سنتز و شناسایی نانو ذرات آهن- فسفونات (Fe-DTPMP) و بررسی اثرات ضد باکتری آنها

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی، واحد امیدیه، دانشکده علوم، گروه شیمی، امیدیه، ایران

چکیده

: در این پروژه، نانوکاتالیزگر آلی-فلزی آهن-فسفونات با استفاده از پیش ماده‌های آهن(ΙΙ(کلرید با محلول بازی دی اتیلن تری آمین پنتا (متیلن فسفات)(DTPMP) تهیه شد. اندازه نانوذرات، با افزودن ستیل تری متیل آمونیوم برمید (CTAB) به عنوان ماده فعال سطحی کنترل گردید. ساختار نانوکاتالیزگر با روش های طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، تجزیه گرما وزنی (TGA)، مغناطیس سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) و تجزیه عنصری با طیف سنجی تفکیک انرژی (EDX) بررسی شده است.
در حضور ماده فعال سطحی نانو ماده تهیه شده دارای ساختار کروی و اندازه ذرات در حدود ۲۰-۳۰ نانومتر می‌باشد و هیچ گونه توده ای شدن یا تجمع دیده نمی‌شود. مقدار مغناطیس شدگی نانوکاتالیزگر سنتز شده در میدانی به قدرت KOe ۱۵ در حدود emu/g ۵ می‌باشد. نمودار گرما وزنی نشان دهنده پایداری قابل توجه کاتالیزگر در برابر حرارت می‌باشد به گونه ای که تا دمای°C ۳۰۰ شکست خاصی مشاهده نمی‌گردد. آزمایش ضد باکتری این نانوذرات نشان داد که این مواد از رشد باکتری گرم منفی (اشیرشیای کولای) و گرم مثبت (استافیلوکوکوس) جلوگیری می‌کنند. این نانوذرات هاله‌ای به ضخامت ۱۴-۱۶ میلی‌متر در اطراف خود در محیط کشت ایجاد کردند. از محیط آگار مولر هینتون در این آزمایش استفاده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis and characterization of iron-phosphonate (Fe-DTPMP) nanoparticle and investigating their anti-bacterial activities

چکیده [English]

