اثر انتی باکتریال نانوذرات یکی از مهمترین موضوعات پژوهشی در حوزه نانوبیوتکنولوژی ، کنترل میکروبی و میکروب شناسی است. امروزه بسیاری از محققان بهدنبال راهحلهای جایگزین برای آنتیبیوتیکهای سنتی هستند، خصوصاً در برابر باکتریهای مقاوم. نانوذرات فلزی مانند نقره، روی، مس و طلا به دلیل داشتن اندازه بسیار کوچک، ظرفیت بالای واکنش سطحی و پایداری ساختاری، توانایی قابلتوجهی در تخریب دیواره سلولی باکتریها دارند.
ساینس بازار با دراختیار داشتن ازمایشگاه میکروب شناسی مجهز در کنار همراهی کارشناسان میکروب شناسی و علوم ازمایشگاهی به ارائه خدمات انجام تست های میکروبی پروژه های تحقیقاتی و پایان نامه ها میپردازد. شما پژوهشگر محترم میتوانید بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات خود را به ساینس بازار شرکت فناور زیر نظر دانشگاه علوم پزشکی مشهد بسپارید. جهت مشاهده و ثبت سفارش خرید انجام تست های میکروبی (کلیک کنید) و یا استفاده از خدمات مشاوره منتورینگ در زمینه پروژه تحقیقاتی (کلیک کنید)خود و یا درخواست تفسیر نتایج تست انتی باکتریال خود میتوانید با کارشناسان فنی با شماره تماس 09351245541 در ارتباط باشید.
انجام تست MIC | تعیین حداقل غلظت مهار کنندگی | براث میکرودایلوشن
مکانیسم اثر انتی باکتریال نانوذرات در تعامل با باکتریها چند مرحله دارد:
چسبیدن به سطح باکتری: نانوذرات با بار الکتریکی سطحی خاص خود به دیواره باکتری متصل میشوند.
نفوذ به داخل سلول: نانوذرات خیلی ریز (کمتر از 100 نانومتر) میتوانند به غشا نفوذ کنند و عملکرد آن را مختل نمایند.
تولید رادیکال آزاد (ROS): که منجر به آسیبهای اکسیداتیو در DNA و پروتئینهای سلولی میشود.
تخریب آنزیمها و مسیرهای متابولیک: در نتیجه رشد و تکثیر باکتری بهکلی متوقف میشود.
این مکانیسمهای اثر انتی باکتریال نانوذرات نشان میدهد که اثر آنتیباکتریال نانوذرات نهتنها شامل مهار رشد، بلکه شامل تخریب کامل ساختار سلولی نیز هست.
روشهای آزمایشگاهی برای بررسی اثر آنتیباکتریال نانوذرات
۱. تست MIC (Minimum Inhibitory Concentration)
در این آزمایش، غلظتهای مختلفی از نانوذرات در محیط Müller-Hinton Broth (MHB) با سوسپانسیون باکتری ترکیب میشود.
نتیجه، کمترین غلظتی است که رشد قابل مشاهدهی باکتری را متوقف میکند.
بنابراین، مقدار MIC نشاندهنده توان مهارکنندگی نانوذره در برابر باکتری هدف است.
۲. تست MBC (Minimum Bactericidal Concentration)
در ادامه تست MIC، از چاهکهایی که رشد در آنها متوقف شده، نمونهبرداری شده و در محیط تازه کشت داده میشود تا مشخص شود آیا باکتریها کاملاً از بین رفتهاند یا فقط رشدشان مهار شده است.
به این ترتیب، مقدار MBC بیانگر قدرت کشندگی واقعی نانوذره است.
۳. تست آنتیبیوگرام برای اثر انتی باکتریال نانوذرات به روش دیسک دیفیوژن
در برخی مطالعات، روش انتشار دیسکی (Disk Diffusion) برای بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات نیز استفاده میشود. در این روش، دیسک آغشته به نانوذره روی سطح آگار قرار میگیرد و قطر هالهی مهار رشد باکتری اندازهگیری میشود.
مقایسه اثر آنتیباکتریال نانوذرات مختلف
پژوهشها نشان دادهاند که:
نانوذرات نقره (AgNPs) بیشترین اثر مهارکنندگی را بر باکتریهای گرممنفی نظیر E. coli دارند.
نانوذرات روی (ZnO) و مس (CuO) نیز در برابر باکتریهای گرممثبت مانند S. aureus کارایی بالایی دارند.
ترکیب نانوذرات فلزی با مواد طبیعی مانند عصارههای گیاهی باعث افزایش اثر سینرژیک در کاهش MIC و MBC شده است.
این دادهها سبب شده که نانوذرات به گزینهای جدی برای جایگزینی یا تقویت آنتیبیوتیکهای موجود تبدیل شوند.
کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی
اثر آنتیباکتریال نانوذرات نه تنها در پژوهشهای دانشگاهی، بلکه در صنعت نیز اهمیت زیادی دارد:
داروسازی: تولید کرمها و اسپریهای ضد میکروب با نانوذرات فلزی
نساجی: پارچههای ضدعفونی و ضدبو با پوشش نانو
بستهبندی مواد غذایی: جلوگیری از رشد باکتریها در سطوح تماس مستقیم
کنترل کیفی صنعتی: تعیین MIC و MBC برای ارزیابی فرمولاسیونهای جدید
استانداردهای علمی و اعتبار آزمایشها
برای اعتبارسنجی تست های بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات، معمولاً از دستورالعملهای موسسه CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) استفاده میشود.
این استانداردها روش کار، نوع محیط کشت، شرایط انکوباسیون و نحوه تعیین نتایج را مشخص میکنند تا دادههای MIC و MBC در سطح بینالمللی قابل مقایسه باشند.
نتیجهگیری اثر انتی باکتریال نانوذرات
بررسی اثر آنتیباکتریال نانوذرات دریچهای جدید برای درمانهای ضدمیکروبی، کنترل آلودگی و تولید محصولات هوشمند بهشمار میرود.
برای محققان و دانشجویان، انجام دقیق تستهای MIC و MBC نانوذرات میتواند پایهی مقالات علمی معتبر و پایاننامههای پژوهشی قرار گیرد.
در آزمایشگاه میکروبشناسی پژوهشی ساینس بازار، تمامی تستهای آنتیباکتریال (MIC، MBC، آنتیبیوگرام) برای نانوذرات فلزی و طبیعی طبق استاندارد CLSI و با دقت بالا انجام میشود.
✅ جهت دریافت مشاوره یا ثبت سفارش تست بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات، کافیست با کارشناسان فنی با شماره تماس 09351245541 در ارتباط باشید.
مراحل کلیدی تست MIC جهت بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات :
آمادهسازی محیط کشت: از محیط کشت مایع TSB (Tryptic Soy Broth) استفاده شده است. تمام ظروف شیشهای در اتوکلاو (121°C برای 30 دقیقه) استریل شدهاند.
تنظیم غلظت اولیه:
برای نانوذرات نقره آزاد (سری C و N)، غلظت اولیه روی 125 میلیگرم بر لیتر (mg/L) تنظیم شد.
برای نانوذرات نقره بارگذاری شده روی حاملها (سری M، S و I)، غلظت اولیه روی 250 میلیگرم بر لیتر (mg/L) تنظیم شد تا مقایسه انجام شود.
رقتسازی سریالی (Serial Two-fold Dilutions): رقتسازی دو برابر این غلظتهای اولیه در پلیتهای 96-well انجام شد.
محدوده غلظت برای سری C و N: از 125 تا 0.12 میلیگرم بر لیتر.
محدوده غلظت برای سری M، S و I: از 250 تا 0.24 میلیگرم بر لیتر.
کنترلها: کنترلهای منفی (بدون نمونه) و کنترلهای مرجع (0CN، 0M، 0S) استفاده شدهاند. به عنوان کنترل مثبت (Positive Control)، از یک محلول نقره کلوئیدی تجاری با غلظت 500 میلیگرم بر لیتر استفاده شده است.
تلقیح (Inoculation): کشتهای آماده شده باکتریها (با غلظت نهایی 5.0×10 به توان 5 سلول در میلیلیتر) به هر چاهک اضافه شدند.
انکوباسیون: پلیتها به مدت 24 ساعت در دمای 37°C و در شرایط هوازی (بدون تکان دادن) نگهداری شدند.
تعیین MIC:کمترین غلظتی از نمونه که رشد باکتری را به طور کامل مهار کرده (مشخص شده با شفافیت کامل چاهک بعد از انکوباسیون)، به عنوان MIC گزارش شده است.
مراحل تعیین MBC جهت بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات :
از هر چاهکی که رشد متوقف شده بود (چاهک MIC و دو چاهک با غلظت بالاتر)، نمونهای برداشته شد.
این نمونهها روی صفحات محیط کشت جامد TSA کشت داده شدند و مجدداً 24 ساعت در 37°C انکوبه شدند.
کمترین غلظتی که باعث توقف کامل رشد روی محیط جامد شد، به عنوان MBC گزارش شده است.
