Artigo de método

Preparação de nanopartículas de óxido de zinco e avaliação de seus efeitos antibacterianos

3.5K vistas

⸱

DOI:

10.3791/66725

⸱

27 de setembro de 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Integrative Engineering, Chung-Ang University, 2Feynman Institute of Technology, Nanomedicine Corporation, 3Department of Chemical Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, 4Department of Chemical Engineering, Kumoh National Institute of Technology

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Neste estudo, nanopartículas de óxido de zinco foram sintetizadas usando um método de precipitação. O efeito antibacteriano das partículas sintetizadas foi testado contra cepas bacterianas multirresistentes de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Pseudomonas aeruginosa .

Resumo

As infecções bacterianas nosocomiais tornaram-se cada vez mais desafiadoras devido à sua resistência inerente aos antibióticos. O surgimento de cepas bacterianas multirresistentes em hospitais tem sido atribuído ao uso extensivo e variado de antibióticos, exacerbando ainda mais o problema da resistência aos antibióticos. Os nanomateriais metálicos têm sido amplamente estudados como uma solução alternativa para erradicar células bacterianas resistentes a antibióticos. As nanopartículas metálicas atacam as células bacterianas por meio de vários mecanismos, como a liberação de íons antibacterianos, geração de espécies reativas de oxigênio ou interrupção física, contra as quais as bactérias não podem desenvolver resistência. Entre as nanopartículas metálicas antimicrobianas ativamente pesquisadas, as nanopartículas de óxido de zinco, aprovadas pela FDA, são conhecidas por sua biocompatibilidade e propriedades antibacterianas. Neste estudo, nos concentramos no desenvolvimento bem-sucedido de um método de precipitação para sintetizar nanopartículas de óxido de zinco, analisando as propriedades dessas nanopartículas e realizando testes antimicrobianos. As nanopartículas de óxido de zinco foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET), espalhamento dinâmico de luz (DLS), espectroscopia ultravioleta/visível e difração de raios-X (DRX). Os testes antibacterianos foram realizados usando o teste de microdiluição em caldo com as cepas multirresistentes de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Pseudomonas aeruginosa. Este estudo demonstrou o potencial das nanopartículas de óxido de zinco na inibição da proliferação de bactérias resistentes a antibióticos.

Introdução

As infecções bacterianas multirresistentes (MDR) representam uma ameaça global significativa à saúde humana1. Como essas infecções podem ser fatais em pacientes com condições subjacentes, pesquisas ativas estão tentando resolver esse problema2. As bactérias evoluíram para escapar da ação de vários medicamentos. A penicilina, amplamente conhecida e creditada por salvar milhões de vidas em todo o mundo, é um antibiótico β-lactâmico que inibe a síntese da parede celular bacteriana3. No entanto, as bactérias evoluíram para neutralizar a eficácia dos medicamentos por meio de vários mecanismos, como bombas de efluxo, alterações da transpeptidase ou diminuição da permeabilidade4. Além disso, as células bacterianas podem transmitir esses genes de resistência para a próxima geração, aumentando as taxas de sobrevivência da geração subsequente e fortalecendo o problema das cepas resistentes5.

O aumento de bactérias resistentes a antibióticos levou ao surgimento de bactérias MDR, que comumente exibem resistência a vários antibióticos. As cepas MDR são mais frequentemente encontradas em ambientes hospitalares, onde várias cepas bacterianas são expostas e, consequentemente, desenvolvem resistência a diferentes antibióticos6. O Staphylococcus aureus, particularmente o S. aureus resistente à meticilina (MRSA), é uma bactéria comensal gram-positiva que forma aglomerados na pele de aproximadamente 30% dos seres humanos 7,8. O MRSA, que foi identificado pela primeira vez na década de 1960, apresenta sensibilidade reduzida aos antibióticos β-lactâmicos, resultando em um aumento acentuado nas taxas de infecção desde a década de 19909. Dentre as bactérias gram-negativas, a Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) é uma das cepas mais prevalentes adquiridas em hospitais. Esta espécie, uma bactéria facultativa em forma de bastonete, causa infecções oportunistas em humanos10. Particularmente, as cepas MDR que afetam diretamente a saúde humana são responsáveis por mais de 50% das infecções associadas aos cuidados de saúde11. Neste estudo, utilizamos as cepas multirresistentes mais comumente encontradas em hospitais, MRSA e P. aeruginosa.