In this study, Organic-inorganic iron-phosphonate nano-catalyst was prepared by using Iron (ΙΙ) chloride with a basic solution of diethylene triamine-penta (methylene phosphonate). The size of nanoparticles was controlled by cetyl tri-methyel ammonium bromide (CTAB) as a surfactant. The structure of the synthesized Fe@DTPMP nanomaterials was fully characterized by using different methods such as FTIR, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), thermal gravimetric analysis (TGA), vibrating sample magnetometry (VSM), and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The SEM analyze confirmed a hollow spherical micromorphology with well-defined porosity. In the presence of surfactant, the nanoparticles have a spherical structure and particle size of about 20-30 nm. The magnetization of synthesized nanoparticles in a field with a strength of 15KOe is about 5 emu/g. The TGA analysis demonstrates significant catalyst stability against heat, so that there is no specific failure at temperatures up to 300 ° C. The antibacterial test of this nanoparticle showed that these materials prevented the growth of the gram-negative and positive bacteria (Staphylococcus aureus, colic Oshirshiyya). These nanoparticles created a halo 14-16 mm in diameter in their surroundings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Diethylentriamine pentamethylphosphonic acid
  • Iron-phosphonate
  • antibacterial effect
Asnaashari Eivari, H.; Arabi, H.; Iranian Journal of Ceramic Science and Engineering, 2(1), 77-84, 2013.
[2] Schrand, A.M.; Rahman, M.F.; Hussain, S.M.; Schlager, J.J.; Smith, D.A.; Syed, A.F.; “Metal-based nanoparticles and their toxicity assessment”, Wiley interdisciplinary reviews Nanomedicine and nanobiotechnology 2(5), 544-68, 2010.
[3] Heinlaan, M.; Ivask, A.; Blinova, I.; Dubourguier, H.C.; Kahru, A.; Chemosphere 71(7), 1308-16, 2008.
[4] Jeng, H.A.; Swanson, J.; Journal of Environmental Science and Health Part A, 41(12), 2699-711, 2006.
[5] Karimi, S.; Pourahmad, A.; Asadpour, L.; Journal of Applied Researchs in Chemistry, 13(1), 21-29, 2019.
[6] Nibipour, Y.; Rostamzad, A.; Ahmadi, S.; Journal of Ilam University of Medical Sciences, 23(5), 173-181, 2015.
[7] Sondi, I.; Salopek-Sondi, B.; J. Colloid Interface Sci. 275(1): 177-182, 2004.
[8] Menamo, D.S.; Ayele, D.W.; Ali, M.T.; Ethiop. J. Sci. & Technol. 10(3), 209-220, 2017.
[9] Keerthika, V.; Ananth, A.; Rajan, M.R.; J. Nano sci. Tech., 4(4), 439–442, 2018.
[10] Saqib, S.; Munis, M.F.H.; Zaman, W.; Ullah, F.; Shah, S.N.; Ayaz, A.; Farooq, M.; Bahadur, S.; Microsc. Res. Tech., 82(4), 415-420, 2019.
[11] Kamali, A.; Rezvan Nezhad, E.; Rashidi Ranjbar, Z.; Journal of Applied Research in Chemistry, 12(1), 5-11, 2018.
[12] Gholami, M.; Nazari, S.; Yari, A.R.; Mohseni, S.M.; Matboo, S.A.; Tehran Univ. Med. J. 75, 85-95, 2017.
[13] Izanloo, H.N.; Ahmadi Jebelli, M.; Alizadeh Matboo S.; Tashauoei, H.R.; Vakili, B.; etal. Arak Med. Univ. J. 18, 8-16, 2015.
[14] Kunzmann,  A.; Andersson, B.; Vogt,  C.;  Feliu,  N.;  Ye,  F.; Gabrielsson, S.;  Toprak,  M.S.; Buerki-Thurnherr, T.; Laurent, S.; Vahter, M.;  Krug,  H.;  Muhammed,  M.; Scheynius,  A.; Fadeel,  B.;  Toxicol  Appl.  Pharmacol. 253(2), 81-93, 2011.
[15] Sunderland,  C.J.; Steiert, M.;  Talmadge, J.E.; Derfus,  A.M.; Barry,  S.E.; Drug  Dev. Res. 67(1), 70-93,2006.
[16] Bulte, J.W.; Douglas, T.; Witwer, B.; Zhang, S.C.; Strable, E.; Lewis, B.K.; Zywicke,  H.;  Miller, B.;  van  Gelderen,  P.; Moskowitz,  B.M.; Duncan, I.D.; Frank, J.A.; Nat. Biotechnol. 19(12), 1141-1147,  2001.
[17] Zhang, C.; Liu, T.; Gao, J.; Su, Y.; Shi, C.; Mini. Rev. Med. Chem. 10(3), 193-202, 2010.
[18] Laurent, S.; Dutz, S.; Hafeli, U.O.; Mahmoudi, M.; Adv. Colloid Interface Sci. 166, 23-28, 2011.
[19] Senthil, M.; Ramesh, C.; Dig. J. Nanomater.  Biostruct. 7(3), 1655-1660, 2012. 
[20] Santoshi, V.; Banu, A.S.; Kurian, G.A.; Int.  J.  Pharm.  Pharm Sci. 7(1), 75-80, 2015.
[21] Azarkish, M.; Akbari, A.R.; Sedaghat, T.; Journal of Applied Chemistry, 13(47), 9-20, 2018.
[22] Zarei, R.; Mosaferi, M.; Barhagi, M.; Khataee, A.; Asghari Jafarabadi, M.E.; J. Health. 5(3), 214-223, 2014.
[23] Espitia, P.; Soares, N.D.; Teófilo, R.; Vitor, D.; Coimbra, J.D.; de Andrade, N.; et al. J. Nan. Res. 15(1), 1-16, 2013.
 
 [24] Klimkova, S.; Cernik, M.; Lacinova, L.; Filip, J.; Jancik, D.; Zboril, R.; Chemosphere 82(8), 1178-1184, 2011.
[25] Choi, H.; Al-Abed, S.R.; Agarwal, S.; Dionysiou, D. D.; Chem Mater. 20(11), 3649-3655, 2008.
[26] Clearfield, A.; Comments Inorg. Chem. 10, 89-123, 1990.
[27] Cao, G.; Mallouk, T.E.; Inorg. Chem. 30, 1434-1443, 1991.
[28] Zhang, Y.; Clearfield, A.; Inorg. Chem. 25, 2821-2826, 1992.
[29] Zhang, B.; Poojary, D.M.; Clearfield, A.; Peng, G.; Chem. Mater.  8, 1333-1340, 2002.
[30] Bao, S.S.; Shimizu, G.K.H.; Zheng, L.M.; Coord. Chem. Rev. 378, 577-594, 2019.
[31] Curini, M.; Rosati, O.; Costantino, U.; Curr. Org. Chem.  8, 591-606, 2005.
[32] Bing, R.Z.; Li, Z.; Feng, T.L.; Wei, H.; Phillip, M.H.; Corrosion science 52(12), 3883-3890, 2010.
[33] Amicangelo, J.C.; Leenstra, W.R.; Inorg. Chem. 44 (6), 2067-2073, 2005.
[34] Abdollahi, S.; Pourahmad, A.; Asadpour, L.; Journal of Fasa University of Medical Sciences, 8(2), 805-814, 2018.
[35] Ansari, S.A.; Oves, M.; Satar, R.; Khan, A.; Ahmad, S.I.; Jafri, M.A.; Zaidi, S.K.; Alqahtani, M.H.; Pol. J. Chem. Tech. 19(4), 110-115, 2017.
[36] Kuemin, M.; van der Donk, W.A.; Chem. Commun. 46(41), 7694–7696, 2010.