The Composites of Graphene Oxide with Metal or Semimetal Nanoparticles and Their Effect on Pathogenic Microorganisms

Abstract

The present experiment describes a synthesis process of composites based on graphene oxide, which was tested as a carrier for composites of metal- or metalloid-based nanoparticles (Cu, Zn, Mn, Ag, AgP, Se) and subsequently examined as an antimicrobial agent for some bacterial strains (Staphylococcus aureus (S. aureus), methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Escherichia coli (E. coli). The composites were first applied at a concentration of 300 M on all types of model organisms and their effect was observed by spectrophotometric analysis, which showed a decrease in absorbance values in comparison with the control, untreated strain. The most pronounced inhibition (87.4%) of S. aureus growth was observed after the application of graphene oxide composite with selenium nanoparticles compared to control. Moreover, the application of the composite with silver and silver phosphate nanoparticles showed the decrease of 68.8% and 56.8%, respectively. For all the tested composites, the observed antimicrobial effect was found in the range of 26% to 87.4%. Interestingly, the effects of the composites with selenium nanoparticles significantly differed in Gram-positive (G+) and Gram-negative (G) bacteria.

Presentovaný experiment popisuje syntetizké procesy sloučenin založených na grafen oxidu, který byl testován jako nosič pro sloučeniny kovu - nebo podobných kovu založenýh na nanočásticích (Cu, Zn, Mn, Ag, AgP, Se) a zkumala, jako antimikrobiální prostředek pro některé bakteriální kmeny (Staphylococcus aureus (S. aureus), vůči rezistentnímu methicilinu Staphylococcus aureus (MRSA) a Escherichia coli (E. coli). Sloučeniny byly jako první aplikovány v koncentraci 300 uM na všechny typy modelových organismů a jejich účinek byl pozorován spektrofotometrickou analýzou, která ukázala pokles hodnoty absorbance ve srovnání s kontrolním neošetřeným kmenem. Nejvýraznější nárust zábrany růstu (87,4% )S. aureus byl pozorován po aplikaci oxidu grapheu sloučeného se selen nanočásticemi. Navíc, aplikace sloučenin stříbra a stříbrných fosfátových nanočástic ukázaly pokles o 68,8% a 56,8% . U všech testovaných sloučenin, byly pozorovánay antimikrobiální účinky účinky a byly nalezeny v rozsahu 26% na 87,4%. Je zajímavé, že účinky sloučenin selenových nanočástic se významně lišily v Gram-pozitivních (G +) a gram-negativních (G-) bakterií.