BCA 生物无机化学与应用 1687 - 479 x 1565 - 3633 Hindawi出版公司 10.1155 / 2014/581890 581890年 研究文章 体外抗菌活性和机制的银纳米颗粒对食源性病原体 Rajeshkumar 年代。 1 Malarkodi C。 2 Katsaros 尼克 1 生物化学系 Adhiparasakthi学院的艺术与科学 Kalavai Vellore区632506年,泰米尔纳德邦 印度 apcasgbn.com 2 环境纳米技术部门 斯里兰卡Paramakalyani环境科学中心 Manonmaniam Sundaranar大学 泰米尔纳德邦Alwarkurichi 627 412 印度 msuniv.ac.in 2014年 17 9 2014年 2014年 31日 05年 2014年 27 08年 2014年 17 9 2014年 2014年 版权©2014 s Rajeshkumar和c . Malarkodi。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

生物合成的银纳米粒子 Planomicrobiumsp.和探索抗菌活性对食源性病原菌 枯草芽孢杆菌,(3053) 克雷伯氏菌planticola(2727) 肺炎克雷伯菌(MAA) 沙雷氏菌属nematodiphila(CAA)和 大肠杆菌。在当前的研究中,1毫米的硝酸银加入100毫升 Planomicrobiumsp.文化上层清液。纯AgNO bioreduction3特点是通过紫外可见光谱、x射线衍射分析(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM),傅里叶变换红外(ir)分析。银纳米粒子的形成的存在证实了一个使用紫外可见分光光度法的吸收峰在400海里。银纳米颗粒的形态和大小由TEM和SEM监控。晶体结构是通过进行x射线衍射研究显示面心立方(FCC)结构。相比,纳米银的杀菌作用是根据抑菌圈直径的方法。细菌敏感性纳米粒子制造适合长寿的关键因素在食品包装和食品安全中的应用。食品安全是一个世界性的健康目标和食物传播的疾病得到主要对健康灾难。因此,控制食品中的致病菌是信贷相关的危害健康和安全。

 1。介绍

纳米技术在食品制造业可以得到许多形式。这需要在纳米技术在食品包装材料的使用。对食品纳米技术将会增加抗菌覆盖。纳米颗粒的分散在合成和能够构件有限公司2阿,2、和水分达到新鲜水果、蔬菜、肉类和其他食品。包装能给细菌生长的控制在食品 1),病原菌的容器,疾病和疾病。一个严重的问题在食品包装的迁移和渗透率 2, 3):没有东西是完全耐水蒸气,大气水平,或水分控制在食品包装。橙汁是一种最全球公认的水果产品。最近几项研究已经进行了开发非热处理技术替代热处理保持新鲜的果汁以及延长其保质期。虽然有些技术能够洗净橙汁,最近纳米技术引入食品包装行业可以提供食品包装解决方案的挑战。包含Ag)和氧化锌纳米颗粒的纳米复合材料低密度聚乙烯薄膜被融化在双螺杆挤出机混合合成。橙汁是消毒和接种8.5日志cfu /毫升 乳杆菌( 4]。抗生素耐药性是世界上最重要的产品之一,公共医疗问题。在现代几十年,几乎每一个替代的微生物变得更强和更少的暴露在抗生素治疗,恐吓的传染病或superstrains同样更昂贵的治疗和治愈要复杂得多。提高耐药细菌病原体的抵抗手头资料的一个重要挑战包含扩散和碰撞对人体健康( 5]。纳米技术的大力发展,因为小说研究的一个重要领域可能影响生物医学技术和电子产品 6]。隐式,银纳米粒子的性质取决于它们的大小,形状,成分、结晶和结构。在银纳米粒子已被广泛用作传感器( 7)、照片(催化剂 8),和抗菌剂 9]。有一些方法,如微乳液( 10),电纺的( 11),和超声波辐射( 12),可用于合成银纳米粒子( 13]。金属纳米粒子广泛应用于一些生物医学和实验应用因其具有非凡的electrocatalytic活动。众所周知,使银纳米颗粒是一种有效的抗菌剂,具有很强的抗菌活性与细菌,病毒和真菌;然而甚至行动的机制和方式仍不知名 14]。

