Nanoparticules de bismuth : synthèse, caractérisation et évaluation de leur effet antibactérien

Abstract

Introduction : Les nanoparticules de bismuth sont des composés à caractéristiques uniques et spéciales ayant diverses applications novatrices. Ce travail est une étude expérimentale prospective qui vise à synthétiser des nanoparticules de bismuth par méthode hydrothermale avec et sans calcination, les caractériser par spectrophotométrie Infra-Rouge et spectroscopie UV-visible et évaluer leurs effet antibactérien vis-à-vis trois souches bactériennes sauvages : Escherichia coli, Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Matériels et méthodes : synthèse des nanomatériaux par technique hydrothermale, la caractérisation par deux techniques analytiques : la spectroscopie UV-Vis et FTIR. L’évaluation de leur activité antibactérienne par deux méthodes de diffusion : sur milieu Muller Hinton solide (gélose) et milieu Muller Hinton liquide (bouillon). Résultat et discussion : Le résultat du 1er protocole était une poudre fine blanche (sans calcination), en revanche le 2ème a donné une poudre fine de couleur jaune (après calcination). L’analyses par FTIR à montré des pics similaires dans les zones 840 cm-1 et 590 cm-1 correspondant aux vibrations de la liaison Bi-O-Bi, l’analyse par UV-visible mentionne aussi des pics proches dans la région 261nm correspondant tous à l’absorption des nanoparticules d’oxyde de bismuth. L’évaluation de l’activité antimicrobienne a montré une inefficacité des deux poudres contre les trois souches choisies pour les concentrations prises. Conclusion : La méthode hydrothermale est une méthode efficace pour l’élaboration des Bi NPs , l’effet de la calcination sur les échantillons nécessite des techniques poussées de caractérisation ,la présence d’agent surfactant ainsi que le choix de la taille des NPs sont primordiaux dans l’activité de ces dernières sur les bactéries. Introduction : Bismuth nanoparticles are compounds with unique and special characteristics and various innovative applications. This work is a prospective experimental study aimed at synthesizing bismuth nanoparticles by hydrothermal method with and without calcination, characterizing them by Infra-Red spectrophotometry and UV-visible spectroscopy and evaluating their antibacterial effect against three wild bacterial strains : Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Materials and methods : nanomaterials were synthesized using hydrothermal techniques, and characterized using two analytical techniques : UV-Vis and FTIR spectroscopy. Evaluation of their antibacterial activity by two diffusion methods : on solid Muller Hinton medium (agar) and liquid Muller Hinton medium. Results and discussion : The result of the 1st protocol was a fine white powder (without calcination), while the 2nd yielded a fine yellow powder (after calcination). FTIR analysis showed similar peaks in the 840 cm-1 and 590 cm-1 regions, corresponding to Bi-O-Bi bond vibration , while UV-visible analysis also revealed similar peaks in the 261nm region, all corresponding to the absorption of bismuth oxide nanoparticles. The evaluation of antibacterial activity showed the inefficiency of both powders against the three chosen strains at the taken concentrations. Conclusion : The hydrothermal method is an effective method for the elaboration of bismuth nanoparticles , the effect of calcination on the samples requires advanced characterization techniques, the presence of surfactant as well as the choice of nanoparticles size are crucial for the activity of these particles on bacteria. مقدمة: جسیمات البزموت النانویة ھي مركبات ذات خصائص فریدة وممیزة وتطبیقات مبتكرة متنوعة. ھذا العمل عبارة عن دراسة تجریبیة إستكشافیة تھدف إلى تحضیر جسیمات البزموت النانویة بطریقة ھیدروحراریة معوبدون تكلیس، وتوصیفھا بواسطة القیاس الطیفي بالأشعة تحت الحمراء و مطیافیة الأشعة المرئیة و فوق البنفسجیة ، وتقییم تأثیرھا مضاد للبكتیریا ضد ثلاث سلالات بكتیریة بریة: الإشریكیة القولونیة والمكورات العنقودیة الذھبیة والزائفة الزنجاریة. المواد والطرق: تحضیر المواد النانویة باستخدام تقنیة ھیدروحراریة، وتوصیفھا باستخدام تقنیتین تحلیلیتین: التحلیل الطیفي بالأشعة فوق البنفسجیة المرئیة وفحص الطیف بالأشعة تحت الحمراء. تقییم نشاطھا المضاد للبكتیریا باستخدام طریقتي الانتشار: على وسط مولر ھنتون الصلب (أجار) ووسط مولر ھنتون السائل. النتائج والمناقشة: كانت نتیجة البروتوكول الأول عبارة عن مسحوق أبیض ناعم (بدون تكلیس)، في حین أعطى ً أظھر تحلیل الأشعة تحت الحمراء قمم ة في منطقتي البروتوكول الثاني مسحوق (بعد التكلیس). ا متشابھ ً ً ا ناعما لونھ أصفر 840 سم- 1 و590 سم-1ُ مطابقة لاھتزازات الرابطة المتكونة من ذرتي بزموت و ذرة اوكسیجین، في حین أن التحلیل ً بالأشعة فوق البنفسجیة المرئیة أشار أیضا إلى قمم متشابھة في منطقة 261 نانومتر، وكلھا تتوافق مع امتصاص جسیمات أكسید البزموت النانویة. أظھر تقییم النشاط المضاد للمیكروبات عدم فعالیة كلا المسحوقین ضد السلالات الثلاث عند التركیزات المأخوذة.الخلاصة: تعتبر الطریقة الھیدروحراریة طریقة فعالة لإنتاج جسیمات نانویة من البزموت ، ویتطلب تأثیر التكلیس على العینات تقنیات توصیف متقدمة ، كما أن وجود عامل سطحي وكذلك اختیار حجم الجسیمات النانویة أمران بالغا الأھمیة في نشاطھا ضد البكتیریا