O uso de nanopartículas (NPs) para fins antimicrobianos tem sido extensivamente investigado para enfrentar a questão da resistência a antibióticos. As NPs metálicas, em particular, induzem a morte celular bacteriana por meio de vários mecanismos, oferecendo uma solução potencial para o problema da resistência aos medicamentos. As NPs metálicas exercem atividade antimicrobiana por meio de múltiplos mecanismos, incluindo a liberação de íons antimicrobianos, geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) e ruptura física das células, entre outros meios12. NPs compostas por prata, cobre, óxido de zinco (ZnO) e óxido de titânio possuem alta eficácia antimicrobiana e, portanto, estão sendo pesquisadas ativamente13.

Os NPs de ZnO foram aprovados pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA para uso em humanos. Por outro lado, apesar de sua alta eficácia antimicrobiana, o uso de NPs de prata e cobre em humanos é limitado por sua alta citotoxicidade. No entanto, os NPs de ZnO são comumente encontrados na vida cotidiana e estão presentes até mesmo em formulações de protetores solares amplamente utilizados14. É importante notar que os íons Zn2+ liberados dos NPs de ZnO são altamente eficazes no tratamento bacteriano, induzindo a morte celular bacteriana por meio da geração de ROS e outros mecanismos de dano físico15.

Este estudo descreve o protocolo para sintetizar nanopartículas de ZnO (NPs) usando um método de precipitação e introduz uma abordagem de teste antimicrobiano usando um método de diluição em microcaldo com amostras clínicas de MRSA e P. aeruginosa. O método de precipitação para NPs de ZnO envolve a síntese de NPs de ZnO sólidos insolúveis, ajustando o pH e a temperatura usando precursores solúveis, como acetato de zinco ou nitrato de zinco16. Juntamente com uma produção relativamente fácil e rápida, esse método garante a repetibilidade na síntese e facilita o controle sobre o tamanho e a morfologia das partículas17. Neste protocolo de síntese, o hidróxido de sódio (NaOH), um dos agentes de precipitação mais comumente usados, foi utilizado para precipitar o acetato de zinco, e uma pequena quantidade de brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) foi empregada para inibir a síntese descontrolada das nanopartículas18. Dentre os vários testes antimicrobianos, a atividade antibacteriana das nanopartículas de ZnO foi avaliada pelo método de diluição em microcaldo, que evita a interferência óptica das nanopartículas de óxido metálico e permite a medição direta da colônia para determinação da CIM19.

Protocolo

Os reagentes e equipamentos utilizados neste estudo estão listados na Tabela de Materiais.

1. Preparação de nanopartículas de óxido de zinco

  1. Meça 200 mL de álcool etílico absoluto e despeje em um frasco de vidro com fundo redondo.
  2. Colocar o balão de fundo redondo sobre um manto de aquecimento e manter a agitação a 25-40 °C.
  3. Meça 500 mg de CTAB em um frasco de 50 mL e adicione-o ao álcool etílico no balão. Mexa até que o CTAB esteja completamente dissolvido.
  4. Adicione 1,4 g de acetato de zinco à solução e mexa até que esteja completamente dissolvido.
  5. Aumentar a temperatura da solução regulando a temperatura da manta de aquecimento para 70 °C.
  6. Adicione 25 mL de solução de NaOH 0,5 M à mistura e deixe reagir por 1 h até que a solução límpida fique branca.
  7. Alíquota da solução para tubos cônicos de 50 mL, centrifugue a 15000 × g por 15 min à temperatura ambiente e descarte o sobrenadante.
  8. Adicione 10 mL de água destilada a um dos tubos cônicos e ressuspenda as nanopartículas sonicando a solução. Transfira a solução suspensa para um tubo cônico diferente contendo o pellet de ZnO e repita até que todas as soluções de ZnO sejam coletadas em um tubo cônico.
  9. Lave as nanopartículas por centrifugação a 15000 × g por 15 min (temperatura ambiente), remova o sobrenadante e ressuspenda em água destilada. Verificar o pH da solução sobrenadante com papel de ensaio de pH e repetir até que o pH da solução se torne neutro.
    NOTA: Quando o pH da solução sobrenadante se tornar neutro (pH = 7), descarte a solução sobrenadante e não ressuspenda com água destilada.
  10. Seque a pálete de amostras a vácuo a 60 °C durante 24 h e obtenha o pó de ZnO NP.

