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Biology

आवश्यक तेलों के नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन का उपयोग करने वाला एक रोगाणुरोधी कपड़ा

Published: April 7, 2023 doi: 10.3791/65187
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1School of Engineering Technology and Applied Sciences (SETAS), Centennial College

Summary

रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट रोगज़नक़ संचय और आकस्मिक जैव-स्पिल के क्रॉस-संदूषण को रोकते हैं। यहां, हम लैब कोट के विशिष्ट उपयोग के लिए प्रभावकारिता और उपयुक्तता का सटीक मूल्यांकन करने के लिए नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन और संशोधित मानक परीक्षणों का उपयोग करके त्वचा के अनुकूल रोगाणुरोधी कपड़े विकसित करने के प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं।

Abstract

लैब कोट का व्यापक रूप से बायोहेजार्ड प्रयोगशालाओं और स्वास्थ्य सुविधाओं में सुरक्षात्मक कपड़ों के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि रोगजनकों, फैलाव और जलने के प्रत्यक्ष संपर्क को रोका जा सके। ये कपास-आधारित सुरक्षात्मक कोट अपनी छिद्रपूर्ण प्रकृति, नमी-धारण क्षमता और उपयोगकर्ता के शरीर से गर्मी के प्रतिधारण के कारण माइक्रोबियल विकास और लगाव स्थलों के लिए आदर्श स्थिति प्रदान करते हैं। कई अध्ययनों ने अस्पताल के कपड़ों और लैब कोट पर रोगजनक बैक्टीरिया के अस्तित्व का प्रदर्शन किया है, जो माइक्रोबियल ट्रांसमिशन के वैक्टर के रूप में कार्य करते हैं।

इन समस्याओं को ठीक करने के लिए एक सामान्य दृष्टिकोण कपड़ा परिष्करण में रोगाणुरोधी एजेंटों का आवेदन है, लेकिन कई सिंथेटिक रसायनों की विषाक्तता और पर्यावरणीय प्रभावों के कारण चिंताएं उठाई गई हैं। चल रही महामारी ने प्रभावी रोगाणुरोधी और पर्यावरण के अनुकूल और विषाक्त मुक्त फॉर्मूलेशन की जांच के लिए एक खिड़की भी खोल दी है। यह अध्ययन चिटोसन नैनोकणों में समझाया गया दो प्राकृतिक बायोएक्टिव यौगिकों, कार्वाक्रोल और थाइमोल का उपयोग करता है, जो 4-लॉग कमी (99.99%) के साथ चार मानव रोगजनकों के खिलाफ प्रभावी सुरक्षा की गारंटी देता है। इन रोगजनकों को अक्सर बायोहेजार्ड प्रयोगशालाओं में उपयोग किए जाने वाले लैब कोट में पाया जाता है।

उपचारित कपड़ों ने 90% माइक्रोबियल कमी के साथ 10 धोने के चक्रों का भी विरोध किया, जो इच्छित उपयोग के लिए पर्याप्त है। हमने लैब कोट उपयोग के विशिष्ट परिदृश्यों का बेहतर प्रतिनिधित्व करने के लिए मौजूदा मानक कपड़े परीक्षणों में संशोधन किए। ये शोधन रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट की प्रभावशीलता के अधिक सटीक मूल्यांकन और किसी भी आकस्मिक माइक्रोबियल स्पिल के भाग्य के अनुकरण के लिए अनुमति देते हैं जिन्हें थोड़े समय के भीतर बेअसर किया जाना चाहिए। नियमित सुरक्षात्मक कोट की तुलना में रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट पर समय के साथ रोगजनकों के संचय की जांच करने के लिए आगे के अध्ययन की सिफारिश की जाती है।

Introduction

सुरक्षात्मक सफेद कोट सूक्ष्म जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं और स्वास्थ्य सुविधाओं में एक अनिवार्य व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) आइटम है, और यह रोगजनकों, फैलाव और जलने के प्रत्यक्ष संपर्क से बचाता है। ये सूती कोट कई कारकों के कारण माइक्रोबियल विकास को बढ़ावा देते हैं- बुना हुआ कपड़ा अनुलग्नक स्थल प्रदान करता है और विनिर्माण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले वातन, कपास और स्टार्च के साथ-साथ उपयोगकर्ता से एक्सफोलिएटेड उपकला कोशिकाएं पोषक तत्वों की आपूर्ति करती हैं, और उपयोगकर्ता की निकटता गर्मी और नमी देती है। वस्त्रों पर रोगाणुओं का संचय भी एलर्जी और नोसोकोमियल संक्रमण, अप्रिय गंध और कपड़े की गिरावट जैसी स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकताहै।

नियमित कपड़ों के विपरीत, सुरक्षात्मक कोट अक्सर धोए जाते हैं या कीटाणुरहित होते हैं, जैसा किकई सर्वेक्षणों 2,3 में पाया गया है। कई अध्ययनों में लैब कोट के माइक्रोबियल ट्रांसमिशन के वेक्टर के रूप में कार्य करने और स्वास्थ्य सेवा सेटिंग2,4 में नोसोकोमियल संक्रमण के जोखिम के प्रमाण दिखाई देते हैं, विशेष रूप से प्रतिरोधी उपभेद3 जैसे मेथिसिलिन प्रतिरोधी स्टेफिलोकोकस ऑरियस (एमआरएसए); इस प्रकार, वे पीपीई की स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं को बढ़ाते हैं, जो माइक्रोबियल संदूषण से बचाने के लिए है। बायोसेफ्टी लेवल 2 (बीएसएल -2) सुविधाओं या माइक्रोबायोलॉजी शिक्षण प्रयोगशालाओं के संदर्भ में लैब कोट से जुड़े संक्रमणों पर पर्याप्त क्रॉस-सेक्शनल अध्ययन नहीं हैं, लेकिन कई नियामक प्राधिकरण नियंत्रण स्तर के भीतर लैब कोट के उपयोग को प्रतिबंधित करते हैं। हालांकि, उत्तरी अमेरिका में कई शैक्षणिक संस्थान व्यावहारिक बाधाओं के कारण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संघर्ष करते हैं, जैसे कि सुविधा के अंदर शोधन और भंडारण, कैफेटेरिया और पुस्तकालयों जैसे सार्वजनिक क्षेत्रों में लैब कोट पहनने की घटनाएं आम हैं। इन मुद्दों का एक व्यावहारिक समाधान कपड़ा परिष्करण में रोगाणुरोधी एजेंटों का अनुप्रयोग है।

एंटीमाइक्रोबियल कपड़े स्पोर्ट्सवियर, एक्टिववियर और मोजे में बढ़ती लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं, मुख्य रूप से शरीर की गंध को कम करने का इरादा है। हालांकि, पीपीई विकास में इन कपड़ों का उपयोग आम नहीं है, कुछ चांदी-लेपित सूती मास्क और हेल्थकेयर कपड़ों कोछोड़कर। हम प्रयोगशाला कोट के लिए एक रोगाणुरोधी कपड़े के विकास की रिपोर्ट करते हैं, जो बीएसएल -2 प्रयोगशालाओं में पाए जाने वाले सामान्य रोगजनकों को रोकता है और सामान्य रोगजनकों के क्रॉस-संदूषण से प्रभावी सुरक्षा प्रदान करता है।

