Influence of the particle size on the antibacterial activity of green synthesized zinc oxide nanoparticles using Dysphania ambrosioides extract, supported by molecular docking analysis
Por:
Alvarez-Chimal, Rafael, Garcia-Perez, I, Victor, Álvarez-Pérez M.A., Tavera-Hernandez, Rosario, Reyes-Carmona, Lorena, Martinez-Hernandez, Miryam, Arenas-Alatorre J.Á.
Publicada:
1 jun 2022
Resumen:
Bacteria-associated infections have increased in recent years due to
treatment resistance developed by these microorganisms. Due to the high
antibacterial capacity associated with their nanometric size,
nanoparticles, such as zinc oxide (ZnO), have proven to be an
alternative for general medical procedures. One of the methodologies to
synthesize them is green synthesis, where the most commonly used
resources are plant species. Using Dysphania ambrosioides extract at
various synthesis temperatures (200, 400, 600, and 800 degrees C), zinc
oxide nanoparticles (ZnO-NPs) with average sizes ranging from 7 to 130
nm, quasi-spherical shapes, and hexagonal prism shapes were synthesized.
Larger sizes were obtained by increasing the synthesis temperature. The
ZnO crystalline phase was confirmed by X-ray diffraction and
transmission electron microscopy. The sizes and shapes were observed by
field emission scanning electron microscopy. The Zn-O bond vibration was
identified by Fourier transform infrared spectroscopy. Thermogravimetry
showed the stability of ZnO-NPs. The antibacterial evaluations, disk
diffusion test, and minimum bactericidal concentration, demonstrated the
influence of particle size. The smaller the nanoparticle size, the
higher the inhibition for all pathogenic strains: Staphylococcus aureus,
Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa,
and dental pathogens: Streptococcus mutans, Streptococcus sanguinis,
Porphyromonas gingivalis, and Prevotella intermedia. The molecular
docking study showed a favorable interaction between ZnO-NPs and some
proteins in Gram-positive and Gram-negative bacteria, such as TagF in
Staphylococcus epidermidis and AcrAB-TolC in Escherichia coli, which led
to proposing them as possible targets of nanoparticles. (c) 2022 The
Author(s). Published by Elsevier B.V. on behalf of King Saud University.
This is an open access article under the CC BY-NC-ND license
(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Filiaciones:
Alvarez-Chimal, Rafael:
Laboratorio 113 Síntesis de Nanomateriales Magnéticos, Departamento de Materia Condensada, Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Médicas, Odontológicas y de la Salud, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Univ Nacl Autonoma Mexico, Inst Fis, Dept Mat Condensada, Lab Sintesis Nanomat Magnet 113, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Univ Nacl Autonoma Mexico, Programa Maestria & Doctorado Ciencias Med Odonto, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Garcia-Perez, I, Victor:
División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Álvarez-Pérez M.A.:
División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Laboratorio de Bioingeniería de Tejidos, División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Tavera-Hernandez, Rosario:
Laboratorio 2-10, Departamento de Productos Naturales, Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510, Mexico
Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Univ Nacl Autonoma Mexico, Inst Quim, Dept Prod Nat, Lab 2 10, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Univ Nacl Autonoma Mexico, Programa Maestria & Doctorado Ciencias Quim, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Reyes-Carmona, Lorena:
Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Médicas, Odontológicas y de la Salud, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Univ Nacl Autonoma Mexico, Programa Maestria & Doctorado Ciencias Med Odonto, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Garcia-Perez, Victor, I , Univ Nacl Autonoma Mexico, Fac Odontol, Div Estudios Posgrad & Invest, Lab Biointerfases, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Martinez-Hernandez, Miryam:
División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Garcia-Perez, Victor, I , Univ Nacl Autonoma Mexico, Fac Odontol, Div Estudios Posgrad & Invest, Lab Biointerfases, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
Arenas-Alatorre J.Á.:
Laboratorio 113 Síntesis de Nanomateriales Magnéticos, Departamento de Materia Condensada, Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, Coyoacán, 04510, Mexico
Univ Nacl Autonoma Mexico, Fac Odontol, Div Estudios Posgrad & Invest, Lab Bioingn Tejidos, Ciudad Univ, Ciudad De Mexico 04510, Coyoacan, Mexico
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