2. Testes antibacterianos usando MRSA e P. aeruginosa

  1. Cultura bacteriana
    NOTA: As cepas bacterianas MDR clínicas foram obtidas no Hospital Universitário Chung-Ang, Seul, Coréia do Sul.
    1. Retire do congelador as estirpes bacterianas MRSA e P. aeruginosa estocadas em Caldo de Soja Tríptico (TSB).
    2. Depois de descongelar as soluções bacterianas, coloque a solução em uma placa de ágar soja tríptica (TSA) usando uma alça de inoculação descartável. Coloque as placas de ágar-ágar listrado na incubadora e incube por 24 h.
      NOTA: Uma única colônia retirada da placa TSA foi adicionada a 10 mL de meio TSB em um tubo cônico de 50 mL usando uma alça de inoculação bacteriana. As bactérias foram cultivadas por 24 h. As bactérias foram cultivadas em condições de cultivo aeróbio a 37 °C.
    3. Para medir a concentração da solução bacteriana, diluir a solução cultivada usando diluição seriada de 10 vezes para 10-6 usando água destilada. Em seguida, coloque 50 μL da solução diluída em placas TSA e espalhe a solução usando um espalhador em forma de L.
    4. Incube as placas na incubadora por 24 h.
      NOTA: As colônias foram contadas opticamente e a concentração da solução cultivada foi calculada multiplicando os fatores de diluição pelo número de colônias contadas.
  2. Amostragem bacteriana
    1. Para testar uma ampla gama de concentrações de ZnO, prepare uma solução de NPs de ZnO de 2 mg/mL usando a solução salina tamponada com fosfato (DPBS) de Dulbecco e realize uma diluição serial de 2 vezes para fazer diferentes concentrações.
      NOTA: 1000 μg/mL, 500 μg/mL, 250 μg/mL, 125 μg/mL e 62,5 μg/mL foram testados.
    2. Adicione 100 μL para cada uma das concentrações testadas de NPs de ZnO em uma placa de 96 poços.
      NOTA: Use o dobro (2x) da concentração final desejada de NPs de ZnO, pois cada amostra no poço será diluída com a adição de 100 μL de cultura de bactérias. Use uma solução antibiótica-antimicótica (A/A) a 2% como controle positivo e DPBS como controle negativo. A/A é um complexo antibiótico de penicilina e estreptomicina, que é eficaz contra bactérias gram-positivas e gram-negativas, respectivamente.
    3. Diluir a cultura bacteriana a 1 × 106 UFC/ml utilizando o meio TSB e adicionar 100 μL a cada alvéolo contendo diferentes concentrações de NPs de ZnO.
      NOTA: As concentrações iniciais de MRSA e solução de cultura de P. aeruginosa foram de 3 x 109 UFC/mL. A concentração de cultura de bactérias 1 x 106 UFC/mL foi feita por diluição de 1/20 e 1/150 da solução de cultura. Após a mistura com 100 μL de NPs de ZnO, a concentração final de bactérias será de 5 × 105 UFC/mL.
    4. Coloque a placa de 96 poços em uma incubadora a 37 °C e incube por 24 h.
  3. Espalhamento bacteriano
    1. Pipetar 100 μL de cada alvéolo e preparar várias diluições seriadas de 10 vezes até 10-6.
      NOTA: Adicione 100 μL de NPs de ZnO contendo solução bacteriana em 900 μL de água destilada esterilizada e repita 6 vezes.
    2. Pipetar 50 μL de quatro soluções diluídas e adicionar às placas de mídia TSA. Use um espalhador de células em forma de L para espalhar a suspensão bacteriana na placa de ágar.
      NOTA: Use as diluições 100, 10-2, 10-4 e 10-6 . Realize todos os experimentos em triplicado. Espalhe até que toda a solução bacteriana seja absorvida na placa de ágar.
    3. Colocar as placas de ágar-ágar numa incubadora a 37 °C e incubar durante 24 h.
  4. Contagem de UFC bacteriana
    1. Selecione um fator de diluição que seja contável para cada grupo. Marque todas as colónias na placa de diluição contável e recalcule de modo a que a concentração se torne # de UFC/ml.
      NOTA: O fator de diluição contável indica placas que têm 20-100 UFC em uma placa individual. Resultados da concentração inicialmente contada # de UFC contado/50 μL. Usando a placa de espalhamento com a solução bacteriana não diluída, determine a concentração bactericida mínima potencial.
    2. Use os dados obtidos para representar a porcentagem de bactérias vivas em relação àquelas no controle negativo.
      NOTA: Porcentagem de bactérias vivas (%) =figure-protocol-1

