سنتز نانوذرات نقره روی پارچه پنبه ای با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون به عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده

سنتز نانوذرات نقره روی پارچه پنبه ای با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون به عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده

سنتز نانوذرات نقره روی پارچه پنبه ای با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون به عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده

نانوذرات نقره کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارند، به ویژه اثر ضدمیکروبی آنها روی پلیمرها و الياف نساجی شناخته شده است. در روش های معمول این نانوذرات با کاهش شیمیایی نیترات نقره سنتز می شوند، اما در کار حاضر، روش جدیدی ارائه شده که در آن از محلول آمونیاکی نقره استفاده شده که با به کارگیری یک ترکیب کاتیونی پایدار شده است. بر این اساس، ابتدا نیترات نقره با قلیا به اکسید نقره تبدیل شده و سپس با استفاده از محلول آمونیاک به شکل محلول نقره آمونیاکی +[Ag(NH3)2] در آمده است. در ادامه با افزودن پلی وینیل پیرولیدون (PVP) به عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده همراه با تابش UV-C نانوذرات نقره سنتز شده است. خواص نانوذرات نقره سنتز شده شامل پلاسمون سطحی ذرات، بلورینگی، اندازه ذرات و توزیع پراکندگی آنها بررسی شده است. سپس، کالای پنبه ای سفیدگری شده با استفاده از نانوذرات نقره سنتز شده در غلظت های مختلف به روش پد تکمیل شده و برخی خواص کالای تکمیل شده بررسی شده است. این آزمون ها شامل بررسی طیف انعکاسی، بررسی رنگ با تعيين مقادير شاخص های رنگی , a* b* و L* بررسی شکل شناسی سطح و بررسی وجود نقره با استفاده از EDAX بوده است. همچنین، فعالیت ضدباکتری نمونه تکمیل شده به کمک یک باکتری گرم مثبت Staphylococcus aureuts و یک باکتری گرم منفی Escherichia coli بررسی و تأیید شده است. پایداری خواص ضدباکتری نمونه تکمیل شده نیز در برابر شست وشو ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد، به کارگیری نانوذرات نقره به مقدار بسیار کم ppm) ۲۰۰) در روش پد روی پارچه پنبه ای سفید می تواند تا ۲۰ مرتبه شست و شوی خانگی پایدار باشد و فعالیت ضدباکتری آن تا بیش از %۹۷ حفظ شود. در این روش، پلی وینیل پیرولیدون علاوه بر پایداری نانوذرات نقره در محلول سبب پایداری مناسب آنها روی پارچه پنبه ای نیز شده است.

