا اولیفرا3	3
	11	کلبسیلا پنومونیه
	19	استافیلوکوکوس اورئوس
	15	باسیلوس سوبتلیس
[92]	21	استافیلوکوکوس کاپره	کروی	90/6- 97/16	جلبک قهوه‏ای سرگاسوم والگرا4	4
	33/18	استافیلوکوکوس کاپیتیس
	15	استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس
[93]	16	اشریشیا کلی	کروی	28	جلبک سبز آبی (سیانوباکتریوم) اسیلاتوریا5	5
[94]	23	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	20-30	جلبک رشته ای6	6
	15	آسینتو باکتربومانی
[95]	15	اشریشیا کلی	کروی	17/9	جلبک سبز انترومورفا روده‌ای7	7
	15	سودوموتاس آپروژینوزا
	16	کلبسیلا  پنومنه
	14	استافیلوکوکوس اورئوس
	15	سالمونلا انتریکا
	15	سارکینا
	15	کاندیا
[96]	4	اشریشیا کلی	کروی	35	دونالیلا سالینا8	8
	7	باسیلوس سوبتلیس
	7	انتروباکتر
[97]	20	اشریشیا کلی	کروی	13/73	کلرلا مینوتیسیما9	9
	17	سالمونلا
	15	کلبسیلا
	20	استافیلوکوکوس اورئوس
	21	باسیلوس سرئوز
[98]	36	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	کمتر از 100	جلبک دریایی سارگاسوم پلی کیستوم10	10
	35	میکروکوکوس لوتئوس
	25	سودوموناس فلورسنس
	18	سراتیا مارسسنس
	18	کلبسیلا پنمونیاکول

 

 

ادامه جدول 3...

	17	استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس
	17	کاندیداآلبیکانس
	18	باسیلوس سوبتلیس
	15	ویبریوکلرا

1 Microalgae coelastrella aeroterrestrica strain BA_Chlo4, 2 Cyanobacterial algae, 3 Marine brown alga Padina pavonia, 4 Brown Algae Sargassum vulgare, 5 Blue-green alga Oscillatoria princeps, 6 Filamentous algae, 7 Green algae Enteromorpha intestinalis, 8 Dunaliella salina, 9 Chlorella minutissima

 

 

 

3=pH ، نانوذرات نقره‌ای به اشکال مثلثی، کروی و میله‌ای تولید می‌شوند؛ در حالی که در 5 و 7=pH نانوذرات یکنواخت و عمدتاً کروی شکل‌ تولید می‌شوند. هم‌چنین، تأثیر دماهای مختلف را بر میزان نانوذرات نقره تولید شده توسط فوزاریوم اکسی اسپوروم 405 بررسی شد که بیشترین مقدار نانوذرات نقره در دمای بین 50 تا 70 درجه سانتی‌گراد تشکیل شده است؛ در حالی که کمترین مقدار نانوذرات نقره در دمای 25 درجه سانتی‌گراد مشاهده شده است. دماهای انکوباسیون بر اندازه نانوذرات نقره سنتز شده تأثیر دارند. در دماهای بهینه (50 تا 70 درجه سانتی‌گراد)، نانوذرات کوچک (10 نانومتر) تشکیل شدند در حالی که در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، قطر نانوذرات نقره بیش از 50 نانومتر بوده است[107]. افزایش بیشتر pH تا 9 منجر به تشکیل ترکیبی از نانوذرات به شکل بیضوی و کروی شده است. تغییر pH محیط باعث ایجاد اندازه‌های مختلف نانوذرات می‌شود، زیرا تغییر pH بر ماهیت اسیدی یا بازی اسیدهای آمینه که در ساخت نانوذرات دخیل هستند، تأثیر می‌گذارد[107-109]. بیرلا و همکاران در سال 2013 تأثیر دما بر بیوسنتز نانوذرات نقره با استفاده از فوزاریوم اکسی اسپوروم را مطالعه کردند و نتایج نشان داد که دمای بهینه سنتز نانوذرات نقره 40 تا 60 درجه سانتی‌گراد است[109]. راموس و همکاران در سال 2020 سنتز زیستی خارج‌سلولی نانوذرات نقره را از قارچ گونه تریکودرما¹ گزارش کردند و نتیجه‌گیری کرده‌اند که نانوذرات نقره، فعالیت ضدباکتری خوبی علیه باکتری‌های گرم منفی داشته است[110].

در جدول 4 خلاصه‌ای از مهم‌ترین قارچ‌های مورد استفاده در سنتز سبز نانوذرات نقره همراه با اندازه، شکل و خاصیت ضدمیکروبی آن‌ها آورده شده است. با توجه به جدول مشاهده می‌شود که نانوذرات نقره تهیه شده با عصاره قارچ، خاصیت ضدمیکروبی بیشتری بر روی باکتری گرم منفی نسبت به باکتری گرم مثبت داشته است. اما مطالعاتی وجود دارد که در آن، مهار باکتری گرم مثبت توسط نانوذرات نقره نسبت به باکتری گرم منفی بیشتر می‌باشد. در تحقیقاتی، خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره تهیه شده به کمک قارچ  آسپرژیلوس ژاپنیکس²، پنی سیلیوم³ و آسپرژیلوس ترئوس⁴ بررسی شده است که نتایج حاکی از خاصیت ضعیف ضدمیکروبی نانوذرات نقره بوده است.