Resultados

A síntese bem-sucedida de NPs de ZnO foi confirmada usando microscopia eletrônica de transmissão (MET), conforme mostrado na Figura 1A. As NPs de ZnO obtidas foram observadas de forma redonda, com tamanho médio de partícula de 35,35 nm e desvio padrão de 6,81 nm. A precipitação dessas nanopartículas foi observada através de uma reação de duplo deslocamento pela adição de solução de NaOH ao acetato de zinco, onde os íons Zn2+ sofreram hidrólise.

Usando espalhamento dinâmico de luz (DLS), o tamanho médio e o potencial zeta das nanopartículas sintetizadas foram determinados em 130,4 nm e 28,92 mV, respectivamente, conforme mostrado na Figura 1B. A discrepância no tamanho das NPs de ZnO medidas usando DLS em comparação com a obtida a partir da imagem TEM foi atribuída à agregação de nanopartículas nuas. O potencial zeta positivo confirmou indiretamente a aquisição de NPs de ZnO, que podem interagir eletrostaticamente com as superfícies celulares bacterianas, potencialmente causando danos físicos. A magnitude do potencial zeta indica a estabilidade potencial de um sistema coloidal. Quando todas as partículas em uma suspensão têm grandes potenciais zeta positivos ou negativos, há uma tendência de se repelirem, impedindo a agregação. Partículas com potenciais zeta maiores que +30 mV ou menores que -30 mV são geralmente consideradas estáveis. As NPs de ZnO sintetizadas exibiram um potencial zeta de +28,92 mV, indicando relativa estabilidade em água20.

Os espectros de absorção de NPs de ZnO foram examinados usando um leitor de microplacas, revelando um pico de absorção específico para ZnO a 360 nm (Figura 1C). O acetato de zinco precursor não tem um pico único, enquanto os NPs de ZnO são conhecidos por terem um pico único em 360-370 nm. A síntese foi confirmada pela presença do pico único de 360 nm nas NPs de ZnO sintetizadas21. Essas características específicas de absorção de UV confirmaram a síntese direta de NPs de ZnO. Além disso, a análise de difração de raios-X (XRD) (Figura 1D) revelou picos cristalinos distintos que são característicos do ZnO. Quando comparada com a estrutura wurtzita representativa das NPs de ZnO (JCPDS No. 36-1415), observou-se que todos os planos (1, 0, 0), (0, 0, 2), (1, 0, 1), (1, 0, 2), (1, 1, 0), (1, 0, 3), (2, 0, 0), (1, 1, 2) e (2, 0, 1) estavam alinhados22.

A eficácia antimicrobiana das NPs de ZnO sintetizadas foi avaliada usando um teste de diluição em microcaldo contra amostras clínicas de P. aeruginosa e MRSA obtidas do Hospital Universitário Chung-Ang em Seul, Coréia do Sul. Imagens de culturas bacterianas foram capturadas para análise. Para avaliar visualmente a eficácia antimicrobiana das nanopartículas usando o mesmo fator de diluição, foram utilizadas placas espalhadas com solução bacteriana não diluída (Figura 2A,B). Placas espalhadas com a solução original foram empregadas para determinar a concentração bactericida mínima potencial. Como as colônias bacterianas foram observadas mesmo na concentração mais alta para ambas as cepas, um efeito bactericida completo não foi alcançado. As concentrações bacterianas em cada grupo foram calculadas usando fatores de diluição contáveis. Ao comparar as taxas de sobrevivência de cada grupo de tratamento com o grupo controle negativo, os efeitos antimicrobianos das NPs de ZnO foram evidentes nas cepas de P. aeruginosa e MRSA. Considerando a faixa de citotoxicidade pesquisada das NPs de ZnO, diferentes concentrações de ZnO foram testadas, desde a maior concentração conhecida por induzir toxicidade, que é de 1000 μg/mL, até a faixa não tóxica de 62,5 μg/mL, por meio de diluição seriada23,24. No caso de P. aeruginosa, a atividade antimicrobiana das NPs de ZnO foi aumentada de maneira dependente da concentração (Figura 2A). No entanto, uma diminuição visível no número de colônias bacterianas de P. aeruginosa da cultura bacteriana inicial não diluída (100) não foi evidente.

