سینتیک زمان - کشندگی نانولیپوزوم های حاوی نانوذرات اکسید روی علیه اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس

نویسندگان
پروین سوری
آریو امامی فر
نفیسه دعوتی
دانشگاه بوعلی سینا
10.22034/FSCT.20.414.36
چکیده
هدف این مطالعه بررسی اثر ضد­میکروبی نانولیپوزوم­های حاوی نانوذرات اکسید­روی در نسبت­های مختلف لسیتین به نانو ذرات اکسید­روی (5:1، 15:1 و 25:1 وزنی- وزنی) بر علیه سویه­ های اشرشیا کلی(ATCC 2592) و استافیلوکوکوس اورئوس (ATCC 25923) در محیط کشت آزمایشگاهی بود. نانولیپوزوم­های حاوی نانوذرات اکسید­روی به دو روش آب پوشانی لایه نازک و حرارتی تهیه شدند. مقادیر حداقل غلظت بازدارندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) نانولیپووزم­های حاوی نانوذرات اکسید روی تولید شده در مقایسه با نانوذرات اکسید روی بدون پوشش بر علیه سویه ­های اشرشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس تعیین و فعالیت ضد میکروبی آن ها با استفاده از منحنی زمان- کشندگی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که درون پوشانی نانو ذرات اکسید روی با استفاده از سامانه های نانولیپوزومی با افزایش میزان نفوذ به داخل سلول میکروارگانیسم به صورت معنی داری سبب افزایش قدرت ضد میکروبی آن ها گردید(05/0p<). نانولیپوزوم حاوی نانوذرات اکسید­روی تولید شده به روش آب پوشانی لایه نازک در مقایسه با روش حرارتی قدرت ضد میکروبی بالاتری داشتند. بر طبق منحنی های زمان- کشندگی، طول فاز لگاریتمی باکتری­ های اشرشیاکلی (8 ساعت) و استافیلوکوکوس اورئوس(7 ساعت) در محیط کشت شامل نانولیپوزوم­های حاوی نانو ذرات اکسید­روی تولید شده به روش آب پوشانی لایه نازک با بالاترین نسبت لسیتین به نانوذرات اکسید (25:1 وزنی- وزنی) به ترتیب در مقادیر حداقل غلظت بازدارندگی به 5 و 4 ساعت و حداقل غلظت کشندگی به 2 و کمتر از یک ساعت کاهش یافت.

.
کلیدواژه‌ها
سینتیک زمان - کشندگی
نانولیپوزوم
نانواکسید‌روی

موضوعات

عنوان مقاله English

Time–kill kinetic of nano ZnO-loaded nanoliposomes against Escherichia coli and Staphylococcus aureus