4- تحلیل و بحث

بررسی تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره به اندازه نانوذرات، نوع واسطه سنتز، مقدار واسطه سنتز، روش سنتز، شرایط سنتز، نوع باکتری‌های مورد بررسی و غیره بستگی دارند. شکل 5 اثر نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان را بر مهار باکتری‌های گرم مثبت و منفی نشان می‌دهد. نتایج شکل 5 نشان می‌دهند که اندازه نانوذرات تأثیر قابل‌توجهی بر توانایی آن‌ها در مهار باکتری‌ها دارند. این موضوع می‌تواند به دلیل تفاوت در سطح تماس و قابلیت نفوذ نانوذرات به دیواره‌های سلولی باکتری‌ها باشد. وجود ترکیبات زیستی‌ فعال مختلف در عصاره‌های گیاهی می‌تواند باعث تفاوت‌های قابل‌توجه در کارایی ضدمیکروبی نانوذرات نقره تهیه شده با انواع عصاره‌های گیاهی باشد. در حالت کلی، با بررسی هاله مهار ثبت شده برای باکتری‌های گرم مثبت و منفی مشخص است که تاثیر نانوذرات بر مهار باکتری‌های گرم منفی نسبت به باکتری‌های گرم مثبت بیشتر بوده است. از دلایل تاثیر بیشتر نانوذرات نقره بر روی باکتری‌های گرم منفی می‌توان به ساختار دیواره سلولی، تجمع نانوذرات و آزادسازی یون نقره اشاره کرد.

شکل 6 نشان‌دهنده تاثیر نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری‌ها بر مهار باکتری‌های گرم مثبت و منفی است. تحلیل داده‌های شکل 

---

[1] Ttrichoderma

[2]  Aspergillus japonicus

[3]  Penicillium

[4]  Aspergillus terreus

جدول ۴. انواع قارچ مورد استفاده به عنوان واسطه سنتز برای تهیه نانوذرات نقره دارای خاصیت ضدمیکروبی.
منبع	هاله مهار باکتری (mm)	نوع باکتری	شکل نانوذرات	اندازه نانوذرات (nm)	نوع قارچ	شماره
[111]	19	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	72/0-21/15	آسپرژیلوس بروننویولاسئوس1	1
	17	اشریشیا کلی
	19	سودوموناس آئروژینوزا
	19	سالمونلا
	20	باسیلوس سوبتلیس
[112]	56/15	اشریشیا کلی	کروی	49/21	تریکودرما هارزیانوم	2
	86/13	باسیلوس سوبتلیس
	43/17	سالمونلا
	6/14	استافیلوکوکوس اورئوس
[113]	17	اشریشیا کلی	کروی	30-60	تالارومایسس پورپوروژنوس2	3
	18	شیگلا دیسانتری
	13	لیستریا مونوسیتوژنز
	14	سالمونلا تیفی
[114]	8	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	9/16	اندوفیت پنی سیلیوم اگزالیکوم3	4
	4/7	اشریشیا کلی
[115]	75/6	اشریشیا کلی	کروی	32	بوهینیا تومنتوسا لین4	5
	25/9	استافیلوکوکوس اورئوس
[116]	15	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	3-21	پنی سیلیوم اگزالیکوم و فوزاریوم هایناننس5	6
	16	باسیلوس سوبتلیس
	19	باسیلوس مگاتریوم
	17	اشریشیا کلی
	16	سودوموناس آئروژینوزا
[117]	19	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	30	قارچ اندوفیت - پنی سیلیوم سیناموپورپورئوم6	7
	18	باسیلوس سوبتلیس
	19	اشریشیا کلی
	18	سودوموناس آئروژینوزا
[118]	12	استافیلوکوکوس اورئوس	کروی	50	ماکروفنگوس (قارچ)7	8
	16	باسیلوس سوبتلیس
	15	اشریشیا کلی
	17	سودوموناس آئروژینوزا
[119]	0	اشریشیا فاسیلوس	کروی	8/3-23	آسپرژیلوس ترئوس	9
	0	اشریشیا کلی
	0	کلبسیلا پنومنه
	18	ولگاریس
	14	استافیلوکوکوس هومینس
	0	استافیلوکوکوس اپیدرمیس
	14	استافیلوکوکوس تیفی
[119]	12	اشریشیا فاسیلوس	23	8/3-23	پنی سیلیوم	10
	13	اشریشیا کلی
	0	کلبسیلا پنومنه
	23	ولگاریس

 

ادامه جدول 4...