مقدمه
علم کلوییدهای فلزی با تجربیات مایکل فارادی در نیمه قرن ۱۹ روی کلویید طلا آغاز شد. محلول كلودی قرمز رنگ طلا با احیای محلول کلرواورات [AuC14]- با استفاده ازفسفر به عنوان عامل کاهنده تهیه شد [۱]. كاهش نمک های فلزی به وسیله عوامل کاهنده روشی قدیمی است که در آن می توان از تعلیق آبی برای تهیه تلوید فلزی استفاده کرد [1] ذرات فلزی در حالت پراکنده به مقدار کمی پایدارند. به ویژه ذرات کوچک بسیار ناپایدارند و تمایل به تجمع و کلوخه شدن دارند. در فاصله کم میان ذرات، دو ذره به سبب نیروهای واندر والسی تمایل به تجمع دارند و در غیاب نیروهای دافعه به حالت لخته در می آیند. برای جلوگیری از لخته شدن، دو روش پایدار سازی الكتروستاتیکی و پایدار سازی فضایی وجود دارد در روش الكتروستاتیکی ذرات کلوییدی به وسیله دو لایه الکتریکی احاطه شده و در نتیجه نیروی کولنی ایجاد شده، ذرات از یکدیگر دور می شوند.
روش دیگر بر اساس جلوگیری از تجمع به وسیله جذب مولکول هایی مانند پلیمرها، سطح فعال ها با لیگاندها در سطح ذرات است تا به شکل لایه ای محافظ ذرات را احاطه کنند [۱،۲]. برای تهیه نانو ذرات نقره نیز اغلب از این روش استفاده می شود. پلیمرهای زیادی برای پایدار سازی محلول کلونی نانو نقره استفاده شده اند. این پلیمرها برای ایجاد اثر بهه نباید فقط با اتصال کوئوردیناسیونی به سطح ذره جذب شوند، بلکه باید به خوبی در حلال حل شوند. این پلیمرها از نوع دو محیط دوست هستند. انتخاب پلیمر بر اساس قابلیت پراکنده کردن فزه نوع حلال و قابلیت آن برای کاهش اندازه ذرات معین می شود. مطالعات گسترده ای درباره قابليت پليمرها در پایدار سازی انجام شده و به نظر می رسد که پلیمرهای سنتزی بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. از این میان پلیمرهای وینیلی با گروههای قطبی مانند پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و پلی وینیل الکل (PVA) به طور ویژه استفاده شده اند. پلی وینیل پیرولیدون از قدرت پایدار سازی بیشتری نسبت به پلی وینیل الکل برای پایدار سازی نانو ذرات نقره برخوردار است [1-5].
تقره از دیر باز برای بهبود سوختگی ها و جراحت های شدید استفاده شده است. در حدود ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد مسبح، نقره برای تهیه آب آشامیدنی استفاده می شده است. در حدود سال ۱۷۰۰ میلادی نیترات نقره نیز برای بهبود بیماری های مقاربتی و بزاقی استفاده می شده است [6]. تهیه نانو ذرات نقره سبب بازگشت دوباره نقره به عنوان عامل ضد میکروبی قوی شده است. خواص ضد میکروبی نقره به مقدار مصرف و رهایش نقره وابسته است. نقره در حالت فلزی ساکن است، اما با رطوبت موجود در محبط با پوست بدن واکنش داده و یون می شود [6].
ساز و کار دقیق فعالیت نقره در برابر باتری ها هنوز شناخته نشده است. اما با بررسی سازوکارهای ممکن، فعالیت ضد باکتری یون نقره و نانو ذرات نقره به نظر می رسد، به شکل شناسی و تغییرات ساختاری در سلول باکتری مربوط است. یون های نقره با گروه تیول در پروتئین واکنش داده و سبب می شوند تا فعالیت آنزیم ها مختل شود [6،7]. همچين، یون های نقره از تکثیر DNA جلوگیری کرده و روی ساختار و نفوذ پذیری غشای سلولی مؤثرند [۸]. نانوذرات نقره خواص ضد میکروبی بسیار مؤثر تری نسبت به سایر ترکیبات ضد میکروبی دارند. این مسئله به سطح مخصوص زیاد و در نتیجه اتصال و سطح تماس بیشتر نانو ذرات نقره با میکروارگانیسم نسبت داده می شود. ساز و کارهای متفاوتی برای خاصیت ضد میکروبی نانو ذرات نقره گزارش شده که عبارت اند از:
1- با چسبيدن نانو ذرات نقره به سطح، خواص غشا را تغيير داده و مولکول های لیپوپلی ساکارید را تجزیه می کنند، در اطراف غشا به شكل حفره هایی تجمع می یابند و به طور گسترده ای نفوذپذیری غشا را افزایش می دهند.
2- نانو ذرات به داخل سلول باکتری نفوذ می کنند و سبب صدمه به DNA و RNA می شوند.
3- حل شدن نانو ذرات نقره سبب آزاد شدن یون های نقره فعال می شود. از دلایل خواص ضد میکروبی زیاد نانو ذرات نقره وجود ساز و کارهای متعدد برای از بین بردن باکتری هاست [7-9] یونهای نقره و ترکیبات نقره به طور گسترده در زمینه های مختلف مانند صافی های ضدباکتری، باندهای پانسمان، تصفیه کننده های آب، حسگرها، صافی های شیمیایی و گازی و لباس های محافظ به کار برده می شوند  [۸،۱۰،۱۱].
به طور معمول تمایلی بین ذرات غیر آلی و مواد پلیمری مانند کالاهای نساجی وجود ندارد. به سبب سطح انرژی متفاوت میان ذرات آلی و غیر آلی نوعی حالت دافعه بين سطوح ایجاد می شود. این مسئله در نانو ذرات به علت سطح ویژه زیاد آنها تشدید می شود. در نتیجه تكميل ضد باکتری با استفاده از نانو ذرات نقره روی کالای نساجی در برابر شست و شو پایدار نیست [۱۲]. روش های مختلفی برای بهبود ثبات شست و شویی نانو ذرات نقره ارائه شده است که می توان به استفاده از کمپلکس نقره سولفور اشاره کرد که با کالای پشمی پیوند برقرار کرده و ثبات خوبی به دست می آید [۱۳]. همچنین، استفاده از پلیمرهای شبکه ای شونده مانند ہلی سیلوکسان و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید برای ایجاد شبکه و حبس فیزیکی نانو ذرات نقره و تیتانیم دی اکسید بهره گرفته شده است [۱4،15].
روش های فیزیکی نیز مانند امواج فراصوت و کندو پاش مغناطیسی، برای افزایش ثبات نانو ذرات روی کالا استفاده شده اند [۱6،18].
نانو ذرات نقره – پلی وینیل پیرولیدون به سبب خواص محافظتی و پایدار کنندگی زیاد پلی پیرولیدن، PVP (شکل 1) توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند [۱9]. PVP پلیمر دوست دار محیط زیست است که به طور گسترده در صنایع داروسازی استفاده می شود. این ماده در آب و الكل انحلال پذیر است و قابلیت به کار گیری در سامانه های موجود نساجی را دارد [۱9،20]. مزایای این ماده مانند سمی نبودن، زیست سازگاری، آب دوستی سازگاری برای اختلاط، فعالیت ضدباکتری، انحلال پذیری در آب و بیشتر حلال های آلی و همچنین فرآیند پذیری زیاد آن را برای گستره وسیعی از کاربردها به ویژه در حوزه زیست پزشکی مناسب ساخته است [19]. PVP در صنعت نساجی نیز به عنوان ماده ای یکنواخت کننده در رنگرزی استفاده می شود و تمایل زیادی به نانوذرات نقره و یون نقره از راه اتم های اکسیژن و نیتروژن دارد [۱۹،۲۱] . همچنین، قابلیت ایجاد کمپلکس با کالا را از راه اتصال هیدروژنی دارد [۲۱] . از این رو، PVP به عنوان ماده کاهنده دوست دار محیط زیست، پایدار کننده نانوذرات در محلول کلوییدی و پایدار کننده ذرات روی پارچه پنبه ای استفاده شده و اثر آن روی خواص پارچه و مقدار پایداری خواص ضد باکتری پارچه تکمیل شده در برابر شست و شو بررسی شده است .

