دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 13 49 2024 03 20 Comparision of Rapid Detection of E. coli by Metallic Nanoparticles and Carbon Nanotubes مقایسه توانایی نانوذرات فلزی و نانولوله های کربنی در شناسایی سریع اشرشیاکلای (Escherichia coli) 131 158 27740 10.22108/bjm.2023.136296.1517 FA رافیه مرآت حقی گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد لاهیجان ، لاهیجان ، ایران خسرو عیسی زاده داشکده علوم پایه داشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان،گروه میکروبیولوژی علی عبداله زاده ضیابری آزمایشگاه تحقیقاتی نانو ، دانشکده علوم پایه،دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد لاهیجان، لاهیجان ،ایران 0000-0001-6229-5789 محمد فائزی قاسمی گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان ،لاهیجان، ایران Journal Article 2023 01 02 The development of rapid and highly sensitive diagnostic methods has received significant attention. Enzymatic nanobiosensors are a promising approach, offering fast results based on specific interactions between nanoparticles, enzyme, and target molecules. This study investigated the potential of ZnO nanoparticles, SnO, and multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) as marker molecules in a system using beta-galactosidase enzyme for bacterial detection. Following nanoparticle synthesis, their structure was confirmed using XRD, FTIR, UV-DRS analyses. Enzyme activity was evaluated in the presence of the substrate ONPG. Different nanoparticle concentrations were tested with a constant amount of enzyme to determine the optimal concentration for inhibiting lactase activity. Subsequently, varying concentrations of <em>Escherichia coli</em> were introduced, and the ability of each nanoparticle type to detect bacteria was compared. Due to their small size, high surface area, and strong reactivity, these nanomaterials demonstrated the potential to detect low  bacterial concentrations in the environment.Bacteria likely attached to the nanoparticles, hindering their intraction with the enzyme and consequently affecting enzyme activity. The results revealed MWCNTs to be most effective for bacterial identification, detecting as low as 10 CFU/mL bacteria within 15 min. This approach has promising applications in the food industry for rapid detection of low-level bacterial contamination. مطالعه و شناسایی روش‌های تشخیصی سریع با حساسیت بالا، بسیار شایان توجه قرار گرفته است؛ ازجمله نانوبیوسنسورهای آنزیمی که به سرعت، نتایج را براساس یک واکنش آلی پیشرفته بین نانوذره، آنزیم و سوبسترا نشان می‌دهند. در این مطالعه، نانوذرات اکسید روی، اکسید قلع و نانولوله‌های کربنی چندجداره ساده و عامل‌دار، به‌عنوان مولکول‌های مارکر به همراه آنزیم بتاگالاکتوزیداز استفاده شدند. پس از سنتز، ساختار نانوذرات با آنالیزهای XRD، FTIR و  UV-DRS تأیید شد. فعالیت آنزیمی بتاگالاکتوزیداز در حضور ONPG تعیین شد. مقادیر مختلف نانوذرات در حضور آنزیم با مقدار ثابت، استفاده و بهترین مقدار، در مهار فعالیت لاکتازی آنزیم تعیین شد. در مرحله بعد، غلظت‌های مختلفی از باکتری <em>اشرشیا کلای</em> (10⁸-10¹) به محیط، اضافه و توانایی هریک از نانوذرات در تشخیص باکتری با هم مقایسه شد. این ترکیبات به‌دلیل اندازه کوچک، مساحت سطحی و واکنش‌پذیری بالا، قادر به تشخیص کمترین مقدار باکتری در محیط بودند. درواقع باکتری‌ها پس از حضور در محیط به نانوذرات، متصل و مانع از اتصال آنها به آنزیم شدند که این امر به شروع فعالیت آنزیمی منجر شد. نتایج نشان دادند نانولوله‌های کربنی، قدرت بیشتری در شناسایی باکتری هدف دارند و توانستند حداقل غلظت CFU/ml 10 از باکتری را در کمتر از ۱۵ دقیقه شناسایی کنند. از نانوذرات می‌توان برای تشخیص حداقل آلودگی‌های میکروبی در کمترین زمان، به‌ویژه در صنعت مواد غذایی استفاده کرد. https://bjm.ui.ac.ir/article_27740_8f06991ef91727ff5f9d0e89fdb2fbc9.pdf