مکانیسم پیشنهادی عمل نانوذرات نقره (AgNPs):
تداخل با سنتز دیواره سلولی.
تخریب ریبوزومها و ممانعت از تکثیر DNA و مسیرهای متابولیک دیگر.
آزادسازی یونهای Ag+ که در اثر آن، هر دو فرم Ag+ و Ag0 در فعالیت ضدباکتری نقش دارند.
خلاصه نتایج اثر انتی باکتریال نانوذرات نقره (AgNPs)
اثر انتی باکتریال نانوذرات نقره آزاد (Ag-Ref) و نانوذرات نقره بارگذاری شده بر روی کانیهای رسی (شامل سریهای M، S و I) در برابر سویههای استاندارد E. coli (گرم-منفی) و S. aureus (گرم-مثبت) مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج MIC و MBC آنها به دست آمد.
نکات کلیدی و استنتاجها در بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات:
اعتبارسنجی روش: آزمایشها سه بار به صورت مستقل تکرار شدند و نتایج کاملاً یکسان بودند، که نشاندهنده قابلیت اطمینان بالای دادهها است.
کنترلهای منفی: نمونههای کنترل منفی (0CN، 0M، 0S که حاوی نانوذره نقره نبودند) هیچ فعالیت ضدباکتریایی از خود نشان ندادند. این تأیید میکند که هرگونه اثر مشاهده شده منحصراً ناشی از حضور نقره است و نه از خود حاملهای رسی (مانند مونتموریلونیت و ساپونیت) یا محلولهای شیمیایی مورد استفاده در سنتز.
عملکرد کنترل مثبت (Ag-Ref): نانوذرات نقره تجاری (Ag-Ref) با غلظت 500 میلیگرم بر لیتر، در برابر E. coli غلظت مهاری 31.25 میلیگرم بر لیتر و در برابر S. aureus غلظت مهاری 125 میلیگرم بر لیتر نشان داد. این نتایج یک خط پایه قوی برای مقایسه عملکرد نمونههای سنتز شده فراهم میکند.
مقایسه اثر نانوذرات بارگذاری شده بر کانیها :
اثر نانوذرات بر اساس درصد وزنی نقره بارگذاری شده متفاوت بوده است:
الف) نانوذرات لود شده بر روی کانی نوع M (M-Loaded):
با افزایش محتوای نقره از 0.43% (نمونه 11M) تا 2.15% (نمونه 13M)، کارایی ضدباکتریایی (کاهش MIC) بهبود یافته است:
بهترین عملکرد در این سری: نمونههای 12M و 13M (با محتوای نقره 1.29% و 2.15%) در برابر E. coli به MIC برابر 31.25 mg/L دست یافتند که برابر با عملکرد نمونه تجاری Ag-Ref بود.
به طور کلی، این سری در برابر S. aureus نتایج قویتری (MIC برابر 62.5 mg/L) نسبت به E. coli نشان داد.
ب) نانوذرات لود شده بر روی کانی نوع S (S-Loaded):
نمونه 15S (نقره 1.29%) بالاترین کارایی را در این گروه داشت و MIC آن برای E. coli به 15.625 mg/L رسید، که بهترین نتیجه در کل آزمایشات بود (کمترین غلظت لازم برای مهار رشد E. coli).
برای S. aureus، نمونه 15S نیز با MIC برابر 62.5 mg/L، کارایی خوبی داشت.
ج) نانوذرات لود شده بر روی کانیهای نوع IM و IS (با بارگذاری بالا 6.72%):
با وجود غلظت بالای نقره در این نمونهها، کارایی آنها به شدت کاهش یافت:
هر دو نمونه 17IM و 18IS به MIC برابر 250 mg/L رسیدند. این نشان میدهد که افزایش بیش از حد بارگذاری نقره بر روی این کانیها، لزوماً به افزایش فعالیت ضدباکتریایی منجر نشده و احتمالاً به دلیل دسترسی کمتر به نانوذرات فعال (تجمع یا پوششدهی بیش از حد) بوده است.
جمعبندی نهایی مقاله بررسی اثر انتی باکتریال نانوذرات :
مهمترین دستاورد: نانوذرات نقره بارگذاری شده بر روی کانیهای رسی، به ویژه در نمونه 15S، توانستند فعالیت ضدباکتریال قابل توجهی از خود نشان دهند؛ به طوری که کمترین غلظت مهاری (MIC) برای E. coli برابر با 15.625 mg/L اندازهگیری شد، که از نانوذره نقره تجاری مورد استفاده نیز کارآمدتر بود. این امر پتانسیل حاملهای رسی در بهبود عملکرد AgNPs را تأیید میکند.
