Abstract
In recent days, there is much interest in the biocidal activity of silver since silver is known to be safe and effective as disinfectant and biocidal material against coliforms and viruses. In particular, nano silted silver particles which can be used as effective biocidal material received more attention. Accordingly, it is important to investigate antimicrobial activity and mechanism of nano sized silver particles prepared in a cost-effective manner. In this study, nano sized silver particles were prepared via photoreduction of a silver salt ($AgNO_3$) in the bulk phase of $PEO_{20}-PPO_{70}-PEO_{20}$ (Pluronic 123) block copolymer The antimicrobial efficacy of silver nano particles against E. coli was investigated and compared with that of silver ion as the concentration of silver nano particles, pH ($5.6{\sim}8.2$), temperature ($4^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$) varied in aqueous system. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) was used to examine the nature of damaged microorganism with nano sized silver particles and silver ion. This study showed that antimicrobial efficacy of silver nano particles was approximately one twentieth than that of silver ion. It was more biocidal at higher pH in contrast with silver ion. In addition, nano silver particles was demonstrated to disrupt the outer membrane of E. coli, subsequently causing their aggregation. On the other hand, silver ion diffused into the cell damaging the cytoplasmic membrane without disrupting the outer membrane of E. coli.
최근 항균 성능이 뛰어나면서도 인체에 유해하지 않은 나노 사이즈 은 입자를 이용한 항균 제품 개발 및 연구가 활발히 이루어지고 있음에 따라, 나노 사이즈의 은 입자를 보다 쉬운 방법으로 균일하게 제조하고, 그 특성을 평가하는데 많은 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 은 이온의 광환원을 통해 나노 은 입자를 $15{\sim}20\;nm$ 크기로 균일하게 제조한 뒤, 나노 은 입자의 농도, pH, 온도가 변화함에 따른 항균 특성을 살펴보고 이를 정량적으로 평가, 은 이온의 항균 특성과 비교하였다. 또한 주사 전자 현미경과 투과 전자 현미경을 통하여 나노 은 입자의 미생물 불활성화 특성을 은 이온의 미생물 불활성화 특성과 비교하였다. 주요 결과로는 나노 은 입자의 항균 효과는 동일한 은 농도를 기준으로 하였을 때 은 이온의 항균 효과에 비하여 약 20배 정도 적은 것을 알 수 있었다. 또한 나노 은 입자의 농도, 온도가 높을수록 항균 성능은 향상됨을 알 수 있었으며 이는 은 이온의 실험 결과와 일치한다. 그러나 나노 은 입자의 항균 성능은 높은 pH에서 향상된 반면, 은 이온의 경우 pH 변화에 따른 항균 성능 변화가 관찰되지 않았다. 나노 은 입자와 은 이온에 의해 불활성화된 미생물을 주사 전자 현미경과 투과 전자 현미경으로 관찰한 결과, 나노 은 입자는 미생물 세포막을 크게 손상시키는 반면, 은 이온은 그렇지 않았다. 은 이온의 경우 은 이온이 미생물 안으로 흡수되어 세포질막을 손상시켜 미생물을 불활성화 시키는 것으로 알 수 있었다.
