سنتز خارج سلولي نانوذرات نقره توسط باكتري Ralstonia sp. SM8 جدا شده از معدن مس سرچشمه

Extracellular Synthesis of Silver Nanoparticles by Ralstonia sp. SM8 Isolated from the Sarcheshmeh Copper Mine

مقدمه: روش‏هاي مبتني بر فناوري زيستي به علت تميزي و سازگاري بسيار بالا با محيط زيست از جايگاه ويژه اي برخوردار اند. ‏با وجود سميت بالاي نقره، ‏تعداد محدودي از ميكروارگانيسم‏ها نه تنها در برابر نقره مقاومت دارند بلكه قادر به احياي آن به شكل نانوذرات نقره نيز هستند‏‏. ‏هدف از اين تحقيق، ‏جداسازي و معرفي سويه‏هاي باكتري بومي به‏عنوان زيست واكنشگرهاي ميكروبي با توانايي سنتز برون سلولي نانوذرات نقره بود. مواد و روش‏‏ها: 8 سويه باكتري داراي تحمل پذيري بالا نسبت به يون سمي نقره، ‏با استفاده از مشاهدات ريخت‏شناسي و آزمايش‏هاي اوليه تشخيصي بيوشيميايي از خاك‏هاي معادن مس و طلا جداسازي شدند. ‏سويه‏هاي باكتري با محلول نيترات نقره ‏(‏با غلظت1 گرم در ليتر) با اسيديته‏ برابر 7، ‏در دماي 28 درجه سانتي‏گراد بر روي همزن مدور ‏(‏120 دور در دقيقه) ‏، ‏به مدت 48 ساعت گرما‏گذاري شد. ‏بررسي توليد نانوذرات از طريق تغيير رنگ محلول واكنش و روش‏هاي اسپكتروسكوپي، ‏ميكروسكوپي و طيف سنجي انجام شد. نتايج: از ميان 8 سويه جداسازي شده با تحمل پذيري بالا نسبت به يون نقره، ‏تنها سويه باكتري SM8، ‏جدا شده از معدن مس سرچشمه كرمان، ‏قادر به سنتز خارج سلولي نانوذرات نقره بود. ‏سويه منتخب از نظر صفات فيزيولوژيك، ‏بيوشيميايي و همچنين، فيلوژني و مولكولي، شناسايي و در جنس Ralstonia (‏با شماره دسترسي KF264453 در بانك اطلاعات ژني NCBI)‏ قرار داده شد. ‏نتايج به دست آمده از مشاهدات چشمي، ‏اسپكتروفتومتري UV-vis و تصاوير به دست آمده از ميكروسكوپ الكتروني SEM و پراش اشعه ايكس ‏(‏XRD) نشان داد كه سوپرناتانت باكتري Ralstonia sp. SM8‏، ‏قادر به احياي يون نقره به نانوذرات نقره به شكل خارج سلولي است. ‏نانوذرات نقره توليدي به شكل كروي و اندازه آن‏ها در ابعاد 20 تا50 نانومتر را بود. بحث و نتيجه‏گيري: براساس نتايج حاصل از اين پژوهش، ‏با استفاده از سوپرناتانت باكتري Ralstonia sp. SM8‏، ‏توليد سريع و خارج سلولي نانوذرات نقره، ‏بدون نياز به مراحل پيچيده استخراج، ‏مي‏تواند انجام شود. ‏مطالعه حاضر، نخستين گزارش از توليد زيستي نانوذرات نقره ‏در ‏جنس Ralstonia است.

Introduction: The biological synthesis of nanoparticles has gained enormous importance due to the development of clean and environmentally-friendly processes. Silver is highly toxic to microbial cells, Nevertheless, it has been reported that several microorganisms are silver resistance and corroborate the microbial reduction of water soluble Ag+ to Ag0 nanoparticles. In this study, native strains of bacteria screen for use as biocatalysts for extracellular synthesis of silver nanoparticles. Materials and methods: Eight different strains of bacteria exhibiting high silver tolerance were isolated from collecting soil samples from copper and gold mines and characterized using morphological observations and preliminary biochemical tests. The bacterial strains in the presence of 1 g/l Ag+ solution at pH 7 were incubated at 28? C for 48 h in an orbital shaker. The silver nanoparticles formation was investigated by visual observations (changing the color of the reaction solution), spectroscopic techniques and microscopic observations. Results: Among the 8 strains giving high Ag+ tolerance, the strain SM8, isolated from the Sarcheshmeh Copper Mine, Kerman, showed the capability of promoting the formation extracellular Ag nanoparticles. The strain was selected and identified as Ralstonia sp. SM8 (GenBank accession number KF264453) based on morphological and biochemical characteristics and its molecular phylogenetic analysis. Results obtained by visual observations, spectral data achieved from UV–vis, XRD spectrum and SEM micrographs revealed the extracellular formation of spherical silver nanoparticles in the size range of 20-50 nm with the culture supernatants of Ralstonia sp. SM8. Discussion and conclusion: Based on the results obtained, fast and extracellular synthesis of silver nanoparticles, without the need for complicated extraction steps, can be taken by using the culture supernatants of Ralstonia sp. SM8. The current study is the first report on the biological synthesis of Ag nanoparticles using genus of Ralstonia. Key words: Silver nanoparticles, Biological synthesis, Ralstonia sp. SM8