Chimiche e mineralogiche CARATTERISTICHE …

Chimiche e mineralogiche CARATTERISTICHE ...

Astratto

L’emergere mondiale di malattie infettive, unitamente alla crescente incidenza di batteri resistenti agli antibiotici, elevare la necessità di rilevare correttamente, prevenire e trattare efficacemente queste infezioni. L’uso eccessivo e l’abuso di antibiotici comuni negli ultimi decenni stimola la necessità di individuare nuovi agenti inibitori. Pertanto, i prodotti naturali come argille, che visualizzano le proprietà antibatteriche, sono di particolare interesse.

test antimicrobica delle due argille su un ampio spettro di batteri patogeni emerso che uno argilla favorisce la crescita batterica (eventualmente provocare una reazione del sistema immunitario naturale), mentre un altro uccide i batteri o significativamente inibisce la crescita batterica. Questo articolo confronta la composizione mineralogica e chimica delle due argille verdi francesi utilizzati nel trattamento di Buruli.

parole chiave: illite, smectite, argilla verde, antibatterico, la guarigione, la chimica minerale

INTRODUZIONE

PROVE PER CLAYS ANTIBATTERICI

Linea Brunet de Courssou, un lavoro umanitario francese in Costa d’Avorio dell’Africa, ha osservato la sofferenza di molte comunità tribali in cui la maggior parte donne e bambini sono stati afflitti da ulcera di Buruli. Cresciuto in Francia, aveva usato una argilla verde locale su ferite e con esperienza rapida guarigione dall’applicazione di un’argilla incollarlo a punture di insetto, punture e tagli. Ha importato argilla francese in Costa d’Avorio, nel tentativo di trattare le infezioni della pelle delle comunità tribali, e lei accuratamente documentato (fotograficamente) gli effetti curativi di argilla su pazienti affetti da ulcera di Buruli (Williams et al.. 2004). Il secco argilla verde francese era idratata e applicato come una pasta direttamente sulla pelle sana ulcerata ed esteso di pazienti infetti. Durante il corso del trattamento, i pacchi di argilla sono stati rimossi e rinnovati almeno una volta al giorno, con soluzione salina utilizzata per pulire le ferite. Uno dei campioni di argilla non era efficace nell’uccidere ulcerans M. come il prossimo (da un fornitore diverso), ma era più adatto per promuovere la granulazione della pelle dopo i micobatteri sono stati uccisi (Brunet de Courssou, 2002).

I fornitori di argilla non hanno rivelato la fonte geologica delle argille verdi francesi, e in effetti essi possono essere una miscela di argille da diverse fonti (T. Ferrand, pers. Comm., 2006). L’uso principale di queste argille in Francia è per pelotherapy, in cui un grande contenuto smectite (preferibilmente Na-smectite) è desiderato per l’utilizzo in bagni minerali o termali. Il Na aumenta la capacità termica di montmorillonite (Ferrand e Yvon, 1991) permette una temperatura di 50C da sostenere per il trattamento di reumatismi. Le argille desiderabili sono quindi da bentoniti in cui l’attività idrotermale potrebbe imporre una particolare chimica su argille smectitica in quanto costituiscono da vetro vulcanico alterato.

METODI

test di sensibilità microbica

Diffrazione di raggi X

chimica Elemental

Le misurazioni del pH sono state effettuate su sospensioni di 2,0 m frazioni di ciascuna argilla in un rapporto di 0,5 g argilla a 10 mL di acqua. I campioni sono stati ultrasonified e poi agitato per 24 h per idratare ed equilibrare con il fluido. Prove su effetto sul pH di ridurre il contenuto di acqua a quella utilizzata per il cataplasma di argilla non hanno mostrato più di un decimo cambiamento unità logaritmiche. Il pH è stato misurato anche il percolati acquose delle argille.

ioni scambiabili sono stati rimossi dai campioni di argilla prima usando K-saturazione con 1 N KCl (Jackson, 1974). Per l’analisi ICP-MS degli ioni scambiabili rimossi dal argilla naturale, ultrapura 1 nitrato di ammonio N è stato usato per evitare interferenze Cl nella ICP-MS, consentendo così la misura delle abbondanze naturali K.