تجربی
مواد
پارچه تاری – پود پنبه ای ٪ ۱۰۰ سفیدگری شده با تراکم تار و پود ۳5 و 26 در سانتی متر و وزن g/cm2 ۱۱۸ از شرکت یزدباف تهیه شد. مواد آزمایشگاهی با خلوص زیاد شامل نیترات نقره (%8/99)، آمونیاک (%25)، سدیم هیدروکسید (%98)، سدیم کلرید(%99)، Trypticase soy agar به عنوان محیط کشت باکتری از شرکت Merck و سدیم کربنات (%5/99) و پلی وینیل پیرولیدون با وزن مولکولی 4۰۰۰۰ (K30) از شرکت Fluka تهيه شدند. باکتری های Escherichia coli
(گرم مثبت، (ATCC11303 و Staphylococcus aureus (گرم منفی، ( ATCC 6538 از مرکز کلکسیون قارچ ها و باکتری های صنعتی ایران تهیه شدند.

دستگاه ها
لامپ UV-C با توانW30 ساخت شرکت Philips با پیک تابشی در ناحيه nm 7/253 ، حمام فراصوت با حجم L 5/2 و پسامد kHz ۲۸±۵ از شرکت Parsonic ، دستگاه Zetasizer مدلHS 3000 از شرکت Malvern برای بررسی اندازه ذرات، طیف نورسج جذبی UV-VIS مدل 300 Cary ساخت شرکت Varian برای بررسی پلاسمون سطحی ذرات فلزی، طیف نورسنج UV-Vis NIR مدل 5000 Cany ساخت شرکت Varian برای بررسی طیف انعکاسی نمونه پوشش یافته، دستگاه پراش پرتو X مدل D5000 ساخت شرکت Siemens آلمان برای بررسی بلورهای نقره، میکروسکوپ الکترونی پویشی مدل XL30 ساخت شرکت Philips برای بررسی شکل شناسی سطحی نمونه ها و نانوذرات نقره و انجام آزمون EDAX، دستگاه کند و پاش مدل SCDOs ساخت شرکت BAL-TEC کشور سوئیس برای آماده سازی نمونه در میکروسکوپ الکترونی، رنگ سنج مدل 7000 Color eye برای بررسی پارامترهای , a* b* و L* و دستگاه اتوکلاو از شرکت ایران تولید برای ضدعفونی کردن محلول ها در بررسی های ضد میکروبی در دمای C° ۱۲۱ به مدت min ۲۰ و فشار psi ۱۰ به کار گرفته شده است. همچنین، دستگاه فور از شرکت Gallon برای ضدعفونی کردن ظروف در دمای C° ۱80 به مدتh 1 و آنکوباتور از شرکت Stewart برای تأمین محیط مناسب رشد باکتری ها در دمای C° 37 بهره گرفته شده است.

