سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره برگ اکالیپتوس (Eucalyptus camadulensis) و بررسی خاصیت آنتی باکتریال آن بر روی باکتری های گرم مثبت و گرم منفی
هدف این پژوهش بررسی پتانسیل عصاره گیاه اکالیپتوس در تولید نانوذرات نقره و هم چنین بررسی فعالیت ضد میکروبی نانوذرات نقره تولید شده علیه عوامل ایجاد عفونت های بیمارستانی می باشد.
دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب ، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده بروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.
نام ایده: سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره برگ اکالیپتوس (Eucalyptus camadulensis) و بررسی خاصیت آنتی باکتریال آن بر روی باکتری های گرم مثبت و گرم منفی
نام ارائه دهنده/دهند گان: طیبه غفاری، مهران طایفه کاظمی و امیر آخوندی ممقانی
زمینه و نوع پروژه: زیست
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: پژوهشسرای دانش آموزی آذربایجان
مقدمه
باکتری ها از جمله عواملی هستند که باعث عفونت های بیمارستانی و بروز مشکلات بهداشتی می شوند. استفاده وسیع و بی رویه آنتی بیوتیک ها موجب افزایش روند ایجاد مقاومت در باکتری ها و سبب ایجاد مشکلاتی در درمان و تهدید سلامتی افراد بستری در بیمارستان ها شده و به عنوان یک مشکل جدی جهانی مطرح می باشد یافتن جایگزین هایی برای آنتی بیوتیک ها راهکار کارآمدی برای جلوگیری از وخیم تر شدن این مشکل خواهد بود.
در میان نانوذرات فلزی، نانوذرات نقره یكی از پرکاربردترین ذرات در حوزه نانو است، که هر روز بر کاربرد آن در دنیای نانو افزوده می شود. نانوذرات نقره عمدتاً، به دلیل خواص فیزیكی و شیمیایی ویژه ای که از خود نشان می دهند در مصارف الكترونیكی، نوری، دارویی-بهداشتی و کاتالیتیكی کاربرد فراوان دارند. یكی از دلایل کاربرد گسترده این ذرات، به دلیل خاصیت آنتی باکتریال این ذرات است. در واقع نانوذرات نقره برای عوامل بیماری زا یک سم تلقی شده ولی برای غذاها و بافت ها و در نتیجه برای بدن انسان تقریباً بی ضررند.
ذرات نقره در ابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش دهی کم می باشد، ولی زمانی که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل می شود، خاصیت میكروب کشی آن بیش از 99 درصد افزایش می یابد، به حدی که می توان از آن جهت بهبود جراحات و عفونت ها استفاده کرد. تاکنون استفاده از عصاره کاج، خرمالو و ماگنولیا برای سنتز نانوذرات نقره با محدوده اندازه ذرات 500 - 15 نانومتر با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته اند.
هدف
گیاه اکالیپتوس مناطق رویشی وسیعی در ایران دارد. پتانسیل تولید نانوذرات نقره برای گیاه اکالیپتوس می تواند راهکاری آسان و ارزان برای تولید نانوذرات نقره بوده و در ضمن استفاده مفیدی از این گیاه باشد. هدف این پژوهش بررسی پتانسیل عصاره گیاه اکالیپتوس در تولید نانوذرات نقره و هم چنین بررسی فعالیت ضد میکروبی نانوذرات نقره تولید شده علیه عوامل ایجاد عفونت های بیمارستانی می باشد.