वर्तमान में, बाजार में विभिन्न प्रकार के रोगाणुरोधी कपड़े और परिष्करण उपलब्ध हैं, लेकिन इनमें से अधिकांश भारी धातु कोलाइडल कणों (जैसे, चांदी, तांबा, जस्ता), ऑर्गेनोमेटालिक्स, या सिंथेटिक रसायनों जैसे ट्राइक्लोसन और चतुर्धातुक अमोनियम यौगिकों का उपयोग करते हैं, जो पर्यावरणके अनुकूल नहीं हैं और त्वचा की जलन और एलर्जी जैसे स्वास्थ्य मुद्दों का कारण बन सकते हैं।. कुछ सिंथेटिक फॉर्मूलेशन गैर-लक्षित रोगाणुओं के कारण चिंता पैदा करते हैं, जैसे कि सामान्य वनस्पति या रोगाणुरोधी प्रतिरोध (एएमआर) को प्रेरित करना। यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) वाणिज्यिक रोगाणुरोधी कपड़ों को नियंत्रित करता है, जो उपयोगकर्ता के लिए गैर विषैले और पर्यावरण-विषाक्तता से मुक्त होना चाहिए। इसलिए, प्राकृतिक बायोसाइड्स पर आधारित रोगाणुरोधी कपड़े जो रोगाणुओं के व्यापक स्पेक्ट्रम को रोकते हैं, बेहतर होते हैं। आवश्यक तेलों (ईओ) का उपयोग व्यापक रूप से रोगाणुरोधी और चिकित्सीय एजेंटों के रूप में किया जाता है, लेकिन रोगाणुरोधी परिष्करण में उनका उपयोग उनके स्थायित्व 6,7,8 के कारण सीमित है। नैनो-हर्बल फिनिशिंग8 पर हमारे ज्ञान और बाजार अनुसंधान के आधार पर, कोई हर्बल-आधारित रोगाणुरोधी कपड़ा व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सिंथेटिक कोटिंग्स का निर्माण करना आसान है और लंबे समय तक स्थायित्व है। केवल अनुसंधान उद्देश्यों के लिए रिपोर्ट किए गए कुछ नैनो-हर्बल-लेपित वस्त्रों में नीम7, मोरिंगा 9 और करी पत्ते9 शामिल हैं।

वर्तमान अध्ययन में अजवायन की पत्ती ईओ, कार्वाक्रोल और थाइमोल से निकाले गए दो बायोएक्टिव घटकों का उपयोग किया गया है, जो बैक्टीरिया रोगजनकों और वायरस की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ प्रभावी हैं, लेकिन आम तौरपर मनुष्यों के लिए सुरक्षित के रूप में मान्यता प्राप्त हैं। हालांकि, ये बायोएक्टिव घटक अस्थिर हैं, और इसलिए उनकी रोगाणुरोधी क्षमता अल्पकालिक है यदि सीधे कपड़े पर लागू किया जाता है। नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बायोएक्टिव घटकों या दवाओं को एक बहुलक खोल के अंदर लोड किया जाता है जो कोर को पर्यावरणीय गिरावट से बचाता है, और इस प्रकार शेल्फ जीवन को बढ़ाता है। इसके अलावा, बहुलक कणों का छोटा आकार, जो आम तौर पर 10 एनएम से 100 एनएम तक होता है, आवेदन की प्रभावकारिता को बढ़ाता है और कपड़े पर बायोएक्टिव यौगिकों की रिहाई को धीमा कर देता है। इन बायोएक्टिव यौगिकों का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है, जैसे कि खाद्य संरक्षण10, लेकिन कपड़ा कोटिंग के लिए नहीं।

कई बहुलक एनकैप्सुलेंट्स के बीच, चिटोसन अपनी कई विशेषताओं के कारण एक आकर्षक उम्मीदवार है, जैसे कि नॉनटॉक्सिसिटी, बायोडिग्रेडेबिलिटी, म्यूकोडेसिविटी और बायोकम्पैटिबिलिटी11। यह एक प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड है, जो चिटिन से डीएसिटिलीकरण प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो समुद्र के गोले और फंगल सेल की दीवारों में पाया जाता है। इसका उपयोग जैव रासायनिक और खाद्य संरक्षण अनुप्रयोगों जैसे दवा या प्रोटीन वितरण 11,12,13, नियंत्रित रिलीज 14, और रोगाणुरोधी फिल्म 10 में किया जाता है। चिटोसन पानी में आसानी से घुलनशील नहीं है, लेकिन अम्लीय मीडिया में एक कोलाइडल निलंबन बनाता है। बायोएक्टिव अणुओं को एक सरल दो-चरण आयनिक गेलेशन विधि14,15,16 द्वारा चिटोसन नैनोकणों (एनपी) में लोड किया जाता है। इस प्रक्रिया में, हाइड्रोफोबिक बायोएक्टिव यौगिक जैसे कि कार्वाक्रोल और थाइमोल एक तेल-इन-वॉटर इमल्शन बनाते हैं, जिसे एक सर्फेक्टेंट, ट्वीन 80 द्वारा सहायता प्राप्त होती है। इसके बाद, एक पॉलीनियोनिक यौगिक, पेंटासोडियम ट्राइपॉलीफॉस्फेट (टीपीपी), का उपयोग कॉम्प्लेक्स को स्थिर करने के लिए पॉलीकेनिक बहुलक अणुओं और टीपीपी अणुओं के फॉस्फेट समूहों के साथ अमीनो समूहों के बीच क्रॉस-लिंकेज बनाने के लिए किया जाता है। यह जटिल प्रक्रिया चिटोसन के मैट्रिक्स के भीतर बायोएक्टिव यौगिकों को ठोस बनाती है, जिसे बाद में रोगाणुरोधी कपड़े का उत्पादन करने के लिए कपास घड़ियों पर शुद्ध और लेपित किया जाता है।

कपड़े पर लागू होने से पहले इमल्शन रूप में रोगाणुरोधी प्रभावशीलता के लिए नैनो-फॉर्मूलेशन का परीक्षण किया जाना चाहिए। यह आसानी से गुणात्मक विधि द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है, जैसे किर्बी-बाउर डिस्क प्रसार, अच्छी तरह से प्रसार, और सिलेंडर प्लेट परख। हालांकि, सिलेंडर प्लेट परख17 फॉर्मूलेशन की अलग-अलग मात्रा को लोड करने और निकासी के क्षेत्र की तुलना करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है। इस विधि में, रोगाणुरोधी योगों को स्टेनलेस स्टील सिलेंडर में लोड किया जाता है और एक नरम आगर परत पर रखा जाता है, जिसे परीक्षण सूक्ष्मजीव या रोगज़नक़ के साथ टीका लगाया जाता है। परीक्षण जीव के खिलाफ उत्पादित निकासी के क्षेत्र का व्यास रोगाणुरोधी सूत्रीकरण की निरोधात्मक क्षमता के समानुपाती है, और इसलिए शोरबा कमजोर पड़ने के तरीकों के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, स्पष्ट क्षेत्रों का आकार केवल एक विशिष्ट प्लेट के भीतर एक तुलनात्मक या गुणात्मक माप है जब तक कि विशिष्ट मानकों को बनाए नहीं रखा जाता है। रोगाणुरोधी एजेंट रोगजनकों के खिलाफ या तो उनके विकास (बायोस्टैटिक) को रोककर या कोशिकाओं (बायोसाइडल) को मारकर कार्य करते हैं, जिसे क्रमशः न्यूनतम निरोधात्मक एकाग्रता (एमआईसी) और न्यूनतम जीवाणुनाशक एकाग्रता (एमबीसी) द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। हालांकि, बायोएक्टिव रसायनों की प्रभावकारिता और व्यवहार उनके योगों (तरल अवस्था) में भिन्न होते हैं और जब कपड़े18 जैसे सब्सट्रेट पर लेपित होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कई कारक प्रभावकारिता में भूमिका निभाते हैं, जैसे कि कपड़े के लिए रोगाणुरोधी एजेंटों के पालन की स्थिरता, नमी सामग्री, सब्सट्रेट प्रकार और रोगाणुओं का पालन। यदि इच्छित उद्देश्य केवल बैक्टीरियोस्टेटिक गतिविधि है, तो "समानांतर स्ट्रीक विधि" 19 जैसे गुणात्मक परख अलग-अलग रोगाणुरोधी सूत्रीकरण का अपेक्षाकृत त्वरित और आसान मूल्यांकन प्रदान कर सकती है। हालांकि, यदि जीवाणुनाशक प्रभाव निर्धारित किया जाना है, तो "कपड़ा सामग्री पर जीवाणुरोधी फिनिश का आकलन" 20 नियोजित किया जा सकता है, जो स्पाइकेड रोगज़नक़ की लॉग कमी प्रदान करता है।

