بررسي راندمان غير فعال سازي اشريشياكلي توسط نانو ذره آهن صفر ظرفيتي تثبيت شده با كربوكسي متيل سلولز

E. coli Inactivation Efficiency of Zero-Valent Iron Nanoparticles Stabilized by Carboxymethyl Cellulose

زمينه و هدف: نانوذرات آهن صفر ظرفيتي NZVI)) در رفع آلودگي‌هاي زيست محيطي به طور وسيع به كار گرفته شده است. مطالعه‌ حاضر با هدف بررسي اثر ضد باكتريايي NZVIتثبيت شده بر روي E.coli به انجام رسيد. روش كار: NZVI سنتز و مشخصات آن‌ با استفاده از XRDو SEM تعيين گرديد. براي تثبيت سازي از كربوكسي متيل سلولز (CMC) استفاده شد. غيرفعال سازي E.coli با به‌كارگيري درصدهاي وزني مختلف CMCو غلظت‌هاي مختلف نانوذرات در زمان 30 دقيقه بررسي و جهت مقايسه اثر ضد باكتريايي نانوذرات تثبيت شده با نانوذرات ساده، غلظت g/l1/0 نانوذرات با سوسپانسيون باكتريايي اختلاط داده شد. واريانس سه طرفه و دانكن براي تحليل آماري استفاده گرديد. يافته‌ها: با افزايش غلظت نانوذرات و زمان تماس راندمان غيرفعال سازي E.coli افزايش، اما با افزايش درصد وزني تثبيت كننده NZVI از راندمان غيرفعال سازي باكتري كاسته شد. به ازاي همه سطوح غلظت باكتري و CMC به جز درصد وزني 02/0، غلظت‌هاي 1 و 2 گرم در ليتر در مقايسه با 1/0 و 5/0 گرم در ليتر تفاوت معنيداري نشان داده و در غلظت‌هاي 1 و 2 گرم در ليتر راندمان 100% حاصل شد. بين نتايج حاصل از نانوذرات تثبيت شده و ساده اختلاف معنيداري وجود داشت، به طوري كه پس از زمان تماس 120 دقيقه راندمان 100 درصد در كاربرد نانوذرات ساده و راندمان 78 درصد در مورد نانوذرات تثبيت شده حاصل گرديد. نتيجه گيري: CMCاحتمالاً با ممانعت از تماس مستقيم نانوذرات و سلول‌هاي باكتري باعث كاهش برهم كنش آن‌ها شده ‌و سميت نانوذرات آهن را نسبت به سلول‌هاي باكتري كاهش مي‌دهد.

Background & Objectives: Zero-valent iron nanoparticles have been widely used as an effective agent in environmental remediation. The present study was designed to determine bactericidal effect of stabilized zero-valent iron nanoparticles on E.coli. Methods: Nano zero-valent iron (NZVI) particles were synthesized and characterized using X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Carboxymethyl cellulose (CMC) was used for stabilizing particles. Inactivation of E.coli was tested using different wt% (w/w) of CMC and different concentrations of stabilized nanoparticles for a period of 30 min. To compare antibacterial effects of stabilized and non-stablized NZVIPs, 0.1g/l of nanoparticles was mixed with E. coli suspension. For statistical purposes three-way ANOVA and Duncan's tests were used. Result: Increasing nanoparticle concentration and contact time increased E. coli inactivation efficiency. However bactericidal effect was decreased with increasing wt% of NZVI stabilizer. Significant differences were observed between concentrations of 1 and 2 g/l and 0.1 and 0.5 g/l for all levels of bacteria density and CMC except for 0.02 wt%. Efficiency of 100% was obtained at concentrations of 1 and 2 g/l. Significant differences were found between results of stabilized and non-stabilized nanoparticles. After contact time of 120min, inactivation efficiency of 100 and 78% were observed for non-stabilized and stabilized particles, respectively. Conclusions: CMC might prevent direct physical contact of bacteria with nanoparticle’s surface and reduce their interaction and consequently cause a reduction in toxicity of nanoparticles against bacteria