روش
جهت تهیه عصاره گیاهی، برگ گیاه اکالیپتوس تهیه گردید. پس از 3 بار شستشو با آب مقطر، خشک شده و با ترازو توزین گردید. مقدار 20 گرم از گیاه خشک با 100 میلی لیتر آب مقطر در بشر به مدت 5 دقیقه جوشانده شد. پس از سرد شدن با کاغذ واتمن فیلتر گردید و در دمای C°3 تا زمان استفاده نگهداری شد. محلول نیترات نقره با غلظت 1/0، 01/0 و 001/0 نرمال به میزان 100 میلی لیتر تهیه شد. سپس این محلول ها به ترتیب روی هم زن مغناطیسی قرار گرفت و مقدار 3 میلی لیتر عصاره به آن ها افزوده شد و در مکان تاریک برای تشکیل نانو ذرات نقره انکوبه گردید. تغییر رنگ محلول از زرد به قهوه ای تیره نشان دهنده تشکیل نانو ذرات نقره بود. جهت تعیین میزان جذب نانوذرات تشکیل شده در طول موج های مختلف از دستگاه اسپکتروفتومتر uv-vis استفاده گردید.
برای خالص سازی نانوذرات تشکیل شده محلول کلوئیدی حاصل را به مدت 20 دقیقه در سانتریفوژ با دور 12000 قرار داده و سپس محلول رویی را جدا نموده و رسوب را 3 بار با آب مقطر شستشو داده و پس از هر بار شستشو سانتریفوژ گردید. از رسوب حاصل پس از خشک شدن جهت مشخصه یابی نانوذرات تشکیل شده و تعیین اندازه ذرات و آنالیز EDX از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) واقع در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه تبریز استفاده گردید.
بررسی خاصیت آنتی باکتریال با تهیه دیسک های نیم میلی متری از محلول عصاره خالص گیاه اکالیپتوس، محلول نیترات نقره، نانوذرات نقره و یک دیسک به عنوان شاهد انجام گرفت. بر روی محیط کشت بلاد آگار کوکسی گرم مثبت استافیلوکک اورئوس و بر روی محیط کشت مولرهینتون باسیل گرم منفی اشریشیا کلی کشت داده شد. پس از سپری شدن 15 دقیقه جهت تثبیت کشت باکتری ها، دیسک های فوق با فاصله روی پلیت ها قرار داده شد. سپس پلیت ها به مدت 24 ساعت در دمای C °37 انکوبه شدند و پس از گذشت این مدت قطر هاله عدم رشد اطراف دیسک ها با خط کش شیشه ای اندازه گرفته شد.
پس از افزودن عصاره گیاه اکالیپتوس به محلول نیترات نقره تغییر رنگ محلول به تدریج آغاز می گردد و محلول در نهایت بعد از 80 دقیقه به رنگ قهوه ای تیره در می آید که نشان از تولید نانوذرات نقره در محلول است .
شکل (1): تصویرتغییر رنگ ایجاد شده در محلول نیترات نقره پس از 80 دقیقه
به منظور بررسی قطر و مورفولوژی نانوذرات تصاویر میکروسکوپ SEM تهیه گردید که در شکل (2) ارائه شده است. از روی تصاویر اثبات شد که نانوذرات کروی و دارای قطر تقریبی 18 الی 80 نانومتر می باشند. که اگر چه شكل آن ها خیلی نزدیک به شكل نانوذرات نقره ای است که توسط گیاهان دیگر سنتز شده اند، اما اندازه نانوذرات به دست آمده در تحقیق حاضر، کمتر ازن تایج بسیاری از محققین دیگر است که اکثراٌ اندازه بین 71 تا 110 نانومتر را گزارش کرده اند. و با توجه به اثبات فعالیت ضد میکروبی این نانوذرات کاربرد آن در زمینه های مختلف برای پیشگیری از آلودگی و انتشار عوامل عفونت پیشنهاد می شود.
شکل (2): تصویر SEM نمونه نانو ذرات نقره
مهارت های کسب شده
1. روش ایده یابی (بارش مغزی)
2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)
3. آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز
4. آشنایی با پروپوزال نویسی
5. آَشنایی با مقاله نویسی
6. آشنایی با تهیه پاورپوینت
7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات
8. آشنایی نحوه فیش برداری
9. مهارت ساخت پوستر علمی
10. مهارت انجام کارگروهی
تهیه کننده: مهدی رحمانی
تنظیم کننده: محبوبه همت