Por outro lado, as NPs de ZnO exibiram alta atividade antimicrobiana contra a bactéria gram-positiva MRSA, com uma diminuição notável nas unidades formadoras de colônias bacterianas (UFC), conforme confirmado pela comparação de imagens de culturas bacterianas diluídas com as da cultura bacteriana não diluída inicial (100). Este resultado confirmou que as NPs de ZnO sintetizadas exibiram atividade antimicrobiana contra ambas as cepas bacterianas, particularmente mostrando maior eficácia contra acepa MRSA.

figure-results-1
Figura 1: Caracterização de nanopartículas de óxido de zinco. (A) Imagens de microscopia eletrônica de transmissão de NPs de ZnO sob diferentes ampliações. (B) Tamanho (esquerda) e distribuição de potencial zeta (direita) por análise DLS. (C) Espectro de absorbância de NPs de ZnO usando um leitor de microplacas. (D) Análise de XRD de NPs de ZnO e seus picos cristalinos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

figure-results-2
Figura 2: Propriedades antibacterianas de NPs de ZnO testadas em cepas bacterianas 5 x 105 UFC/mL. (A) Teste antibacteriano contra a cepa P. aeruginosa . (B) Teste antibacteriano contra a cepa MRSA . N = controle negativo (DPBS), P = controle positivo (A/A). Os asteriscos denotam a diferença estatisticamente significativa em comparação com os controles, ****p ≤ 0,0001. Os dados apresentados como DP médio ± de três experimentos independentes realizados em triplicatas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussão

A síntese de NPs de ZnO via precipitação é relativamente simples e direta. Para sintetizar com sucesso NPs de ZnO usando este método, a agitação é crucial para garantir que o precursor (acetato de zinco) seja totalmente dissolvido no solvente. Além disso, aumentar a temperatura ajuda a induzir uma reação de duplo deslocamento bem-sucedida. Na síntese de NPs de ZnO, existem muitos fatores que determinam o tamanho e a forma, incluindo o agente de precipitação, a concentração do agente de precipitação e o surfactante. O uso de agentes de precipitação diferentes do NaOH pode alterar a forma da partícula. Conforme relatado por Gharpure et al.25, quando o hidróxido de amônio (NH4OH) foi usado para precipitar acetato de zinco com diferentes surfactantes, as partículas foram sintetizadas principalmente em formas de cone e triângulo. Mesmo quando sintetizado usando hidróxido de potássio (KOH), era difícil ver partículas esféricas26. Essa observação confirmou que a precipitação com NaOH facilitou a síntese de nanopartículas de ZnO com formas arredondadas.

Neste estudo, sintetizamos NPs de ZnO usando uma pequena quantidade de surfactante e NaOH devido à sua potencial aplicação em aplicações biomédicas e ao desenvolvimento de um método de síntese rápida. Como resultado, embora a síntese de partículas em nanoescala redonda fosse possível, a síntese de partículas esféricas homogêneas foi limitada sem modificações adicionais27. Sabe-se que os NPs de ZnO se dispersam bem em solventes apolares ou solventes polares e apolares mistos, levando a problemas limitados de estabilidade e agregação na água28,29. Como as NPs de ZnO estavam dispersas em DPBS, foram observados fenômenos de agregação, o que ficou evidente pela diferença de tamanho entre as imagens de MET e as medidas de DLS. Espera-se que a introdução de agentes de capeamento e agentes de acoplamento, como o 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES), aumente a dispersão em água, embora nenhuma modificação tenha sido realizada neste estudo para avaliar as propriedades antimicrobianas intrínsecas das NPs de ZnO30.

