عنوان المقالة:تخليق مبيدات حيوية لزهور نانوية مقترنة بسم النحل من أكسيد الزنك وαFe2O3 كمنصة متقدمة تستهدف البكتيريا القولونية البرازية المقاومة للأدوية المتعددة، الأغشية الحيوية المعزولة من مياه الصرف الصحي المعالجة Biocide Syntheses Bee Venom-Conjugated ZnO@αFe2O3 Nanoflowers as an Advanced Platform Targeting Multidrug-Resistant Fecal Coliform Bacteria Biofilm Isolated from Treated Wastewater
محمد شرف، إيمان جاسم محمد، إيمان محمد فرحات، أماني الرحيلي، عبدالسلام الخضيري، أحمد محمد علي، عبدالله زهرة، شادي الزكاي، عمرو القليش، مها الحربي، مي فرج سعد
English Authors
Mohamed Sharaf, Eman Jassim Mohammed, Eman M Farahat, Amani A Alrehaili, Abdulsalam Alkhudhayri, Ahmed Mohamed Ali, Abdullah A Zahra, Shadi A Zakai, Amr Elkelish, Maha AlHarbi, Mai Farag Saad
Abstract
استهدفت هذه الدراسة تطوير أكسيد الزنك الجديد مع زهور ألفا هيماتيت النانوية (NFs) المحملة بسم النحل (Bv) (Bv-ZnO@αFe2O3 NFs) كمنتج حيوي طبيعي من النحل للجمع بين مزايا الخصائص المغناطيسية المركبة وخصائص مضادة للميكروبات ومضادة للأغشية الحيوية على البكتيريا القولونية المعزولة من مياه الصرف الصحي. كانت حوالي 24 عينة من مياه الصرف الصحي المعالجة مقاومة للأدوية المتعددة (MDR). أظهر التقسيم التطوري لـ Escherichia coli (E. coli) و Klebsiella pneumonia (K. pneumonia) أن المجموعة الأكبر كانت المجموعة A، تليها المجموعة B2 والمجموعة B1. أثبت تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، حيود الأشعة السينية (XRD)، وتحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM− EDX) صحة اتصال عملية الطلاء بـ Bv على ZnO@αFe2O3 NFs. وفقًا للمجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة (TEM) وحيود الإلكترون في المنطقة المحددة (SAED)، أظهرت تحليلات الأنماط للصيغ النانوية المحضرة شكلًا كرويًا لـ αFe2O3 (~9–15 نانومتر)، وأشكال إبرة زهرية مع توزيع موحد للحجم مع تجمع ZnOαFe2O3 وBv-ZnO@αFe2O3 NFs حول (~100–200 نانومتر). كانت سمية جزيئات النانو Bv-ZnO@αFe2O3 قابلة للمقارنة حتى 125 ميكروغرام/مل، عندما وصلت إلى 64.79٪ (IC50، 107.18 ميكروغرام/مل). أظهر النشاط المضاد للبكتيريا مناطق تثبيط مختلفة ضد عزلات مختلفة. أظهر النشاط المثبط للأغشية الحيوية لجسيمات النانو وجزيئات النانو انخفاضًا كبيرًا للغاية (p < 0.001) في الأغشية الحيوية المعالجة بـ ZnO@αFe2O3 وBv-ZnO@αFe2O3. في الأساس، تعد جزيئات النانو ZnO@αFe2O3 وBv-ZnO@αFe2O3 مضادات ميكروبية واعدة لتثبيط نمو الأغشية الحيوية لعزلات الإشريكية القولونية المقاومة للأدوية المتعددة وبكتيريا الالتهاب الرئوي، وبالتالي المكافحة الحيوية لمياه الصرف الصحي.
Abstract
This study targeted developing a novel Zinc oxide with alpha hematite nanoflowers (NFs)-loaded bee venom (Bv) (Bv-ZnO@αFe2O3 NFs) as a bio-natural product from bees to combine both the advantages of combination magnetic properties and the antimicrobial and anti-biofilm properties on isolated coliform bacteria from the effluent of wastewater treatment plants. About 24 isolates of treated wastewater isolates were multidrug resistant (MDR). The phylogenetic grouping of Escherichia coli (E. coli) and Klebsiella pneumonia (K. pneumonia) showed that the largest group was Group A, followed by Group B2 and Group B1. Fourier transform infrared (FTIR), The X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray analysis (SEM− EDX) validated the coating operation’s contact with Bv onto ZnO@αFe2O3 NFs. According to high-resolution transmission electron microscopy (TEM) and selected area electron diffraction (SAED), pattern analyses for prepared nanoformulations exhibited a spherical shape of αFe2O3 (~9–15 nm), and floral needle shapes with uniform distribution of size with aggregation of ZnOαFe2O3 and Bv-ZnO@αFe2O3 NFs around (~100–200 nm). The toxicity of Bv-ZnO@αFe2O3 NFs was comparable up to 125 µg mL−1, when it reached 64.79% (IC50, 107.18 µg mL−1). The antibacterial activity showed different zones of inhibition against different isolates. The biofilm inhibitory activity of NPs and NFs showed a highly significant reduction (p < 0.001) in treated biofilms with ZnO@αFe2O3 and Bv-ZnO@αFe2O3. In essence, ZnO@αFe2O3 and Bv-ZnO@αFe2O3 NFs are promising antimicrobials for inhibiting the growth and biofilm of MDR E. coli and K. pneumonia isolates, thereby, biocontrol of wastewater.
د.محمد كامل عبده علوان شرف | Dr. Mohamed Kamel Abdo Elwan Sharaf | 1430