Size- dependent Antibacterial Activity of Cobalt Oxide Nanoparticles

Thumbnail Image
Date
2015
Authors
Heba Awad Izzat Maloul
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
One of the major health problems that has been showing up recently, was due to the emergence of new bacterial strains that posses resistant to common antibiotics, scientist find out that with the unique properties of nanoparticles, a nanoscale material ranging from 1-100 nm, it become possible to use them as alternative antibacterial agents, and the antibacterial effectiveness of several metal oxide nanoparticles has been proved, were cobalt oxide nanoparticles is among one of these metal nanoparticles that can be used as antibacterial agent. As it well known that nanoparticles behavior is strongly governed by the size and composition of the particles, in this study cobalt oxide nanoparticles were prepared by a simplified salt reduction method where variations in the preparation conditions lead to the production of cobalt oxide nanoparticles in different forms and different sizes, the nanoparticles alone, were three samples were obtained with an average sizes ranging from (25.25nm, 21.61nm, 20.19nm), and three nanoparticles samples stabilized in Tetra octyl ammonium bromide (TOAB) with average sizes ranging from (23.08 nm, 19.47 nm, and 19.03 nm), and nanoparticles samples stabilized in Polyvinylpyrrolidone (PVP) with average sizes ranging from (20.87 nm, 17.73 nm, and 17.09 nm). The antibacterial inhibitory and bactericidal effects of all prepared cobalt oxide nanoparticles samples with different sizes were examined against Gram-positive S. aureus and Gram-negative E. coli both reference bacterial strains and clinical bacterial isolates. The overall experimental results indicate that cobalt oxide nanoparticles appear to have a promising results as antibacterial inhibitory effects against tested microorganisms were its related inhibitory effects were varied depending on the variations in the type of tested microorganism were it was more inhibitory toward S. aureus more than toward E. coli. A significant different in size-dependence of antimicrobial activity was observed, in which the fine scale differences in size of the prepared cobalt oxide nanoparticles can alter their related antibacterial activity. Moreover, the usage of the reference and the clinical bacterial isolates showed the great need to be carful that the clinical isolates could have a more robust antibacterial resistance. Key words: cobalt oxide nanoparticles, Tetra octyl ammonium bromide, Polyvinylpyrrolidone, S. aureus, E. coli.  
تعدّ مقاومة البكتيريا لكثير من المضادات الحيوية المستخدمة أحد أبرز المشاكل الصحية حديثة الظهور، أستخدم العلماء المواد النانوية، والتي تتراوح أحجامها ما بين 1-100 nm، لتكون بديلا للمضادات الحيوية في القضاء على البكتيريا. ولقد ثبتت فعالية عدة جزيئات منها أكسيدات المعادن كمضادات للبكتيريا مثل أكسيد الكوبالت النانوية والتي لم يتم العمل عليها بشكل مكثّف رغم إمكانية استخدامها كمضادات للبكتيريا. في هذه الدراسة، تم تحضير أكسيد الكوبالت النانوية باستخدام طريقة مبسّطة لاختزال الملح؛ حيث أنّ التغيرات في ظروف التحضير أدّت إلى إنتاج أكسيد الكوبالت النانوية في أشكال وأحجام مختلفة. وكما هو معروف جيدا أن سلوك الجسيمات النانوية محكوم بحجم وطبيعة مكوّنات تلك المواد. تمّ تحضير ثلاث عينات من الجسيمات النانوية بمتوسط أحجام تتراوح ما بين (25.25 nm, 21.61 nm, 20.19 nm)، وتم تحضير ومعالجة العينات بمعالجات سطحية مثل بروميد الأمونيوم رباعي الأوكتيل (TOAB) والبوفيدون (PVP). تم فحص الآثار التثبيطية لعينات أكسيد الكوبالت النانوية ذات أحجام مختلفة كمضادات البكتيريا وقاتلة لبكتيريا المكورات العنقودية الذهبية إيجابية الجرام والإشريكية القولونية سالبة الجرام في السلالات البكتيريا المرجعية والعزلات البكتيرية السريرية على حد سواء. أظهرت النتائج التجريبية الشاملة أن جزيئات أكسيد الكوبالت النانوية لديها تأثيرات عالية كمضادات بكتيرية ضد الميكروبات المفحوصة، ومن الممكن تطويرها كمضادات للبكتيريا. كما أنّ اثارها التثبيطية قد تباينت اعتمادا على الاختلافات في نوع من الكائنات الحية الدقيقة المختبرة؛ حيث أنّ آثارها التثبيطية كانت ضد بكتيريا المكورات العنقودية الذهبية أعلى من الإشريكية القولونية. وقد لوحظ وجود اختلاف جوهري في علاقة حجم الجزيئات مع نشاطها المضاد للبكتيريا؛ حيث أنّ وجود فروقات طفيفة في حجم جزيئات أكسيد الكوبالت النانوية بإمكانها تغيير نشاطها المضاد للبكتيريا المتعلق بها.
Description
Keywords
Citation
Collections