نتایج این تحقیق در صنایع مختلف، پزشکی، کشاورزی و صنایع غذایی به عنوان مثال ضدعفونی کردن آب و یا بسته‌بندی و ساخت دارو و غذا مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
به علت گسترش روزافزون بیماری‌های عفونی و مسمومیت‌های غذایی ایجاد شده توسط باکتری‌های مختلف از جمله باکتری‌های اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس و همچنین ایجاد مقاومت میکروارگانسیم‌ها به آنتی‌بیوتیک‌های مختلف متداول، محققان به فکر استفاده از مواد ضدمیکروبی جدیدی علیه این باکتری‌ها افتاده‌اند.
ترکیبات آلی که به طور سنتی به عنوان ماده ضدمیکروبی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معایب مختلفی از جمله حساسیت به دما و فشار بالا و نیز ایجاد مسمومیت در بدن انسان را دربردارند. از این رو استفاده از مواد ضدعفونی‌کننده غیرآلی مانند اکسیدهای فلزی به عنوان ماده جایگزین ترکیبات آلی در حال افزایش است.
این ترکیبات غیرآلی حتی در غلظت‌های پایین نیز فعالیت‌های قوی ضدباکتری از خود نشان داده و در شرایط سخت نظیر درجه حرارت بالا و فشار دارای ثبات بیشتری هستند. باید توجه داشت علاوه بر غیرسمی بودن این مواد، در برخی موارد حتی حاوی عناصر معدنی مورد نیاز بدن انسان نیز هستند.
در سال‌های اخیر محققان با بهره‌گیری از فناوری نانو، به بررسی کنترل عملکرد میکروارگانیسم‌ها با استفاده از نانوذرات ضدمیکروبی معدنی پرداخته‌اند. با توجه به نتایج حاصل مشخص شده است که نانوذرات اکسید روی داری فعالیت‌های ضدباکتری مطلوبی در برابر پاتوژن منتقل شونده از مواد غذایی از جمله اشریشیاکلی انتروتوکسیژنیک است. با این حال، اطلاعات اندکی از اثرات ضد میکروبی نانوذرات اکسید روی در مواد غذایی وجود دارد. از این رو، در این کار تحقیقاتی که منتج از یک طرح پژوهشی مشترک انجام شده در دانشگاه پیام نور یزد و دانشگاه پیام نور تفت بود، محققان به بررسی اثرات ضدمیکروبی غلظت‌های مختلف نانوذرات اکسید روی در برابر باکتری گرم منفی اشریشیاکلی و همچنین باکتری‌های گرم مثبت استافیلوکوکوس آرئوس پرداختند. همچنین این نانوذرات به عنوان عامل ضدمیکروبی (محافظ غذایی) به شیر افزوده شد.
به نوشته سایت ستاد توسعه فناوری نانو، دکتر محبوبه میرحسینی، محقق این طرح و عضو هیأت علمی گروه زیست شناسی دانشگاه پیام نور یزد، در این رابطه اظهار کرد: نانوآنتی‌بیوتیک‌ها، نانوموادی هستند که علاوه بر فعالیت ضدمیکروبی، موجب بالا بردن اثربخشی اثر آنتی‌بیوتیک‌ها می‌شوند که قابلیت آن‌ها در کنترل عفونت در شرایط آزمایشگاهی و درون بدن تایید شده است.
وی افزود: بر خلاف بسیاری از عوامل ضدمیکروبی که در حال حاضر در درمانگاه‌ها استفاده می‌شوند، در مورد نانوذرات ضدمیکروبی در دوز میلی مولار که اثر ضدمیکروبی دارند، عوارض نامطلوب مستقیم و حاد مطرح نیست. اگر چه میزان سمیت بالقوه بر اثر استفاده طولانی مدت آن‌ها هنوز به طور کامل شناخته نشده، اما جالب‌ترین ویژگی نانوذرات ضدمیکروبی استفاده از مسیرهای چندگانه بیولوژیکی در مقابله با انواع گسترده‌ای از میکروب‌ها است.