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Protocol

1. नैनोकणों की तैयारी

  1. नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन
    1. 1% (v/v) एसिटिक एसिड का 50 mL तैयार करें।
      सावधानी: ग्लेशियल एसिटिक एसिड एक अड़चन है, जो गंभीर त्वचा जलन और आंखों को नुकसान पहुंचा सकता है। एक पूर्ण लंबाई वाला लैब कोट, नाइट्राइल दस्ताने और चश्मे पहनें, और फ्यूम हुड के नीचे काम करें।
    2. 1% एसिटिक एसिड (ऊपर तैयार) के 50 मिलीलीटर में 0.6 ग्राम चिटोसन फ्लेक्स (मध्यम आणविक भार) को घोलकर चिटोसन समाधान (1.2% डब्ल्यू / वी) तैयार करें। एक सजातीय इमल्शन प्राप्त करने के लिए कमरे के तापमान (आर / टी) पर रात भर (ओ / एन) आंदोलन करें।
    3. एक सजातीय समाधान प्राप्त करने के लिए 2 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर 0.5 ग्राम ट्वीन 80 और (1,000 आरपीएम) जोड़ें। बायोएक्टिव यौगिकों (कार्वाक्रोल या थाइमोल) को जोड़ने से पहले समाधान को आर / टी में लाएं।
    4. 0.75 ग्राम कार्वाक्रोल (या थाइमोल) ड्रॉपवाइज या धीरे-धीरे हिलाते हुए (1,000 आरपीएम) मिश्रण को आर / टी पर 20 मिनट के लिए जोड़ें। बायोएक्टिव यौगिक के लिए चिटोसन का वजन अनुपात 1: 1.25 है।
    5. R/T पर हिलाते हुए मिश्रण में 50 mL (0.5% w/v) TPP ड्रॉपवाइज जोड़ें। एक सजातीय इमल्शन प्राप्त करने के लिए 30 मिनट तक हिलाना जारी रखें।
    6. एक ही प्रक्रिया का पालन करके एक नकारात्मक नियंत्रण तैयार करें लेकिन बायोएक्टिव यौगिकों के अतिरिक्त के बिना।
  2. शोधन
    1. इमल्शन को 10,000 × ग्राम पर 30 मिनट के लिए 4 डिग्री सेल्सियस पर सेंट्रीफ्यूज करें और सतह पर तैरने के बाद गठित एनपी (पेलेट) एकत्र करें। एनकैप्सुलेशन प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए सतह पर तैरनेवाला को आरक्षित करें।
    2. अनबाउंड या मुक्त बायोएक्टिव यौगिकों को हटाने के लिए गठित छर्रों की मात्रा से दोगुनी मात्रा के साथ जलीय ट्वीन 80 (1% वी / वी) का उपयोग करके कणों (चरण 1.2.1 से) को धोएं। जब तक प्रत्येक धोने के चरण में एक सजातीय समाधान नहीं बन जाता है, तब तक भंवर द्वारा गोली को परेशान करना सुनिश्चित करें।
    3. अशुद्धियों से छुटकारा पाने के लिए विआयनीकृत पानी के साथ कणों (चरण 1.2.2 से) को दो बार धोएं।
    4. विआयनीकृत पानी के 30 एमएल में गोली (चरण 1.2.3 से) को पुन: निलंबित करके एनपी को पुनर्गठित करें। एनपी को 4 डिग्री सेल्सियस पर 6 महीने तक स्टोर करें।
      नोट: प्रयोग इस स्तर पर रोका जा सकता है।
  3. वर्णन
    1. विआयनीकृत पानी में एनपी को पतला करें जब तक कि 250 से 400 एनएम के बीच पराबैंगनी-दृश्यमान (यूवी-विस) रीडिंग सीमा के भीतर न आ जाए (अवशोषण >1)।
    2. यूवी-विस स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग करके 250 से 400 एनएम तक की तरंग दैर्ध्य पर एनपी के यूवी-विस अवशोषण स्पेक्ट्रा को रिकॉर्ड करें।
    3. टी पर एनपी के एक एलिकोट (1 एमएल) को अवधि (जैसे, 1 से 6 महीने) के लिए स्टोर करें और एक ताजा नमूने के साथ सिलेंडर प्लेट विधि द्वारा रोगाणुरोधी प्रभाव का परीक्षण करें।
  4. कपड़े पर कोटिंग
    1. पैड-ड्राई-क्योर विधि 7,21 का उपयोग करके बुने हुए सूती कपड़े पर एनपी लागू करें।
      1. फैब्रिक घड़ियों को 3 मिनट के लिए फैब्रिक बाइंडर के साथ मिश्रित एनपी युक्त घोल में भिगोने तक डुबोएं। फिर, अतिरिक्त तरल को हटाने के लिए दो-रोलर प्रयोगशाला पैडर के माध्यम से घड़ियों को पारित करें।
      2. ओवन-घड़ियों को 100 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए सुखाएं और 10 मिनट के लिए 130 डिग्री सेल्सियस पर ठीक करें।
      3. अंत में, अनबाउंड एनपी को हटाने के लिए 15 मिनट के लिए अल्ट्रासाउंड स्नान में घड़ियों को धो लें।
        नोट: वैकल्पिक रूप से, नीचे वर्णित सरलीकृत विधि का पालन करें।
    2. सूती कपड़े (या लैब कोट घड़ियों) को 10 सेमी x 10 सेमी वर्गों में काटें।
    3. कटे हुए टुकड़ों को संश्लेषित एनपी (10%) के 2 मिलीलीटर में एक प्लास्टिक कंटेनर (12 सेमी x 12 सेमी) में 2 मिनट के लिए आर / टी पर 2 मिनट के लिए डुबोएं।
    4. एनपी को बांधने के लिए 3 मिनट के लिए 100 डिग्री सेल्सियस पर दबाएं।
    5. जलीय ट्वीन 80 (2% डब्ल्यू / वी) में कुल्ला करके अनबाउंड एनपी निकालें और 30 मिनट के लिए 100 डिग्री सेल्सियस पर ओवन में सुखाएं।
      नोट: इस रोगाणुरोधी कपड़े को आर / टी पर 2 साल तक संग्रहीत किया जा सकता है।
  5. स्थायित्व धोएं
    1. कपड़े को 50 मिमी x 50 मिमी वर्ग घड़ियों में काटें।
    2. प्लास्टिक कंटेनर में 50 मिलीलीटर गर्म नल के पानी (40 डिग्री सेल्सियस) में घड़ियों को रखें और नियमित डिटर्जेंट (गैर-रोगाणुरोधी) की दो बूंदें जोड़ें।
    3. 30 मिनट के लिए एक रॉकिंग प्लेटफॉर्म शेकर या चुंबकीय हलचल पर कुल्ला करें।
    4. 2 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर हवा में सुखाएं या इनक्यूबेट करें और रोगाणुरोधी प्रभावकारिता के लिए परीक्षण करें।

