III.2.1. Nghiên cứu định tính khả năng diệt khuẩn của AgNP và AgAC
Kết quả nghiên cứu định tính khả năng diệt khuẩn của than hoạt tính được tẩm hạt bạc trên đĩa thạch LB (mục II.5.1) được trình bày trong hình 3.17.
Hình 3.17. Nghiên cứu khả năng diệt khuẩn của vật liệu: (A) đối chứng âm, (B) than hoạt tính, (C) than hoạt tính tẩm hạt nano bạc
Kết quả của đĩa (A- môi trường thạch) được chỉ ra trên hình 3.17 A cho thấy sự phát triển bình thường của vi khuẩn E.coli do sự có mặt của các đốm trắng trên bề mặt đĩa thạch. Hình 3.17 B là kết quả của đĩa (B- mơi trường thạch có thêm 0.15 g than hoạt tính) cũng cho thấy sự phát triển bình thường của vi khuẩn E.coli. Điều này chỉ ra rằng than hoạt tính khơng ngăn chặn được sự phát triển của E.coli hay khơng có tác dụng diệt khuẩn. Ngược lại, trên bề mặt đĩa (C- mơi trường thạch có thêm 0.15 g than hoạt tính tẩm hạt nano bạc với tỷ lệ 1%) không quan sát thấy các đám vi khuẩn E.coli (hình 3.17 C).
Việc tẩm thêm hạt nano bạc vào 0.15 g than hoạt tính với tỷ lệ 1% tương đương với việc cung cấp 1.5 mg hạt nano bạc có tính kháng khuẩn mạnh. Thể tích của đĩa
thạch LB trên Petri là 15 mL, ta có thể suy ra nồng độ hạt nano trên đĩa Petri là 1.5 mg/15 mL hay 100 µg/mL.
Kết luận 9: Từ thí nghiệm nghiên cứu khả năng diệt khuẩn của than hoạt tính và than hoạt tính tẩm hạt nano bạc ở trên, chúng ta thấy than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt nhưng lại khơng có tác dụng diệt khuẩn, việc tẩm thêm hạt nano bạc có tác dụng diệt khuẩn mạnh vào than hoạt tính làm cho vật liệu mới này ngoài tác dụng hấp phụ tốt cịn có thêm đặc tính diệt khuẩn mạnh. Đây hứa hẹn là 1 loại vật liệu có khả năng ứng dụng cao vào rộng rãi trong thực tế.
III.2.2. Nghiên cứu định lượng khả năng kháng khuẩn của AgNP - Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)
Hình 3.18. Biểu đồ sự phát triển theo thời gian của vi khuẩn E. Coli trong các môi trường đối chứng âm, đối chứng TSC và mơi trường dung dịch nano bạc có nồng độ thay đổi.
Biểu đồ trong hình 3.18 biểu thị mật độ vi khuẩn E. coli trong những mẫu dung
dịch khác nhau theo thời gian lần lượt là 4, 8, 24 và 30 giờ. Trong mẫu đối chứng âm (chỉ chứa dung dịch LB) và đối chứng TSC (dung dịch LB chứa thêm 120 μl dung dịch TSC nồng độ 3 g/l) E. Coli phát triển bình thường. Mật độ vi khuẩn E. Coli sau 30 giờ trong đối chứng TSC (OD595=2.5) cao hơn trong đối chứng âm (OD595=1.5). Điều này giả thiết rằng TSC khơng độc với E. Coli mà thậm chí kích
thích sự phát triển của chúng. Tình trạng sẽ khác đi với sự có mặt của hạt nano bạc, bởi tính chất diệt khuẩn của kim loại này [5,11-13,16]. Khi nồng độ hạt nano bạc là 2 µg/mL, kết quả tương đương với kết quả trên mẫu đối chứng âm bởi vì lượng nano bạc q thấp khơng đủ ức chế sự phát triển của E. Coli. Khi nồng độ nano bạc cao hơn, tác dụng ức chế xảy ra tới 8h ngay tại nồng độ nano bạc là 4 µg/mL, giá trị này nhỏ hơn 2 lần so với giá trị ngưỡng 8 µg/mL được cơng bố với hạt nano bạc trong các nghiên cứu khác [28].
Trong vi sinh, nồng độ ức chế tối thiểu (The Minimal Inhibitory Concentration - MIC) là nồng độ thấp nhất của một kháng sinh mà sẽ ức chế sự phát triển của vi sinh vật có thể quan sát sau một thời gian đủ dài thường là ủ qua đêm (24 h hoặc 30 h). E. Coli vẫn phát triển trong các ống có nồng độ nano bạc ≤ 12 µg/mL và bị ức chế trong các ống có nồng độ nano bạc ≥ 16 µg/mL.
Do vậy nồng độ tác dụng tối thiểu (MIC) của hạt nano bạc đối với vi khuẩn E. Coli là 16 µg/mL, nằm trong khoảng nồng độ tác dụng tối thiểu của các loại kháng sinh thơng dụng đối với E. Coli (biến i t 1ữ16 àg/mL) [40, 49].
Kt lun 10: Kết quả thí nghiệm trên cho ta giá trị đinh lượng chính xác khả năng ức chế vi khuẩn của hạt nano bạc MIC=16 µg/mL, kết quả này khá tương
đồng với khả năng ức chế vi khuẩn tối thiểu của các loại kháng sinh. Nó chỉ ra hướng ứng dụng ức chế vi khuẩn của hạt nano bạc trong y sinh và môi trường như một vật liệu tiềm năng mà vi khuẩn khơng có khả năng kháng lại.