31919

سنتز هيدروژل نانوكامپوزيتي با خاصيت ضد باكتريايي بر پايه آلژينات و اكسيد آهن با پوشش آميني

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1400

1403/08/30

دكتر پريسا حجازي

-

مهندسي شيمي

در اين پژوهش، سنتز هيدروژل نانوكامپوزيتي مبتني بر سديم آلژينات به روش سل-ژل و با تركيب با نانوذرات مغناطيسي Fe3O4 پوشش داده شده با APTES، با هدف دستيابي به خاصيت ضدباكتريايي انجام شده است. نانوذرات مغناطيسي آهن به روش رسوب همزمان سنتز و سپس با APTES پوشش داده شد. وجود گروه هاي عاملي آمين موجود در پوشش، باعث تقويت اتصال نانوكامپوزيت به باكتري ميشود و بر ميزان خاصيت ضدباكتريايي و كشندگي آن اثرگذار مي باشد. خواص و ويژگي هاي نانوكامپوزيت هاي سنتز شده توسط آناليزهايي از جمله FTIR ، پتانسيل زتا و SEM مورد بررسي قرار گرفته است. باكتري مورد استفاده در تحقيق حاضر E.Coli (IBRC-M 10698) بود. در طراحي آزمايشهاي سنجش خاصيت ضدباكتريايي نانوكامپوزيت ها، افزايش مقدار دانههاي نانوكامپوزيت و همچنين نسبت هاي مختلف سديم آلژينات به نانوذرات پوشش دار در ماتريس هيدروژل و ميزان اثرگذاري در غلظتهاي مختلف از سوسپانسيون باكتريايي در محيط آبي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين قابليتهاي استفاده مجدد، توان باكتريكشي دانههاي نانوكامپوزيت نيز بررسي شده است. دانههاي نانوكامپوزيت مغناطيسي سنتز شده، داراي اثر آنتي باكتريالي با درصد حذف بيش از 99% براي گونه باكتريايي E.Coli با غلظت سوسپانسيون CFU/ml 108 در مدت 6 ساعت هستند. در اين تحقيق توانايي ضدباكتريايي نانوكامپوزيت هاي پوشش دار در حضور محيط كشت نيز مورد بررسي قرار گرفت. همچنين مشخص شد كه با استفاده از هيدروژل نانوكامپوزيت در غلظتهاي پايين از سوسپانسيون باكتري و در زمان كمتر از 2 ساعت در محيط آبي، امكان كشتن كامل باكتري ميسر ميشود كه در صنايع غذايي، آرايشي بهداشتي و بسته بندي بسيار حائز اهميت است.

1403/11/01

Synthesis of antibacterial nanocomposite hydrogel based on alginate and amine coated iron oxide

11/20/2025 12:00:00 AM

This study focuses on the development of a sodium alginate-based nanocomposite hydrogel, designed to achieve enhanced antibacterial properties. The hydrogel was synthesized using the sol-gel method and incorporated Fe3O4 magnetic nanoparticles coated with APTES. Magnetic nanoparticles were prepared via co-precipitation and coated with APTES, where amine functional groups improved bacterial binding, significantly enhancing antibacterial efficiency and bactericidal performance. The nanocomposites were characterized through FTIR, zeta potential analysis, and SEM. Antibacterial efficacy was assessed against Escherichia coli (IBRC-M 10698) under varying conditions, including different bead concentrations, sodium alginate-to-nanoparticle ratios, and bacterial suspension concentrations. Reusability and sustained bactericidal activity of the nanocomposite beads were also examined. The results demonstrated over 99% bacterial removal for E. coli at a concentration of 108 CFU/ml within 6 hours. Notably, the nanocomposites remained effective in nutrient-rich media, and complete bacterial elimination was achieved in under 2 hours in aqueous medium at lower bacterial concentrations. These findings highlight the hydrogel’s potential as a high-performance antibacterial agent for applications in food industry, cosmetics, and packaging, where rapid and reliable bacterial control is critical.

هيدروژل مغناطيسي , سديم آلژينات , ضد باكتريايي , نانوذرات آهن

Magnetic hydrogel , sodium alginate , iron nanoparticles , antibacterial

maryam abolfathi

Dr. parisa hejazi