2. नैनोकणों की स्क्रीनिंग के लिए सिलेंडर प्लेट परख

  1. निर्माताओं के निर्देशों के अनुसार ट्रिप्टीकेस सोया एगर (टीएसए), ट्राइप्टीकेस सोया शोरबा (टीएसबी), एंटीबायोटिक बेस एगर (एबीए), और एंटीबायोटिक बीज एगर (एएसए) तैयार करें, और 15 मिनट के लिए 15 पीएसआई पर 121 डिग्री सेल्सियस पर ऑटोक्लेव करके मीडिया को निष्फल करें।
  2. तीन-तरफा स्ट्रीक प्लेट विधि द्वारा ताजा तैयार टीएसए प्लेटों (या किसी भी उपयुक्त मीडिया) पर रुचि के रोगाणुओं (स्टॉक से) को उप-संस्कृति, जिसके खिलाफ प्रभावकारिता परीक्षण किए जाते हैं और शुद्धता प्लेटों का उत्पादन करने के लिए इनक्यूबेट करते हैं। (अनुशंसित प्रजातियां: एस ऑरियस, ई कोलाई, पी एरुगिनोसा, और सी अल्बिकन।
  3. टीएसबी (10 एमएल ट्यूबों) में ताजा शुद्धता प्लेटों से संस्कृतियों को 35 डिग्री सेल्सियस ओ / एन पर मध्यम झटकों (100-200 आरपीएम) के साथ टीका लगाएं।
  4. प्रत्येक परीक्षण ट्यूब में पिघला हुआ एएसए का एलिकोट 5.0 एमएल। ट्यूबों की संख्या परीक्षण किए गए सूक्ष्मजीवों की संख्या से मेल खाती है।
  5. बेस परत बनाने के लिए प्रत्येक पेट्री प्लेट (100 मिमी x 20 मिमी) में प्रीस्टरलाइज्ड पिघला हुआ एबीए का 20 एमएल डालें। अगर प्लेटों की संख्या परीक्षण किए जाने वाले सूक्ष्मजीवों की संख्या से मेल खाती है। तब तक इंतजार करें जब तक कि मीडिया मजबूत न हो जाए।
  6. आधार परत के जमने के बाद, प्रत्येक पिघले हुए एएसए को चरण 2.3 (1.0 एमएल, 35 डिग्री सेल्सियस तक पूर्वगर्म) से रात भर की संस्कृति के साथ टीका लगाएं और तुरंत सामग्री (एएसए और कल्चर का मिश्रण) को एबीए प्लेट की सतह पर स्थानांतरित करें। पिघली हुई आगर परत को समान रूप से वितरित करने के लिए प्लेट को घुमाएं। सुनिश्चित करें कि बीज की परत चिकनी और धक्कों या बुलबुले से मुक्त दिखाई देती है।
  7. छह स्टेनलेस स्टील सिलेंडर (6 मिमी x 6 मिमी x 10 मिमी; प्रीऑटोक्लेव) तक रखें, समान रूप से एक हेक्सागोनल पैटर्न पर रखा जाता है, बाँझ चिमटी की एक जोड़ी का उपयोग करके प्रति आगर प्लेट (चित्रा 1)।
  8. रोगाणुरोधी प्रभावों के लिए जांच करने के लिए विभिन्न संस्करणों (30 μL, 50 μL, 75 μL, और 100 μL) के संश्लेषित NPs के साथ सिलेंडर लोड करें। नकारात्मक नियंत्रण किसी भी बायोएक्टिव यौगिकों के बिना है।
  9. 24 घंटे के लिए 35 डिग्री सेल्सियस पर सामान्य जीवाणु रोगजनकों (जैसे, ई कोलाई, एस ऑरियस, पी एरुगिनोसा) और 3 दिनों के लिए आर / टी पर फंगल प्रजातियों (जैसे, सी अल्बिकन) को इनक्यूबेट करें।
  10. स्पष्ट क्षेत्र के व्यास को मापें और संश्लेषित एनपी की प्रभावशीलता की तुलना करें।
    नोट: इस परीक्षण का उपयोग कपड़े पर लेपित किए जाने वाले सर्वोत्तम एनपी को प्रीस्क्रीन करने के लिए किया जा सकता है।

3. समानांतर लकीर विधि (एएटीसीसी 147 से संशोधित)

  1. सामग्री की तैयारी
    1. एनपी-उपचारित कपड़े को 50 मिमी x 25 मिमी घड़ियों में काटें।
    2. निर्माताओं के निर्देशों के अनुसार मुलर-हिंटन एगर (एमएचए), टीएसए और टीएसबी तैयार करें, और 15 मिनट के लिए 15 पीएसआई पर 121 डिग्री सेल्सियस पर ऑटोक्लेविंग करके मीडिया को निष्फल करें।
    3. तीन-तरफा स्ट्रीक प्लेट विधि द्वारा ताजा तैयार टीएसए प्लेटों (या किसी भी उपयुक्त मीडिया) पर रुचि के रोगाणुओं (स्टॉक से) को उप-संस्कृति, जिसके खिलाफ प्रभावकारिता परीक्षण किए जाते हैं और बैक्टीरिया के दाग के लिए 2 दिनों के लिए 35 डिग्री सेल्सियस पर और शुद्धता प्लेटों का उत्पादन करने के लिए फंगल उपभेदों के लिए 5 दिनों के लिए आर / टी पर इनक्यूबेट करते हैं। (अनुशंसित प्रजातियां: एस ऑरियस, ई कोलाई, पी एरुगिनोसा, और सी अल्बिकन।
  2. माइक्रोबियल संस्कृतियों का बढ़ना
    1. टीएसबी (10 एमएल ट्यूबों) में ताजा शुद्धता प्लेटों से संस्कृतियों को 35 डिग्री सेल्सियस ओ / एन पर मध्यम झटकों (100-200 आरपीएम) के साथ टीका लगाएं।
    2. ओ /एन संस्कृतियों को 1.5 × 108 कॉलोनी बनाने वाली इकाइयों (सीएफयू)/एमएल या 0.5 मैकफारलैंड मानक (आमतौर पर अधिकांश स्वस्थ संस्कृतियों के लिए 1/10 से 1/20 कमजोर पड़ने) के टर्बिडिटी के अनुरूप पतला करें।
    3. 4 मिमी बाँझ लूप का उपयोग करके ऊपर की पतला संस्कृति को निम्नानुसार टीका लगाएं। शोरबा कल्चर का एक लूप लोड करें और चित्र 2 के अनुसार, पांच समानांतर लकीरें बनाकर एमएचए एगर प्लेट की सतह पर स्थानांतरित करें, प्रत्येक लंबाई में 6 सेमी और 1 सेमी अलग। लूप को फिर से न भरें।
    4. पांच लकीरों के पार एक बाँझ स्पैटुला का उपयोग करके कपड़े की घड़ी को धीरे से दबाएं ताकि कपड़ा केंद्र में हो और सभी पांच लकीर रेखाओं को छू सके। 24 घंटे के लिए 35 डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेट करें।
  3. रोगाणुरोधी प्रभावकारिता का गुणात्मक मूल्यांकन
    1. कपड़े के किनारों से परे लकीरों के साथ विकास की रुकावट के लिए इनक्यूबेट प्लेट की जांच करें (स्पष्ट क्षेत्र विकास के अवरोध को इंगित करता है)।
    2. समीकरण (1) का उपयोग करके कपड़े की घड़ी के दोनों ओर लकीर रेखा (डब्ल्यू) के साथ अवरोध के क्षेत्र की औसत चौड़ाई की गणना करें।
      W = (T - D)/2 (1)
      डब्ल्यू = स्पष्ट क्षेत्र की चौड़ाई; टी = स्पष्ट क्षेत्र की कुल लंबाई, जिसमें स्वॉच चौड़ाई भी शामिल है; डी = फैब्रिक स्वॉच की चौड़ाई (25 मिमी)।

4. मात्रात्मक लॉग रिडक्शन विधि (एएटीसीसी 100 से संशोधित)