نویسندگان English

parvin souri
aryou emamifar
Nafiseh Davati
Bu-Ali Sina University
چکیده English

The objective of this study was to in-vitro investigation of antimicrobial activity effect of nano-ZnO loaded nanoliposomes at different level of lecithin: nano-ZnO ratio (5:1, 15:1, and 25:1 w/w) against Escherichia coli (ATCC 2592) and Staphylococcus aureus (ATCC 25923). Nano-ZnO loaded nanoliposomes were prepared through thin layer hydration sonication and heat methods. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of nano-ZnO loaded nanoliposomes and free nano-ZnO against Escherichia coli and Staphylococcus aureus were determined and their antimicrobial activities were evaluated by time- kill curve analysis. Results showed that the encapsulation of nano-ZnO in nanoliposome systems significantly increased antimicrobial activities of them by increasing their penetration into the microbial cell. Nano-ZnO loaded nanoliposomes were prepared through thin layer hydration showed higher antimicrobial activity compared to those prepared by heat method. From the time- kill curves, the log phase growth of Escherichia coli (8 hours) and Staphylococcus aureus (7 hours) in the medium containing nano-ZnO loaded nanoliposomes prepared through the thin layer hydration sonication at the highest level of lecithin: nano-ZnO ratio (25:1 w/w) at MIC and MBC values decreased to 5 and 4 hours and to 2 and less than 1 hours, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Time–kill kinetic
Nanoliposome
Nano-ZnO
[1] Huang, Q., Yu, H., & Ru, Q. (2010). Bioavailability and delivery of nutraceuticals using nanotechnology. Journal of Food Science, 75(1), R50–R57.
[2] Nile, S. H., Baskar, V., Selvaraj, D. Nile, A., Xiao, J., & Kai, G. (2020). Nanotechnologies in food science: applications, recent trends, and future perspectives. Nano-Micro Letters, 12, 45.
[3] Acosta, E. (2009). Bioavailability of nanoparticles in nutrient and nutraceutical delivery. Current opinion in colloid and interface science, 14(1), 3-15.
[4] Sauvant, P., Cansell, M., Sassi, A. H., & Atgié, C. (2012). Vitamin A enrichment: Caution with encapsulation strategies used for food applications. Food Research International, 46(2), 469-479.
[5] Keller, B. C. (2001). Liposomes in nutrition. Trends in Food Science and Technology, 12(1), 25–31.
[6] Neshastegir, M. H., Mohebi, M., & Hadad Khodaparast, M. H. (2018). Preparation nanoliposome containing orange essential oil using heat method. Journal of Innovation in Food Science and Technology, 10 (2), 115-122 [in Persian].
[7] Mozafari, M. R., Flanagan, J., Matia‐Merino, L., Awati, A., Omri, A., Suntres, Z. E., & Singh, H. (2006). Recent trends in the lipid‐based nanoencapsulation of antioxidants and their role in foods. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86(13), 2038-2045.
[8] Mozafari, M. R. (2005). Liposomes: an overview of manufacturing techniques. Cellular and molecular biology letters, 10(4), 711–719.
[9] Taylor, T. M., Weiss, J., Davidson, P. M., & Bruce, B. D. (2005). Liposomal nano capsules in food science and agriculture. Critical reviews in Food science and Nutrition, 45(7-8), 587-605.‌
[10] Maherani, B., Arab-Tehrany, E., Mozafari, M.R., & Gaiani, C. and Linder, M. (2011). Liposomes: A Review of Manufacturing Techniques and Targeting Strategies. Current Nanoscience, 7(3), 436-452.
[11] Blanco-Padilla, A., Soto, K. M., Iturriaga, M. H., & Mendoza, S. (2014). Food antimicrobials nanocarriers. The Scientific World Journal, 2014, Article ID 837215.
[12] Mirhosseini, M. Kiany Harchegani, M., Kakai Dehkordi, S. Barzegary & Firouzabadi, F. (2013). Comparison of antibacterial effect of ZnO nanoparticles in apple juice at 25 and 4. Quarterly Journal of Experimental Animal Biology, 2 (3), 9-15 [in Persian].
[13] Emamifar, A., & Mohamadizadeh, M. (2020). Influence of sonication and antimicrobial packaging-based nano-ZnO on the quality of fresh strawberry juice during cold storage. Journal of Food Measurement and Characterization, 14 (6), 3280-3290.
[14] Dimapilis, E. A. S., Hsu, C. S., Mendoza, R. M. O., Lu, M. C. (2018). Zinc oxide nanoparticles for water disinfection. Sustainable Environment Research, 28 (2), 47-56.
[15] Muthukrishnan, L. (2022). Nanonutraceuticals - challenges and novel nano-based carriers for effective delivery and enhanced bioavailability. Food and Bioprocess Technology, 15, 2155–2184.
[16] Rasti, B., Jinap, S., Mozafari, M. R., & Yazid, A. M. (2012). Comparative study of the oxidative and physical stability of liposomal and nanoliposomal polyunsaturated fatty acids prepared with conventional and Mozafari methods. Food Chemistry, 135, 2761-2770.
[17] Cao, D., Shu, X., Zhu, D., Liang, S., Hasan, M., & Gong, S. (2020). Lipid-coated ZnO nanoparticles synthesis, characterization and cytotoxicity studies in cancer cell. Nano Convergence, 7, 14.
[18] Momeni-Javid, Z, Hamishekar, H., Rahmati-Yamchi, M., Zarghami, N., Akbarzadeh, A. & Milani, M. (2017) Evaluation and study of antimicrobial activity of nanoliposomal meropenem against Pseudomonas aeruginosa isolates. Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 45 (5), 975-980.
[19] Avila, J. G., de Liverant, J. G., Martınez, A., Martınez, G., Munoz, J. L., Arciniegas, A., & de Vivar, A. R. (1999). Mode of action of Buddleja cordata verbascoside against Staphylococcus aureus. Journal of ethnopharmacology, 66(1), 75-78.
[20] Gortzi, O., Lala, S, Chinou, I., & Tsaknis, J. (2007). Evaluation of the antimicrobial and antioxidant activities of Origanum dictamnus extracts before and after encapsulation in liposomes. Molecules. 12(5), 932–945.
[21] Tayle, A. A., El-tras, W. F., Moussa, Sh., El.bazi, A. F., Mahrous, H., Salem, M. F., and Brimer, L. (2011) Antibacterial action of zinc oxide nanoparticles against foodborne pathogens. Journal of Food Safety, 31(2), 211-218.
[22] Li, H., Li, F., Wang, L., Sheng, J., Xin, Z., Zhao, L., Xiao, H., Zheng, Y. & Hu, Q. (2009). Effect of nano-packing on preservation quality of Chinese jujube (Ziziphus jujuba Mill. var. inermis (Bunge) Rehd). Journal of Food Chemistry, 114, 547-552.
[23] Were, L. M., Bruce, B., Davidson, P. M., & Weiss, J. (2004). Encapsulation of nisin and lysozyme in liposomes enhances efficacy against Listeria monocytogenes. Journal of food protection, 67(5), 922-927.
[24] Jin, T., Sun, D., Su, J. Y., Zhang, H., & Sue, H. J. (2009). Antimicrobial efficacy of zinc oxide quantum dots against Listeria monocytogenes, Salmonella enteritidis, & Escherichia coli O157: H7. Journal of food science, 74(1), 46-52.
[25] Aleaghil, S. A., Fattahy, E., Baei, B., Saghali, M., Bagheri, H., Javid, N., & Ghaemi, E. A. (2016) Antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles on Staphylococcus aureus. International Journal of Advanced Biotechnology and Research, 7(3), 1569-1575.
[26] Ziaee, M., Sowti Khiabani, M., Tizchang, S., Ghanbarzadeh, B., Hamishehkar, H., & Rezay Mokaram, R. (2017). Study of antibacterial effect of nano-encapsulated nisin and natamycin in liposomes against the growth of Staphylococcus aureus and Aspergillus niger. Journal of food science and technology (Iran), 62 (14), 142-259 [in Persian].
[27] Firouzabadi, F. B., Marzban, Z., Khaleghizadeh, S., Daneshmand, F., & Mirhosseini, M. (2016). Combined effects of zinc oxide nanoparticle and malic acid to inhibit Escherichia coli and Staphylococcus aureus”. Iran Journal of Medical Microbiology, 10(5), 52-9 259 [in Persian].