روش ها
برای تهیه نانوذرات نقره، ابتدا Ag20 از واکنش 50 mL محلول 5/0 مولار NaOH با 50 mL محلول 5/0 مولار AgNO3 به نسبت حجمی برابر، مطابق واکنش زیر به دست آمد[۲۲]:
2Ag+ + 2N03- + 2 Na+ + 20H- Ag20 + 2NaNO3 + H2O
رسوب Ag20 جداسازی و سه مرتبه با آب مقطر شست و شو داده شد. رسوب حاصل در دمای C° 50 به مدتh ۲ خشک شد. بدین ترتیب، پودر Ag20 قهوه ای رنگ به دست آمد[۲۲]. برای تهیه محلول ppm ۱۰۰ مقدار mL 8/0 محلول آمونیاک %25 به g 1/0 اکسید نقره اضافه شد تا پودر قهوه ای رنگ Ag20 با آمونیاک واکنش داده و کمپلکس بی رنگ [ Ag(NH3) 2 ]+ تشکیل شود. [ Ag(NH3) 2 ]+ کمپلکس پونی پایداری است که به سبب تمایل زیاد آمونیاک به یون نقره تشکیل می شود [۲۳]. سپس، محلول پلی وینیل پیرولیدون (PVP) با نسبت وزنی PVP/Ag20 برابر ۱۲:۱ تهیه شد. از این رو g 4/2 از PVP درL ۱ آب مقطر حل و سپس محلول نفره آمونیاکی به آن اضافه و به مدت 10 min در حمام فراصوت قرار داده شد. برای تهیه محلول ppm ۲۰۰ نیز mL 6/1 محلول آمونیاک %25 به g 2/0 اکسید تقره اضافه شد. سپس، g 8/4 از PVP درL ۱آب مقطر حل و محلول نقره آمونیاکی به آن اضافه شده و 10 min در حمام فراصوت قرار داده شد. در ابتدا تغییر رنگ محلول به زرد کم رنگ مشاهده شد. در انتها محلول در ظرف در بسته ريخته شد و در اطاقک با لامپ UV-C در فاصله cm ۱۰ به مدت h 1۲ قرار گرفت. واکنش انجام شده مطابق زیر است:
[ Ag(NH3) 2 ]+ + PVP UV Ag.PVP + NH3

آغشته سازی نمونه با استفاده از روش پد
پس از تهیه نانوذرات نقره، غلظت های مختلف۱۰۰ و ppm ۲۰۰ از محلول تهیه شد. سپس، پارچه پنبه ای به مدث min ۵ با آنها آغشته و با برداشت ٪۹۰ پد شد و در دمای محیط خشک شد.

ثبات شست و شویی
ثبات شست و شویی نمونه ها طبق استاندارد AATCC 61 (2A) _ 1996 بررسی شد. بر این اساس یک مرتبه شست و شو معادل ۵ مرتبه شست و شوی خانگی در دمای C ° ۳±۳8 است. نمونه ها پس از ۲، 4 و 6 مرتبه شست و شو که معادل ۱۰، ۲۰ و ۳۰ مرتبه شست وشوی خانگی است، مورد آزمون ضد باکتری قرار گرفتند تا ثبات شست و شویی نانوذرات روی کالا بررسی شود.
بررسی خواص ضدباکتری
مقدار رشد باکتری بر اساس استاندارد 2004-100 AATCC و با استفاده از دو باکتری Escherichia coli و Staphylocvxxws aureus انجام شد. در این روش برای دست یابی به تعداد قابل شمارش از باکتری ها، یک کلونی باکتری در لوله آزمایش حاوی mL ۱۰ سرم فیزیولوژی g/L ) ۹ سدیم کلرید ( و سترون شده قرار داده و سپس رقت های پیاپی ۱۰1، ۱۰2 ، ۱۰۳ و ۱۰4 تهیه شد. نمونه پارچه با ابعاد cm2 ۱ را نیز در داخل لوله آزمایش قرار داده و پس از سترون کردن، محلول باکتری رقيق و تعلیق شده به لوله حاوی نمونه اضافه شد تا در مجاورت با آن قرار گیرد. یک لوله شاهد نیز در نظر گرفته شد. سپس، لوله ها به مدت h 24 داخل انکوباتور قرار گرفتند تا زمان کافی برای تأثیر ضد میکروبی نمونه پوشش یافته با باکتری فراهم شود. در ادامه 0/5 mL از هر یک از لوله ها را به طرف کشت انتقال داده و سپس محیط کشت آگار مذاب
(دمای C° 45 ، سترون شده ) به آنها اضافه شد و دوباره h 24 داخل انکوباتور قرار گرفتند. پس از پایان این مدت تعداد کلونی های موجود در هر ظرف کشت شمارش شده و مقدار درصد کاهش باکتری با استفاده از معادله (۱) به دست آمده است:
R% = 100 (A-B)/A
در این معادله A تعداد کلونی های اولیه تعلیق (شاهد)، B تعداد کلونی های ثانویه (محلول مجاور شده با کالا) و R درصد کاهش باکتری است. مقدار باکتری در محلول CFU/ml ۲۰۰۰-۳۰۰۰بوده است.

