绿色合成的银纳米颗粒在牙科充填材料及其应用

文摘

现代牙科修复材料实现所有的物理、生物相容性和美学要求但不具备抗菌活性保护牙齿免受复发性龋齿。在这个方向上,许多研究人员致力于整合不同的抗菌药物如银、抗生素、氧化锌等,在牙科填充材料。本研究工作的目的是进行绿色合成银纳米粒子使用Azadirachta indica提取并将这些整合到牙齿充填材料具有抗菌活性的牙齿充填材料。为了完成这一工作的目的,各种实验参数过程的绿色合成银纳米粒子的优化。snp然后使用紫外可见分光光度计的特征,粒度分析仪,红外光谱分光光度计。他们的抗菌活性是对E使用琼脂扩散试验确认。杆菌和S.mutans。银纳米粒子被纳入玻璃离子交联聚合物水泥(富士II)和抗菌测试进行使用。变形,结果表明增加抗菌财产。新材料不溶于普通的饮料,比如茶、咖啡、可口可乐和橙汁

关键字

银纳米粒子,Azadirachta indica牙科充填材料和绿色合成。

介绍

银纳米粒子可以使用大量的合成方法,例如,化学等方法减少解决方案,银化合物的热分解,辐射辅助,微波辅助过程和最近通过绿色化学路线使用各种细菌如假单胞菌stutzeri AG259[10],乳酸菌sp。A09[11],真菌病圃等[12]天然产品像绿茶茶树[13],叶子汤天然橡胶[14]等。使用环保材料的植物叶子提取物、细菌、真菌和酶对银纳米粒子的合成提供了很多好处ecofriendliness和兼容性的药物和其他生物医学应用程序不使用有毒化学物质合成的协议。(1 - 5、7)绿色合成提供了进步在化学和物理方法是成本效益,环境友好,轻松的大规模合成和扩大这种方法不需要使用高压,能量,温度和有毒化学物质[15]。

Azadirachta indica俗称楝属于楝科家庭,和是众所周知的在印度和周边国家200多年的最多才多艺的药用植物具有广泛的生物活性。树的每一个部分被用作传统医学家庭补救对各种人类疾病,从古代[16]。

龋齿,也称为蛀牙或腔,是一种感染,细菌在起源,导致去矿化作用和破坏牙齿硬组织的(牙釉质、牙本质和牙骨质)。负责龋齿的细菌最主要是变形链球菌和链球菌sobrinus,和乳酸杆菌。最常见的类型的材料用于牙科汞合金补牙,这是由银、锡、锌、铜和汞。复合树脂,它是由塑料和玻璃颗粒混杂在一起;铸金,由黄金合金,也就是说,黄金与其他的金属混合;陶瓷,通常由瓷;玻璃离子交联聚合物,是由丙烯酸和玻璃的一个组成部分称为fluoroaluminosilicate。我们用玻璃离子交联聚合物作为控制牙科填充。术语继发龋的过程定义龋齿发展主龋齿病变治疗后发生的。初级龋齿患病率全球自1980年初以来一直在下降,但在恢复牙科继发龋仍然是一个未解决的问题。 This necessitates the development of an antimicrobial dental filling material. The antimicrobial action is most often achieved by adding active antimicrobial ingredients to the dental material. In this study, silver nanoparticles are being investigated as an antimicrobial agent for their incorporation into denture materials.

文献调查

银已被用于其杀菌性能多年。用于水的净化,伤口护理,骨假肢,重建整形手术,心脏设备和手术设备。银或银的抗菌作用的化合物的生物活性银离子释放量成正比(Ag) +)及其可用性与细菌或真菌细胞膜进行交互。纳米粒子是不溶性粒子小于100纳米大小。他们的优势是,他们表现出更强的抗菌活性由于其较高的表面积与体积比。物理和化学方法对纳米颗粒合成更受欢迎但他们仍然昂贵和有毒物质的使用限制了他们的应用程序。一个生态友好的绿色介导的无机纳米粒子的合成是一个快速发展的研究纳米技术的肢体。可以合成银纳米粒子从细菌、真菌和植物。植物为纳米粒子的合成提供一个更好的平台,因为他们是免费的从有毒化学物质以及提供自然限制代理。此外,利用植物提取物也降低了微生物隔离和培养基的成本,提高成本竞争力的可行性在纳米颗粒合成微生物。 Azadirachta indica plant extract is used for the green synthesis of SNPs in this study. Azadirachta indica leaf extract has also been used for the synthesis of silver, gold and bimetallic (silver and gold) nanoparticles. The major advantage of using the neem leaves is that it is a commonly available medicinal plant and the antibacterial activity of the biosynthesized silver nanoparticle might have been enhanced as it was capped with the neem leaf extract. The initial adhesion of specific oral bacteria to tooth surfaces is the primary and essential prerequisite for the development of cariopathogenic films. Within the complex formation of such biofilms, streptococcus mutans is primarily responsible for the initiation of tooth decay as well as for the progression of an established lesion. Ideally, the restorative materials should exhibit antibacterial properties to limit the adhesion and proliferation of pathogens at a very early stage and prevent secondary caries. Due to the few studies regarding the bactericidal effect of nanosilver particles and dental materials, the purpose of this study was to synthesize silver nanoparticles using green synthesis approach and to evaluate the antibacterial activity of glass ionomer dental cement modified by nanosilver particles.

