Journal of Marine Medicine

fa سنتز نانوفیلم جاذب بیوکامپوزیتی از نانوذرات نقره ارگانیک غنی شده با اسانس گیاهی به منظور حذف آلاینده های میکروبی و فلزات سنگین Synthesis of organic nano-Ag biocomposite adsorbent nanofilms enriched with plant essential oil to remove heavy metals and microbial contaminants طب دریا Marine Medicine پژوهشي اصیل Original Article زمینه و هدف: امروزه آلوده شدن اکوسیتم‌های آبی توسط انواعی از آلاینده های آنتروپوژنیک به یک مشکل و نگرانی زیست محیطی پیش رونده برای سلامت انسان و زیستمندان آبزی بدل شده است. لذا در تحقیق حاضر ساخت و تولید نانوفیلمهای جاذب بیوکامپوزیتی نقره زیست سازگار به منظور حذف آلاینده های میکروبی و یون‌های فلزات سنگین از منابع آبی هدفگیری شد. روش ها: به منظور سنتز نانوفیلمهای بیوکامپوزیتی طی فرآیند کوپلیمریزاسیون تحت دمای 300 درجه سانتیگراد، از یک ماتریکس پلیمری متشکل از آلژینات سدیم، گلیسرول و پلی اتیلن گلیکول و نیز نانوذرات نقره بیوسنتزی (Bio-Ag NPs)در بازه غلظتی (054/0-54/0 گرم که توسط عصاره آبی جلبک سبز دریایی خلیج فارس (Ulva prolifera)) با میانگین اندازه ذرات برابر با 1/1±40/3 نانومتر فایکوسنتزشده بودند، اسانس گیاه رزماریRosmarinus officinalis  و عسل استفاده شد. صحت فرآیند سنتز نانوفیلمها، توسط آنالیز‌های تشخیص‌ کیفی FESEM، EDX وFTIR تایید گردیده و در ادامه پتانسیل ضدمیکروبی و یون پالایی این نانوجاذبهای نقره به ترتیب علیه 4 سویه بیماریزای باکتریایی و قارچی انسانی و 4 نوع از آلایندهای سمی فلزات سنگین (با غلظت mg/l25) در شرایط pH خنثی ارزیابی شد و شاخص‌هایی نظیر، راندمان جذب آلاینده‌های فلزی، تاثیرغلظت نانوذرات فلزی در ساختار جاذب و زمان مواجهه با آلاینده بر جذب و نیز سینتیک جذب برآورد گردید. آزمون‌ها همگی در سه تکرار انجام شده و تجزیه‌ و تحلیل آماری داده‌ها نیز مبتنی بر آنالیز واریانس یک‌طرفه اجرا گردید. یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد که فعالیت مهارکنندگی نانوفیلمهای جاذب بیوکامپوزیتی نقره نسبت به پاتوژنهای باکتریهای گرم مثبت/ منفی و نیز قارچی در قیاس با آنتی بیوتیکهای استاندارد آمپی سیلین و نیستاتین بسیار قویتر بوده است، به‌نحوی‌که نانوفیلم‌های واجد بیشینه غلظت نانونقره بیوسنتزی، قطر هاله عدم رشدی معادل 6/0±32 و 8/0±27 میلی‌متر را به ترتیب علیه سویه باکتریایی مقاوم به دارو Staphylococcus aureus و پاتوژن قارچی  Candida albicansثبت نمودند. در زمینه توان یون پالایی این نانوجاذبها نیز، یافته های حاصل ضمن تایید کارایی بسیار موثر آنها در جذب یونهای فلزات سنگین از نمونه‌های آبی(نظیر ثبت بیشینه ظرفیت تعادلی جذب در حذف یونهای سرب (mg/g 82/102) در بالاترین دوز نانوذرات نقره جاذب(05/0p<))، تاثیر غلظت نانوذرات نقره جاذب بر نرخ جذب آلاینده (Pb> Cr > Cu >Cd) و اثرات زمان مواجهه با آلاینده‌های فلزی بر جذب (درصد حذف Pb برابر با 5/100% طی 120 دقیقه) را تایید نمودند. نتیجه گیری: با توجه به رویکرد ارائه شده در این پژوهش در زمینه سنتز سبز نانوجاذبهای بیوکامپوزیتی پایه نقره در حوزه تصفیه آب و پساب و با عنایت به مزایای زیست سازگاری و زیست تجزیه پذیری و ممانعت از نشت، بازماند و آلاینده زایی ثانویه آنها برای منابع آبی، زمینه فناوری ارائه شده در این تحقیق را می توان واجد پتانسیل بسط به حوزه‌های صنعتی تولید نانوپلیمرهای جاذب نیز دانست.   Abstract Background and Aim: Nowadays, the increasing contamination of aquatic ecosystems by anthropogenic pollutants poses a serious threat to both environmental stability and public health. To address this issue, we developed and evaluated a novel biocompatible silver-based composite nanofilm designed to simultaneously remove microbial pathogens and toxic metal ions from water. Methods: To synthesize the bio-nanocomposite nanofilms via a copolymerization process at 300 °C, a polymer matrix composed of sodium alginate, glycerol, and polyethylene glycol was used, along with