有几种方法编程等食品包装、制造业、和农业,可以大大减少食品中的细菌菌株的致病性。然而,然而,病原体检测方法的作用是至关重要的,这是解决人类健康和安全的预防。目前的方法为食源性病原体检测工作上面过去几十年在最近将讨论通过重要性的优点和局限性。

目前的调查旨在评估毒性特征的银纳米颗粒对食源性病原体。食品腐败是杀菌活动的报告在食物中导致故障的组件。目前报告显示各种类型的食品病原菌耐药发现不同的抗生素。等菌株 枯草芽孢杆菌(3053), 克雷伯氏菌planticola(2727) 肺炎克雷伯菌(MAA) 沙雷氏菌属nematodiphila(CAA)和 大肠杆菌是破坏的主要微生物的食物。污染食品的使用这些细菌能够引起健康危害人类。

 2。材料和方法 2.1。细菌的分离和鉴定

冰淇淋样本收集从牛奶市场。他们在营养琼脂板连续稀释和扩散。盘子被孵化27°C 1星期。孤立的微生物是 Planomicrobiumsp。

 2.2。细胞外的合成银纳米颗粒

Planomicrobiumsp.是生长在100毫升营养肉汤和孵化24小时35°C。一夜之间文化肉汤离心机在6000转10分钟。细胞收集上层的自由和1毫米的硝酸银和溶液混合是孵化24小时35°C。样品的光谱被紫外可见分光光度计测量。

 2.3。银纳米粒子的表征

Ag)在水溶液中离子的bioreduction监控解决方案的紫外可见光谱300 nm和600 nm之间使用优秀的分光光度计。纳米粒子的红外扫描区域4000 - 400厘米−1傅里叶变换红外光谱仪(那些时光模型、热Nicolet 6700)。Ag纳米悬挂风干的标本网格和观察JEOL jem - 1010扫描电子显微镜。水晶阶段的产品是由x射线粉末衍射仪(塞弗特- 3000 p)。在能量色散x射线分析,Ag纳米碳包覆铜网格和干上执行一个日立SU6600模型。

 2.4。纳米银的抗菌活性 2.4.1。肉汤稀释法

银纳米粒子的抗菌活性进行反对 枯草芽孢杆菌(3053), k . planticola(2727), k .肺炎(MAA), 美国nematodiphila(CAA), 大肠杆菌在仅有Bertani肉汤(磅)。24-hour-old细菌文化被接种到不同浓度(250磅汤补充 μ L, 500 μ L, 750 μ L)的银纳米粒子。NPs自由磅肉汤被用作控制。包含锥形烧瓶的汤是孵化24小时在室温下搅拌和脆弱性的测试观察生物体通过光密度在600 nm为各种时间间隔。

 2.4.2。好扩散法

银纳米颗粒合成 Planomicrobiumsp.被琼脂扩散法检测抗菌活性对致病微生物 枯草芽孢杆菌(3053), k . planticola(2727), k .肺炎(MAA), 美国nematodiphila(CAA), 大肠杆菌。纯文化的细菌在营养肉汤亚文化。每个应变均匀交换到盘子里用无菌棉签。井的10毫米直径在穆勒辛顿琼脂凝胶穿刺。不同浓度的纳米银30 μ L, 60 μ L, 90 μ L是倒在每个。24小时后孵化抑制测量的不同等级的区域。三个复制的实验。