  1. प्रायोगिक तैयारी
    1. कपड़े को 50 मिमी x 50 मिमी वर्ग घड़ियों में काटें।
    2. निर्माताओं के निर्देशों के अनुसार टीएसए, टीएसबी, लेथेन शोरबा और फॉस्फेट-बफर्ड सेलाइन (पीबीएस) तैयार करें, और ऑटोक्लेविंग द्वारा मीडिया को निष्फल करें।
    3. जीवाणुओं की ओ /एन संस्कृतियों को तैयार करें, जिसके खिलाफ प्रभावकारिता परीक्षण किए जाते हैं, बाँझ टीएसबी में शुद्धता प्लेटों से पृथक कॉलोनियों को इंजेक्ट करके और 18-24 घंटे के लिए 35 डिग्री सेल्सियस पर इंजेक्ट करके (अनुशंसित प्रजातियां: एस ऑरियस, ई कोलाई, पी एरुगिनोसा, और सी अल्बिकन्स।
  2. माइक्रोबियल संस्कृतियों का बढ़ना
    1. ओ / एन संस्कृतियों को 1.5 × 108 सीएफयू / एमएल तक पतला करें या 0.5 मैकफारलैंड मानक (आमतौर पर अधिकांश स्वस्थ संस्कृतियों के लिए 1/10 से 1/20 कमजोर पड़ने) के टर्बिडिटी के अनुरूप हों।
    2. कपड़े की तरल धारण क्षमता को मापकर स्पाइकिंग के लिए संस्कृतियों की उपयुक्त मात्रा निम्नानुसार निर्धारित करें।
      1. कपड़े की घड़ियों (अलग-अलग पेट्री प्लेटों में) पर पतला शोरबा संस्कृति (जैसे, 100-500 μL) की मात्रा की एक श्रृंखला जोड़ें और मात्रा चुनें ताकि फैब्रिक स्वॉच पानी को पूरी तरह से अवशोषित कर ले और कोई अवशिष्ट / मुक्त तरल न छोड़े। तरल धारण क्षमता कपड़े के प्रकार और मोटाई से भिन्न होती है। नियमित कपास प्रयोगशाला कोट के लिए, यह लगभग 200 μL है।
      2. बाँझ पेट्री प्लेटों में रखी घड़ियों पर प्रत्येक कल्चर की मात्रा (ऊपर निर्धारित तरल-धारण क्षमता [जैसे, 200 μL]) को बढ़ाएं। घड़ियों की संख्या परीक्षणों की संख्या से मेल खाती है (उदाहरण के लिए, कपड़े को तुरंत और धोने के बाद परीक्षण किया जाता है [और शोधन चक्र ों का परीक्षण]), और संपर्क समय पर परीक्षण किए गए रोगाणुरोधी प्रभाव (एक निर्धारित समय / दिन के बाद [जैसे, 30 मिनट, 2 घंटे, दिन 1-3])।
        नोट: एरोसोल फिल्टर युक्तियों के साथ एक माइक्रोपिपेट का उपयोग करें (बाद के उपयोगों में पिपेट के संदूषण को रोकने के लिए) ताकि स्वॉच पर संस्कृतियों को समान वितरण के साथ टीका लगाया जा सके।
      3. नकारात्मक नियंत्रण के लिए, एक ही प्रकार के अनुपचारित कपड़े घड़ियों का उपयोग करें। प्रत्येक संबंधित परीक्षण-माइक्रोबियल प्रजातियों, संपर्क अवधि, विभिन्न कपड़ों और धोने के चक्रों के लिए नकारात्मक नियंत्रण करें।
  3. व्यवहार्य प्लेट गणना द्वारा रोगाणुओं की वसूली
    1. परीक्षण किए जाने वाले आवश्यक संपर्क अवधि (जैसे, 0 मिनट, 30 मिनट, 60 मिनट, आदि, या दीर्घकालिक प्रभावों के लिए दिन) के लिए आर / टी पर पेट्री प्लेटों (ढक्कन अजार) के अंदर टीका कृत घड़ियों (उपचारित और अनुपचारित दोनों) को हवा में सूखने की अनुमति दें। तत्काल प्रभाव का प्रतिनिधित्व करने और प्रभावकारिता को बेअसर करने के लिए हमेशा "0 मिनट" शामिल करें।
    2. घड़ियों को बाँझ सेंट्रीफ्यूज ट्यूबों (50 एमएल) को अलग करने के लिए सड़न रोकनेवाला रूप से स्थानांतरित करें और कैप को कसकर पेंच करें।
    3. 1/100 कमजोर पड़ने के लिए लेथीन शोरबा (किसी भी प्रासंगिक न्यूट्रलाइजिंग बफर) को जोड़ें (उदाहरण के लिए, 200 μL के इनोकुलम के लिए 19.8 एमएल)।
    4. मध्यम गति से 1 मिनट के लिए पेंच कैप और भंवर के साथ सेंट्रीफ्यूज ट्यूब को बंद करें।
    5. बाद के 1/10 कमजोर पड़ने में बाँझ पीबीएस के साथ निलंबन को क्रमिक रूप से पतला करें, जैसे कि "अनुपचारित" समूह की कॉलोनी की गिनती गिनती (टीएलटीसी) के लिए बहुत कम हो जाती है।
    6. उपयुक्त मीडिया प्लेटों पर कमजोर पड़ने (0.1 एमएल) को प्लेट करें, जो सूक्ष्मजीव के विकास का समर्थन करते हैं (उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया के लिए टीएसए या कवक के लिए सबौड डेक्सट्रोज एगर [एसडीए]) या कोई भी मीडिया जो विकास को अनुकूलित करता है और कॉलोनी की गिनती को सटीक बनाने के लिए अच्छा कंट्रास्ट प्रदान करता है।
    7. बैक्टीरियल प्लेटों को 2 दिनों के लिए 35 डिग्री सेल्सियस पर और फंगल प्लेटों को 5 दिनों के लिए आर / टी पर इनक्यूबेट करें।
    8. कॉलोनी काउंटर का उपयोग करके या इमेजिंग सॉफ्टवेयर (जैसे, सीएफयू एआई) का उपयोग करके व्यवहार्य सीएफयू की गणना करें।
    9. समीकरण (2) का उपयोग करके रोगाणुरोधी कपड़े के कारण माइक्रोबियल लॉग कमी (आर) की गणना करें:
      R = Equation 1 × 100 (2)
      ए = अनुपचारित कपड़े से बरामद सीएफयू की संख्या का लॉग मान; बी = उपचारित कपड़े से बरामद सीएफयू की संख्या का लॉग मान।

