Vi sinh vật là các sinh vật đơn bào hoặc đa bào, nhân sơ hoặc nhân thực, có kích thước rất nhỏ và thường chỉ quan sát được qua kính hiển vi. Vi sinh vật bao gồm cả vi khuẩn, virus, nấm, tảo và nguyên sinh động vật. Ở đây, chúng tôi chỉ giới thiệu loài vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm, nhiễm trùng được sử dụng để nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của vật liệu nano phủ vàng, đó là: Chủng quốc tế Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococus aureus ATCC 25923, Klebsiella pneumonia ATCC 70060, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 và Candida albicans ATCC 14053.
- Vi khuẩn Escherichia coli (E. Coli): E. coli là vi khuẩn sống trong đường ruột
người và động vật, đặc biệt vật chủ ở trâu hoặc bò. Có nhiều loại vi khuẩn E. coli. Đa số các vi khuẩn này không nguy hiểm. Tuy nhiên, sau khi ăn, E. coli và các tuýp huyết thanh tương tự STEC sản sinh ra nhiều chất độc khác nhau trong ruột già; các chất độc này liên quan chặt chẽ đến các chất độc tế bào mạnh sản xuất bởi
bào niêm mạc và các tế bào nội bào mạch trong thành ruột. Nếu hấp thụ, chúng sẽ gây ra các ảnh hưởng độc hại đối với nội mô mạch máu khác (ví dụ, thận).
- Vi khuẩn Staphylococus aureus (vi khuẩn tụ cầu) là các cầu khuẩn gram dương, có đường kính khoảng 1 micromet, chúng thường nằm tụ với nhau tạo thành từng cụm, có hình thái giống chùm nho. Hầu hết các Staphylococcus cư trú chủ yếu ở da và màng nhầy. Thông thường, các tụ cầu này vẫn có mặt ở cơ thể người (chủ yếu trên da) nhưng không gây bệnh hoặc chỉ gây nhiễm trùng da nhẹ. Tuy nhiên, khi các vi khuẩn tụ cầu xâm nhập sâu hơn vào máu, khớp, phổi hay tim thì có thể dẫn đến tình trạng nhiễm trùng nghiêm trọng, gây nguy hiểm cho tính mạng người bệnh.
- Vi khuẩn Klebsiella pneumoniae hay còn gọi là phế trực khuẩn Friedlander là loại vi khuẩn rất phổ biến trong thiên nhiên (nước, đất), nó ký sinh ở đường hô hấp trên của người, là tác nhân “gây bệnh cơ hội”.
- Vi khuẩnPseudomonas aeruginosa (trực khuẩn mủ xanh) và Burkholderia pseudomallei thuộc họ Pseudomonadaceae, họ này bao gồm những trực khuẩn Gram âm, hiếu khí, di động bằng một hoặc nhiều lông ở một đầu (trừ Burkholderia mallei không di động), chúng chuyển hóa năng lượng bằng hình thức oxy hóa carbohydrate, không lên men các loại đường. Có enzyme oxydase và enzyme catalase. Chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, chỉ một số loài có khả năng gây bệnh ở người, động vật hoặc thực vật. Pseudomonas aeruginosa thường tìm thấy trong đất, trong nước hoặc trên cơ thể người và động vật. Trực khuẩn mủ xanh là tác nhân chính của nhiễm trùng bệnh viện và các nhiễm trùng cơ hội.
- Candida albicans (nấm Candida): là một bệnh nhiễm trùng do một loại nấm gây ra tên là Candida, thường là Candida albicans. Candida có thể gây tổn thương đến bộ phận sinh dục, miệng, da và máu. Hơn nữa, một số loại thuốc và một số bệnh có thể làm tăng nguy cơ nhiễm nấm. Bệnh thường xuất hiện trên những vùng cơ thể ấm và ẩm ướt. Nhiễm nấm Candida trong âm đạo được gọi là viêm âm đạo do nấm trong khi nhiễm trùng trong miệng thường được gọi là bệnh tưa miệng.
Các dấu hiệu và triệu chứng của nấm Candida khác nhau tùy thuộc vào vùng nhiễm trùng. Candida có thể gây khó chịu nhưng hiếm khi đe dọa đến tính mạng. Một số dạng nhiễm nấm Candida khác có thể mang tính nghiêm trọng và cần được điều trị kịp thời. Các trường hợp này là nhiễm khuẩn huyết do nấm Candida xâm nhập vào máu.
Năm 2012, nhóm nghiên cứu của Yan Cui và cộng sự với đề tài: Cơ chế phân tử hoạt động của các hạt nano vàng diệt khuẩn trên Escherichia coli. Công trình này nghiên cứu cơ chế hoạt động phân tử của một lớp hạt nano vàng diệt khuẩn cho thấy các hoạt động kháng khuẩn mạnh mẽ chống lại vi khuẩn Gram âm đa kháng thuốc bằng cách tiếp cận phiên mã và protein. Các lớp hạt nano vàng thực hiện các hoạt động kháng khuẩn của chúng chủ yếu bằng hai cách: một là làm suy giảm điện thế màng, ức chế các hoạt động của ATPase để giảm mức ATP; còn lại là ức chế tiểu đơn vị của ribosome liên kết tRNA [58].
Cùng năm đó, nhóm nghiên cứu của Liny và cộng sự đã tổng hợp vàng nano sử dụng dịch chiết hoa hướng dương để khử AuCl4- và sử dụng vàng nano này để nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của 3 loại vi khuẩn A. Flavus, E. Coli và Strpetobcillus. đã thu được kết quả khả quan với đường kính của vòng kháng khuẩn từ 15-31 mm [22].
Năm 2013, Prema và cộng sự đã tổng hợp vàng nano từ phản ứng khử HAuCl4
bằng natri citrate với các tác nhân làm bền khác nhau như tinh bột, chitosan từ đó nghiên cứu khả năng kháng khuẩn với 8 loại vi khuẩn khác nhau. Kết quả vòng vô khuẩn nhận được từ 7 đến 30 mm (hình 1.6) [43].
Hình 1.6 Khả năng kháng khuẩn của vàng nano [43]
Cùng thời gian đó, Lokina và cộng sự đã nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của vàng nano được tổng hợp từ dung dịch chiết quả nho làm chất khử và nghiên cứu khả năng kháng khuẩn trên 6 loại vi khuẩn và kết quả thu được nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) từ 0,08 đến 1,25 mg/mL [38].
Năm 2020, Ali Naghizadeh và cộng sự đã nghiên cứu với đề tài: Nâng cao hiệu quả xúc tác và kháng khuẩn của chiết xuất Convolvulus fruticosus sinh tổng hợp chứa các hạt nano vàng (CFE@AuNPs) và đạt được kết quả khách quan [15].
Trong nước cũng đã có đề tài nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của hai loại vàng nano dạng cầu và dạng thanh với các loại vi khuẩn khác nhau như nghiên cứu chế tạo vàng nano và một số ứng dụng của Lê Thị Lành và cộng sự [4].
Dựa trên các nghiên cứu đã đạt được của nhóm nghiên cứu, trong luận văn này, chúng tôi nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của vật liệu nano phát quang chứa đất hiếm Gd2O3/Eu3+ và Gd2O3/Eu3+ gắn nano vàng trong xử lí vi sinh trên 5 chủng vi khuẩn: Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococus aureus ATCC 25923, Klebsiella pneumonia ATCC 70060, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Candida albicans ATCC 14053.