Electron microsonda

I principali elementi abbondanze dei 2,0 m frazioni della creta sono stati analizzati utilizzando una microsonda elettronica. le sospensioni di argilla sono stati essiccati su nastro di carbonio e poi rivestiti con una pellicola sottile C per la compensazione di carica. La trave è stato sfocato (

10 m) e minerali standard inclusi enstatite (EN20), rutilo (RUT54), ortoclasio (ORI), wollastonite (WO81), e albite (AB127). Le correzioni per numero atomico, assorbanza e fluorescenza sono state effettuate per compensare effetti matrice minerali e composizioni sono riportate in ossido wt.%. I totali sono stati 85%, con differenze da 100% in rappresentanza di perdita al fuoco (acqua più elementi volatili) (Reed, 1993).

La disidratazione, deidrossilazione, e l’ossidazione

Microscopia elettronica a scansione

10 nm di Au per alleviare la carica.

energia di superficie

1 + cos 2 L = S LW L LW + S + L + L + S

dove S indica il solido e L per il liquido. I componenti LW sono l’interazione Lifshitz-van der Waals, il + è l’acido di Lewis e la è la funzionalità base di Lewis. Le incognite (componenti solidi) sono determinati da misurazioni contatto angolazioni utilizzando almeno tre liquidi di cui due polare. Per le diapositive argilla orientati, l’angolo di contatto è misurato subito dopo la caduta di liquido viene immesso sul campione in modo da ridurre eventuali infiltrazioni del liquido nel campione. Normalmente, smectite o argille smectitica supportano una goccia per un tempo sufficiente a consentire questa misura (Norris, 1993).

RISULTATI

Microbiologia

I risultati dei test microbiologici con CsAg02 e CsAr02 argille francesi contro E. coli (ATCC 25922) mostrano che l’incubazione delle argille CsAg02 massa in sospensione con i batteri per 24 h completamente uccide E. coli. mentre l’argilla CsAr02 migliorata crescita batterica rispetto ai campioni di controllo, che non contenevano argilla (Figura 2). Inoltre, minerali argillosi in mezzi di crescita senza batteri hanno mostrato alcuna crescita batterica (dati non mostrati), verificando così la sterilizzazione durante gli esperimenti. La frazione argillosa dell’argilla CsAg02 (l’argilla antibatterico) mostra lo stesso effetto antibatterico come campione globale (Figura 2).

Effetti di argilla rinfusa CsAr02 rispetto all’argilla CsAg02 francese sulla crescita E. coli dopo la separazione dimensioni, lo scambio, e il riscaldamento (vedi testo). Tutti E. coli esperimenti suscettibilità con campioni di argilla sono stati incubati per 24 ore a 37C. Il primo .

Mineralogia

in polvere a caso i modelli XRD (CuK radiazione) di frazioni di dimensioni diverse dell’argilla CsAg02 antibatterico, che mostrano i minerali più detritici nelle frazioni più grossolane, per esempio. quarzo (QTZ), feldspato (FSP), calcite (cc), caolinite (Kaol).

Figura 4 mette a confronto i modelli XRD da supporti di argilla con aria secca e glicole etilenico-trattati, orientato di CsAr02 e CsAg02. L’incremento di spostamento picco e intensità della smectite 001 fra 5 e 102 indica una predominanza di misti strati illite-smectite (I-S) nella CsAg02 antibatterica. L’I-S è ordinato in modo casuale (smectite 001 nei pressi di 52) che indica un ambiente relativamente bassa temperatura di formazione (100C; Pollastro, 1993) o di un periodo di tempo limitato a temperatura elevata. Il illite altamente ordinata e miche in entrambi i campioni di argilla (Tabella 1) sono formati a temperatura maggiore e sono probabilmente detritica.

argilla Oriented montare modelli XRD (radiazione CuK) di 2,0 m frazioni di argilla di (a) CsAr02 e (b) argille CsAg02. Confronto tra l’aria essiccata per preparazioni vapore trattati glicole etilenico indica l’abbondanza di espandibile .

