魚類腸内微生物の細胞外代謝物を利用した金ナノ粒子のグリーン合成とその抗菌特性

Green synthesis of gold nanoparticles using extracellular metabolites of fish gut microbes and their antimicrobial properties.

• T Rajasekar
• K Karthika
• G Muralitharan
• A Maryshamya
• S Sabarika
• S Anbarasu
• K Revathy
• N Prasannabalaji
• S Kumaran

抄録

本研究では、環境に優しいアプローチであることから、生合成法を用いてナノ粒子を合成しました。金ナノ粒子は、海洋細菌（Rastrelliger kanagurta、Selachimorpha sp.、Panna microdon）の細胞外代謝物を用いて合成した。合成後、金ナノ粒子の抗菌・抗真菌活性を確認した。ここでは、紫外（UV）可視分光光度計分析、フーリエ変換赤外分光法（FTIR）、X線回折法（XRD）、走査型電子顕微鏡（SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて、金ナノ粒子の特性評価を行った。UV-Vis分光法（UV-Vis）を用いて金ナノ粒子の形成を観察した。細胞外代謝物のFT-IR分光分析の結果、異なる特徴的な官能基が金イオンのバイオ還元に関与していることが明らかになった。近年、ナノ粒子の毒性と生体適合性を評価するために、ゼブラフィッシュを動物モデルとして用いた。我々は、指数関数的に成長するゼブラフィッシュの幼虫を用いて、金ナノ粒子の毒性を試験した。サンプル1は良好な抗菌活性を示し、サンプル5は良好な抗菌活性を示した。紫外分光光度計の測定結果に基づき、試料１を用いて今後の検討を行った。色変化とＵＶスペクトルから金ナノ粒子を確認した。ＴＥＭおよびＳＥＭに基づき、粒子の大きさを測定したところ、８０〜４５ｎｍの範囲であり、ほとんどの粒子は球状であり、棒状であった。XRDの結果、金ナノ粒子は結晶性を有することが確認された。ゼブラフィッシュ幼虫を用いた毒性試験の結果、50μgmlでは毒性が低いことがわかった。その結果、金ナノ粒子は優れた抗菌・抗真菌活性を有していることがわかった。本研究では、金ナノ粒子は生体適合性が高く、毒性が低いと結論づけられた。今後、金ナノ粒子は製薬会社やバイオメディシンへの応用が期待されています。

In the present study, we synthesis nanoparticles using biosynthesis methods because of the eco-friendly approach. Gold nanoparticles were synthesized using extracellular metabolites of marine bacteria (Rastrelliger kanagurta, Selachimorpha sp., and Panna microdon). After the synthesis gold nanoparticles checked their antibacterial and antimycobacterial activities. Here we have few techniques that have been used for characterizing the gold nanoparticles followed by ultraviolet (UV)-visible spectrophotometer analysis, Fourier transform-infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). We observed the formation of gold nanoparticles using UV-Vis spectroscopy (UV-Vis). FT-IR spectroscopy results of the extracellular metabolites showed that different characteristic functional groups are responsible for the bioreduction of gold ions. In the recent years, we used zebrafish for an animal model to estimate nanoparticle toxicity and biocompatibility. We tested toxicity of the gold nanoparticle using the zebrafish larvae that are growing exponentially. Sample 1 showed a good antimicrobial activity, and sample 5 showed a good antimycobacterial activity. Based on the UV spectrophotometer, sample 1 is used for further studies. Color change and UV spectrum confirmed gold nanoparticles. Based on the TEM and SEM particles, size was measured and ranged between 80 and 45 nm, and most of the particles are spherical and are in rod shape. XRD result showed the gold nanoparticles with crystalline nature. Toxicity studies in the zebrafish larvae showed that 50 μg ml showed less toxicity. Based on the studies, gold nanoparticle has good antibacterial and antimycobacterial activities. The present was concluded that gold nanoparticles have potential biocompatibility and less toxicity. Gold nanoparticles will be used as a drug molecule in pharmaceutical company and biomedicine application.