	24	استافیلوکوکوس هومینس
	13	استافیلوکوکوس اپیدرمیس
	22	استافیلوکوکوس تیفی
[119]	12	اشریشیا فاسیلوس	کروی	8/3-23	آسپرژیلوس اوریزا8	11
	12	اشریشیا کلی
	11	کلبسیلا پنومنه
	21	ولگاریس
	23	استافیلوکوکوس هومینس
	14	استافیلوکوکوس اپیدرمیس
	22	استافیلوکوکوس تیفی
[119]	14	اشریشیا فاسیلوس	کروی	8/3-23	آسپرژیلوس ژاپنیکس	12
	15	اشریشیا کلی
	0	کلبسیلا پنومنه
	23	ولگاریس
	24	استافیلوکوکوس هومینس
	13	استافیلوکوکوس اپیدرمیس
	25	استافیلوکوکوس تیفی

1 Aspergillus brunneoviolaceus, 2 Talaromyces purpureogenus, 3 Endophyte Penicillium oxalicum, 4 Bauhinia Tomentosa Linn, 5 Penicillium oxalicum and Fusarium hainanense, 6 Fungus—Penicillium cinnamopurpureum, 7 Macrofungal

 

 

 

 

شکل 5. خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان بر روی باکتری‌های (الف) گرم مثبت و (ب) گرم منفی.

6 نشان می‏دهد که مهار باکتری‌های گرم منفی و مثبت با نانوذرات سنتز شده توسط باکتری تقریبا یکسان است. در اکثر تحقیقات تاثیر نانوذرات نقره بر روی باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیاکلی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.

باکتری‌های گرم منفی آسینتو باکترربومانی و بروندیموناس دیمینوتا به ترتیب کمترین و بیشترین هاله مهار ثبت شده را به خود اختصاص داده‌اند. کمترین و بیشترین هاله مهار ثبت شده از بین باکتری‌های گرم مثبت مربوط به باکتری استافیلوکوکوس اورئوس است.

 

شکل 6. خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری‌ها بر روی باکتری‌های گرم مثبت و منفی (گرم منفی: قرمز، گرم مثبت: بنفش).

شکل 7 نشان‌دهنده تاثیر نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک‌ها بر مهار باکتری‌های گرم مثبت و منفی است. شکل 7 نشان می‌دهد که تاثیر خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره تهیه شده به وسیله جلبک‌ها در برابر باکتری‌های گرم مثبت و منفی قابل توجه است. اندازه نانوذرات نقره تهیه شده با جلبک تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد ضدباکتری نانوذرات نقره دارد. نانوذرات کوچکتر قادر به نفوذ بهتر به داخل باکتری‌ها هستند و از این طریق می‌توانند فعالیت ضدباکتری بیشتری نشان دهند. در تحقیقات انجام شده، باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و باسیلوس سوبتلیس از نوع باکتری‌های گرم مثبت و باکتری‌های اشریشیاکلی، سودوموناس آئروژینوزا و کلبسیلا از نوع باکتری‌های گرم منفی مورد بررسی بیشتری قرار گرفته‌اند. تاثیر نانوذرات نقره بر مهار باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس، اشریشیاکلی، سودوموناس آئروژینوزا و کلبسیلا از نظم خاصی برخودار می‌باشد در حالی که تاثیر نانوذرات نقره بر مهار باکتری‌ باسیلوس سوبتلیس از نظم خاصی برخودار نیست. بنابراین، می‌توان گفت که شرایط سنتز در بررسی فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره بر روی بعضی باکتری‌ها از جمله باسیلوس سوبتلیس بسیار مهم می‌باشد.

شکل 8 نشان‌دهنده خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره سنتز شده با قارچ نسبت به مهار هر دو باکتری گرم مثبت و منفی است. خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره حاصل شده برای باکتری‌های گرم مثبت و منفی به صورت تقریبی یکسان است. به علاوه، تحقیقات بر روی مهار رشد باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس سوبتلیس و اشریشیاکلی با نانوذرات سنتز شده با قارچ بیشترین مطالعه را به خود اختصاص داده‌اند. خاصیت ضدباکتری نانوذرات تهیه شده به کمک قارچ بر روی باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و باسیلوس سوبتلیس بر خلاف باکتری اشریشیاکلی در تحقیقات مختلف یکسان نیست.

نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک‌ به دلیل دارا بودن ترکیبات شیمیایی مانند پلی‌ساکاریدها، پروتئین‌ها و سایر متابولیت‌های ثانویه خاصیت ضدباکتری خوبی دارند. نانوذرات سنتز شده با گیاهان به دلیل دارا بودن ترکیبات فعال زیستی، دارای اثرات ضدباکتری خوبی هستند و خاصیت ضدباکتری نانوذرات تهیه شده با عصاره گیاهان بر روی طیف وسیعی از باکتری‌های گرم

 

شکل 7. خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک‌ها بر روی باکتری‌های گرم مثبت و منفی (گرم منفی: قرمز، گرم مثبت: بنفش).

