Trang chủ Kiến thức Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Nano Power
Xuất bản: Cập nhật 295 views

Nano bạc (AgNPs) là các hạt nano khả dụng về mặt y tế và sinh học. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thương mại để băng vết thương, chẩn đoán, điều trị, chất xúc tác, cảm biến sinh học, máy lọc không khí và nước, sơn, bao bì thực phẩm, v.v… Tổng hợp vật liệu nano là mối quan tâm chính và quan trọng nhất trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano.

Dịch bệnh trên cá đang là trở ngại lớn cho sự phát triển bền vững của ngành thủy sản. Aeromonas hydrophila là một mầm bệnh thủy sinh truyền nhiễm chính, được cho là nguyên nhân gây ra bệnh lở loét, thối vây, thối đuôi và nhiễm trùng huyết ở cá và đã phát triển khả năng đề kháng với nhiều loại kháng sinh hiện có. Chúng ta nên kiểm soát sức khỏe của cá, đề xuất phòng bệnh hiệu quả hơn là chữa bệnh.

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

1. Giới thiệu

Nhiều quy trình hóa học thông thường có sẵn để tổng hợp AgNP, nhưng nhiều hóa chất và chất bổ sung đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp và tăng cường tính ổn định đã được phát hiện là chất gây ô nhiễm môi trường. Sự khuếch tán tốt của các nano bạc này đối với các đặc tính kháng khuẩn của chúng cho thấy chiết xuất từ lá đu đủ tổng hợp AgNPs có hoạt tính kháng khuẩn tối đa ở nồng độ 153,6 μg / ml, và từ lá bạch đàn cho hiệu quả thấp nhất.

Trong thời gian gần đây, thủy sản có tốc độ tăng trưởng cao nhất trong tất cả các ngành nông nghiệp, được nhiều người đón nhận như một loại thực phẩm lành mạnh và bổ dưỡng với hàm lượng cao chất đạm, chất béo chất lượng và vi chất dinh dưỡng, dinh dưỡng khác nhau [1, 2]. Là một mặt hàng nông sản quan trọng, cá gia tăng giá trị cho sinh kế nông thôn, tạo việc làm, tạo doanh thu và trên hết là đảm bảo ổn định lương thực toàn cầu.

Trong số một số lượng lớn mầm bệnh thủy sinh, vi khuẩn Aeromonas hydrophila gram âm đã được xác định từ nhiều loại cá nước ngọt và có khả năng phát triển trong cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí [3]. Đẩy nhanh sự bùng phát các bệnh cá khác nhau như loét, thối vây, thối đuôi, nhiễm trùng huyết, v.v … [3, 4].

Để kiểm soát sức khỏe của cá, đề xuất phòng bệnh hiệu quả hơn là chữa bệnh. Kỹ thuật khử trùng không loại bỏ hết mầm bệnh tiềm ẩn trong vùng sinh thái của cá. Các điều kiện căng thẳng như chất lượng nước dưới mức tối ưu, dinh dưỡng kém và ức chế miễn dịch tạo ra môi trường thuận lợi cho vi khuẩn cơ hội như A. hydrophila [6], và các chất chống vi trùng như kháng sinh thường được sử dụng để ngăn ngừa dịch bệnh bùng phát.

Tuy nhiên, các báo cáo gần đây về A. hydrophila từ các mô cá khác nhau chỉ ra rằng mầm bệnh đã phát triển khả năng kháng nhiều loại kháng sinh như amoxicillin, ampicillin, lincomycin, novobiocin, oxacillin, penicillin, rifampicin và tetracycline. [7], và do đó, các nỗ lực nghiên cứu nhằm tìm ra các giải pháp thay thế kháng sinh đang đạt được đà [8].

Nano bạc (AgNP) là các hạt nano khả dụng về mặt y tế và sinh học. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thương mại để băng vết thương, chẩn đoán, điều trị, chất xúc tác, cảm biến sinh học, máy lọc không khí và nước, sơn, bao bì thực phẩm. [9 – 14] v.v… Tổng hợp vật liệu nano là mối quan tâm chính và quan trọng nhất trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano.

Nhiều quy trình hóa học thông thường có sẵn để tổng hợp AgNP, nhưng nhiều hóa chất và chất bổ sung đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp và tăng cường tính ổn định đã được phát hiện là chất gây ô nhiễm môi trường và các chất độc hại, do đó gây bất lợi cho hệ thực vật.