Date le differenze mineralogiche tra le tre frazioni granulometriche del CsAg02 (figura 3), e la probabilità che la superficie relativa influenza la scambio chimico, ogni frazione dimensione è stata testata contro E. coli. I risultati di questi esperimenti (Figura 2) indicano che l’agente battericida è associato con la migliore (0,2 m) frazione. Le frazioni di dimensioni più grandi CsAg02 avevano alcun significativo effetto antibatterico su E. coli. Pesatura della quantità di frazioni di dimensioni diverse separate da 10 g aliquota di argilla bulk (essiccata), una stima approssimativa indica il 60% del campione di argilla è di 0,2 m. separazioni dimensioni della creta CsAr02 non sono stati testati perché non ha mostrato alcun effetto antibatterico alla rinfusa o nella frazione 2,0 m.

Standard K-saturazione del CsAg02 bulk argilla (Jackson, 1979) rimosso i cationi scambiabili dalla argilla espandibile, e altri ioni scambiabili nel campione. incubazione di E. coli con il K + -exchanged CsAg02 comportato completa perdita di attività battericida (Figura 2). saturazione potassio dell’argilla CsAr02 non è stato fatto perché non è antibatterico.

Riscaldamento l’argilla CsAg02 a 200C e 550C non ha cambiato l’effetto antibatterico su E. coli (Figura 2), anche se dopo il riscaldamento l’argilla 900C non era più battericida. I pattern XRD di argille riscaldate (Figura 5) mostrano una diminuzione nell’intensità dei picchi minerali di argilla come sono progressivamente disidratati e dehydroxylated. I trattamenti termici non sono state effettuate su CsAr02 perché non è antibatterico.

modelli in polvere a caso XRD (radiazione CuK) di riscaldata CsAg02 argilla che mostra la perdita di smectite come la struttura di argilla si rompe.

analisi chimiche

Il principale composizione ossido (Tabella 2) dei due argille francesi (2,0 m frazione) dimostra che sono molto simili nel contenuto Fe (

I risultati della ICP-MS analisi dei due digest di campioni argilla francesi, loro NH4 -soluzioni di scambio e percolati acquose contenenti elementi solubili sono presentati nella Tabella 3. Un confronto delle variazioni chimiche tra le frazioni di dimensioni diverse del CsAg02 antibatterico è mostrato nella Tabella 4.

Confronto della ICP-MS risultati per i due argille francesi. Le analisi erano di argilla disciolto, soluzione di scambio, e gli elementi solubili (percolato acquosa). Linee ombreggiati indicano elementi discussi nel testo.

La speciazione

250 mV inferiori CsAr02.

immagini SEM

Microfotografie dei minerali argillosi (Figura 6) mostrano forme cristalline diverse e dimensioni a seconda ingrandimento. piastre esagonali di illite

200 nm di diametro sono presenti su un campione con uno strato 20 nm di Au (Figura 6a). Con campioni non rivestiti montati su grafite, immagini di cristalli molto piccoli (a 150.000) che sono rettangolari (

20 NM100 nm) oppure a forma di listello (Figura 6b) è apparso.

immagini di E. coli prima interazione con i CsAg02 argilla spettacolo batteri prelevati da terreni di crescita (figura 6c), con strutture cellulari parete ben conservati che mostra Pili (strutture filamentose). Dopo l’interazione con l’argilla CsAg02, le pareti cellulari non mostrano pili e sembrano formare cavità profondamente rugosa (figura 6d). Poiché il metodo di preparazione del campione era identico per le immagini scattate prima e dopo l’interazione argilla, il cambiamento strutturale viene dedotta per essere un risultato dell’interazione con argilla. Preparazione del campione sono state effettuate in triplicato per testare per la disidratazione durante la CPD. Ogni volta, i batteri sembrava diverso prima e dopo incubazione di argilla (come mostrato). Immagini dell’interfaccia argilla-batteri realizzata su campioni non rivestiti (Figura 6e, f) non mostrano segni di penetrazione argilla minerale del batteri o argilla orientamento intorno alla parete cellulare.

proprietà di superficie

Misure di contatto ad angolo per l’acqua, glicerolo, e diiodometano su orientate 0,2 m film di argilla. I valori di tensione superficiale di questi liquidi sono elencati in van Oss (1994). Gli angoli di contatto hanno una deviazione standard di circa .

