Mai Ngọc Tuấn Anh * , Nguyễn Hữu Tuyển , Đỗ Thanh Sinh , Võ Nhị Kiều , Ngô Võ Kế Thành Nguyễn Thị Phương Phong

* Tác giả liên hệ (anh.maingoctuan@shtplabs.org)

Abstract

In this study, silver nanoparticles with different sizes and shapes were synthesized by a polyol method. The formation of silver nanoparticles was determined by employing different characterization methods such as ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD). It was found that in the ethylene glycol/PVP media, silver nanoparticles were spherical and their average particles sizes (21 nm, 85 nm) depended on the amount of silver nitrate while most silver nanoparticles were rod – shapes with the present of anions Cl-. The antibacterial activities of 21-nm, 85-nm silver nanoparticles and silver nanorods were processed by counting colonies on agar petri disks method, determining minimum inhibitory concentration (MIC). It was found that 21-nm, 85-nm silver nanoparticles and silver nanorods were good antibacterial effects on Escherichia coli. 21-nm silver nanoparticles were the best antibacterial effect on Staphylococcus aureus (MIC = 7,5 µg/mL) while silver nanorods did not show antibacterial activity on Staphylococcus aureus.
Keywords: Antibacterial, MIC, polyol method, silver nanoparticles, silver nanorods

Tóm tắt

Trong bài báo này, vật liệu nano bạc có hình dạng và kích thước khác nhau được tổng hợp bằng phương pháp polyol. Tính chất quang và cấu trúc vật liệu nano bạc tạo thành được phân tích bằng các phương pháp UV-Vis, FE-SEM và XRD. Kết quả cho thấy trong môi trường ethylene glycol (EG)/ poly vinylpyrollidone (PVP), vật liệu nano bạc tạo thành có hình dạng hạt cầu với kích thước trung bình 21 nm và 85 nm tùy thuộc vào lượng bạc nitrat, tuy nhiên khi có sự hiện diện của ion Cl-, vật liệu nano bạc tạo thành hầu hết có dạng thanh nano. Tính chất kháng khuẩn của hạt nano bạc với kích thước 21 nm, 85 nm và thanh nano được thực hiện bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC). Kết quả cho thấy hạt nano bạc 21 nm, 85 nm và thanh nano đều cho khả năng diệt khuẩn Escherichia coli tốt. Đối với Staphylococcus aureus, hạt nano bạc với kích thước 21 nm cho thấy kết quả diệt khuẩn tốt nhất với MIC = 7,5 µg/mL trong khi thanh nano bạc hầu như không cho thấy hiệu quả diệt loại khuẩn này.
Từ khóa: Hạt nano bạc, kháng khuẩn, MIC, phương pháp polyol, thanh nano bạc

Article Details

Tài liệu tham khảo

Alagumuthu, G. and Kirubha, R., 2012. Synthesis and Characterisation of Silver Nanoparticles in Different Medium, Open Journal of Synthesis Theory and Applications. 1(2): 13-17.

Agnihotri, S., Mukherji, S. and Mukherji, S., 2014. Size-controlled silver nanoparticles synthesized over the range 5–100 nm using the same protocol and their antibacterial efficacy, Advances. 4(8): 3974-3983.

Ameen, F., Srinivasan, P., Selvankumar T. et al., 2019. Phytosynthesis of silver nanoparticles using Mangifera indicaflower extract as bioreductant and its broad-spectrum antibacterial activity. Bioorganic Chemistry. 88: 102970-102971.

Behravan, M., Panahi, A. H., Naghizadeh, A., Ziaee, M., Mahdavi R. and Mirzapour, A., 2019. Facile green synthesis of silver nanoparticles using Berberis vulgaris leaf and root aqueous extract and its antibacterial activity. International Journal of Biological Macromolecules. 124:148-154.

Chen, D., Qiao, X. and Chen, J., 2011. Morphology-controlled synthesis of silver nanostructures via a solvothermal method. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 22: 1335-1339.

Choi, O. andHu, Z., 2008. Size Dependent and Reactive Oxygen Species Related Nanosilver Toxicity to Nitrifying Bacteria. Environmental Science & Technology. 42(12): 4583-4588.

Fievet, F., Ammar-Merah, S., Brayner, R. et al., 2018. The polyol process: a unique method for easy access to metal nanoparticles with tailored sizes, shapes and compositions. Chemical Society Reviews. 47: 5187-5233.

Khodashenas, B. andGhorbani, H. R.,2019. Synthesis of silver nanoparticles with differentshapes. Arabian Journal of Chemistry. 12(8):1823-1838.

Kim, D., Jeong, S. and Moon, J., 2006. Synthesis of silver nanoparticles using the polyol process and the influence of precursor injection. Nanotechnology. 17: 4019-4024.

Helmlinger, J., Sengstock, C., Groß-Heitfeld C. et al., 2016. Silver nanoparticles with different size and shape: equal cytotoxicity, but different antibacterial effects. Advances. 6: 18490-18501.

Li, W.R., Xie, X. B., Shi, Q. S., Zeng H. Y.,, OU-Yang Y. S. and Chen, Y. B., 2009. Antibacterial activity and mechanism of silver nanoparticles on Escherichia coli, Appl Microbiol Biotechnol. 85: 1115-1122.

Mai Ngọc Tuấn Anh, Nguyễn Thị Kim Anh, Trần Thị Lệ Khanh, Hoàng Thùy Dương và Nguyễn Thị Phương Phong, 2016. Tổng hợp và khảo sát tính chất của hạt nano hợp kim vàng–bạc. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ. 19: 144-152.

Mai Ngọc Tuấn Anh, Trần Thị Lệ Khanh và Nguyễn Thị Phương Phong, 2017. Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu nano bạc dạng phiến được chế tạo bằng phương pháp khử trực tiếp. Tạp chí Hóa học. 55(3e12): 70 -74.

Meléndrez, M.F., Medina, C., Solis-Pomar, F., Flores, P., Paulraj, M. and Pérez-Tijerina, E., 2015. Quality and high yield synthesis of Ag nanowires by microwave-assisted hydrothermal method. Nanoscale Research Letters. 10: 48-57.

Pal, S., Tak, Y. K. and Song, J. M., 2007. Does the Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles Depend on the Shape of the Nanoparticle? A Study of the Gram-Negative Bacterium Escherichia coli, Applied and Environmental Microbiology. 73(6): 1712-1720.

Qing, Y., Cheng, L., Li R. et al., 2018, Potential antibacterial mechanism of silver nanoparticles and the optimization of orthopedic implants by advanced modification technologies, International journal of nanomedicine. 13: 3311-3327.

Raza, M.A., Kanwal, Z., Rauf, A., Sabri, A.N., Riaz, S. and Naseem, S., 2016. Size- and Shape-Dependent Antibacterial Studies of Silver Nanoparticles Synthesized by Wet Chemical Routes, Nanomaterials. 6(4): 74-89.

Zhao, T., Sun, R., Yua, S. et al., 2010. Size-controlled preparation of silver nanoparticles by a modified polyol method, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 366: 197– 202.