Sinh tổng hợp AgNPs liên quan đến các chất sinh học lành tính với môi trường là một cách tiếp cận tương đối mới [15–17], có thể cách mạng hóa nhiều lĩnh vực công nghệ. Sinh tổng hợp các hạt nano bạc là một kỹ thuật từ dưới lên, có thể mở rộng dễ dàng, tiết kiệm và thân thiện với môi trường. Việc chiết xuất thực vật để tổng hợp như vậy là một hướng đi mới, kinh tế, đơn giản và nhanh chóng.

2. Vật liệu nano bạc và phương pháp tổng hợp

2.1. Tổng hợp nano bạc

Lá tươi của xoài, chuối, đu đủ và bạch đàn được thu hái tại chỗ và rửa kỹ trong nước máy sau đó chưng cất hai lần nước. Nước luộc lá được chuẩn bị bằng cách lấy 2 g lá trong 50 ml nước đã khử ion và đun nóng trong 45 phút ở 55 ° C. Các chất chiết xuất từ lá được thu thập bằng cách gạn và lọc nước dùng. 2 ml mỗi thứ được thêm riêng biệt vào 20 ml dung dịch bạc nitrat 1 mM, và hỗn hợp phản ứng được duy trì ở nhiệt độ môi trường cho đến khi quan sát thấy sự thay đổi màu của hỗn hợp là màu vàng nâu như một xác nhận về sự hình thành hạt nano bạc.

2.2. Tính chất của AgNPs bằng phân tích quang phổ UV – Vis

Sự khử và chuyển đổi ion Ag + thành AgNPs được đánh giá bằng cách ghi lại độ hấp thụ của hỗn hợp phản ứng ở bước sóng 380–520 nm sử dụng máy quang phổ UV-Vis (UV-1800, Shimadzu).

2.3. Tính năng của HR-TEM và EDX

Kích thước của Nano chip được xác định bằng HR-TEM (JEM 2100, JEOL) hoạt động ở 300 kV và các thành phần nguyên tố của chúng được xác định bằng quang phổ EDX (INCAx-Sight, Oxford Instruments) kết nối với HR. -CON TEM.

3. Kết quả và thảo luận về hiệu quả của máy lọc nano

3.1. Tổng hợp nano bạc

Thí nghiệm mô tả rằng tất cả các công thức đều thể hiện sự phát triển màu sắc với thời gian ủ khác nhau. Khoảng thời gian để màu chuyển sang nâu hoặc nâu vàng, cho thấy sự hình thành nano bạc trong dung dịch nước thay đổi từ 3 đến 4 giờ ở bạch đàn và đu đủ; 4–5 giờ đối với xoài và hơn 6 giờ đối với chuối. Mô hình thay đổi màu sắc này đánh dấu sự chuyển đổi bạc khối lượng lớn thành AgNPs xảy ra do cộng hưởng plasmon bề mặt [18].

Sự khác biệt về thời gian các hỗn hợp phản ứng này được quan sát để phát triển màu sắc có thể là do sự khác biệt về khả năng khử của các chất chiết xuất từ lá do thành phần khác nhau của các chất chiết xuất từ lá của chúng.

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

3.2. Phân tích độ hấp thụ của nano bạc

Các chất chiết xuất từ lá xoài, bạch đàn, chuối và đu đủ đã tổng hợp các hạt nano có độ hấp thụ cực đại lần lượt ở 442, 465, 454 và 442 nm. Trừ dịch chiết lá đu đủ tổng hợp nano bạc được tổng hợp sau 72–96 giờ tổng hợp, các chất khác tương đối ổn định. Tất cả các AgNP được tổng hợp đều ổn định trong 24 giờ cùng với sự thay đổi màu sắc như được thể hiện bằng biểu diễn đồ họa của độ hấp thụ và độ dài sóng tại các khoảng thời gian xác định (Hình 2).

Bước sóng liên quan đến đường cong hấp thụ cho thấy rằng theo thời gian, cực đại hấp thụ dịch chuyển sang phạm vi 420–450 nm, do sự hình thành các hạt nano bạc ngày càng tăng. Sự mở rộng của các đỉnh đã xác nhận bản chất đa phân tán của AgNPs.