نتایج و بحث
برخی از روش های سنتز نانوذرات نقره با استفاده از [ Ag(NH3) 2 ]+ (عامل تولن) انجام شده که فرایندی یک مرحله ای با کنترل اندازه ذرات است. غلظت آمونیاک نقش مهمی در کنترل اندازه ذرات دارد و کاهش بون های نقره به نانوذرات فلزی در غلظت های کم آمونیاک حاصل می شود [۱1،۲4] . سرعت تشکیل نانوذرات نقره از AgNO3 و [ Ag(NH3) 2 ]+ به شرح زیر است [۳]:
(حاصل از اکسید نقره ) < [ Ag(NH3) 2 ]+ (حاصل از نیترات نقره[ Ag(NH3) 2 ]+( < AgNO3
از این رو برای واکنش سریع تر، از + [ Ag(NH3) 2 ] تهیه شده از Ag20 برای سنتز نانوذرات نقره استفاده شده است. لیگاند NH3 در [ Ag(NH3) 2 ]+ به دریافت فتوالکترون ها شتاب می دهد و کاهشAg سریع تر انجام می شود. وجود [NO3]- در محلول ,AgNO3 یا محلول [ Ag(NH3) 2 ]+تهیه شده از AgNO3 سبب ممانعت و کاهش دریافت الكترون می شود. گروه های جانبی متقارن در PVP نیز سبب پایداری نانوذرات می شوند که به شکل یک ممانعت کننده فضایی در اطراف نانوذرات نقره عمل می کند و به وسیله نیروهای الكتروستاتیکی موجب جلوگیری از تجمع آنها می شوند. تشکیل نانوذرات نقره در غلظت زیاد PVP نه تنها موجب کوچک شدن اندازه ذراث می شود، بلکه سبب افزایش سرعت تشکيل نانوذرات نقره نیز می شود.
پلی وینیل پیرولیدون در غلظت های زیاد دریافت فتوالکترونها را شتاب می بخشد. از این رو، PVP جذب فتوالکترون ها را تسریع کرده و افزایش غلظت سبب افزایش سرعت کاهش [ Ag(NH3) 2 ]+ می شود [۲۳]. میانگین اندازه ذرات سنتز شده nm ۹۱ و توزیع پراکندگی آنها بین 40 تا nm ۲۰۰ است که نشانگر توزیع پراکندگی باریک در مقایسه با سایر روش هاست (شکل ۲). در روش تولن اصلاح شده از ساکارید ( مالتوز و لاكتوز) برای کاهش و پایدار سازی نانوذرات نقره بهره گرفته شده است که دارای توزیع پراکندگی بیشتری (nm ۲۵-4۵۰ ) است [۱۱]. يونها و ذرات نقره با اتم های N و Oدر PVP پیوند کوئوردیناسیونی برقرار کرده و لایه محافظی روی ذرات تشکیل می دهند. نتایج پژوهش های گذشته نشان داده که برای ذرات با قطر کمتر از nm ۵۰ ساز و کار اصلی پیوند کوئوردیناسیونی بین نقره و PVP به وسیله اتم N است و واکنش بین اتم O و نقره اهمیت کمتری دارد. اما، با افزایش قطر به بیش از nm ۵۰ نقره با هر دو اتم N و O پیوند کو ئوردیناسیونی برقرار می کند [۲5].
خواص نوری نانو ذرات فلزی جدید به شدت تحت تاثیر نوسانات الکترونی نوار رسانش نانوذرات قرار دارد. این نوسانات جمعی پلاسمون سطحی شناخته می شود.