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Representative Results

संश्लेषित एनपी की प्रारंभिक स्क्रीनिंग
दो-चरण तेल-इन-वॉटर इमल्शन तकनीक16 के बाद, बायोएक्टिव यौगिकों (कार्वाक्रोल और थाइमोल) को चिटोसन में सफलतापूर्वक समझाया गया था। इसकी पुष्टि यूवी-विस स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री द्वारा नियंत्रण की तुलना में संबंधित बायोएक्टिव यौगिकों के चरम अवशोषण के लिए की गई थी, जो किसी भी बायोएक्टिव यौगिकों के बिना चिटोसन एनपी थे। गठित एनपी 4 डिग्री सेल्सियस पर 12 महीनों में सजातीय और स्थिर थे। रोगाणुरोधी प्रभावशीलता की प्रारंभिक स्क्रीनिंग सिलेंडर प्लेट विधि (चित्रा 1) द्वारा सत्यापित की गई थी। यह एक गुणात्मक विधि है क्योंकि निकासी का क्षेत्र कई कारकों से प्रभावित होता है, जैसे कि अगर मोटाई, इनोकुलम की ताकत और परीक्षण नमूनों की एकाग्रता। कई सरल विधियां, जैसे किर्बी-बाउर डिस्क प्रसार विधि और अच्छी तरह से प्रसार विधि, इस उद्देश्य के लिए नियोजित की जा सकती हैं, लेकिन सिलेंडर प्लेट विधि एनपी को पतला करके सांद्रता (चित्रा 1 ए) को अलग करने का अवसर प्रदान करती है, और प्रत्येक सिलेंडर परीक्षण नमूना मात्रा को 200 μL तक पकड़ सकता है। इसके अलावा, संस्कृतियों के साथ एगर ओवरले एक चिकनी इनोकुलम बनाता है, जिससे बेहतर परिशुद्धताके साथ स्पष्ट क्षेत्रों का निर्धारण संभव हो जाता है। परिणामों से पता चला कि स्पष्ट क्षेत्र उत्तरोत्तर बढ़ती सांद्रता (चित्रा 1 ए) के अनुपात में हैं। यह डेटा में वैधता जोड़ता है और इसे किसी भी कलाकृतियों या असामान्य क्षेत्रों से अलग करता है। स्पष्ट क्षेत्रों (आमतौर पर 20 मिमी से अधिक) के आकार के आधार पर, कोटिंग के लिए एनपी की सही एकाग्रता का चयन किया जा सकता है। किसी भी पहले की विशेषता वाले या पुराने एनपी, जिन्हें उचित रूप से संग्रहीत किया गया था (4 डिग्री सेल्सियस), कपड़े पर कोटिंग से पहले बड़े क्षेत्रों (चित्रा 1 बी, सी) द्वारा भी सत्यापित किया जा सकता है।

उपचारित कपड़े के नमूनों की गुणात्मक जांच
बड़े स्पष्ट क्षेत्रों द्वारा पुष्टि की गई एनकैप्सुलेटेड एनपी की रोगाणुरोधी प्रभावशीलता के बावजूद, एनपी-लेपित कपड़ों का परीक्षण किया जाना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि रोगाणुरोधी एजेंट अपने मूल योगों की तुलना में कपड़े पर लागू होने पर अलग-अलग काम कर सकते हैं। कई कारक, जैसे कपड़े के गुण (मोटाई, हाइड्रोफोबिसिटी), कोटिंग प्रभावकारिता, और कोटिंग करते समय बायोएक्टिव यौगिकों का क्षरण, प्रभावशीलता को प्रभावित करते हैं। जैसे, गुणात्मक रूप से उपचारित कपड़ों के रोगाणुरोधी प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए समानांतर लकीर विधि का उपयोग किया गया था। नकारात्मक नियंत्रण (अनुपचारित कपड़े) ने सभी पांच लकीर लाइनों (चित्रा 3 ए, बी) के साथ निर्बाध माइक्रोबियल विकास द्वारा कोई रोगाणुरोधी प्रभाव नहीं दिखाया। उपचारित कपड़े ने लकीर रेखाओं (चित्रा 3 सी, डी) के साथ बाधित माइक्रोबियल विकास दिखाया, जो कपड़े से फैले हुए बायोएक्टिव यौगिकों के कारण था। हालांकि, स्पष्ट क्षेत्रों की औसत चौड़ाई कम (<5 मिमी) थी क्योंकि परीक्षण नमूने परीक्षण से पहले 10 धोने चक्रों के अधीन थे। चूंकि इनोकुलम सांद्रता पहली से पांचवीं लकीर (चित्रा 2) तक समानांतर स्टीक्स के साथ कम हो जाती है, इसलिए बाद की लकीरों में स्पष्ट क्षेत्र प्रमुख होते हैं। यदि पहली लकीर (उच्च इनोकुलम) एक स्पष्ट क्षेत्र दिखाती है, तो कपड़े की रोगाणुरोधी क्षमता आमतौर पर अधिक होती है। कुछ अनियमितताएं, जैसे कि चित्रा 3 डी में पांचवीं पंक्ति, परीक्षण की गुणात्मक प्रकृति के कारण हो सकती हैं। बैक्टीरियोस्टेटिक गतिविधि के कारण स्पष्ट क्षेत्र (बाधित विकास) रोगाणुरोधी क्षमता का संकेत प्रदान करता है, लेकिन पर्याप्त रूप से संवेदनशील दिशानिर्देश18 नहीं देता है, जिसकी गणना "लॉग रिडक्शन टेस्ट" द्वारा की जाती है। हालांकि, समानांतर लकीर विधि अपेक्षाकृत त्वरित और आसानी से निष्पादित प्रक्रिया के लिए उपयोगी है ताकि बड़ी संख्या में घड़ियों को 6,7,20 स्क्रीन किया जा सके, खासकर जब कई चक्रों में वॉश स्थायित्व परीक्षण के लिए परीक्षण किया जाता है।

उपचारित कपड़े के नमूनों का मात्रात्मक विश्लेषण
लॉग रिडक्शन टेस्ट (जिसे प्रतिशत कमी परीक्षण के रूप में भी जाना जाता है) ने 30 मिनट के लिए उपचारित कपड़े के संपर्क में आने पर माइक्रोबियल संस्कृतियों की एक महत्वपूर्ण (<0.001) कमी का प्रदर्शन किया (चित्रा 4 और चित्रा 5)। रोगाणुरोधी कपड़े घड़ियों एक ग्राम-पॉजिटिव जीवाणु (एस ऑरियस), ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया (ई कोलाई और पी एरुगिनोसा), और एक त्वचा कवक प्रजाति (सी अल्बिकन्स) के खिलाफ काफी प्रभावी (>99%) थे। चूंकि अनुपचारित कपड़े (नकारात्मक नियंत्रण) में कोई रोगाणुरोधी गतिविधि नहीं थी, इसलिए बरामद सीएफयू विलुप्त होने तक गिनती करने के लिए बहुत अधिक थे, 106 कमजोर पड़ने तक (चित्रा 4)। उपचारित कपड़ों से "0" संपर्क समय (टीकाकरण और न्यूट्रलाइजेशन के तुरंत बाद चढ़ाया गया) पर बरामद सीएफयू की संख्या अनुपचारित कपड़े के समान थी, और सादगी के लिए डेटा को छोड़ दिया गया था। इस्तेमाल किया जाने वाला न्यूट्रलाइज़र (लेथेन शोरबा) कार्वाक्रोल और थाइमोल जैसे फेनोलिक डेरिवेटिव के प्रभाव को बेअसर करने में प्रभावी है। कार्वाक्रोल एनपी की तुलना में, थाइमोल एनपी ने सभी चार रोगाणुओं के खिलाफ थोड़ा अधिक रोगाणुरोधी प्रभाव दिखाया (चित्रा 5)। थाइमोल और कार्वाक्रोल-लेपित कपड़े दोनों ने तीन रोगाणुओं (एस ऑरियस, ई कोलाई, और सी अल्बिकन्स) के खिलाफ समान रूप से प्रभावी ढंग से काम किया, जिसमें 4-लॉग कमी (99.99%) थी, पी एरुगिनोसा को छोड़कर, जो 2.8- से 3.2-लॉग कमी (99.9) तक थी। एरुगिनोसा आंतरिक रूप से रोगाणुरोधी22 की एक श्रृंखला के लिए प्रतिरोधी है। वॉश स्थायित्व परीक्षण से पता चला कि उपचारित कपड़ा तीन प्रजातियों (एस ऑरियस, ई कोलाई और सी अल्बिकन्स) के खिलाफ प्रभावी रोगाणुरोधी प्रतिरोध (>99%) और 10 धोने के चक्र के बाद पी एरुगिनोसा के खिलाफ मध्यम प्रतिरोध प्रदर्शित करने में सक्षम था।