O método de síntese de NPs de ZnO apresentado neste estudo difere das técnicas assistidas por micro-ondas ou solvotérmicas, pois não requer alta pressão ou calor e não envolve nenhum ligante além de uma pequena quantidade de surfactante31,32. Com um tempo de reação de síntese de apenas 2 h, é facilmente acessível a qualquer pessoa. Do ponto de vista da aplicação biomédica, este estudo avaliou as propriedades antibacterianas das NPs de ZnO usando amostras clínicas MDR obtidas da Universidade de Chung-Ang, permitindo a determinação da concentração necessária de ZnO para erradicar bactérias em ambientes do mundo real. Em comparação com o estudo de Khan et al., onde a maioria das bactérias foi erradicada na faixa de concentração de 60 μg/mL contra P. aeruginosa, verificou-se que as cepas clínicas MDR utilizadas neste estudo apresentaram maiores taxas de sobrevida33.

A eficácia antimicrobiana das NPs de ZnO sintetizadas foi avaliada contra cepas de P. aeruginosa e MRSA. Dado o curto tempo de duplicação das bactérias durante o experimento, primeiro colocar a solução de nanopartículas em uma placa de 96 poços e, em seguida, adicionar a solução bacteriana prontamente é crucial. Além disso, o emprego de várias diluições para cultura é crucial para determinar com precisão a atividade antimicrobiana das nanopartículas. A mistura completa da solução bacteriana durante a geração das diluições seriais de 10 vezes também é crucial; portanto, pipetagem e vórtice cuidadosos são necessários. No entanto, deve-se notar que este procedimento experimental é demorado. Assim, uma avaliação preliminar usando medições de absorbância a 600 nm pode fornecer uma estimativa aproximada da atividade antimicrobiana antes da cultura.

As NPs de ZnO sintetizadas exibiram maior atividade antimicrobiana contra a cepa MRSA, provavelmente devido a diferenças na estrutura bacteriana. Bactérias Gram-negativas, como P. aeruginosa, diferem do MRSA em sua estrutura de membrana celular, especificamente na formação de uma membrana dupla contendo lipopolissacarídeos, em oposição a uma membrana espessa de peptidoglicano de camada única de MRSA. Essa estrutura de membrana dupla potencialmente dificulta a penetração dos íons antimicrobianos Zn2+ , aumentando a taxa de sobrevivência de P. aeruginosa. Os NPs de ZnO são utilizados por suas propriedades antimicrobianas e também são usados ativamente em protetores solares e regeneração da pele. Assim, espera-se que diversos estudos utilizando NPs de ZnO continuem no futuro.

As NPs de ZnO podem ser aplicadas em vários campos, por meio de modificação de superfície e várias conjugações de materiais. O ZnO tem aplicações potenciais na administração de medicamentos, revestimentos antibacterianos, terapia do câncer e cicatrização de feridas, entre outros34. As NPs de ZnO podem ser aplicadas na administração de medicamentos conjugando moléculas direcionadas, como anticorpos, permitindo a entrega direcionada a células ou tecidos específicos35. Além disso, por meio da geração de espécies reativas de oxigênio, os NPs de ZnO podem atingir não apenas as células bacterianas, mas também as células cancerígenas. Além disso, a liberação de íons Zn2+ das nanopartículas de ZnO e a geração de peróxido de hidrogênio (H2O2) devido às espécies reativas de oxigênio podem promover processos de cicatrização no local da ferida36. Prevê-se que esses potenciais levem a inúmeras pesquisas explorando o uso de NPs de ZnO em diferentes campos.

Divulgações

O Dr. Jonghoon Choi é o CEO/Fundador, e o Dr. Yonghyun Choi é o CTO do Instituto de Tecnologia Feynman da Nanomedicine Corporation.

Agradecimentos

Esta pesquisa foi apoiada pela Bolsa de Pesquisa de Pós-Graduação da Universidade Chung-Ang em 2022 (Sra. Gahyun Lee). Este trabalho também foi apoiado pela subvenção da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF) financiada pelo governo coreano (MSIT) (nº 2020R1A5A1018052) e pelo Programa de Desenvolvimento de Tecnologia (RS202300261938) financiado pelo Ministério de PMEs e Startups (MSS, Coreia).

