سنتز نانوذرات طلا با استفاده از اگزوپلي‌ساكاريد لاكتوباسيلوس پاراكازئي و ارزيابي خصوصيات ضدباكتريايي، ضدبيوفيلمي و آنتي‌اكسيداني آنها

Synthesis of Gold Nanoparticles Using Exopolysaccharide from Lactobacillus Paracasei and Evaluation of their Antibacterial, Anti-biofilm, and Antioxidant Properties

مقدمه: روش‌هاي مختلفي براي توليد نانوذرات وجود دارند؛ اما امروزه سنتز نانوذرات با روش‌هاي زيستي به‌دليل آسان‌بودن، سازگاري با محيط زيست و مقرون‌به‌صرفه بودن، توجه محققان را به خود جلب كرده است. هدف از پژوهش اخير سنتز زيستي نانوذرات طلا با استفاده از اگزوپلي‌ساكاريد لاكتوباسيلوس پاراكازئي (MN809528) و بررسي فعاليت ضدباكتريايي، ضدبيوفيلمي و آنتي‌اكسيداني است. مواد و روشها: براي سنتز نانوذرات طلا 30 ميلي‌ليتر محلول 1 درصد اگزوپلي‌ساكاريد (1/0 گرم) به حجم مساوي از محلول آبي HAuCl4 يك ميلي‌مولار اضافه و با استفاده از استيرر (rpm 180) به مدت 48 ساعت در دماي اتاق به خوبي مخلوط شد. ويژگي نانوذرات طلا سنتزشده با استفاده از آناليز‌هاي طيف‌سنجي UV-VIS، FT-IR، DLS، XRD، EDX، FE-SEM انجام شد. فعاليت ضدباكتريايي نانوذرات طلا توليدشده با روش انتشار در چاهك، فعاليت ضدبيوفيلمي با روش رقت در ميكروپليت 96 خانه‌اي و فعاليت آنتي‌اكسيداني نانوذرات با استفاده از قابليت جذب راديكال‌هاي DPPH بررسي شد. نتايج: داده‌هاي طيف‌سنجي، وجود پيك در 524 نانومتر را نشان دادند كه ويژة نانوذرات طلا است. بررسي شكل و اندازة نانوذرات با FE-SEM نشان داد نانوذرات توليدشده كروي شكل‌اند و به‌طور متوسط اندازة آن‌ها 50-20 نانومتر است. فعاليت ضدباكتريايي نانوذرات طلا با غلظت 50 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر در برابر همه باكتري‌هاي تست مشاهده شد؛ با اين حال، بيشترين فعاليت ضدباكتريايي در برابر اسينتوباكتر بوماني (ATCC 17978) مشاهده شد. در اين مطالعه نانوذرات طلا توليدشده به‌عنوان مهاركنندة بيوفيلم و راديكال DPPH عمل كردند. بحث و نتيجهگيري: نتايج نشان مي‌دهند لاكتوباسيلوس پاراكازئي (MN809528)، منبع زيستي خوبي براي سنتز نانوذرات طلا است. مطالعة حاضر، نخستين گزارش از توليد نانوذرات طلا توسط اگزوپلي‌ساكاريد جداشده از باكتري‌هاي اسيد لاكتيك بومي است.

Introduction: Although there are different methods for the production of nanoparticles, today the synthesis of nanoparticles with biological methods has attracted the attention of researchers because it is an easy, environmentally friendly, and cost-effective method. The present study investigates the biosynthesis of gold nanoparticles using Lactobacillus paracasei (MN809528) exopolysaccharide and studies the antibacterial, anti-biofilm, and antioxidant properties. Materials and Methods: For the synthesis of gold nanoparticles, 30 ml of 1% exopolysaccharide (0.1 g) solution was added to an equal volume of 1 mM aqueous HAuCl4 solution and mixed well using stirred (180 rpm) for 48 h at room temperature. The characterization of synthesized gold nanoparticles was performed using UV-VIS, FT-IR, DLS, XRD, EDX, FE-SEM spectroscopic analysis. Antibacterial activity of produced gold nanoparticles by agar well diffusion method, anti-biofilm activity by 96 well microplate dilution method, and antioxidant activity of nanoparticles using DPPH radical adsorption capability were examined. Results: Spectroscopic data showed the presence of a peak at 524 nm, which is specific to gold nanoparticles. Examination of the shape and size of nanoparticles with FE-SEM showed that the produced nanoparticles were spherical in shape and their average size is 2o-50 nm. Antibacterial activity of gold nanoparticles at a concentration of 50 µg /ml was observed against all bacterial tests. However, the highest antibacterial activity was observed against Acinetobacter baumannii (ATCC 17978). In the present study, the gold nanoparticles produced acted as biofilm and DPPH radical inhibitors. Discussion and Conclusion: The results of the study show that Lactobacillus paracasei (MN809528) is a good biological source for the synthesis of gold nanoparticles. The study is the first report on the production of gold nanoparticles by exopolysaccharides isolated from indigenous lactic acid bacteria.