 3所示。结果和讨论 3.1。视觉观察

银纳米粒子的形成是解决方案的初步证实了颜色的变化(数据 1(一)和 1 (b))。黄色,棕色的颜色改变颜色的水溶液展品由于激发的表面等离子体共振。详细研究胞外生物合成的银纳米颗粒 Planomicrobiumsp.进行这项工作。图 1(一)显示了 Planomicrobiumsp,生物量和图(b)显示了生物治疗后与1毫米硝酸银溶液中。颜色从黄色变为深棕色表明银纳米粒子的形成在孵化24小时。暗棕色的外观在孵化24小时确认还原硝酸银的银NPs使用文化上层清液 Planomicrobiumsp。暗棕色的形成是合成银NPs的迹象。24小时后,免费发生这表明银纳米粒子合成过程完成。24小时后,浅棕色的颜色变成深棕色的颜色显示了银金属离子的还原成AgNPs使用细菌 Planomicrobiumsp。颜色后变成深棕色24-hour-incubation由于自由电子的激发反应混合物( 15]。在24小时,棕色的稳定性和降水粒子的描述,硝酸银完全减少生物分子。颜色的变化取决于培养时间(6日到24日小时),大小和形状的纳米颗粒。

生物合成的银纳米颗粒(a)和文化的上层清液 Planomicrobiumsp。添加AgNO后(b)3在24小时孵化。

 3.2。紫外可见光谱分析

降低了银纳米粒子的形成和稳定的胶体溶液用紫外可见光谱分析监控。银纳米粒子合成使用的紫外可见光谱 Planomicrobiumsp.如图 2。硝酸银溶液处理 Planomicrobiumsp.在不同的时间间隔(6、12、18、24和48 h)假设不同生长阶段银纳米颗粒合成过程中起着重要的作用。表面等离子体共振(SPR)的银发生在400海里。通常在生物量、Ag)3降低了银纳米粒子,定居下来底部的锥形烧瓶。随着银纳米粒子的大小增加,溶液的颜色变化从黄色到棕色沉淀。孵化后的48小时后,纳米粒子的生成速率降低。24小时后,吸光度逐渐降低,表明,银纳米粒子合成过程完成。银纳米粒子形成的反应混合物由于微生物的活性生物分子的影响和目前的报告是相关的报告 来自烟曲霉属真菌( 16]。24小时后,没有高吸光度发生这表明银金属离子的还原过程银NPs完工。属性表面等离子体吸收带是注意到在400纳米和纳米颗粒的大小也会影响上升SPR频带展宽( 17]。外观的吸收的肩膀一起在420 nm驼峰表示nanocrystallites不同大小的存在。这个观察是由TEM分析显示不同类型的粒子的存在,分别。类似的结果是通过使用报道 黄曲霉( 18]。

紫外光谱细胞外地使用文化上层清液合成银纳米粒子 Planomicrobiumsp.表明,SPR乐队在400海里表明纳米粒子的合成。

 3.3。XRD

使用XRD模式获得了银纳米颗粒合成 Planomicrobiumsp.如图 3。有三种强烈的山峰在整个频谱 2 θ 从20到70的值。XRD谱与标准的比较证实,形成的银纳米粒子在纳米晶体的形式,本研究从峰值明显 2 θ 值44°,64.5°、77°整体强度的值(200),(220)和(311)银立方阶段,分别。这些同意那些报道(JCPDS文件编号84 - 0713)标准。四个未分配的杂质峰观察到28°,32°54°,56°,这可能归因于其他有机物质文化上层清液。XRD模式从而清楚地表明,银纳米粒子形成的Ag)的减少+离子的 Planomicrobiumsp.本质上是水晶。布拉格的峰值的扩大表明银纳米粒子的形成。平均颗粒直径银纳米颗粒从XRD模式根据计算的线宽(220),折射高峰使用谢勒方程: (1) D = 0.94 λ β ( 因为 ⁡ θ ) , 在哪里 β 是半宽度(应用), λ 是x射线波长, θ 是参考峰宽角; D 微晶区域的平均尺寸是垂直于闪光的飞机。透露,限制人员扮演着重要的角色在晶体场弯曲影响,稳定破坏,一个特殊的角色的修改水晶段银纳米粒子的合成。这些山峰的XRD模式表明,银纳米粒子在本质上是水晶和一些未赋值的峰出现;这可能是由于更少的生物分子的稳定剂,如酶或蛋白质的细菌 19]。

使用XRD的细胞外模式合成银纳米粒子 Planomicrobiumsp。

 3.4。扫描电镜

数据 4(一)和 4 (b)显示扫描电子显微镜图像的银纳米粒子。银纳米粒子被认为在不同的放大像2000 x 5000 x和粒子大约在1到10 nm的范围。银纳米粒子的形态几乎是球形的形状。SEM图像清楚地表明粒子凝聚,形成不规则的形状。一些粒子是球形的结构。SEM图像也显示了很多集聚被发现可能是由于由于文化上层清液的生物分子的存在 Planomicrobiumsp。银纳米粒子是球形的SEM图像的形状。SEM图像的清晰的结构不存在因为负责纳米粒子合成的生物分子在纳米粒子的表面被发现( 20.]。相同的形状的纳米颗粒观察Ag)双金属纳米粒子合成从丝状真菌 粗糙脉孢菌( 21]。

SEM照片显示了球形银纳米粒子聚集在不同的放大倍数,(a) x 2000 x 5000 (b)。

 3.5。EDX

分析通过能量色散x射线分析证实了单质银的存在。强烈的信号在3 KeV证实了银纳米粒子形成的解决方案。的弱信号观察氯由于细菌的生化分子负责合成银纳米粒子(图 5)。

EDX分析银纳米颗粒。

 3.6。TEM和SAED分析

合成银纳米粒子的形态结构和分布在高放大通过TEM表征。图 6(一)主要显示了良好分散的球形银纳米粒子,也证实了合成银纳米粒子在纳米尺度( 22]。SAED模式显示了三个环对应(200),(220)和(311)面心立方(FCC)指数在晶体结构和这些结果也报道利用XRD分析(图 6 (b))。

TEM图像显示了球形银纳米粒子在50纳米棒;(b) SAED模式表明晶体合成银纳米粒子的性质。

 3.7。红外光谱分析

红外光谱显示了生物分子与银纳米粒子负责减少银离子,银纳米粒子(图 7)。一个强大的乐队观察到3356厘米−1代表- h拉伸酰胺联系的蛋白质。软弱的乐队在2921,2351厘米−1观察是由于亚甲基组和h的伸展振动拉伸胺,分别。1643厘米的窄频带−1对应于- C = C -拉伸的烯烃。小强烈的峰值为1392厘米−1显示nitrocomponds从蛋白质或酶的存在。两个弱带观察到1034和677厘米−1被分配到脂族胺和- c = H弯烯烃。红外光谱谱证实酰胺的存在联系的蛋白质、亚甲基组蛋白质或酶,和硝基化合物( 8)功能生物分子的蛋白质或酶从文化的上层清液 Planomicrobiumsp。因此得出结论,这些功能分子因硝酸还原酶酶可能涉及在银离子的还原银纳米粒子。类似的( 17解释和使用纯化硝酸还原酶 尖孢镰刀菌对银纳米粒子的合成。同样的,( 23)还指出,生物分子组件硝酸还原酶酶参与还原过程和鼠李糖脂参与限制的银纳米粒子中发现文化上层清液 铜绿假单胞菌。

红外光谱谱的银纳米颗粒合成 Planomicrobiumsp。

 3.8。抗菌活性的扩散法

银纳米粒子的合成从海洋细菌具有良好的禁忌表所示 1和图 8。对病原菌的抗菌活性进行了等 枯草芽孢杆菌,k . planticola k .肺炎,s . nematodiphila和 大肠杆菌。有三种不同浓度(30 μ L, 60 μ L, 90 μ L),被送往杀死致病菌。在这种细菌合成AgNPs积极参与的抗菌活性 枯草芽孢杆菌,大肠杆菌和 美国nematodiphila有抑制作用的最小区域,因为最大的耐药细菌分离株的能力。观察的中程抑制 k . planticola和 k .肺炎有最低抑制细菌介导的银纳米粒子。银是一个金属以其广泛的抗菌活性对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,包括抗生素耐药菌株( 24, 25]。它可以用来降低感染在燃烧领域的作用 26- - - - - - 28),结束细菌在食品包装、医疗器械、纺织面料和水处理( 29日- - - - - - 32]。银纳米粒子作为抗菌剂,在一系列的有效设备,包括玻璃、聚合物和钛。

纳米银的抗菌效果评价对致病细菌。

美国号码 病原菌 银纳米粒子的浓度 抑制区(毫米)
1 枯草芽孢杆菌 30 μ l 17
60 μ L 19
90年 μ L 21
2 k . planticola 30 μ L 14
60 μ L 22
90年 μ L 23
3 k .肺炎 30 μ L 15
60 μ L 18
90年 μ L 21
4 美国nematodiphila 30 μ L 21
60 μ L 25
90年 μ L 29日
5 大肠杆菌 30 μ L 21
60 μ L 23
90年 μ L 29日

对病原体的抗菌活性的银纳米粒子通过琼脂扩散法。

 3.9。银纳米粒子由肉汤稀释法抗菌效果

纳米银的抗菌效果 枯草芽孢杆菌,k . planticola k .肺炎s nematodiphila和 大肠杆菌LB培养基中进行了研究。各种银纳米粒子浓度的抑制增长效应(250 μ L, 500 μ L, 750 μ L)是通过紫外可见分光光度计检查通过光密度值(OD)。的增长率 枯草芽孢杆菌,k . planticola k .肺炎nematodiphila和 大肠杆菌在银纳米粒子浓度的增加而减少,增长的最大抑制获得750吗 µ L(数据 9(一个), 9 (b), 9 (c), 9 (d), 9 (e))。抗菌活动围绕银代表学者和食品行业的一个巨大挑战。这些材料新奇的生活中形成一个持续的抗菌材料与高温稳定性和波动性较低( 33]。大增强耐抗生素病菌菌株的数量和事件激发了兴趣重燃银纳米粒子作为抗菌剂的使用( 34]。

纳米银的抗菌活性肉汤稀释法:(a) 枯草芽孢杆菌,(b) k . planticola,(c) k .肺炎(d) s . nematodiphila和(e) 大肠杆菌。

的杀菌活性纳米粒子可以与几种机制(图 10)。银纳米粒子也可以直接与微生物细胞进行交互。银离子可以研究解开呼吸电子传递从氧化磷酸化,抑制呼吸链酶或通过覆盖渗透率影响磷酸和质子(如中断跨膜电子转移,氧化细胞组件,扰乱,穿透细胞覆盖或活性氧(ROS),或溶解重金属离子造成损害)。食品工业是主要的当事人通过病菌菌株的存在,在碰撞检测病原体可能指向一个可怕的效果。尽管食品安全的整体已大大增强,发展的不平衡和食源性疾病暴发细菌污染。然而,许多科学家和行业利益相关者已经银纳米粒子用于几乎所有的食品工业从农业、加工、和产品。这可能是连接到事实,公众已被证明在当前的研究中更渴望拥抱纳米技术在“食品”的应用程序比银纳米粒子直接添加到食品中。

snp对食源性病原菌的抗菌活性机理。

目前的报告显示,快速和成本效益法合成银纳米粒子 Planomicrobiumsp。致病菌株的抑制区清楚地表明,测试负责银纳米颗粒。当前报告证明了生物似乎存在潜在的银纳米颗粒,有效杀菌覆盖材料。这可以利用的方向扩大粮食作物生活的材料。

 4所示。结论

总之,银纳米粒子的使用作为一种工具来检测污染物的发生或病原株食品保护还处在婴儿,现在结果很有希望在条件的检测极限。外面的一个正常的包装材料,如蔬菜,纸,塑料可以修改使它适合食品通过表面涂层许多层,成千上万的纳米厚度。现在的工作已经讨论了许多应用前景,包括食品包装材料,抗菌性,化学污染物,和更有效的杀虫剂,nanoencapsulate营养和风味的释放。商业化还需要进一步的研究。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

作者欣然承认,科钦提供SEM和EDX,维特Vellore XRD, TEM设施IIT孟买。

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