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Hình 2. Quang phổ UV-Vis của AgNPs trong tổng hợp sử dụng chiết xuất Bạch đàn, xoài b, đu đủ và chuối

3.3. Phân tích thành phần và kích thước nguyên tố

Dữ liệu phần 3, trình bày phổ HR-TEM, SAED, EDX của AgNPs tổng hợp từ dịch chiết lá xoài, bạch đàn, đu đủ và chuối tương ứng. Hình ảnh hiển vi HR-TEM của AgNPs chiết xuất từ xoài, bạch đàn, đu đủ và chuối cho thấy kích thước và hình dạng của chúng là 50–65 và hình trứng, 60–150 và hình bầu dục, lần lượt là 25–40 và tròn, và 10–50 nm và không đều. Vì kích thước của các hạt nano bạc ‘chuối’ là nhỏ nhất (10–50 nm) và của ‘bạch đàn’ là lớn nhất (60–150 nm), nên kích thước thay đổi của chúng là do sự khác biệt về thành phần hóa học bởi phytoextracts.

Chiết xuất vỏ chuối tổng hợp các hạt nano vàng (AuNPs) đã được báo cáo trong phạm vi 300 nm [19]. Một xu hướng đáng khích lệ trong nghiên cứu hiện tại là các AgNP ‘chuối’ được tổng hợp nhỏ hơn. Một nghiên cứu trước đó [20] kích thước và hình dạng của chiết xuất lá Bạch đàn tổng hợp AgNPs là 50–150 nm và hình dạng, trong khi dữ liệu tương tự trong nghiên cứu hiện tại là 60–150 nm và hình bầu dục.

Quang phổ tia X tán xạ năng lượng để xác định và xác nhận thành phần nguyên tố của nguyên tố cơ bản trong nano bạc cho thấy một đỉnh sắc nét ở 2,9 keV trong cả bốn máy quang phổ EDX, do đó xác nhận các hạt nano là bạc. Một đỉnh khác mô tả sự hiện diện của đồng, một vật liệu cơ bản trong lưới. Rõ ràng là chất chiết xuất từ phyto chứa nhiều hợp chất khác nhau, ngoài vai trò là chất khử, còn hoạt động như chất đóng nắp.

Tác dụng chung của các thành phần protein, enzym, cacbohydrat và vitamin có thể làm giảm các ion bạc [15 – 17]. Các phân tích FTIR đã chỉ ra rằng các polyol như hydroxyl flavon và catechin, v.v. Sự sẵn có trong lá làm giảm các ion bạc trong quá trình hình thành hạt nano [21].

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Hình 3. a Kích thước, biểu đồ phân bố kích thước b, c HEED và d EDX của AgNPs được tổng hợp từ dịch chiết lá Bạch đàn

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Hình 4.a Kích thước, biểu đồ phân bố kích thước b, c HEED và d EDX của AgNPs được tổng hợp từ dịch chiết lá xoài

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Figure 5.a Size, b size distribution chart, c HEED and d EDX of AgNPs synthesized from papaya leaf extract

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Hình 6. a Kích thước, biểu đồ phân bố kích thước b, c HEED và d EDX của AgNPs được tổng hợp từ dịch chiết lá chuối

3.4. Thử nghiệm kháng khuẩn của nano bạc

Chỉ riêng chiết xuất lá (không xử lý Ag +) không cho thấy bất kỳ hoạt động kháng khuẩn đáng kể nào đối với A. hydrophila như Nanosilver cho thấy cùng một cách (Hình 7). AgNPs của ‘đu đủ’ cho thấy hoạt động cao nhất và từ cây bạch đàn cho thấy ít nhất. Các vùng ức chế AgNPs được trình bày trong Bảng 1.

Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng AgNPs có thể tương tác với các protein chứa lưu huỳnh và vô hiệu hóa các axit amin liên kết disulfide. Ngoài ra, các hạt này có thể tạo thành các lỗ trên thành tế bào làm cho nó dễ dàng thấm qua và do đó dẫn đến sự tiêu diệt của vi khuẩn. [23]. Các hạt nano nhỏ hơn với tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích càng lớn càng có hại vì diện tích bề mặt tương tác lớn [24, 25].