材料和方法

制备Azadirachta indica叶提取和1毫米硝酸银

新鲜的叶子印楝收集和清洗彻底,被允许干燥。25克的干叶子在蒸馏水清洗彻底。他们被切成细块,100毫升无菌蒸馏水。烧杯在本生灯煮15分钟。允许混合物冷却至室温和内容过滤和储存在4ᵒC。

1毫米的硝酸银溶液中含有0.1699克的硝酸银1 l蒸馏水。称重和添加蒸馏水。

优化实验参数

一组实验,首先优化各种实验条件。

印楝叶提取的比例:1毫米硝酸银解决方案是多种多样的:(1:2),(1:4),(1:6),(1:8)和(1:10)。比率(1:2),10毫升的叶提取是在一个锥形瓶刚做好的1毫米的20毫升硝酸银解决方案是补充道。混合物在黑暗孵化24小时在室温下。24小时后,样品的吸光度测定200 - 700纳米的范围内使用紫外可见分光光度计。同样的步骤是重复的比率正在研究。印楝叶提取的最优比例:1毫米硝酸银溶液(1:6)然后选择进一步的实验。印楝叶提取和刚做好的1毫米硝酸银溶液的比率被(1:6),在四个锥形烧瓶。混合物在室温下黑暗孵化不同孵化时间:2小时,5小时,24小时和48小时和样品的吸光度测定200 - 700纳米的范围内,使用紫外可见分光光度计。最优培养时间(24小时)然后选择进一步的实验。印楝叶提取和刚做好的1毫米硝酸银溶液的比率被(1:6),和在黑暗、孵化24小时在不同的温度下,也就是说,10点ᵒC,在20ᵒC,在室温下,在40ᵒ30ᵒC和C。 After 24 hours, the absorbance of the sample was determined within the range of 200-700 nm using UV-Visible spectrophotometer. The incubation temperature which gave the best results (Room Temperature) was then applied for all further experiments. Neem leaf extract and freshly prepared 1mM AgNO3 solution were taken, in the ratio of (1:6) and were incubated in dark for 24 hours at room temperature with constant stirring and without stirring, respectively. After 24 hours, the absorbance of the samples was determined within the range of 200-700 nm using UV-Visible spectrophotometer.

绿色合成的银纳米粒子

50毫升的印楝叶提取物被在一个锥形瓶500毫升。刚做好的1毫米的300毫升硝酸银溶液(1:6的比例)添加到瓶中。瓶是在黑暗的孵化24小时在室温下。

银纳米粒子的集合

24小时后,获得的混合物是离心机在15000 rpm 15分钟。上层清液被丢弃和颗粒在离心管保留。离心管放在烤箱,在50岁ᵒC,一夜之间,加热干燥的颗粒。使用迷你抹刀,干颗粒刮出来,苏格兰民族党收集。

银纳米粒子的表征

Ag) +离子的还原解决方案,形成植物提取物的单核苷酸多态性的特点是紫外可见光谱和Ag) +离子的减少是通过测量监控的紫外可见光谱范围200 - 700 nm之间的反应介质。单核苷酸多态性是溶解在氯仿和粒子分布在液体在计算机控制粒度分析仪进行了研究。2毫升的样品放入机器,记录获得的数据和图表。合成银纳米粒子的化学成分,研究了利用红外光谱分光计。合成银纳米粒子的相种类和粒度由x射线衍射光谱决定。苏格兰民族党样品安装在试样夹,结果被记录。大肠杆菌培养液和变形链球菌在无菌准备营养肉汤,烧瓶在37孵化ᵒC,过夜。无菌营养琼脂板注射大肠杆菌和变形链球菌的接种体浸渍在烧瓶内无菌棉拭子和传播的拭子板。20μl样本放在磁盘。氨苄青霉素被用作积极控制,无菌蒸馏水和印楝叶提取负控制。 Reaction medium containing silver nanoparticles were the sample under test and 1mM AgNO3 solution was used as a control. Zone of inhibition was measured after incubation.

