ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LX 2020

Лілія БАЗИЛЯК, Андрій КИЦЯ, Ілона КАРПЕНКО, Олена КАРПЕНКО

Відділення фізико-хімії горючих копалин Інституту фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка Національної академії наук України вул. Наукова, 3а, 79060 Львів, Україна e-mail: bazyljak.L.I@nas.gov.ua

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2020.60.127

СИНТЕЗ ТА АНТИМІКРОБНА АКТИВНІСТЬ НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА СТАБІЛІЗОВАНИХ ЦИТРАТ-АНІОНАМИ

Синтезовані концентровані колоїдні розчини срібла, стабілізовані цитрат-аніонами, які одночасно забезпечують задовільну стабілізацію колоїдних розчинів срібла і є нетоксични¬ми. Досліджено антимікробну дію синтезованих наночастинок срібла. Наночастинки срібла (AgNPs) синтезували за реакцією відновлення AgNO3 гідразином у лужному середовищі в присутності цитрату натрію. Отримані розчини AgNPs досліджені з використанням трансмісійної електронної мікроскопії та спектроскопії в УФ-видимому діапазоні. З’ясовано, що отримані AgNPs є здебільшого кулеподібними з розміром 14 ± 5 нм. Розраховані за харак¬теристиками смуги поглинання значення середнього діаметра і полідисперсності AgNPs добре узгоджуються з результатами аналізу ТЕМ-мікроскопії і становлять 15 і 3 нм, відповідно. Досліджена антимікробна активність отриманого концентрованого золю стосовно двох тестових мікроорганізмів Escherichia coli та Bacillus subtilis. Виявлено, що отриманий препарат виявляє високу антимікробну активність навіть за низької (25 мг/л) концентрації AgNPs. Водночас відзначена дещо вища антимікробна активність отриманого препарату стосовно грам-негативних бактерій Escherichia coli порівняно з грам-позитивними бактеріями Bacillus subtilis.

Ключові слова: наночастинки срібла, синтез, антимікробна активність.

ЛІТЕРАТУРА:

    1. Franci G., Falanga A., Galdiero S., Palomba L., Rai M., Morelli G., Galdiero M. Silver na-noparticles as potential antibacterial agents. Molecules. 2015. Vol. 20. P. 8856–8874. (https://doi.org/10.3390/molecules20058856).
    2. Anjum S., Abbasi B., Shinwari Z. Plant-mediated green synthesis of silver nanoparticles for biomedical applications: challenges and opportunities. Pak. J. Bot. 2016. Vol. 48. P. 1731–1760.
    3. Srikar S., Giri D., Pal D., Mishra P., Upadhyay S. Green synthesis of silver nanoparticles: A Review. Green Sustain. Chem. 2016. Vol. 6. P. 34–56. (https://doi.org/10.4236/gsc.2016.61004).
    4. Skladanowski M., Golinska P., Rudnicka K., Dahm H., Rai M. Evaluation of cytotoxicity, immune compatibility and antibacterial activity of biogenic silver nanoparticles. Med. Microbiol. Immunol. 2016. Vol. 205. P. 603–613. (https://doi.org/10.1007/s00430-016-0477-7).
    5. Zain N., Stapley A., Shama G. Green synthesis of silver and copper nanoparticles using as-corbic acid and chitosan for antimicrobial applications. Carbohydr. Polym. 2014. Vol. 112. P. 195–202. (https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.05.081).
    6. Krutyakov Yu. А., Kudrinskiy А. А., Olenin A. Yu., Lisichkin G. V. Synthesis and properties of silver nanoparticles: achievements and prospects. Success. Chem. 2008. Vol. 77(3). P. 242–269 (in Russian). (https://doi.org/10.1070/RC2008v077n03ABEH003751).
    7. Lytvyn V. A. Synthesis and properties of silver and gold nanoparticles stabilized with syn-thetic humic substances: PhD Thesis. – Lviv. 2013. 156 p. (in Ukrainian).
    8. Tripathi R. M., Saxena A., Gupta N., Kapoor H., Singh R. P. High antibacterial activity of silver nanoballs against E. Coli MTCC 1302, S. Typhimurium MTCC 1254, B. Subtilis MTCC 1133 and P. Aeruginosa MTCC 2295. Dig. J. Nanomater. Biostruct. 2010. Vol. 5(2). P. 323–330.
    9. Szczepanowicz K., Stefanska J., Socha R., Warszynski P. Preparation of silver nanoparticles via chemical reduction and their antimicrobial activity. Physicochem. Probl. Miner. Process. 2010. Vol. 45. P. 85–98.
    10. Panáček A., Smékalová M., Večeřová R., Bogdanová K., Röderová M., Kolář M., Kiliano-vá M., Hradilová Š., Froning Jens P., Havrdová M., Prucek R., Zbořil R., Kvítek L. Silver nanopar-ticles strongly enhance and restore bactericidal activity of inactive antibiotics against multiresistant Enterobacteriaceae. Colloid. Surfaces B. 2016. Vol. 142. P. 392–399. (https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.03.007).
    11. Galdiero S., Falanga A., Vitiello M., Cantisani M., Marra V., Galdiero M. Silver nanopar-ticles as potential antiviral agents. Molecules. 2011. Vol. 16(10). P. 8894–8918. (https://doi.org/10.3390/molecules16108894).
    12. Zhang X. F., Liu Z. G., Shen W., Gurunathan S. Silver nanoparticles: synthesis, charac-terization, properties, applications, and therapeutic approaches. Int. J. Mol. Sci. 2016. Vol. 17(9). P. 1534. (https://doi.org/10.3390/ijms17091534).
    13. Wei L., Lu J., Xu H., Patel A., Chen Z. S., Chen G. Silver nanoparticles: synthesis, pro-perties, and therapeutic applications. Drug Discov. Today. 2015. Vol. 20(5). P. 595–601. (https://doi.org/10.1016/j.drudis.2014.11.014).
    14. Abbasi E., Milani M., Fekri Aval S., et al. Silver nanoparticles: synthesis methods, bioap-plications and properties. Crit. Rev. Microbiol. 2016. Vol. 42. P. 173–180. (https://doi.org/10.3109/1040841X.2014.912200).
    15. Li Q., Mahendra S., Lyon D. Y., et al. Antimicrobial nanomaterials for water disinfection and microbial control: potential applications and implications. Water Res. 2008. Vol. 42(18). P. 4591–4602. (https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.08.015).
    16. Li Y., Wu Y., Ong B. S. Stabilized silver nanoparticles and their use. US Patent US7270694B2. 2007.
    17. Nabutovsky Y., Bornzin G. A., Karicherla A., et al. Silver nanoparticle antimicrobial co-ating for long-term and short-term infection resistance. US Patent US8647675B2. 2014.
    18. Karandikar B., Gibbins B., Cornell K. Antimicrobial silver compositions. US Patent US20070003603A1. 2007.
    19. Qiu Y., Qian X. Antimicrobial medical devices including silver nanoparticles. Patent WO2008094876A1. 2008.
    20. Bikel M., Erkel J. V. Antimicrobial membrane containing silver nanoparticles. US Patent US20130299428A1. 2013.
    21. Xing Z. C., Chae W. P., Baek J. Y., Choi M. J., Jung Y., Kang I. K. In vitro assessment of antibacterial activity and cytocompatibility of silver-containing PHBV nanofibrous scaffolds for tissue engineering. Biomacromolecules. 2010. Vol. 11(5). P. 1248–1253. (https://doi.org/10.1021/bm1000372).
    22. Morley K., Webb P., Tokareva N., et al. Synthesis and characterization of advanced UHM– WPE silver nanocomposites for biomedical applications. Eur. Polymer J. 2007. Vol. 43(2). P. 307–314. (https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2006.10.011).
    23. Berger T. J., Spadaro J. A., Chapin S. E., Becker R. O. Electrically generated silver ions: quantitative effects on bacterial and mammalian cells. Antimicrob. Agents Chemother. 1976. Vol. 9(2). P. 357–358. (https://doi.org/10.1128%2Faac.9.2.357).
    24. State sanitary norms and rules. Hygienic requirements for drinking water intended for human consumption: SSanN&R 2.2.4-171-10 (2019) [Valid from 28-12-2019]. – State Sanitary and Epidemiological Service of Ukraine.
    25. Petritskaya E. N., Abaeva L. F., Rogatkin D. А., Litvinova K. S., Bobrov M. А. On the to-xicity of silver nanoparticles by oral administration of a colloidal solution. Clin. Med. Almanac. 2011. Vol. 25. P. 9–12 (in Russian).
    26. Kytsya A. R., Reshetnyak O. V., Bazylyak L. I., Hrynda Yu. M. Extinction spectra of aqueous sols of silver nanoparticles as a characteristic of their size and polydispersity. J. Nano-Electron. Phys. 2013. Vol. 5(4). P. 04064 (1–4) (in Ukrainian).
    27. Kytsya A. R., Bazylyak L. I., Reshetnyak O. V., Hrynda Yu. M., Chaikivskiy T. V. The method of determining the size of silver nanoparticles. Ukrainian patent № 85539. 2013. (in Ukrainian).
    28. Kytsya A. R., Bazylyak L. I., et al. Synthesis of silver nanoparticles and determination of their size and polydispersity by surface plasmon resonance spectra: educational and methodical manual on discipline «Nanostructures» [for the students of the V course of chemist. faculty, educational qualification Master's level]. – Lviv.: Publ. center of Lviv National University, 2014. 64 p. (in Ukrainian).
    29. Muromtsev G. S. Methods of soil microbiology. – Moscow: Kolos, 1983. 296 p. (in Russian).
    30. Manual «Determination of sensitivity of microorganisms to antibacterial drugs». Kyiv: Ministry of Health of Ukraine, 2007. 70 p. (in Ukrainian).
    31. Kytsya A., Bazylyak L., Hrynda Y., Horechyy A., Medvedevdkikh Y. The kinetic rate law for the autocatalytic growth of citrate-stabilized silver nanoparticles. Int. J. Chem. Kinet. 2015. Vol. 47. P 351–360. (https://doi.org/10.1002/kin.20913).
    32. Kytsya A. R., Bazylyak L. I., Hrynda Y. M., Medvedevskikh Y. G. An influence of kinetic parameters of reaction on the size of obtained nanoparticles under reduction of silver ions by hydrazine. In: Zaikov G. E., Bazylak L. I., Haghi A. K. (eds) Functional Polymer Blends and Nanocomposites: A Practical Engineering Approach. Apple academic press, Toronto, New Jersey. 2014. P. 255–262. (https://doi.org/10.1201/b16895).
    33. Lu Z., Rong K., Li J., Yang H., Chen R. Size-dependent antibacterial activities of silver nanoparticles against oral anaerobic pathogenic bacteria. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 2013. Vol. 24(6). P. 1465–1471. (https://doi.org/10.1007/s10856-013-4894-5).

Як цитувати:

Базиляк Л., Киця А., Карпенко І., Карпенко О. СИНТЕЗ ТА АНТИМІКРОБНА АКТИВНІСТЬ НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА СТАБІЛІЗОВАНИХ ЦИТРАТ-АНІОНАМИ. Праці НТШ. Хім. наук. 2020 Т. LX. С. 127-135.

Завантажити файл