زمانی که نیروی الکتریکی خارجی (مانند نور یا پر تو الكترونی) به نانوذرات برخورد می کند، توزیع بار الکترونی مختل و از مدار خارج می شود و سپس به حالت طبیعی باز می گردد. عامل بازگشت این نوسان تمایل نیروی کولنی میان هسته و الكترون هاست [ ۲6،۲۷ ] .
قله جذبی ناشی از پلاسمون سطحی نانوذرات نقره مطابق شکل ۳-الف پیشینه ای در nm 4۲۱ نشان می دهد. قله جذبی نیترات نقره نیز در nm ۳۰۱ مشاهده می شود (شکل 3-ب ) که ناشی از وجود Ag+ است. طیف انعکاسی نمونه پوشش داده شده نیز در شکل 4 دیده می شود. بیشینه قله جذبی برای نمونه عمل آوری شده با ppm 1۰۰ نانوذرات نقره در ناحيه nm 400 و برای نمونه عمل آوری شده با ppm 2۰۰ نانوذرات نقره در ناحيه nm 430 حاصل از پلاسمون سطحی نانو ذرات نقره مشاهده می شود. این موضوع نشانگر اثر کم نانوذرات نقره روی طیف انعکاسی و ظاهر کالاست.

محرک های سه گانه رنگی کالای پوشش شده در جدول ۱ دیده می شود و تغییرات رنگی ΔEنیز به کمک معادله (۲) محاسبه شده است:
ΔE = (ΔL*2 + Δa*2+Δb*2) 1/2 (2)

در این معادله L* روشنایی کالا، a* و b* به ترتیب قرمزی – سبزی (قرمز مثبت، سبز منفی) و زردی – آبی (زرد مثبت، آبی منفی) هستند. ارزش ΔE اگر برابر ۲٫۳ باشد، به طور تقریبی کمترین مقدار تشخیص تغییرات رنگی برای انسان است [۲۸]. نتایج افزایش شدید شاخص b* را نشان می دهد که حاکی از زرد شدگی کالا در اثر پلاسمون سطحی نانوذرات نقره است.

سطح نمونه پوشش داده شده و بدون پوشش با میکروسکوپ الكتروني در شكل 5 دیده می شود، آسيب سطحی روی سطح الباف دیده نمی شود و ملاحظه می شود پیش از تکمیل سطح الياف صاف و یکنواخت است. در حالی که پس از تکمیل با نانوذرات غیریکنواخت و نانوذرات روی سطح بارگذاری شده اند. اندازه ذرات مشاهده شده نتایج Zeta sizer را تأیید می کند و حاکی از کروی بودن نانوذرات نقره است . PVP نه تنها به عنوان عامل کاهنده و پایدار کننده است، بلکه نقش مهمی در کنترل اندازه و شکل نانوذرات فلزی نیز دارد [19].
الگوی طیف EDAX به وسیله میکروسکوپ الکترونی وجود نقره را روی کالا با خلوص زیاد تأیید می کند و مقدار نقره پوشش شده در مقایسه با طلای پوشش شده به شکل درصد اتمی و درصد وزنی روی کالا گزارش شده که نشان از مقدار اندک نقره روی کالا در مقایسه با طلا دارد.

پراش پرتو X در نمونه های پوشش یافته در شكل ۷ مشاهده می شود. قله های ناشی از θ2 در ۳۸، 4/44 ، 5/64 و ° 3/77 به ترتیب صفحات بلوری 111، 200، 220 و 311 ناشی از پراش برگ به سبب ساختار مکعبی وجه مرکز دار (facc-center cubic fcc) و نشانگر تشکیل بلورهای فلز نقره است [29].

بررسی خواص ضد باکتری و ثبات شست و شویی
نقره از زمان های بسیار قدیم به شکل فلزی، نیترات نقره و سولفودی آزین نقره برای بهبود جراحت ها، سوختگی ها و عفونت ها استفاده می شده است. اما، با پدیدار شدن آنتی بیوتیک ها استفاده از آنها کاهش یافت. با ظهور نانوفناوری در قرن حاضر و تهیه فلزات در حد نانومتر خواص شیمیایی، فیزیکی و نوری ذرات فلز به گونه بسیار مؤثری تغییر کرده و سبب ایجاد انگیزه ای نو در به کار گیری آنها شده است. با شیوع بیماری های مختلف به وسیله باکتری های بیماری زای متفاوت و مقاوم شدن آنها در برابر آنتی بیوتیک ها، شرکت های داروسازی پژوهش های گسترده ای را روی عوامل ضد باکتری شروع کرده اند. نانو مواد مختلف مانند مس، روی، تیتانیم، طلا، منیزیم، نانو لوله های کربنی، کیتوسان و نقره به عنوان مواد ضد باکتری معرفی شده اند. اما نانوذرات نقره دارای جایگاه ویژه ای هستند که به سبب وجود چند ساز و کار برای از بین باکتری هاست و خواص ضدمیکروبی بسیار خوبی را در برابر باکتری ها، ویروس ها و سایر میکروارگانیسم ها نشان می دهند.

