سنتز نانوذرات اكسيدروي با استفاده از روش آسياكاري پرانرژي و بررسي خاصيت ضدميكروبي آن

Synthesizing Zno Nanoparticles by High-Energy Milling and Investigating Their Antimicrobial Effect

مقدمه: زيست شناسان از نانوذرات اكسيدروی (ZnO) به طور فزاينده‌ای در كاربردهای زيستی استفاده كرده‌اند. هداف اين تحقيق امكان سنجی ساخت نانوذرات اكسيدروی به روش آسياكاری پرانرژی و بررسی خاصيت ضدميكروبی آنها می‌باشد. روش بررسی: روش آسياكاری پر انرژی برای توليد نانوذرات اكسيدروی از پودر ميكرونی آن مورد استفاده قرار گرفت. سپس حالت فازی، مورفولوژی و اندازه نانوذرات اكسيدروی سنتز شده با دستگاه (Particle Size Analyzer PSA:)، پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف سنج مرئی- فرابنش (UV- Vis) و ميكروسكوپ الكترونی عبوری (TEM) مورد بررسی قرار گرفت. همچنين خاصيت ضدميكروبی نانوذرات اكسيد روی عليه باكتری‌های اشريشياكلی و استافيلوكوكوس آرئوس بررسی گرديد. نتايج: بررسی ويژگی نانوذرات اكسيد روی سنتزی نشان داد كه اندازه نانوذرات در محدوده 20 تا 90 نانومتر قرار دارد و مورفولوژی آنها به صورت نانوميله و نانوذره با سطح مقطع چند وجهی است. نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت نانوذرات اثر ضد ميكروبی افزايش يافته و باكتری استافيلوكوكوس آرئوس در غلظت‌های 6 و 10 ميلی‌مولار به ترتيب 5/0±3 و 5/0±7 ميلی‌متر قطر هاله عدم رشد داشته است. MIC و MBC نانوذرات اكسيدروی تهيه شده برای باكتری استافيلوكوكوس آرئوس به ترتيب0±5/2 و 0±3 ميلی‌گرم بر ميلی‌ليتر و برای باكتری اشريشياكلی 0±5/7 و 0±8 به دست آمد. نتيجه‌گيری: اين مطالعه نشان داد كه می‌توان نانوذرات و نانوميله‌های اكسيدروی را با اعمال فرآيند آسياكاری پر انرژی روی ذرات ميكرونی اكسيدروی تهيه كرد. همچنين بر اساس نتايج به دست آمده می‌توان از آنها در بسته‌بندی مواد غذايی و فرآيند محافظت از مواد غذايی استفاده كرد.

Introduction: Biologists have increasingly used zinc oxide (ZnO) nanoparticles in regard with biological applications. The present study aimed to assess feasibility of ZnO nanoparticles synthesis by high-energy milling as well as to investigate their antimicrobial effect. Methods: The high-energy ball milling technique was used to produce ZnO nanoparticles from micron-scale ZnO particles. The phase state, morphology, and size of the ZnO nanoparticles were characterized by different methods of particle size analyzer (PSA), X-ray diffraction (XRD), UV-Vis spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). Furthermore, the antibacterial effect of ZnO nanoparticles was examined on E. coli and S. aureus bacteria. Results: The study results demonstrated that size of the synthesized nanoparticles was within the range of 20 -90 nm and their morphology was reported as nanorod and nanoparticles with multifaceted cross-section. An increase in the density of nanoparticles resulted in a rise in the antimicrobial effect. Moreover, Staphylococcus aureus bacteria inhibition zone was 3±0.5 and 7±0.5 mm respectively at the density of 6 and 10 mM. The MIC and MBC of ZnO nanoparticles provided for Staphylococcus aureus were observed 3±3 and 2.5±0 mg/ml, whereas they were reported 7.5±0 and 8±0 mg/ml for Escherichia coli bacteria. Conclusion: The findings of the present study revealed that ZnO nanomaterials could be synthesized by applying high-energy milling on micron-scaled ZnO particles. In addition, they can be utilized in food packaging and preservation process.