DISCUSSIONE

considerazioni fisiche

immagini SEM

Immagini che mostrano la presenza di cristalli di argilla a forma di assicella, oltre a cristalli esagonali nel campione CsAg02 (figura 6b), indicano la crescita di cristalli in diverse condizioni di temperatura (Lanson e Campione, 1991). differenze morfologiche e chimiche possono derivare da cambiamenti delle condizioni geologiche nel tempo che potrebbe impartire una chimica antibatterica o altre proprietà per una generazione di cristalli, ma non l’altro. Tali differenze chimiche (vedi sotto) tra le frazioni di dimensioni potrebbe spiegare perché minerali argillosi nelle frazioni più grossolane non erano antibatterico.

considerazioni chimici

alterazione termica

frazione Size

Ferro possibilmente è coinvolto nelle reazioni che producono agenti antibatterici. Ad esempio, i radicali idrossilici formatisi durante l’ossidazione di Fe possono essere distruttivo per cellule o prodotti di forma come H2 O2 che sono distruttive (Fenton 1894; Schoonen et al.. 2006; Cohn et al.. 2006). Il potenziale di reazioni tra i metalli e batteri che producono radicali superossido (per esempio. O 2), deve anche essere considerato (Johnston et al.. 1975). Mentre il contenuto Fe delle due argille francesi è simile (Tabelle 2., 3), 3), la speciazione molecolare e solubilità possono essere molto diverse (Stucki et al.. 1996).

Intercambiabile ed elementi solubili

soluzione chimica

scambio cationico eliminato l’attività antibatterica di CsAg02; pertanto l’abbondanza di elementi nella soluzione di scambio è stata valutata. La soluzione di scambio delle argille antibatterico CsAg02 contiene elementi approssimativamente la stessa abbondanza come l’argilla CsAr02 che non uccide i batteri (Tabella 3). Pertanto, un confronto più utile è tra le concentrazioni degli elementi del percolato acquosa che contiene elementi solubili trasferibili ai batteri.

La solubilità di Mo (156 ppb) e U (980 ppb) nella creta CsAg02 è molto maggiore (concentrazione maggiore) del percolato CsAr02 (rispetto al totale nella creta disciolto). Molibdeno (VI) in molibdato è biologicamente il più importante oxyanion metallo pesante nelle cellule batteriche (Nies, 1999) e non è considerato tossico rispetto a ioni Ag o U. argento sono ben noti agenti antibatterici contro una vasta gamma di organismi patogeni, ma non tutte le forme di Ag sono antibatterici (Maple et al.. 1992; Feng et al.. 1998). L’Ag + ioni si lega alle proteine ​​nella cellula batterica, tra DNA e RNA, inibendo così la replicazione (Sala et al.. 1987). La concentrazione minima inibitoria di Ag + per E. coli è 1.210 3 mm (Uchida et al.. 2004), che è ben al di sopra della concentrazione presente nelle soluzioni CsAg02. Analogamente, il MIC per U è

5000 volte superiori alle concentrazioni riscontrate nel percolato CsAg02. In realtà tutte le concentrazioni di metalli pesanti in CsAg02 percolato che sono 1 nm sono di seguito riportati valori di MIC per E. coli (Weast, 1984; Nies, 1999; Dopson et al.. 2003). Ciò nonostante, il MIC citati per E. coli consultare concentrazioni di elementi a pH 7 (media corpo umano) senza discussione specifica di stato di ossidazione.

Acquosa speciazione molecolare

CONCLUSIONE

Ringraziamenti

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