کاهش دو گونه رایج باکتری گرم مثبت S. aureus منشأ عفونت های چشمی، پوستی، استخوان و مفاصل و باکتری گرم منفی
E.coli منشأ عفونت های ادراری، خونی و بیمارستانی مورد توجه قرار گرفته و کار کرد ضد میکروبی زیادی از پارچه های پوشش یافته در برابر این باکتری ها در جدول های ۲ و ۳ آمده است. باکتری گرم مثبت S. aureusمقاومت بیشتری را نسبت به باکتری گرم منفی E.coli نشان داده است. این موضوع می تواند به سبب تفاوت در دیواره سلولی باکتری گرم مثبت و گرم منفی باشد. باکتری گرم مثبت S aureus دارای دیواره ضخیم تری از پلی پپتيدوگليکان نسبت به باکتری گرم منفی E.coli است که سبب پایداری بیشتر آن شده است.
خواص ضد میکروبی نمونه های تکمیل شده با غلظت های ۱۰۰ و ppm ۲۰۰ پس از شست و شو نیز بررسی شده است (جدول های ۱ و ۲). نتایج نشان می دهد، افزایش غلظت نانوذرات نقره روی کالا سبب افزایش پایداری خواص ضدباکتری شده و به علاوه از ثبات شویشی زیادی برخوردارند. در روش های پیشین برای افزایش پایداری خواص ضد باکتری کالای تکمیل شده در برابر شست و شو از سنتز مستقیم نانو ذرات نقره روی کالا [۳۰]، استفاده از امواج فراصوت حين تكمیل کالا [۱6] و عامل ایجاد پیوند عرضی سلولوز مانند کربوکسیلیک اسید [۳1]، بهره گرفته شده است. در این روش وجود پلی وینیل پیرولیدون سبب ثبات زیاد ضد باکتری کالا در برابر شست و شو شده است. این موضوع به سبب اتصالات پایدار میان نقره ، پلی وینیل پیرولیدون و سلولوز است. پلی وینیل پیرولیدون ماده ای چسبناک به شمار می رود که برای اتصال قطعات نیز از آن استفاده می شود [21]. نانوذرات نقره و یون نقره به شدت به پلی وینیل پیرولیدون تمایل دارند [۲۹،۳۲] و همچنین اتصال میان پلی وینیل پیرولیدون و سلولوز نیز پایدار است این اتصالات می توانند ناشی از ایجاد کمپلکس به وسیله گروه اکسیژن پلی وینیل پیرولیدون و گروه های اH سلولوز باشد.

تحلیل آماری مقایسه
میانگین دو نمونه با غلظت های مختلف100 و pprn ۲۰۰ ، با استفاده از جدول ANOVA و آزمون دانکن برای چهار حالت شست و شوی مختلف روی دو باکتری E. coli و S. aurets بررسی شده است. فرض های آزمون مطابق زیر است:

H0 : μi=μj
H1 : μi≠μj
به ازای حداقل یک iو j در این آزمون مقدار خطا 5/0 است. اگر مقدار سطح معنی دار بزرگ تر از مقدار خطای ۰٫۵ باشد، فرض صفر نتیجه می شود و اگر مقدار سطح معنی دار کوچک تر از مقدار خطا باشد، فرض یک نتیجه می شود. در فرض صفر تمام میانگین ها برابرند و نیاز به انجام آزمون دانکن نیست.
در حالت بدون شست و شو، ۱۰ و ۲۰ مرتبه شست و شو برای باکتری E. coli، هر دو نمونه از نظر ترتیب در یک گروه قرار می گیرند و همه دارای %9/99 کشندگی هستند. در حالت ۳۰ مرتبه شست و شو مقدار سطح معني دار صفر است و شاخص ها با یکدیگر برابر نیستند. پس از انجام آزمون دانکن، نمونه ppm ۱۰۰ در گروه ضعیف تر و نمونه ppm ۲۰۰ در گروه قوی تر از لحاظ درصد کشندگی قرار گرفته است. این روند آزمون برای تمام نمونه ها در 4 حالت شست و شوی مختلف روی دو باکتری انجام شده است. در نهایت در حالت پنجم که مقایسه میانگین سه نمونه است، با استفاده از جدول ANOVA و آزمون دانکن برای حالت میانگین امتیاز شست و شو در باکتری E. Coli و Saurets بررسی شده که در هر دو باکتری اختلاف معنی داری وجود دارد.