محقق طرح با بیان این که در بررسی اثر ضدمیکروبی نانوذرات اکسید روی از روش نقطه‌ای بر روی کشت چمنی استفاده شد، خاطرنشان کرد: در این طرح 20 میکرولیتر از محلول نانوذرات اکسید روی با غلظت‌های متفاوت بر روی پلیت حاوی محیط کشت تریپتوز سوی آگار که به وسیله باکتری اشریشیاکلی و یا استافیلوکوکوس آرئوس به طور جداگانه تلقیح شده، قرار داده و در انکوباتور گذاشته شد.
وی افزود: سپس از هاله عدم رشد در اطراف نمونه برای نشان دادن فعالیت‌های ضدباکتری برای هر غلظت اکسید روی استفاده شد. همچنین برای بررسی فعالیت‌های ضدباکتری در محیط مایع، محیط TSB حاوی غلظت‌های مختلف نانوذرات اکسید روی تهیه شد و این محیط‌های TSB با باکتری اشریشیاکلی و یا استافیلوکوکوس آرئوس به صورت جداگانه تلقیح شد.
میرحسینی تصریح کرد: پس از تلقیح، محیط کشت هر دو تا 24 ساعت به روش کدورت سنجی مورد سنجش قرار گرفت. همچنین محیط کشت TSB حاوی نانوذرات اکسید روی بدون باکتری به عنوان شاهد مورد استفاده واقع شد. در گام آخر از نانوذرات اکسید روی در ایمنی مواد غذایی استفاده شد. برای این منظور دو غلظت از اکسید روی به عنوان تیمار ضدمیکروبی در نمونه‌های شیر مورد استفاده قرار گرفت.
وی ادامه داد: شیر حاوی نانوذرات اکسید روی با باکتری اشریشیاکلی و یا استافیلوکوکوس آرئوس به طور جداگانه تلقیح شد. پس از تلقیح، تعداد باکتری‌ها به روش پلیت کانت آگار در هر چهار تا هشت ساعت تعیین شد. در این بخش نیز ارلن حاوی باکتری بدون نانوذره اکسید روی به عنوان شاهد مورد استفاده قرار گرفت.
میرحسینی تصریح کرد: نتایج نشان داد اثر ضدمیکروبی اکسید روی بر باکتری گرم مثبت از باکتری گرم منفی بیشتر بود. نانوذرات اکسید روی همچنین دارای توانایی مطلوب متوقف‌سازی رشد اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس آرئوس در شیر است. البته سمیت نانوذرات نسبت به ذرات بزرگتر از همان جنس، حتی برای مواد با سمیت نسبتاً کم، بیشتر است.
وی گفت: مکانیسم‌های متفاوتی سبب از بین بردن میکروارگانیسم‌ها توسط نانوذرات اکسید روی می‌شوند. این نانوذرات اکسیدی سبب تخریب چربی و پروتئین غشای سلولی باکتری و در نتیجه نشت محتویات داخل سلولی و در نهایت مرگ سلول‌های باکتریایی می‌شوند. علاوه بر این، تولید پراکسید هیدروژن و یون‌های روی به عنوان مکانیسم کلیدی عمل ضدباکتری نانوذرات اکسید روی پیشنهاد شده است.
محقق طرح با بیان این که نانوذرات اکسید روی، فعالیت ضد میکروبی مطلوبی علیه میکروب‌های مورد آزمایش در محیط کشت و شیر نشان داده، خاطرنشان کرد: نتایج این کار مقدمه‌ای بر تعیین پتانسیل کاربردی استفاده از نانوذرات اکسید روی در نگهداری مواد غذایی است.
برای بررسی پارامترهای موثر بر اثر ضدمیکروبی مطلوب نانوذرات اکسید روی از جمله غلظت، زمان و دما تحقیقات بیشتری مورد نیاز خواهد بود. از این رو آن‌ها در طرح‌های پژوهشی دیگر اثر ترکیبی نانوذرات اکسیدروی با عوامل ضدمیکروبی دیگر و احتمال کاربرد آن در سایر مواد غذایی را در دست بررسی دارند.
نتایج این کار که محصول همکاری دکتر محبوبه میرحسینی و فاطمه برزگری دانشجوی دکتری گروه زیست شناسی دانشگاه پیام نور مرکز تفت است درInternational Journal of Dairy Technology به چاپ رسیده است.
ایسنا