利用Alcaligenes菌株NV06无细胞上清液生物合成尖晶石Fe?O?纳米粒子及其抗菌与抗毒力活性研究

《BMC Biotechnology》：Biogenic spinel Fe?O? nanoparticles from Alcaligenes sp. NV06 inhibit bacterial growth, biofilms, and swarming motility

　　

摘要

多重耐药菌（MDR）日益流行，迫切需要对具有新颖作用机制的抗菌剂。在本研究中，我们报告了使用Alcaligenes 菌株 NV06 的无细胞上清液（CFS）进行尖晶石 Fe?O? 纳米粒子（NPs）的胞外生物合成。据我们所知，这是首次报告使用该菌株的 CFS 进行 Fe?O? 纳米粒子生物合成。这些 NPs 由可溶性 Fe(III) 和 Fe(II) 前驱体合成，随后对其抗菌和抗毒力活性进行了评估。紫外 - 可见光谱显示在 228–235 nm 处有一个明显的吸收带，证实了纳米粒子的形成。场发射扫描电镜（FE-SEM）分析显示，主要是准球形 NPs，并伴有一些紧密团聚体。干燥 NPs 的平均直径为 36.00?±?8.48 nm。动态光散射（DLS）分析显示了较大的流体力学直径，Z 平均流体力学直径为 53.6 nm，PDI 为 0.43。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析鉴定了纳米粒子表面的生物分子相关官能团，这可能有助于表面包封和空间位阻稳定。然而，较低的 zeta 电位值（??3.2 mV）表明静电稳定作用有限。尖晶石氧化铁纳米粒子（IONPs）表现出抗菌活性，最低抑菌浓度（MIC）值在 6.25 至 100 μg/mL 之间，最低杀菌浓度（MBC）值在 12.5 至 400 μg/mL 之间。在亚抑菌浓度（? MIC）下，NPs 破坏了细菌膜的完整性，如结晶紫（CV）摄取测定所示。NPs 还显著抑制了生物膜的形成，革兰氏阳性菌表现出比革兰氏阴性菌株更高的敏感性。观察到 NPs 与青霉素（针对S. aureus 和 B. cereus）以及头孢克肟（针对E. coli 和 P. aeruginosa）之间的协同作用，半抑制浓度指数（FICI）值?<?0.75。在 norA 过表达菌株S. aureus SA-1199B 中，NPs 增加了胞内溴化乙锭的积累，提示抑制了外排泵活性。在 ? MIC 下，它们还显著降低了E. coli 和 P. aeruginosa 的群集运动能力。总体而言，生物合成的尖晶石 Fe?O? NPs 显示出抗菌、抗生物膜和抗毒力活性。它们与所选抗生素的协同作用突显了其作为抗 MDR 细菌辅助剂的潜力，尽管仍需进一步体内研究以评估其治疗适用性。

临床试验编号 不适用。