Effets de différentes nanoparticules sur les microbes

Les nanoparticules existent largement dans la nature et peuvent se former par des voies inorganiques ou organiques, présentant des propriétés physiques et chimiques uniques différentes de celles des matériaux en vrac. Cependant, peu de choses sont connues sur les conséquences potentielles des nanomatériaux sur les microbes dans les environnements naturels. Dans cette étude, nous avons étudié les interactions entre les microbes et les nanoparticules en réalisant des expériences sur les effets d'inhibition des nanoparticules d'or, de ludox et de laponite sur Escherichia coli dans un milieu liquide Luria-Bertani (LB) à différentes concentrations de nanoparticules. Ces nanoparticules se sont révélées être des bactericides efficaces. Les images de microscopie électronique à balayage (MEB) ont révélé l’agrégation distincte des cellules et des nanoparticules. Les images de microscopie électronique en transmission (MET) ont montré une rupture considérable des membranes cellulaires due à l'accumulation de nanoparticules sur les surfaces cellulaires, entraînant la mort cellulaire. Nous avons émis l'hypothèse que cette accumulation de nanoparticules sur les surfaces cellulaires perturbait non seulement les membranes cellulaires, mais empêchait également les microbes d'accéder aux nutriments. Une bactérie réductrice du fer, Shewanella putrefaciens, a été testée pour sa capacité à réduire le Fe (III) dans la ferrihydrite solide (HFO) ou le citrate ferrique aqueux en présence de nanoparticules de laponite. Il a été constaté que les nanoparticules de laponite inhibaient la réduction du Fe (III) dans la ferrihydrite solide. De plus, le contact direct entre les cellules et le Fe (III) solide recouvert de nanoparticules de laponite était physiquement bloqué, comme le confirment les images de MEB et les mesures de taille des particules. Cependant, les particules de laponite n'avaient pas d'effet significatif sur l'étendue de la bi réduction du Fe (III) aqueux mais ont légèrement amélioré le taux de bi réduction du Fe (III) dans le citrate ferrique aqueux. L'augmentation légèrement accrue du taux de bi réduction par les nanoparticules de laponite peut être due à l'élimination de Fe (II) inhibitoire de la surface cellulaire par sa sorption sur la surface de la nanoparticule de laponite. Ce résultat indique que la capture des métaux lourds toxiques, tels que Fe (II), par les nanoparticules peut être bénéfique pour les microbes dans l'environnement. D'autre part, les cellules microbiennes sont également capables de détoxifier les nanoparticules en cohésifiant les nanoparticules avec des substances polymériques extracellulaires ou en modifiant les morphologies des nanoparticules. Par conséquent, les interactions entre les microbes et les nanoparticules dans les environnements naturels devraient recevoir plus d'attention.