biosynthesized silver nanoparticles (Bio-Ag NPs) at a concentration range of 0.054–0.54 g. The Bio-Ag NPs were phycosynthesized using an aqueous extract of the Persian Gulf green seaweed (Ulva prolifera), with an average particle size of 40.3 ± 1.1 nm. Additionally, rosemary essential oil (Rosmarinus officinalis) and honey were incorporated into the films. The successful synthesis of the nanofilms was confirmed by FESEM, EDX, and FTIR analyses. The antimicrobial and metal-ion removal potentials of these silver-based nanoadsorbents were then evaluated against four pathogenic bacterial and fungal strains, as well as four toxic heavy metal pollutants (at 25 mg/L), under neutral pH conditions. Key parameters including heavy metal removal efficiency, the effect of metal nanoparticle concentration in the adsorbent structure, contact time on adsorption, and adsorption kinetics were assessed. All experiments were performed in triplicate, and statistical analysis was conducted using one‑way ANOVA. Results: The results showed that the inhibitory activity of the silver bio‑nanocomposite adsorbent nanofilms against Gram‑positive/Gram‑negative bacteria and fungi was significantly stronger than that of the standard antibiotics ampicillin and nystatin. The nanofilms containing the highest concentration of biosynthesized silver nanoparticles exhibited inhibition zone diameters of 32 ± 0.6 mm against drug‑resistant Staphylococcus aureus and 27 ± 0.8 mm against the fungal pathogen Candida albicans. Regarding heavy metal removal capacity, the findings confirmed the high effectiveness of these nanoadsorbents in adsorbing heavy metal ions from aqueous samples. Specifically, the maximum equilibrium adsorption capacity for lead ions (102.82 mg/g) was achieved with the highest dosage of silver nanoparticles (p < 0.05). The results also demonstrated the effect of nanoparticle concentration on the adsorption rate of pollutants (affinity order: Pb > Cr > Cu > Cd) and the influence of contact time on metal ion removal (100.5% lead removal achieved within 120 minutes). Conclusion: Given the green synthesis approach for silver‑based bio‑nanocomposite adsorbents presented in this study for water and wastewater treatment, and considering their advantages such as biocompatibility, biodegradability, and prevention of leaching, residuals, and secondary pollution in water resources, the proposed technology holds significant potential for scaling‑up to industrial production of adsorptive nanopolymers.   جاذب, ماکروجلبک سبز, نانوذرات نقره, اسانس, سدیم آلژینات, بیوکامپوزیت, آنتی باکتریال, آلاینده پالایی, فلزات سنگین, اکوسیستم آبی Adsorbent, Green macro-algae, Silver nanoparticles, Essential oil, Sodium Alginate, Biocomposite, Antibacterial, Pollutant Removal, Heavy Metals, Aquatic Ecosystem 112 122 http://jmarmed.ir/browse.php?a_code=A-10-500-1&slc_lang=fa&sid=1 Sakineh Mashjoor سکینه مشجور mashjoor.s@gmail.com 10031947532846006650 10031947532846006650 Yes Tarbiat Modares University, دانشگاه تربیت مدرس Mohammad Reza Shushizadeh محمدرضا شوشی زاده m.r.shushizadeh@ajums.ac.ir 10031947532846006651 10031947532846006651 No Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز Hadi Farmahini Farahani هادی فرمهینی فراهانی hadifarahani001@gmail.com 10031947532846006652 10031947532846006652 No Research Institute of Petroleum Industry, پژوهشگاه صنعت نفت Ahmad Babapour احمد باباپور a.baba09@gmail.com 10031947532846006653 10031947532846006653 No Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز