اثر ضدباكتريايي دندريمر پلي‌آميدوآمين نسل دوم و چهارم بر برخي از باكتري‌هاي موجود در منابع آبي

Antimicrobial Effect of Poly (amidoamine)-G2 and G4 Dendrimers on Some Bacteria in water resources

سابقه و هدف: با توجه به رشد روزافزون استفاده از دندريمرها در دنيا، اين مطالعه به منظور ارزيابي اثر ضد باكتريايي دندريمر پلي آميدوآمين نسل 2 و 4 بر روي تعدادي از باكتري هاي جدا شده از منابع آب اجرا شد. مواد و روش‌ها: نمونه هاي آب از منابع آب آشاميدني جمع‌آوري شدند. با استفاده از تست‌هاي بيوشيميايي افتراقي، باكتري‌ها جدا و شناسايي گرديدند. حداقل غلظت بازدارندگي (MIC) و حداقل غلظت كشندگي(MBC) بر عليه باكتري‌هاي گرم مثبت و گرم منفي محاسبه شد. ديسك‌هاي استاندارد با غلظت‌هاي مختلف دندريمر (0/5، 5، 50 و 500 ميكروگرم در ميلي‌ليتر) آماده و به روش انتشار ديسك در آگار در محيط كشت مولر هينتون آگار ارزيابي شدند. قطر هاله مهاري اندازه‌گيري و نهايتاً تاثير دما و pH نيز بر فعاليت ضدميكروبي دندريمرها بررسي گرديد. يافته‌ها: مهم‌ترين باكتري‌هاي جدا شده از منابع آب اشريشياكلي، سودوموناس آئروژينوزا، كلبسيلا اكسي توكا، باسيلوس سوبتيليس و استافيلوكوكوس اورئوس بودند. نتايج نشان داد كه حداقل غلظت بازدارندگي رشد و حداقل غلظت كشندگي براي هر دو نسل دندريمر يكسان بوده و به ترتيب براي باكتري‌هاي اشريشياكلي 1250 و 2500 ميكروگرم در ميلي‌ليتر، كلبسيلا اكسي‌توسكا 500 و 1250 ميكروگرم در ميلي‌ليتر، استافيلوكوكوس اورئوس 1 و 5 ميكروگرم در ميلي‌ليتر و باسيلوس سوبتيليس 5/2 و 5 ميكروگرم در ميلي‌ليتر مي‌باشد. بر روي باكتري‌هاي سودوموناس آئروژينوزا هيچ‌گونه تاثير بازدارندگي و كشندگي مشاهده نشد. علاوه بر اين، مشاهده شد كه فعاليت ضدميكروبي دندريمرهاي مورد بررسي بر روي گونه‌هاي گرم مثبت بيش‌تر از گونه‌هاي گرم منفي است. هم‌چنين از آن‌جا كه دندريمر نسل 4 واجد تعداد بيش‌تري گروه آمين انتهايي است اما تفاوت قابل توجهي در خاصيت ضدميكروبي آن نسبت به دندريمر نسل 2 مشاهده نشد. استنتاج: با توجه به اين كه دندريمر پلي‌پروپيلين‌ايمين نسل 2 با انتهاي آمين تاثير مثبتي بر حذف از گونه‌هاي غالب جدا شده به نمايش گذاشته است، در آينده ممكن است به عنوان يك ماده بي‌خطر و موثر براي گندزدايي آب مورد استفاده قرار گيرد.

Background and purpose: There is growing application of dendrimers in the world, therefore, this study was conducted to evaluate the effect of antibacterial properties of generation-2 and 4 poly (amidoamine) dendrimer (PAMAM) on some bacteria isolated from water resources. Materials and methods: Water samples were collected from drinking water resources. Bacteria were isolated and identified using differential biochemical tests. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) against gram-positive and gram-negative bacteria were calculated. Standard discs were prepared by different concentrations of dendrimer (0.5, 5, 50 and 500 μg/ml) and evaluated through disc agar diffusion method on Muller-Hinton agar plates. Finally, the inhibition zone diameter was measured and the effect of temperature and pH was investigated on antimicrobial activity of dendrimers. Results: The main isolated bacteria from water resource were Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, klebsiella oxytoca, Bacillus subtilis, and staphylococcus aureus. The results showed completely similar MIC and MBC for each isolated bacteria in both generations which were as follows: Escherichia coli 1250 and 2500 μg/ml, klebsiella oxytoca 500 and 1250 μg/ml, staphylococcus aureus 1 and 5 μg/ml, and Bacillus subtilis 2.5 and 5 μg/ml, respectively. No MIC and MBC were observed on Pseudomonas aeruginosa. Also, it was found that PAMAM dendrimer was more potent towards the gram positive bacteria than the gram negative bacteria. Although amino terminated G4 PAMAM dendrimer has more functional groups, but no significant difference was observed in its antimicrobial activity compared to that of the G2 PAMAM dendrimer. Conclusion: Amino-terminated generation 2 poly(amidoamine) dendrimer exhibited a positive impact on the removal of main isolated strains. Therefore, it might be used as a safe and effective material for water disinfection in future.