بر این اساس نمونه های پوشیده با غلظت ppm ۲۰۰ از نانوذرات Ag/PVP بهترین عملکرد ضد باکتری را نشان داده اند که نتایج کشندگی باکتری ها را در آزمون ضدمیکروبی تأیید می کند. از آنجا که نمونه های پوشش یافته باppm ۲۰۰ بهترین عملکرد را داشتند، آزمون اندازه گیری مکرر برای مقایسه چهار حالت بدون شست و شو، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ مرتبه شست و شو روی دو باکتری بررسی شده است.
در این آزمون سطح معنی دار برای باکتری E. coli صفر بوده است، بنابراین با استفاده از آزمون تی زوجی، تساوی زوجی این شاخص ها بررسی شده است. در جدول 6 با توجه به آزمون اندازه گیری مکرر، تی زوجی و میانگین شاخص ها، این آزمون ها روی باکتری aureus نیز انجام شده که نتایج تی زوجی و میانگین شاخص ها در جدول ۷ آمده است. نتایج آزمون اندازه گیری مکرر نشان می دهد، در نمونه های پوشیده شده با غلظت ppm ۲۰۰ از نانوذرات Ag/PVP ، تا 10 مرتبه شست و شو درصد کشندگی باکتری در هر دو نوع باکتری % ۹۹/۹۹۶ است. در باکتری aureus که نتیجه درصد کشندگی در ۲۰ مرتبه شست و شو به % 97/2175 رسیده است. در نتیجه نمونه های ppm ۲۰۰ تا ۲۰ مرتبه شست و شو، روی هر دو باکتری E. coli و aureusخواص ضدباکتری بیش از %97 دارند.

نتیجه گیری
در این پژوهش، نانوذرات نقره کروی شکل با میانگین اندازه ذرات nm ۹۱ و با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون به عنوان کاهنده و پایدار کننده با استفاده از روش دوست دار محیط زیست با موفقیت سنتز شده است. از نانو ذرات نقره سنتز شده برای تکمیل کالای پنبه ای استفاده شده و خواص ضدباکتری و ثبات شست و شویی نشانگر ثبات مناسب نانوذرات نقره روی کالای پنبه ای است. پلی وینیل پیرولیدون علاوه بر پایدار سازی نانوذرات نقره در محلول، سبب پایداری خوب نانو ذرات روی کالای سلولوزی نیز شده و ثبات شست و شویی قابل قبولی به دست آمده است. از این رو، کالای تکمیل شده مناسب برای کاربردهای پزشکی چند بار مصرف است.

فربد علی محمدی، مجید منتظر، على شمعی، محمد کریم رحیمی
١- تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، دانشکده مهندسی نساجی، باشگاه پژوهشگاه جوان واحد تهران جنوب

2- تهران، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، دانشکده مهندسی نساجی
٣- تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پزشکی تهران


ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

جستجو

دسته بندی

محبوب ترین مقاله ها

مدیرعامل تیپیکو با صدور پیامی، شهادت آیت الله سیدابراهیم رئیسی را تسلیت گفت
۳۱ اردیبهشت ۱۴۰۳

دکتر عقیل آرین‌نژاد، مدیرعامل تیپیکو با صدور پیامی، شهادت آیت الله سیدابراهیم رئیسی، رئیس‌جمهور کشور ...

مجمع عمومی عادی سالانه شرکت دارویی ره‌آورد تامین  منتهی‌ به‌ ۲۹ اسفندماه ۱۴۰۲ ، روز سه‌شنبه ۱۸ اردیبهشت ماه
۲۰ اردیبهشت ۱۴۰۳

 مجمع عمومی عادی سالانه شرکت دارویی ره‌آورد تامین (منتهی‌ به‌ ۲۹ اسفندماه ۱۴۰۲)، روز سه‌شنبه ۱۸ ...

بازدید مدیر عامل تامین اجتماعی از غرفه ره آورد تامین در اکسپو 2024
۱۰ اردیبهشت ۱۴۰۳

میر هاشم موسوی مدیر عامل سازمان تامین اجتماعی امروز از غرفه‌های هلدینگ دارویی تیپیکو مستقر در ...

جلسه تودیع مدیر حسابرسی داخلی
۲۸ فروردین ۱۴۰۳

مراسم قدردانی از مدیر حسابرسی داخلی در جلسه هیئت مدیره شرکت دانش بنیان دارویی ره آورد ...

مراسم تقدیر از پرسنل کارخانه
۲۸ فروردین ۱۴۰۳

متن خبری برای مراسم تقدیر از پرسنل در 27 فروردین ماه آیین تجلیل و تقدیر از ...

سال ١۴٠٣ سال تاریخ سازی مجموعه تیپیکو خواهد بود
۳ فروردین ۱۴۰۳

بسم الله الرحمن الرحیم «یا مقلب القلوب و الابصار؛ یا مدبر اللیل و النهار؛ یا محول ...

برچسب ها

error: محتوای محافظت شده