ارزیابی کارایی نانو هیبرید دی اکسید تیتانیوم اصلاح شده با دندریمر پلی آمید و آمین نسل سوم در حذف باکتری ها از محیط آبی

خلاصه فارسی

باکتری اشرشیاکلی یکی از باکتری های شاخص جهت تعیین آلودگی آب محسوب می شود. بنابراین در صورتی که فرآیندی بر علیه این باکتری خاصیت ضدباکتریایی داشته باشد، می توان گفت به احتمال زیاد بر سایر باکتری های آلوده کننده آب نیز موثر است. در این مطالعه، نانو هیبرید دی اکسید تیتانیوم اصلاح شده با دندریمر پلی آمید و آمین نسل سوم عامل دار شده، و به عنوان ماده ضدباکتریایی برای حذف باکتری های گرم منفی ( اشرشیاکلی) و گرم مثبت ( استافیلوکوس اورئوس) از محلول آبی مورداستفاده قرار گرفت. آنالیزهای FTIR، BET، FE-SEM، XRD و TEM برای تعیین ساختار نانوهیبرید TiO2/PAMAM-G3 به کار رفت. اثر ضد باکتریایی نانوهیبرید با سه روش استاندارد: روش رقیق سازی میکرو (تعیین حداقل غلظت بازدارندگی و حداقل غلظت کشندگی)، دیسک آگار دیفیوژن و شمارش بشقابی (واحد تشکیل دهنده کلونی- CFU/ml) بر روی باکتری های اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس انجام شد. حداقل غلظت بازدارندگی نانو هیبرید برای باکتری‌های اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس به ترتیب برابر 2 و µg/ml 4، و حداقل غلظت کشندگی نانو هیبرید برای هر دو باکتری‌های اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس برابر µg/ml 32 تعیین گردید. . قطر هاله عدم رشد در غلظت µg/ml 32 از نانو هیبرید برای اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس به‌ترتیب برابر 40 و mm 34 به‌دست آمد. خاصیت ضد باکتریایی نانو هیبرید در محیط آبی با افزایش غلظت نانو هیبرید و زمان تماس، رابطه مستقیم داشت. شرایط بهینه برای حذف 100 درصد هر دو گونه های باکتریایی گرم منفی (اشرشیاکلی) و گرم مثبت (استافیلوکوکوس اورئوس) در محیط آبی در pH برابر 7، زمان تماس 60 دقیقه، غلظت نانو ذرات µg/ml 32 و تعداد اولیه باکتری ها CFU/ml 103 بدست آمد. آنالیز SEM تغییرات ریخت شناسی و مکانیسم به دام افتادن و کشته شدن باکتری ها توسط نانو هیبرید را نشان داد. در محدوده حداقل غلظت بازدارندگی و حداقل غلظت کشندگی برای باکتری ها، تاثیر سمیت نانو هیبرید بر روی رده های سلولی AGS و MKN-45 نسبتا کمتر بود. در مجموع نتايج حاصل از انجام آزمايشات مشخص ساخت كه مي توان از نانو هیبرید دی اکسید تیتانیوم اصلاح شده با دندریمر پلی آمید و آمین نسل سوم به عنوان يك روش موثر در حذف باکتری ها از محلول هاي آبي استفاده كرد.

عنوان انگليسی

Performance evaluation of TiO2 modified with poly (amidoamine) generation 3 dendrimer in removal of Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria from Aqueous Solution

خلاصه انگلیسی

Abstract Bacteria with intestinal origin are considered as water contamination factors. Escherichia coli (E. coli) is a bacterial indicator for determining water contamination. Therefore, if a process against this bacterium has antibacterial properties, it is more likely to affect other water-borne bacteria. In this study, TiO2 / poly (amidoamine) generation 3 dendrimer (nanohybrid) was used as an antibacterial to remove of Gram negative (E. coli) and Gram positive (Staphylococcus aureus (S. aureus)) bacteria. The nanohybrid was characterized by FTIR, BET, FE-SEM, XRD, TEM and EDX, techniques. Nanohybrid antibacterial features was evaluated using paper disc diffusion, broth microdilution (Minimum Inhibitory Concentration -MIC and Minimum Bactericidal Concentration), and surface plate count (Colony Forming Unit -CFU/ml) methods. The MIC values for E. coli and S. aureus were determined 2 and 4 μg/ml, respectively and MBC values 32μg/ml for both strains. Zone of inhibition in concentration 32 μg/ml of nanohybrid for E. coli and S. aureus were 40 and 34 mm, respectively. The synthesized nanohybrid as an antibacterial in an aqueous solution, has removal efficiency of 100 % for both selected bacteria in optimum condition (pH= 7, nanohybrid dosage = 32μg/ml, run time = 60 min, and initial bacteria count= 103 CFU/ml). FE-SEM analysis revealed morphological variations and the mechanism of killing and trapping the bacteria by nanocomposite. In the MIC and MBC values ranges, the cytotoxicity effect of nanocomposite on AGS and MKN cell lines was relatively low. So, TiO2/PAMAMG3 NPs could be potentially referred as a useful antibacterial candidate for protecting potable water safety

Document Downloads