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
DLSZetasizer Pro
Álcool etílico, absolutoDAEJUNG4023-2304
Leitor de microplacas BioTeck
Sigma-Aldrich221465
TEMJEOL JEM-F200
TSADB difco236950
TSBDB difco211825
XRDNOVO D8-Advance
Acetato de zincoSigma-Aldrich383317
Hidróxido de Sódio

Referências

  1. Catalano, A., et al. Multidrug resistance (MDR): A widespread phenomenon in pharmacological therapies. Molecules. 27 (3), 616(2022).
  2. Bazaid, A. S., et al. Bacterial infections among patients with chronic diseases at a tertiary care hospital in Saudi Arabia. Microorganisms. 10 (10), 1907(2022).
  3. Miller, E. L. The penicillins: A review and update. J Midwifery Women's Health. 47 (6), 426-434 (2002).
  4. Martínez-Trejo, A., et al. Evasion of antimicrobial activity in acinetobacter baumannii by target site modifications: An effective resistance mechanism. Int J Mol Sci. 23 (12), 6582(2022).
  5. Jiang, J. -H., et al. Antibiotic resistance and host immune evasion in staphylococcus aureus mediated by a metabolic adaptation. Proc Natl Acad Sci U S A. 116 (9), 3722-3727 (2019).
  6. Lee, H. N., et al. A lateral flow assay for nucleic acid detection based on rolling circle amplification using capture ligand-modified oligonucleotides. BioChip J. 16 (4), 441-450 (2022).
  7. Craft, K. M., Nguyen, J. M., Berg, L. J., Townsend, S. D. Methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA): Antibiotic-resistance and the biofilm phenotype. Med Chem Comm. 10 (8), 1231-1241 (2019).
  8. Tieu, M. -V., Pham, D. T., Le, H. T. N., Hoang, T. X., Cho, S. Rapid and ultrasensitive detection of Staphylococcus aureus using a gold-interdigitated single-wave-shaped electrode (AU-ISWE) electrochemical biosensor. BioChip J. 17, 1-10 (2023).
  9. Turner, N. A., et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: An overview of basic and clinical research. Nat Rev Microbiol. 17 (4), 203-218 (2019).
  10. Tuon, F. F., Dantas, L. R., Suss, P. H., Tasca Ribeiro, V. S. Pathogenesis of the Pseudomonas aeruginosa biofilm: A review. Pathogens. 11 (3), 300(2022).
  11. Sarabhai, S., Sharma, P., Capalash, N. Ellagic acid derivatives from terminalia chebula retz. Downregulate the expression of quorum sensing genes to attenuate pseudomonas aeruginosa pao1 virulence. PLoS One. 8 (1), e53441(2013).
  12. Dizaj, S. M., Lotfipour, F., Barzegar-Jalali, M., Zarrintan, M. H., Adibkia, K. Antimicrobial activity of the metals and metal oxide nanoparticles. Mat Sci Eng: C. 44, 278-284 (2014).
  13. Ribeiro, A. I., Dias, A. M., Zille, A. Synergistic effects between metal nanoparticles and commercial antimicrobial agents: A review. ACS App Nano Mater. 5 (3), 3030-3064 (2022).
  14. Newman, M. D., Stotland, M., Ellis, J. I. The safety of nanosized particles in titanium dioxide-and zinc oxide-based sunscreens. J Am Acad Dermatol. 61 (4), 685-692 (2009).
  15. Sivakumar, P., Lee, M., Kim, Y. -S., Shim, M. S. Photo-triggered antibacterial and anticancer activities of zinc oxide nanoparticles. J Mater Chem B. 6 (30), 4852-4871 (2018).
  16. Kołodziejczak-Radzimska, A., Jesionowski, T. Zinc oxide-from synthesis to application: A review. Materials. 7 (4), 2833-2881 (2014).
  17. Raoufi, D. Synthesis and microstructural properties of ZnO nanoparticles prepared by precipitation method. Renew Energy. 50, 932-937 (2013).
  18. Wang, Y. -X., Sun, J., Fan, X., Yu, X. A CTAB-assisted hydrothermal and solvothermal synthesis of ZnO nanopowders. Ceram Int. 37 (8), 3431-3436 (2011).
  19. Balouiri, M., Sadiki, M., Ibnsouda, S. K. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. J Pharm Anal. 6 (2), 71-79 (2016).