Do đó, hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc phụ thuộc vào hình dạng và kích thước. Sự liên kết của AgNPs cũng phụ thuộc vào diện tích bề mặt có sẵn của nó. Các hạt nano bạc hình tam giác và cắt ngắn là chất diệt khuẩn mạnh nhất [26], tương tự như các phát hiện trong nghiên cứu hiện tại (Bảng 1) ở nồng độ 153,7 μg / ml. Do đó, sự thay đổi hoạt động kháng khuẩn là do kích thước nhỏ hơn của AgNPs ‘đu đủ’ và kích thước lớn hơn của cây có nguồn gốc từ bạch đàn, phù hợp với các báo cáo trước đây. [27].

Việc điều chỉnh các yếu tố độc lực là rất quan trọng đối với các quá trình lây nhiễm và lan truyền của mầm bệnh. Yếu tố độc lực của vi khuẩn được báo cáo là nằm dưới sự kiểm soát của các phân tử tín hiệu như acylated homoserine lactone (AHL) được tạo ra trong hiện tượng phụ thuộc vào mật độ tế bào (QS). [28]. Aeromonas hydrophila cũng đã được phát hiện để tạo ra các phân tử như vậy để phát triển trong vật chủ [29].

Hơn nữa, nó ngày càng trở nên kháng với hầu hết tất cả các loại kháng sinh được khuyến cáo hiện nay do sự phát triển của các cơ chế bảo vệ chống lại kháng sinh bằng cách khai thác nguồn biến đổi gen lớn của chúng. [27]. Vì vậy, điều quan trọng là phải nhắm mục tiêu các yếu tố độc lực này bằng vũ khí phân tử do các vi sinh vật khác tạo ra để ngăn ngừa sự lây nhiễm của vi khuẩn này và các bệnh tiếp theo. [30, 31].

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Hình 7 Hoạt động kháng khuẩn của nanosilver được tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất lá Bạch đàn, xoài, đu đủ và chuối, chống lại Aeromonas hydrophila. Các giếng ii, iii, iv và v được nạp 153,6, 76,8, 30,7 và 15,3 μg / ml AgNP, trong khi giếng i (đối chứng) trong mỗi trường hợp chỉ được nạp toàn bộ lá chiết xuất. chất tương ứng.

Nano bạc trị bệnh lở loét, thối vây, thoái đuôi, tụ huyết trùng ở cá

Nano bạc đã được báo cáo là có thể ức chế sự hình thành màng sinh học bằng cách làm gián đoạn tín hiệu QS [32]. Nó cũng hoạt động nội bào qua nhiều vị trí để làm bất hoạt các chức năng sinh lý quan trọng như vận chuyển màng tế bào, tổng hợp và phiên mã axit nucleic, chức năng và sự gấp của protein, và vận chuyển điện tử [22, 23].

Do đó, các AgNP tổng hợp phyto có thể có tác dụng tích lũy QQ tự nhiên và tổng hợp để ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản như một ứng cử viên tiềm năng như một loại thuốc và / hoặc chất khử trùng để điều trị nhiễm trùng. A. hydrophila và các bệnh liên quan.

4. Kết luận tính kháng khuẩn của nano bạc

Máy lọc nano tổng hợp từ thực vật có hoạt tính diệt khuẩn chống lại mầm bệnh cho cá có thể trở thành tài sản cho ngành đánh bắt và nuôi trồng thủy sản như một giải pháp thay thế tiềm năng cho thuốc kháng sinh [37]. Việc sử dụng các AgNP sinh tổng hợp thân thiện với môi trường như vậy thay cho các AgNP được tổng hợp hóa học giúp kiểm soát độc tính của hóa chất trong môi trường.

Nguồn:

Phytoextracts-Synthesized Silver Nanoparticles Inhibit Bacterial Fish Pathogen Aeromonas hydrophila

Arabinda Mahanty, Snehasish Mishra, Ranadhir Bosu, UK Maurya, Surya Prakash Netam, and Biplab Sarkar

Related Posts

Trang web này sử dụng cookie để cải thiện trải nghiệm của bạn. Chúng tôi sẽ cho rằng bạn đồng ý với điều này, nhưng bạn có thể chọn không tham gia nếu muốn. Chấp nhận Đọc thêm

error: Content is protected !!
0907 771 622