Figure 1
चित्रा 1: बैक्टीरिया के खिलाफ परीक्षण की गई सांद्रता की एक श्रृंखला के साथ संश्लेषित नैनोकणों की सिलेंडर प्लेट परख। (ए) ई कोलाई के खिलाफ प्रारंभिक स्क्रीनिंग के लिए क्रमिक रूप से पतला थाइमोल एनपी 18 घंटे के इनक्यूबेशन के बाद सिलेंडरों के प्लेसमेंट और क्लियर जोन को दर्शाता है। उत्तरोत्तर बढ़ती सांद्रता "ओ" से "आर" के परिणामस्वरूप आनुपातिक रूप से उच्च क्षेत्र बने। उच्चतम सांद्रता द्वारा उत्पादित स्पष्ट क्षेत्र को लाल सर्कल द्वारा इंगित किया जाता है। नकारात्मक नियंत्रण (बायोएक्टिव यौगिकों के बिना चिटोसन एनपी) को "टी" द्वारा दर्शाया जाता है और शुद्धिकरण के दौरान निकाले गए सुपरनैटेंट को "एस" द्वारा दर्शाया जाता है। (बी) कारवाक्रोल एनपी की तीन सांद्रता में से दो (12 महीने पुराने, 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत) को कपड़े के उपचार के लिए जांच की गई, जो एस ऑरियस के खिलाफ प्रभावी क्षेत्र (>20 मिमी) दिखाती है। (सी) थाइमोल एनपी की तीन सांद्रता (12 महीने पुरानी, 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत) को एस ऑरियस के खिलाफ प्रभावी क्षेत्र दिखाते हुए कपड़े के उपचार के लिए जांच की गई। संक्षिप्त नाम: एनपी = नैनोपार्टिकल। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: समानांतर लकीर विधि लेआउट। मुलर-हिंटन एगर पर एक कपड़े की घड़ी लगाई गई, जिसमें बाद में पांच समानांतर लकीरें लगाई गईं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: समानांतर लकीर विधि के परिणाम उपचारित कपड़े घड़ियों के लिए स्पष्ट क्षेत्र दिखाते हैं। अनुपचारित (शीर्ष पंक्ति) की तुलना में घड़ियों को इनोकुलम (नीचे की पंक्ति) के शीर्ष पर रखा गया था। (ए) एस ऑरियस के खिलाफ अनुपचारित कपड़े, (बी) सी अल्बिकन्स के खिलाफ अनुपचारित कपड़े, (सी) एस ऑरियस के खिलाफ थाइमोल एनपी-लेपित कपड़े (10 धोने के चक्र के बाद), और (डी) सी अल्बिकन्स के खिलाफ थाइमोल एनपी-लेपित कपड़े (10 धोने के चक्र के बाद)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: थाइमोल एनकैप्सुलेटेड चिटोसन नैनोकणों के साथ लेपित रोगाणुरोधी कपड़े के लॉग रिडक्शन परिणाम चार रोगजनकों में परीक्षण किए गए। पैनल बी में लैक्टोज एगर प्लेटों को कनाडाई खाद्य निरीक्षण एजेंसी द्वारा दान किया गया था, जिसमें पीछे की तरफ उनके लेबल शामिल हैं और घड़ियों की तरह दिखते हैं। अन्य एगर प्लेटों को लेबल के बिना, प्रयोगशाला में तैयार किया गया था। फैब्रिक घड़ियों को अगर प्लेटों के शीर्ष पर नहीं रखा गया था, जैसा कि चित्र 3 में दिखाए गए प्रयोग में दिखाया गया है। इसके बजाय, रोगाणुओं को घड़ियों (पीबीएस में भंवर के बाद) से बरामद किया गया था और चढ़ाया गया था। (ए) रक्त आगर पर एस ऑरियस, (बी) बैंगनी लैक्टोज एगर पर ई कोलाई, (सी) सेट्रिमाइड एगर पर पी एरुगिनोसा, (डी) एसडीए पर सी अल्बिकन्स। रोगजनकों को 30 मिनट के लिए "अनुपचारित" (शीर्ष पंक्ति) और "उपचारित" (नीचे पंक्ति) घड़ियों पर स्पाइक किया गया था और न्यूट्रलाइजेशन और कमजोर पड़ने पर ठीक हो गया था। उपचारित और अनुपचारित श्रृंखला के बीच कमजोर पड़ने का अनुपात दिखाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5: दो बायोएक्टिव यौगिकों (कार्वाक्रोल और थाइमोल अलग-अलग) के साथ गर्भवती रोगाणुरोधी कपड़ों के संपर्क के कारण तीन बैक्टीरिया (एस ऑरियस, ई कोलाई, और पी एरुगिनोसा) और एक कवक (सी अल्बिकन्स) की लॉग कमी। कार्वैक्रोल- और थाइमोल-लेपित कपड़ों दोनों के लिए धोए गए चक्रों (क्रमशः पांच बार और 10 बार) के बाद रोगाणुरोधी प्रभावकारिता कमजोर हो जाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

बायोसाइड्स की रोगाणुरोधी प्रभावकारिता को पारंपरिक रूप से मात्रात्मक परख द्वारा परीक्षण किया जाता है, जैसे कि न्यूनतम निरोधात्मक एकाग्रता (एमआईसी) और न्यूनतम जीवाणुनाशक एकाग्रता (एमबीसी), जिसमें बैक्टीरिया को 24 घंटे के लिए रोगाणुरोधी तरल में डुबोया जाता है। हालांकि, ये परख लेपित कपड़ों के लिए उपयुक्त नहीं हैं, जहां तरल इंटरफ़ेस की कमी है और बायोसाइड्स कपड़े के तंतुओं के साथ धीरे-धीरे फैलते हैं। इसलिए, कई मानक कपड़े परीक्षण स्थापित किए गए हैं, जैसे कि एएटीसीसी 147, आईएसओ 20645, एएटीसीसी 100, और जेआईएस एल 1902। पिन्हो एट अल .23 द्वारा इन मानकों का एक तुलनात्मक अध्ययन स्वीकार करता है कि उपयोग की जाने वाली सबसे उपयुक्त विधि पर कोई आम सहमति नहीं है। इस अध्ययन ने जैव सुरक्षा प्रयोगशालाओं में रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट के उपयोग का बेहतर प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रोटोकॉल को थोड़ा संशोधित किया। उपयोग किए गए परीक्षण सूक्ष्मजीव पिछले अध्ययन (अप्रकाशित) के आधार पर बीएसएल -2 प्रयोगशालाओं में प्रयोगशाला कोट से अक्सर पता लगाई जाने वाली प्रजातियां थीं। वे विभिन्न प्रकार के रोगजनक रोगाणुओं का भी प्रतिनिधित्व करते हैं जो आमतौर पर दवा परीक्षणों में उपयोग किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, एक ग्राम-पॉजिटिव मानव रोगज़नक़ (एस ऑरियस), एक ग्राम-नकारात्मक संकेतक प्रजाति (ई कोलाई), एक अत्यधिक प्रतिरोधी प्रजाति (पी एरुगिनोसा), और एक त्वचीय रोगजनक कवक (सी अल्बिकन्स)।