  20. Clogston, J. D., Patri, A. K. Zeta potential measurement. Characterization of nanoparticles intended for drug delivery. Methods Mol Biol. McNeil, S. , 63-70 (2011).
  21. Abdelbaky, A. S., Mohamed, A. M., Sharaky, M., Mohamed, N. A., Diab, Y. M. Green approach for the synthesis of ZnO nanoparticles using Cymbopogon citratus aqueous leaf extract: Characterization and evaluation of their biological activities. Chem Biol Technol Agric. 10 (1), 63(2023).
  22. Ankamwar, B. G., Kamble, V. B., Annsi, J. I., Sarma, L. S., Mahajan, C. M. Solar photocatalytic degradation of methylene blue by ZnO nanoparticles. J Nanosci Nanotechnol. 17 (2), 1185-1192 (2017).
  23. Babayevska, N., et al. Zno size and shape effect on antibacterial activity and cytotoxicity profile. Scientific Rep. 12 (1), 8148(2022).
  24. Hamidian, K., Sarani, M., Behjati, S., Mahjoub, M., Zafarnia, N. Cytotoxic performance of synthesized mn-doped ZnO nanorods in mcf-7 cells. ChemistrySelect. 8 (19), e202300292(2023).
  25. Gharpure, S., et al. Non-antibacterial and antibacterial ZnO nanoparticles composed of different surfactants. J Nanosci Nanotechnol. 21 (12), 5945-5959 (2021).
  26. Dhoke, S. K. Synthesis of nano-ZnO by chemical method and its characterization. Results Chem. 5, 100771(2023).
  27. Choi, K. -C., et al. Modifying hydrogen bonding interaction in solvent and dispersion of ZnO nanoparticles: Impact on the photovoltaic performance of inverted organic solar cells. RSC Adv. 4 (14), 7160-7166 (2014).
  28. Lee, W., et al. High colloidal stability ZnO nanoparticles independent on solvent polarity and their application in polymer solar cells. Scientific Rep. 10 (1), 18055(2020).
  29. Cozzoli, P. D., Kornowski, A., Weller, H. Colloidal synthesis of organic-capped ZnO nanocrystals via a sequential reduction-oxidation reaction. J Phy Chem B. 109 (7), 2638-2644 (2005).
  30. Roh, S., Jang, Y., Yoo, J., Seong, H. Surface modification strategies for biomedical applications: Enhancing cell-biomaterial interfaces and biochip performances. BioChip J. 17, 1-18 (2023).
  31. Chen, D., Jiao, X., Cheng, G. Hydrothermal synthesis of zinc oxide powders with different morphologies. Solid State Commun. 113 (6), 363-366 (1999).
  32. Hu, X. -L., Zhu, Y. -J., Wang, S. -W. Sonochemical and microwave-assisted synthesis of linked single-crystalline ZnO rods. Mater Chem Phys. 88 (2-3), 421-426 (2004).
  33. Ahamad Khan, M., et al. Phytogenically synthesized zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) potentially inhibit the bacterial pathogens: In vitro studies. Toxics. 11 (5), 452(2023).
  34. Xie, J., et al. Recent advances in ZnO nanomaterial-mediated biological applications and action mechanisms. Nanomaterials. 13 (9), 1500(2023).
  35. Chawla, U., et al. A review on ZnO-based targeted drug delivery system. Lett Drug Des Discov. 21 (3), 397-420 (2024).
  36. Alavi, M., Nokhodchi, A. An overview on antimicrobial and wound healing properties of ZnO nanobiofilms, hydrogels, and bionanocomposites based on cellulose, chitosan, and alginate polymers. Carbohydr Polym. 227, 115349(2020).

Reimpressões e permissões

Etiquetas

S ntese de Nanopart culasM todo de Precipita oMicroscopia Eletr nica de Transmiss oEspalhamento Din mico de LuzDifra o de Raios XTeste de Microdilui o em CaldoBact rias MultirresistentesUnidades Formadoras de Col nias
Preparação de nanopartículas de óxido de zinco e avaliação de seus efeitos antibacterianos
Entre em contato
Recomendar à biblioteca

Privacidade

Termos de uso

Políticas

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados.