چکیده:
سابقه و هدف: فناوری نانو رویکردهای جدیدی برای مبارزه و جلوگیری از بیماری ها از طریق استفاده از اتصال در مقیاس اتمی مواد می گشاید. در میان بهترین مواد با خاصیت ضد میکروبی، نانوذره ی نقره به عنوان یکی از پرکاربردترین نانوذرات در علوم پزشکی، دارویی و بهداشتی مورد استفاده قرار گرفته است. توسعه ی روش های زیستی تولید نانوذرات، به عنوان روشی سازگار با محیط زیست و ارزان، مطرح است. اگرچه اثرات سمی یون نقره برای اغلب میکروارگانیسم ها گزارش شده ولی گونه های مختلفی از میکروارگانیسم ها، از جمله سویه ی بومی مخمری غربال گری شده در این پژوهش، می تواند با احیای یون نقره به فرم عنصری آن در قالب نانوذره ی نقره، بر سمیت آن غلبه کند. هدف از تحقیق حاضر، استفاده از توان بالقوه ی سویه های جدید مخمری به عنوان زیست واکنشگر، برای احیای زیستی نیترات نقره به نانوذره ی نقره بود. مواد و روش ها: 11 سویهی مخمری بر اساس مشاهدات میکروسکوپی، ماکروسکوپی و تست های بیوشیمیایی تشخیصی، از خاک های جمع آوری شده در حوالی معادن طلا، واقع در شهرستان قروه از توابع استان کردستان، بر اساس تکنیک غنی سازی انتخابی، غربال گری و جداسازی شدند. سوپرناتانت های حاصل از سویه های مخمری جداسازی شده، به عنوان زیست واکنشگر، با محلول نیترات نقره با غلظت 5/2 میلی مولار در شیکر انکوباتوردار به مدت 48 ساعت گرماگذاری شدند و سویهی مخمری که قادر به سنتز نانوذرات نقره بود، شناسایی شد. نانوذرات نقره تولیدی، توسط آنالیزهای طیف سنجی UV-visible، XRD، SEM و Particle size histogram بررسی شدند. یافته ها: از بین سویه های مخمری غربال گری شده، تنها سویهی GM5 قادر به سنتز خارج سلولی نانوذرات نقره بود. سویه ی مذکور از نظر ویژگی های ریخت شناسی، بیوشیمیایی و همچنین مولکولی، شناسایی و در جنس Rhodotorula (با شماره ی دسترسی KF543865 در بانک اطلاعات ژنی NCBI) قرار داده شد. نتایج به دست آمده از مشاهدات چشمی، اسپکتروفتومتری UV-visible و تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی SEM، پراش اشعه ایکس (XRD) و آنالیز توزیع اندازه ی ذرات، ثابت کرد که سوپرناتانت کشت مخمری Rhodotorula sp. strain GM5، قادر به احیای زیستی نیترات نقره به نانوذرات نقره به اشکال کروی با توزیع نسبتا باریک اندازه ی ذرات و متوسط اندازه ی ذرات 40 نانومتر بود. نتیجه گیری: سنتز خارج سلولی نانوذرات نقره، بدون نیاز به مراحل پیچیدهی استخراج، می تواند با استفاده از سوپرناتانت کشت سویه ی مخمری GM5 به عنوان زیست واکنشگر زیستی ارزان و محافظ محیط زیست، جایگزین روش های فیزیکوشیمیایی جهت تولید نانوذرات نقره، مطرح شود. با توجه به اطلاعات ما، تاکنون هیچ مطالعه ای از تولید نانوذرات نقره در جنس مخمری Rhodotorula صورت نگرفته و در این پروژه برای نخستین بار، سنتز زیستی نانوذرات نقره در سویهی مخمری Rhodotorula sp. strain GM5 گزارش شد.
Background and Aim: Nanotechnology is a manipulating matter on a near-atomic scale to provide new approach for combating infectious diseases. Silver nanoparticles are increasingly being used in medicine، pharmaceutical، and health sciences for its antimicrobial unique properties. Today، biological synthesis of nanoparticles is considered as an environmentally friendly and inexpensive method. Although the toxic effects of silver ions for most microorganisms have been reported، but several species of the microorganisms including the native screened yeast strain used in this project can overcome the toxicity of the metal ion by its reduction to the elemental form، to form nano-silver. The present study evaluates the potential use of novel yeast strains as a novel biocatalyst to reduce silver nitrate to silver nanoparticles in aqueous form. Materials and Methods: Eleven different strains of yeasts were isolated from collecting soil samples from near gold mines of Ghorveh in Iran's Kurdistan Province using conventional enrichment process and characterized initially based on macroscopic and microscopic characteristics and preliminary biochemical tests. The supernatants of the isolated yeasts were incubated with AgNO3 solution (2.5 mM) in a shaker incubator for 48h; the strain that were able to synthesis of silver nanoparticle was identified. The silver nanoparticles formation was investigated through UV-visible spectroscopic techniques، XRD، SEM microscopic observations and size distribution of nanoparticles were determined by particle size analyzer Results: Among the screened yeast strains، the strain GM5، showed the capability of promoting the extracellular formation of Ag nanoparticles. The strain was selected and identified as Rhodotorula (GenBank accession number KF543865) based on morphological and biochemical characteristics and its molecular phylogenetic analysis. Results obtained by visual observations، spectral data achieved from UV–vis، XRD spectrum، particle size analyzer and SEM micrographs confirmed the extracellular formation of spherical silver nanoparticles with spherical morphology and narrow size distribution with average particle size of 40 nm by using the culture supernatant of Rhodotorula sp. strain GM5. Conclusion: Extracellular synthesis of silver nanoparticles، without the need for complicated extraction steps، can be taken by using the culture supernatants of Rhodotorula sp. strain GM5. This biologic method has the potential to replace chemical and physical methods used for synthesis of silver nanoparticles and can be efficiently used as an eco-friendly biocatalyst for the preparative synthesis of Ag nanoparticles. The present study is the first report on the biological synthesis of Ag nanoparticles using genus of Rhodotorula.