इस अध्ययन में देखी गई समग्र रोगाणुरोधी प्रभावकारिता (99.99%) इसी तरहके अध्ययनों 7,9,23,24 में रिपोर्ट की गई प्रभावकारिता से अधिक थी, जो 80% से 99% तक थी। हालांकि, जिस तरह से अन्य अध्ययनों में प्रयोग किए गए थे (एएटीसीसी 100 के अनुसार)19 प्रभावकारिता को परिष्कृत करने के लिए एक प्रतिबंध प्रदान करता है, खासकर जब प्रभावकारिता 100% है। इस अध्ययन में उपयोग की जाने वाली पांच प्लेटों (चित्रा 5) की एक श्रृंखला के साथ संशोधित प्रोटोकॉल अधिक सटीकता के साथ लॉग कमी की गणना करने की अनुमति देता है। फैब्रिक घड़ियों के टीकाकरण पर, इनक्यूबेशन 30 मिनट के लिए आर / टी पर किया गया था, जबकि मानक ओ / एन इनक्यूबेशन 37 डिग्री सेल्सियस पर था। संशोधन आर / टी पर लैब कोट के विशिष्ट उपयोग और किसी भी आकस्मिक माइक्रोबियल स्पिल का बेहतर प्रतिनिधित्व करता है जिसे रोगाणुरोधी लैब कोट को प्रभावी मानने के लिए थोड़े समय (20-30 मिनट) के भीतर बेअसर किया जाना चाहिए। वॉश स्थायित्व परीक्षण ों से पता चलता है कि रोगाणुरोधी प्रभावकारिता (>90%) 10 धोने के चक्रों के बाद बनी रही। कपड़े का रोगाणुरोधी प्रतिधारण कुछ अध्ययनों7,9 की तुलना में थोड़ा कम है, जिसने 20-30 चक्रों तक प्रभावकारिता का उत्पादन किया। हालांकि, नियमित कपड़ों के विपरीत, लैब कोट जैसे सुरक्षात्मक वस्त्र, अक्सर2,3 धोए जाते हैं, और इसलिए 10 धोने के चक्र पर्याप्त होंगे।

बायोएक्टिव यौगिकों का चयन सर्वोपरि है, क्योंकि यौगिक उपयोगकर्ता के लिए सुरक्षित होना चाहिए। जैसे, कई जहरीले रसायन और जलन संगत नहीं हैं। हर्बल उत्पादों की एक श्रृंखला से ईओ निकाले गए और नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन के लिए एक आदर्श उम्मीदवार के रूप में उनकी उपयुक्तता के लिए जांच की गई, चार रोगजनकों के खिलाफ प्रभावकारिता, कपड़े पर उत्पादित दाग और गंध के स्वीकार्य स्तर पर विचार किया गया। उदाहरण के लिए, अनार के छिलके के अर्क ने रोगजनकों के खिलाफ महत्वपूर्ण प्रभाव दिखाया, लेकिन दाग सफेद कोट के लिए स्वीकार्य नहीं था। हालांकि, कपड़ा परिष्करण में स्वीकार्य स्तर की गंध के साथ कार्वाक्रोल और थाइमोल को प्रभावी पाया गया। एनकैप्सुलेशन प्रभावकारिता इष्टतम थी जब चिटोसन से कार्वैक्रोल (या थाइमोल) का वजन अनुपात 1: 1.25 था, जो पिछले शोध निष्कर्षों10,16 के अनुरूप था। ईओ के एनकैप्सुलेशन को चिटोसन अणुओं के पॉली-कैनेरिक समूहों (एनएच 3 +) और टीपीपी अणुओं के पॉली-आयनिक समूहों (पी3ओ10 5-) के क्रॉस-लिंकिंग द्वारा सुविधाजनक बनाया गया है। क्रॉस-लिंकर टीपीपी एनपी को स्थिर करता है, लेकिन बहुत अधिक क्रॉस-लिंकर के परिणामस्वरूप सिकुड़े हुए कण हो सकते हैं। एनकैप्सुलेशन प्रभावकारिता (ईई) कई कारकों पर निर्भर है, जैसे कि बहुलक से ईओ का वजन अनुपात, ईओ को वितरित करने की दर और तापमान। कुछ वाष्पशील बायोएक्टिव यौगिकों को बर्फ10 के साथ ठंडे पानी के स्नान के तहत प्रभावी ढंग से समझाया जा सकता है। ईई का परीक्षण करने का एक आसान तरीका सतह पर तैरनेवाला का परीक्षण करना है, जैसा कि चित्रा 1 ए में दिखाया गया है। यदि अनबाउंड ईओ के कारण सुपरनैटेंट अत्यधिक रोगाणुरोधी है, तो ईई कम होगा। प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली सभी सामग्री खाद्य-ग्रेड सामग्री हैं, और उपयोगकर्ता और पर्यावरण के लिए सुरक्षित हैं। हर्बल-आधारित एनपी-लेपित कपड़ों पर केवल कुछ अध्ययन मौजूद हैं जो ईओ और चिटोसन या प्राकृतिक पॉलिमर का उपयोग करते हैं। इस अध्ययन ने विशेष रूप से लैब कोट के लिए रोगाणुरोधी कपड़े के विकास और परीक्षण पर ध्यान केंद्रित किया है और जैव सुरक्षा प्रयोगशालाओं में माइक्रोबियल संदूषण को कम करने के लिए एक प्रभावी समाधान सुझाया है। बायोहेजार्ड प्रयोगशालाओं या स्वास्थ्य सुविधाओं में लंबे समय तक उपयोग के बाद नियमित बनाम रोगाणुरोधी लैब कोट का नमूना लेकर वास्तविक जीवन में रोगाणुरोधी कपड़े की प्रभावकारिता को सत्यापित करने के लिए आगे के अध्ययन की सिफारिश की जाती है।

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Disclosures

लेखकों के हितों का कोई टकराव नहीं है।

Acknowledgments

इस अध्ययन को "एप्लाइड रिसर्च, इनोवेशन एंड एंटरप्रेन्योरशिप सर्विसेज" (एरीज), सेंटेनियल कॉलेज, कनाडा द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acetic acid Millipore Sigma 64-19-7
Antibiotic base agar BD Difco DF0270-17-4 Also known as Antibiotic Medium 2
Antibiotic seed agar BD Difco DF0263-17-3 Also known as Antibiotic Medium 1
Blood Agar (Nutrient Agar with 5% Sheep Blood) Donated by CFIA
Bromcresol Purple Lactose Agar Donated by CFIA
Candida albicans ATCC The Global Bioresource Center ATTC 10231
Carvacrol Millipore Sigma 282197 (CAS# 499-75-2)
Centrifuge  Allergra X-22R Centrifuge Beckman Coulter Model # X-22R Refrigerated. Wait at least 20 min or until the temperature reach the set low value (e.g., 4 °C) as the refrigeration takes time.
Chitosan Medium Molecular Weight (CS) Millipore Sigma 448877 (CAS # 9012-76-4)
Clamshell Heat Press Intiva IM1200
Escherichia coli (E. coli) ATCC The Global Bioresource Center ATTC 23725
Incubator Thermo Scientific 1205M34
Letheen Broth BD Difco DF0681-17-7 Used to neutralize antimicrobial effects. Product from different manufacturers may require to add Polysorbate 80, which is already added in Difco product.
Milli Q water Millipore Sigma ZR0Q16WW Deionized water
Mueller-Hinton Agar BD Difco DF0252-17-6
Pentasodium tripolyphosphate (TPP) Millipore Sigma 238503 (CAS# 7758-29-4)
Phospahte Buffered Saline (PBS) Thermo Scientific AM9624
Pseudomonas aeruginosa ATCC The Global Bioresource Center ATTC 9027
Sabouraud Dextrose Agar BD Difco DF0109-17-1
Shaking incubator/ Thermo shaker VWR Model# SHKA2000
Staphylococcus aureus ATCC The Global Bioresource Center ATTC 6538
Thymol Millipore Sigma T0501 (CAS# 89-83-8)
Trypticase Soy Agar BD Difco 236950
Trypticase Soy Broth BD Difco 215235
Tween 80 Millipore Sigma STS0204 (CAS # 9005-65-6)
UV-Vis Spectrophometer Thermo Scientific GENESYS 30 (840-277000)

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References

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जीव विज्ञान अंक 194
आवश्यक तेलों के नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन का उपयोग करने वाला एक रोगाणुरोधी कपड़ा
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Subair, S., Singh, N., Maru, M.,… More

Subair, S., Singh, N., Maru, M., Prakash, S., Hasanar, M. An Antimicrobial Fabric Using Nano-Herbal Encapsulation of Essential Oils. J. Vis. Exp. (194), e65187, doi:10.3791/65187 (2023).

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