 

شکل 8. خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره سنتز شده با قارچ‌ها بر روی باکتری‌های گرم مثبت و منفی (گرم منفی: قرمز، گرم مثبت: بنفش).

مثبت و منفی مورد بررسی قرار گرفته است. قارچ‌ها آنزیم‌ها و متابولیت‌هایی تولید می‎کنند که در فرایند احیای یون‌های فلزی به نانوذرات نقره مؤثر می‏باشند. نانوذرات نقره تولید شده توسط قارچ‌ها، فعالیت‌های ضدباکتری قابل توجهی علیه باکتری‌های گرم مثبت و منفی نشان داده‌اند. به صورت کلی می‌توان گفت که عملکرد ضدباکتری نانوذرات نقره سنتز شده توسط میکروارگانیسم‌ها، به ویژه قارچ، نسبت به نانوذرات نقره سنتز شده توسط عصاره گیاهان بالاتر است.

شکل‌های 9 تا 12 تاثیر ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با روش سبز بر خاصیت ضدباکتری نانوذرات نقره را نشان می‌دهند. ابعاد نانوذرات نقره بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی نانوذرات نقره حاصل شده تاثیر می‌گذارد. شکل 9 رابطه بین نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان و خاصیت ضدمیکروبی آن‌ها را نشان می‌دهد. شکل 9 نشان می‌دهد که معمولا محدوده ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان بین 0 تا 50 نانومتر می‌باشند. می‌باشد. در تحقیقات مورد بررسی بالاترین مهار باکتری توسط نانوذرات نقره، 50 میلی‌متر می‌باشد.

 

شکل 9. تاثیر ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان بر خاصیت ضدمیکروبی آن.

 

شکل 10. تاثیر ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری بر خاصیت ضدمیکروبی آن.

 

شکل ۱1. تاثیر ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک بر خاصیت ضدمیکروبی آن.

خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره در تحقیقاتی 100 و 200 نانومتر بوده است که با رنگ سبز در شکل 9 نشان داده شده است. عدم پراکندگی داده‌های تحقیقات مختلف نشان‌دهنده عدم تاثیرگذاری زیاد نوع عصاره گیاه بر روی ابعاد نانوذرات نقره شکل 10 رابطه بین ابعاد و خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره تهیه شده با باکتری را نشان می‌دهد. تعداد تحقیقات انجام شده با واسطه سنتز باکتری برای تهیه نانوذرات نقره نسبت به عصاره گیاهان کم می‌باشد. پراکندگی زیاد ابعاد و خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری نشان‌دهنده تاثیرگذاری بالای نوع باکتری مورد استفاده جهت سنتز نانوذرات نقره می‌باشد. هم‌چنین شکل 10 نشان می‌دهد که ابعاد نانوذرات نقره تهیه شده با باکتری زیر 50 نانومتر می‌باشد. محدوده ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری بین 10 تا 45 نانومتر است. هم‌چنین، محدوده هاله مهار باکتری مختلف توسط نانوذرات نقره سنتز شده با باکتری‌ها بین 7 تا 28 میلی‌متر است.

شکل 11 پراکندگی ابعاد و خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک را نشان می‌دهد. محدوده ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک ۱۰ تا ۷۵ نانومتر می‌باشد. محدوده هاله مهار باکتری توسط نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک ۵ تا ۴۰ میلی‌متر است. در اغلب تحقیقات هاله مهار باکتری توسط نانوذرات نقره سنتز شده با جلبک ۱۰ تا ۲۰ میلی‌متر است. ارتباط بین ابعاد و خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره که از قارچ به عنوان واسطه سنتز استفاده شده است، در شکل 12 نشان داده شده است. محدوده ابعاد نانوذرات نقره سنتز شده با قارچ مشابه باکتری بوده است. محدوده هاله مهار باکتری نانوذرات نقره سنتز شده با  قارچ بین 5 تا 25 میلی‌متر بوده است. با توجه به شکل 12 مشخص است که نانوذرات نقره در محدوده 10 تا 30 نانومتر خاصیت 

 

شکل ۱2. تاثیر ابعاد نانوذرات سنتز شده با قارچ بر خاصیت ضدمیکروبی آن.

ضدمیکروبی قابل قبولی داشته است؛ اما در تحقیقی، نانوذرات نقره با ابعاد 27 نانومتر، خاصیت ضدمیکروبی نداشته است که در نمودار 12 با رنگ سبز مشخص شده است.

روش سنتز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره گیاهان نیازمند زمان کوتاه‏تری است. نانوذرات حاصل از این روش از پایداری متوسط تا بالا برخودار‌اند. اما سنتز نانوذرات نقره با استفاده از جلبک‏ها نیاز به زمان بیشتری دارد. پایداری نانوذرات تولید شده با جلبک‌ها مطلوب است، چرا که جلبک‌ها حاوی پلی‌ساکاریدها و مواد چسبنده‌ای هستند که به عنوان پوشش‌دهنده و پایدارکننده عمل می‌کنند. در مقابل این دو روش سنتز، سنتز نانوذرات نقره با استفاده از باکتری‌ها و قارچ‌ها زمان بیشتری نسبت به گیاهان و جلبک‌ها نیاز دارد، چرا که باکتری‌ها و قارچ‌ها به زمان بیشتری برای تکثیر و تولید متابولیت‌های مورد نیاز برای کاهش یون‌های نقره نیاز دارند. نانوذرات تولید شده با باکتری‌‌ها و قارچ‌ها از پایداری خوبی برخوردارند، زیرا پروتئین‌ها و پلیمرهای زیستی تولید شده به عنوان پوشش‌دهنده و پایدارکننده طبیعی عمل می‌کنند. در کل می‏توان بیان کرد، سنتز به کمک عصاره‌های گیاهی و جلبک زمان کمتری نیاز دارند و پایداری نانوذرات سنتز شده با میکروارگانیسم‌ها (جلبک، قارچ و باکتری) بیشتر است. 

4- نتيجه گيری 

نانوذرات نقره از طریق سه روش سنتز سبز، فیزیکی و شیمیایی تهیه می‌شوند. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که نانوذرات نقره سنتز شده به روش سبز به دلیل سازگاری با محیط زیست، عدم مصرف مواد شیمیایی و غیره مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در روش سنتز سبز از عصاره‌ گیاهان یا میکروارگانیسم‌هایی مانند جلبک، قارچ و باکتری به عنوان عوامل کاهنده و تثبیت‌کننده استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای اصلی نانوذرات نقره، خاصیت ضدمیکروبی آن‌ها است که به صورت معمول، در نانوذرات سنتز شده با روش سبز بیشتر است. نانوذرات نقره قادر به تخریب دیواره سلولی باکتری‌ها و اختلال در عملکردهای حیاتی آنهاست. بنابراین، نانوذرات نقره گزینه‌ای مناسب برای مقابله با عفونت‌های باکتریایی می‌باشند. خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان نسبت به جلبک، قارچ و باکتری کمتر گزارش شده است، اما با توجه به سادگی فرآیند و در دسترس بودن عصاره گیاهان، در تحقیقات بیشتری مورد استفاده قرار گرفته است. نانوذرات نقره سنتز شده با قارچ‌ها به دلیل اندازه کوچک‌تر و ترکیبات فعال موجود در قارچ‌ها، بهترین عملکرد ضدمیکروبی را داشته‌اند. به طور کلی، تاثیر نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره گیاهان و میکروارگانیسم‌ها بر روی باکتری گرم منفی نسبت به باکتری گرم مثبت بیشتر می‌باشد.

تشکر و قدردانی

نویسندگان این مقاله بر خود لازم می‌دانند از بنیاد ملی علم ایران(INSF) که امکان انجام تحقیق حاضر در قالب طرح پژوهشی فراهم آورده‌اند، سپاسگزاری نمایند. 

مراجع

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 Trans., 47, 11988 (2018).

2. A. Nene, M. Galluzzi, L. Hongrong, P. Somani, S. Ramakrishna and X. F. Yu, Nanoscale. 13, 13923 (2021).

3. م. ناصری، م. ایران‏نژاد و ا. مهدیلو، چهل و یکمین گردهمایی (همایش ملی) علوم زمین،تهران. 1401.

4. V. Demchenko. S. Riabov, S. Kobylinskyi, L. Goncharenko, N. Rybalchenko, A. Kruk, O. Moskalenko and M. Shut, Sci. Rep., 10, 7126 (2020).

5. M. Nycz, K. Arkusz and D. G Pijanowska, Nanomaterials. 9, 1072 (2019).

6. س. فروغی‏راد و م. خطیب‏زاده،  نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران. 34 (1394) 1.

7. V. Scardaci, Nanomaterials. 11, 2226 (2021).

8.  م. ناصری، م. ایران‏نژاد و ا. مهدیلو، سومین کنفرانس ملی معدنکاری و صنایع معدنی سبز ایران، زنجان، ایران. (1402).

9.  م. ناصری، م. ایران‏نژاد و 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 J. Microbiol., 1 (2024).

12. A. M. Abdel-Mohsen, J. Jancar, R. M. Abdel-Rahman, L. Vojtek, P. Hyršl, M. Dušková, and H. Nejezchlebová, Int. J. Pharm., 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 و 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 adv., 14, 1114 (2024).

16. Z. U. R. Mashwani, T. Khan, M. A. Khan and A. Nadhman, Appl. Microbiol. Biotechnol., 99, 9923 (2015).

17. M. Bagirova, S. Dinparvar, A. Allahverdiyev, M., K., E. Unal, S. Abamor and M. Novruzova, Acta Trop., 208, 105498 (2020).

18. M. Abbas, A. Atiq, R. Xing and X. Yan, J. Mater. Chem.. 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, Microb. Cell Fact., 15, 1 (2016).

21. P. Korshed, L, Li,. Z, Liu and T, Wang, 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, Front. bioeng. biotechnol., 11, 1241739 (2023).

24. S. K. Ogata, A. C. Gales and E. Kawakami, Braz. J. Microbiol., 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, J. Colloid Interface Sci., 583, 80 (2021).

29. A. Roy,  O. Bulut, S. Some, A. K. Mandal and M. D. Yilmaz, RSC adv., 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 and V.-P, Appl. Nanosci. 13, 3709 (2023).

32. A. H. Abo-Elmagd, R. A., Hamouda, M. H., Shalan and R. A., Abdelrazak, RSC adv., 10, 44232 (2020).

33. B. P. Dyett, H. Yu, S. Sarkar, J. B. Strachan, C. J. Drummond and C. E. Conn, ACS Appl. Mater. Interfaces., 13, 53530 (2021).

34. Z. Ye and C. Aparicio, J. Pept. Sci., 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, Sci. Rep., 8, 201 (2018).

37. S. A. P. Aromal and 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 and P.G, Franklin, Materials. 11, 940 (2018).

39. Y. X. S. Shen, A. Yu, X.; Qiu, L. Zhang and L.Q, Zhang, Green Chem., 9, 852 (2007).

40. V. V. Makarov, A.J. love and O.V. Sinitsyna, S.S Makarova, I.V. Yaminsky, M.E. Taliansky and N.O. Kalinina, 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 and H.-S. Shin, Mater. Sci. Eng. C., .114, 111011 (2020).

43. M. Govindappa. B. Hemashekhar. M.-K. Arthikala. V. R. Rai and Y. Ramachandra, Results Phys., 9, 400, (2018)

44. S. Salari. S. E. Bahabadi. A. Samzadeh-Kermani and F. Yosefzaei, Iran. J. Pharm. Sci., 18, 430 (2019).

45. M. S. Mthana. M. N. Mthiyane. A. C. Ekennia. M. Singh and D. C. Onwudiwe, Sci. Afr., 17, e01365 (2022).

46. O. N. UNUATA, PhD diss. 2021.

47. H. Yousaf. A. Mehmood. K. S. Ahmad and M. Raffi, Mater. Sci. Eng. C., 112, 110901 (2020).

48. K. Seku. B. R. Gangapuram. B. Pejjai. K. K. Kadimpati and N. Golla, J. Nanostructure Chem.,. 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 and S. Arokiyaraj, J. Photochem. Photobiol. B, 191, 65 (2019).

50. G. M. Sangaonkar and K. D. Pawar, Colloids Surf. B: Biointerfaces, 164, 210 (2018).

51. A. V. Samrot. N. Shobana and 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 and Y. Khane, Appl. Sci., 13, 2182 (2023).

53. G. Suriyakala. S. Sathiyaraj. S. Devanesan. M. S. AlSalhi. A. Rajasekar. M. K. Maruthamuthu and R. Babujanarthanam, Saudi J. Biol. Sci., 29, 680 (2022)

54. M. Mousavi-Khattat. M. Keyhanfar and A. Razmjou, Artif Cells Nanomed Biotechnol., 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 and N. Thi Hiep, Sci. Technol. Adv. Mater., 20, 276 (2019).

56. N. Willian, Z. Syukri, A. Labanni and S. Arief, Rasayan J. Chem., 13, 1478 (2020).

57. A. A. Abdellatif, H. N. Alturki and H. M. Tawfeek, Sci. Rep., 11, 84 (2021).

58. A. R. Deshmukh, A. Gupta and B. S. Kim, Biomed Res. Int., 2019, 1714358 (2019).

59. M. Hamelian. M. M. Zangeneh. A. Amisama. K. Varmira and H. Veisi, Appl. Organomet. Chem., 32, e4458 (2018).

60. A. Vijayakumari and A. Sinthiya, Int. J. Pharm. Clin. Res., 10, 138 (2018).

61. S. Ansar, H. Tabassum, N. S. Aladwan, M. Naiman Ali, B. Almaarik, S. AlMahrouqi, M. Abudawood, N. Banu and R. Alsubki, Sci. Rep., 10, 18564 (2020).

62. S. Hajji, S. B. Khedir, I. Hamza-Mnif, M. Hamdi, I. Jedidi, R. Kallel, S. Boufi and M. Nasri, Biochim. Biophys. Acta - Gen. Subj., 1863, 241 (2019).

63. P. Prem, S. Naveenkumar, C. Kamaraj, C. Ragavendran, A. Priyadharsan, K. Manimaran, N. S. Alharbi, N. Rarokar, T. Cherian and V. Sugumar, Green Chem. Lett. Rev., 17, 2305142 (2024).

64. F. Jalilian, A. Chahardoli, K. Sadrjavadi, A. Fattahi and Y. Shokoohinia, Adv. Powder Technol., 31, 1323 (2020).

65. X. Cao, L. Zhu, Y. Bai, F. Li and X. Yu, Green Chem. Lett. Rev., 15, 28 (2022).

66. M. Ohiduzzaman, M. Khan, K. Khan and B. Paul, Heliyon. 10 (2024).

67. V. R. Netala, T. Hou, S. S. Sana, H. Li and Z. Zhang, Molecules. 29, 1250 (2024).

68. A. Arya, P. K. Tyagi, S. Bhatnagar, R. K. Bachheti, A. Bachheti and M. Ghorbanpour, Sci. Rep., 14, 7243 (2024).

69. N. Kaur, R. Kumar, S. Alhan, H. Sharma, N. Singh, R. Yogi, V. Chhokar, V. Beniwal, M. K. Ghosh and S. K. Chandraker, Inorg. Chem. Commun., 159, 111735 (2024).

70. V. V. Konduri, N. K. Kalagatur, L. Gunti, U. K. Mangamuri, V. R. Kalagadda, S. Poda and S. B. N. Krishna, S. Afr. J., 168, 476 (2024).

71. M. Rafique, I. Sadaf, M. S. Rafique, M. B. Tahir, Artif. Cells Nanomed. Biotechnol., 45, 1272 (2017).

72. S. Iravani, Int. Sch. Res. Notices., 2014, 359316 (2014).

73. T. Klaus, R. Joerger, E. Olsson and C.-G. Granqvist, Proc. Natl. Acad. Sci., 96, 13611 (1999).

74. K. Kalimuthu, R. S. Babu, D. Venkataraman, M. Bilal and S. Gurunathan, Colloids Surf. B Biointerfaces, 65, 150 (2008).

75. N. Chatterjee, S. Pal and P. Dhar, Next Nanotechnology. 6, 100089 (2024).

76. H. Mohd Yusof, N. A. Abdul Rahman, R. Mohamad and U. H. Zaidan,         Appl. Sci., 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 and Z. He, Colloids Surf B Biointerfaces, 186, 110734 (2020).

78. G. E. Ogunleye, O. O. Akintade, K. A. Oyinlola, M. O. Kazeem and T. S. Oyewo, International Congresses of Turkish Science and Technology Publishing. 268, (2023)

79. R. Esmail, A. Afshar, M. Morteza, A. Abolfazl and E. Akhondi, BMC Microbiol., 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 and A. Fouda, Catalysts. 14, 419 (2024).

81. S. Saeed, A. Iqbal and M. A. Ashraf, Environ. Sci. Pollut. Res., 27, 37347, (2020).

82. B. Akl, M. M. Nader and M. El-Saadony, J. Agr. Chem. Biotechnol., 11, 1, (2020)

83. E. Baltazar-Encarnación, C. E. Escárcega-González, X. G. Vasto-Anzaldo, M. E. Cantú-Cárdenas and J. R. Morones-Ramírez, J. Nanomater., 2019, 4637325 (2019).

84. D. Fawcett, J. J. Verduin, M. Shah, S. B. Sharma and G. E. J. Poinern, J. Nanosci., 2017, 8013850 (2017).

85. T. S. Dhas, V. G. Kumar, V. Karthick, K. J. Angel and K. Govindaraju, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc.,120, 416 (2014).

86. V. da Silva Ferreira, M. E. ConzFerreira, L. M. T. Lima, S. Frasés, W. de Souza and C. Sant’Anna, Enzyme Microb. Technol., 97, 114 (2017).

87. R. Fatima, M. Priya, L. Indurthi, V. Radhakrishnan and R. Sudhakaran, Microb. Pathog., 138, 103780 (2020).

88. P. Bhuyar, M. H. A. Rahim, S. Sundararaju, R. Ramaraj, G. P. Maniam and N. Govindan, Beni-Suef Univ. J. Basic Appl. Sci., 9, 1 (2020).

89. R. S. Hamida, M. A. Ali, Z. N. Almohawes, H. Alahdal, M. A. Momenah and M. M. Bin-Meferij, Pharm.        , 14, 2002 (2022).

90. S. Husain, S. K. Verma, M. Azam, M. Sardar, Q. Haq and T. Fatma, Mater. Sci. Eng. C., 122, 111888 (2021).

91. N. Abdel-Raouf, N. M. Al-Enazi, I. B. M. Ibraheem, R. M. Alharbi and M. M. Alkhulaifi, Saudi J. Biol. Sci., 26, 1207 (2019).

92. R. A. Hamouda and E. S. Aljohani, Mar. Drugs. 22, 154 (2024).

93. A. K. Bishoyi, C. R. Sahoo, A. P. Sahoo and R. N. Padhy, App. Nanosci., 11, 389 (2021).

94. M. Danaei, M. M. Motaghi, M. Naghmachi. F. Amirmahani and R. Moravej, Biol., 76, 3057 (2021).

95. A. M. Haglan, H. S. Abbas, C. Akköz, S. Karakurt, B. Aşikkutlu and E. Güneş, Int. Nano Lett., 10, 197 (2020).

96. S. Shantkriti, M. Pradeep, K. Unish, V. Das, S. Nidhin, K. Gugan and A. Murugan, App. Surf. Sci. Adv., 13, 100377 (2023).

97. L. Kumar, L. Mohan, R. Anand and N. Bharadvaja, Syst. Microbiol. Biomanufacturing., 4, 230 (2024).

98. R. Thiurunavukkarau, S. Shanmugam, K. Subramanian, P. Pandi, G. Muralitharan, M. Arokiarajan, K. Kasinathan, A. Sivaraj, R. Kalyanasundaram and S. Y. AlOmar, Sci. Rep., 12, 14757 (2022).

99. A. Gade, P. Bonde, A. Ingle, P. Marcato, N. Duran and M. Rai, J. Biobased Mater. Bio., 2, 243 (2008).

100. S. Ahmad, S. Munir, N. Zeb, A. Ullah, B. Khan, J. Ali, M. Bilal, M. Omer, M. Alamzeb and S. M. Salman, Int. J. Nanomedicine 5087 (2019).

101. A. Ahmad, P. Mukherjee, S. Senapati, D. Mandal, M. I. Khan, R. Kumar and M. Sastry, Colloids Surf. B Biointerfaces, 28, 313 (2003).

102. M. A. Rabeea, M. N. Owaid, A. A. Aziz, M. S. Jameel and M. A. Dheyab, J. Environ. Chem. Eng., 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 and F. R. Braga, Int. J. Nanomedicine  6373 (2017).

104. G. Gahlawat and A. R. Choudhury, RSC adv., 9, 12944, (2019).

105. R. P. Metuku, S. Pabba, S. Burra, S. Hima Bindu, N. K. Gudikandula and M. Singara Charya, 3 Biotech. 4, 227 (2014).

106. N. Feroze, B. Arshad, M. Younas, M. I. Afridi, S. Saqib and A. Ayaz, Microsc. Res. Tech., 83, 72 (2020).

107. S. Rajput, R. Werezuk, R. M. Lange and M. T. McDermott, Langmuir. 32, 8688 (2016).

108. M. Gericke and A. Pinches, Gold bull., 39, 22 (2006).

109. S. S. Birla, S. C. Gaikwad, A. K. Gade and M. K. Rai, Sci. World J., 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 and I. M. Ferreira, Biotechnol. lett., 42, 833 (2020).

111. H. Mistry, R. Thakor, C. Patil, J. Trivedi and H. Bariya, Biotechnolo. Lett., 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 and S. Jogaiah, Biomol., 11, 535 (2021).

113. A. Sharma, A. Sagar, J. Rana and R. Rani, Micro. Nano Syst. Lett., 10, 2 (2022).

114. P. Gupta, N. Rai, A. Verma, D. Saikia, S. P. Singh, R. Kumar, S. K. Singh, D. Kumar and V. Gautam, ACS omega. 7, 46653 (2022).

115. S. Renganathan, S. Subramaniyan, N. Karunanithi, P. Vasanthakumar, A. Kutzner, P.-S. Kim and K. Heese, Antioxid., 10, 1959 (2021).

116. R. Thakor, H. Mistry, H. Patel, D. Jhala, N. Parmar and H. Bariya, J. App. Microb., 133, 857 (2022).

117. B. Dinesh, N. Monisha, H. Shalini, G. Prathap, J. Poyya, M. Shantaram, J. S. Hampapura, C. S. Karigar and C. G. Joshi, Spec. Lett., 55, 20 (2022).

118. G. Vijayakumar, H. J. Kim, J. W. Jo and S. K. Rangarajulu, Int. J. Mol. Sci., 25, 861 (2024).

119. M. A. Basheer, K. Abutaleb, N. N. Abed and A. A. Mekawey, J. Genet. Eng. & Biotechnol., 21, 127 (2023).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Green synthesis of silver nanoparticles: a review of the methods and antibacterial properties of nanoparticles

        Meysam Naseri¹, Mehdi Irannajad1*, Akbar Mehdilo2, Raheleh Khosravi Nisiani3

 ¹Department of Mineral Processing Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran

2 University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

Abstract: 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.

3 Pouyeshgar NanoSabz Company, Isfahan, Iran

Keywords: Silver nanoparticles, Antibacterial properties, Plant extracts, Microorganism, Green synthesis.

https://doi.org/10.71508/crn.2024.140307091185502

 

تاریخ دریافت : 10/7/۱403         سال سوم | شماره 2 | تابستان ۱403                32

تاریخ پذیرش : 17/8/۱403