مقايسه سميت و اثرات ضدباكتريايي نانوذرات CuO و TiO2 در محيط‌كشت جامد

Comparison of CuO and TiO2 Nanoparticles toxicity and Antibacterial Properties in the Solid Media

زمينه و هدف: بررسی سميت مواد مربوط به علم نانوتكنولوژی قبل از توسعه هرچه بيشتر اين صنعت ضروری است. از طرف ديگر ويژگی‌های منحصر به فرد مواد مربوط به اين تكنولوژی می‌تواند در حذف باكتری‌ها از مواد ديگر استفاده شود. در اين مطالعه سميت و قدرت گندزدايی نانوTiO2 و نانوCuO با استفاده از چهار گونه باكتريايی در محيط‌های جامد مورد بررسی قرار گرفته است. روش بررسی: محلول استوك نانوذرات (g-TSS/L 10) توسط محيط كشت مولر هينتون آگار رقيق شد تا غلظت‌های mg-TSS/L 6000-5 از آن به دست آيد. از هريك از اين غلظت‌ها، سه پتری ديش تهيه گرديد و باكتری‌های خالص‌سازی شده بر روی آنها، كشت داده شدند. پس از كشت باكتری‌ها بر روی محيط كشت‌های حاوی نانوذرات، درصد بازدارندگی رشد تعيين گرديد. بر اساس اين اطلاعات 50% بازدارندگی رشد (EC50)، غلظت بدون بازدارندگی رشد (NOEC) و 100% بازدارندگی رشد تعيين گرديد. يافته‌ها: نتايج اين مطالعه نشان داد سميت نانو TiO2 در محيط جامد بيشتر از نانوCuO است. در اين مورد EC50 نانوTiO2 با استفاده از اشرشياكلی، باسيلوس سوبتيليس، استافيلوكوك اورئوس و سودوموناس آيروژينوزا به ترتيبmg-TSS/L 181، 571، 93 و 933 محاسبه شد. در حالی كه اين اعداد برای نانوCuO به ترتيب برابر باmg-TSS/L 2550، 1609، 946 و 1231 به دست آمد. نتيجه‌گيری: اين مطالعه نشان داد كه استافيلوكوك اورئوس به دليل حساسيت بالا به هر دو نانوذره TiO2 و CuO، و هم‌چنين اشرشياكلی به دليل مقاومت بالا به ترتيب به عنوان شاخص زيستی در تست‌های سميت و تست‌های تعيين قدرت عوامل ضد باكتريايی نسبت به ساير باكتری‌های مورد بررسی در اين مطالعه ارجحيت دارند.

Background and Objectives: Toxicity assessment of material related to nanotechnology is necessary before excess development of this industry. On the other hand, specific characteristic of nanomaterials can be used in disinfection of other material. In this study toxicity and antibacterial properties of nano-TiO2 and nano-CuO were investigated with four bacterial species in solid media. Material and Methods: Stock suspension of nanoparticles (10g-TSS/L) was diluted using Muller Hinton Agar to achieve 5-6000mg-TSS/L concentration. We prepared three Petri dishes for each concentration and refined bacteria were cultured on these Petri dishes. After culturing of these bacteria on the media containing nanoparticles, growth inhibition was determined. According to this data, 50% growth inhibition (EC50), no observed effect concentration (NOEC) and 100% growth inhibition were determined. Results: Our results showed that toxicity of TiO2 is more than CuO in solid media. In this regard, nano-TiO2 EC50 for Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa was calculated 181, 571, 93 and 933mg-TSS/L respectively. These figures for nano-TiO2 were 2550, 1609, 946, and 1231mg-TSS/L respectively. Conclusion: This study showed that compared with other bacteria studied, E. aureus due to high sensitivity and E. coli due to high resistance to both TiO2 and CuO nanoparticles are more proper as bioindicator in toxicity test and antibacterial test respectively. /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0mm 5.4pt 0mm 5.4pt; mso-para-margin:0mm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;}