制备新型牙科修复材料的snp

本研究使用的材料是传统玻璃离子交联聚合物水泥富士二世。它提供粉末和液体在单独的瓶子。粉的组成组件是Fluoroaluminosilicate玻璃和液体的组件是丙烯酸和马来酸共聚物,混合基羧酸、水。粉液比使用(g / g)是2.7:1。富士二世的粉末和液体混合在一个混合垫按照制造商的指示,然后装进一个模具。这种材料被允许在模具中设置。这是一个控制样本进行进一步的实验。0.005通用的单核苷酸多态性,粉末和液体富士二世再次混合的混合垫按照制造商的说明如图1所示,然后装进一个模具。这种材料被允许在模具中设置。这是测试样本进行进一步的实验。

抗菌测试包含snp新颖的产品

无菌营养琼脂板注射S.mutans的培养液。两个蛀牙在琼脂板与无菌铜圈,都充满了控制水泥和操纵。使用无菌抹刀,两个无菌滤纸磁盘被放置在琼脂板,这样他们只是触摸琼脂的表面。20μl氨苄青霉素(积极控制)和20μl无菌蒸馏水(负控制)到磁盘。所有的盘子都在37ᵒC孵化24小时。孵化后抑制测量区。

GIC的溶解度测试样本包含单核苷酸多态性

用于本研究的测试媒体茶、咖啡、可口可乐和橙汁。四个样品的控制和修改GIC然后沉浸在10毫升的各种测试媒体37ᵒC了两天。样品又重。溶解度测定使用公式:

溶解度= M1, M2, M1是浸泡前的重量

M2是浸后的重量。

整个方法的大纲给出如图2所示

实验结果

生物合成的银纳米颗粒

还原银离子的银纳米颗粒在接触植物提取物的颜色变化的观察结果。颜色变化从浅绿色到深棕色,象征的银纳米粒子合成[15][16][20]

颜色的变化是由于表面等离子体共振现象。金属纳米粒子有自由电子,这给SPR吸收带,由于电子的振动相结合的金属纳米粒子共振光波。这进一步证实了紫外可见光谱分析。

紫外可见分光光度计分析

紫外可见光谱法是应用最广泛的技术之一,银纳米粒子的表征。获得的棕色反应介质的吸收光谱显示表面等离子体吸收带,最大在400海里。从不同的文献发现银纳米粒子显示SPR峰值在420纳米左右[15][16][20]。这表明银纳米粒子的存在。

优化的参数

答:印楝叶精华:1毫米硝酸银溶液的比例

印楝叶提取和1毫米硝酸银溶液在不同的比率:(1:2),(1:4),(1:6),(1:8)和(1:10)。图4描述了结果在分析样品使用UV - Vis分光光度计。

所有的样品显示吸收最大值在400 nm,证实了银纳米粒子的SPR峰值在420 nm [15] [16] [20]。表1给出了样品的吸光度值在400 nm和吸光度增加的百分比值从一个比另一个。

1毫米硝酸银溶液的数量是增加了反应混合物,吸收峰的吸光度值400海里也增加。然而,增加吸光度比例超出比例非常少(1:6)。因此,维护的成本效益的过程绿色合成单核苷酸多态性(1:6)被选为最佳比例和适用于所有进一步的实验。

b .培养时间

4种不同的烧瓶包含印楝叶提取物和1毫米的硝酸银溶液的比率(1:6),培养不同的孵化时间:2小时,5小时、24小时和48小时。图3描述了使用紫外可见分光光度计分析样本的结果。

所有的样品显示吸收最大值在400海里,这证实了银纳米粒子的SPR峰值在420海里。表2给出了样品的吸光度值在400 nm和吸光度增加的百分比值从一个孵化时间到另一个。

随着培养时间的反应混合物的增加,吸收峰的吸光度值400海里也增加。然而,比例增加,吸光度值24小时至48小时非常少(2.15%),从而为易于实验和绿色合成的过程中snp时间效率,选择最优培养时间为24小时所有进一步的实验。

c .孵化温度

下一个优化实验参数是温度进行snp的绿色合成。温度变化从40 c, 200 c,室温下,300 c和400 c。图4描述了使用紫外可见分光光度计分析样本的结果。

所有的样品显示吸收最大值在400海里,这证实了银纳米粒子的SPR峰值在420海里。表3给出了样品的吸光度值在400 nm和吸光度增加的百分比值从一个孵化温度到另一个。

孵化温度的增加,吸收峰的吸光度值400海里也增加。获得的最大吸光度值在40 0 c。然而,吸光度值增加的百分比从室温到高温像30 40 0 0 c和c非常少。因此,削减成本的供热需求,房间温度是选为最适温度。

d .搅拌条件

接下来的实验条件调查是否绿色合成的snp需要不断搅拌。图5描述了使用紫外可见分光光度计分析样本的结果。

所有的样品显示吸收最大值在400海里,这证实了银纳米粒子的SPR峰值在420海里。表4给出了样品的吸光度值在400 nm和样品的吸光度比例增加价值没有搅拌搅拌和孵化。

受到连续搅拌的反应介质提供了更高的吸光度值在400 nm。然而,吸光度值增加的百分比是5.12%。以来,吸光度增加的百分比不是非常重要的,为了便于传导的实验和减少能源需求过程的绿色合成单核苷酸多态性,没有搅拌进行了进一步的实验。

转换效率

1毫米的300毫升硝酸银溶液包含0.051通用的硝酸银盐。

原子质量的Ag) = 107.87通用/摩尔

总经理/摩尔分子量备= 169.87

这意味着169.87通用的硝酸银盐包含107.87通用的Ag)。

0.051通用的硝酸银溶液包含= (107.87 x 0.051) / 169.87

= 0.0324通用Ag)。

空appendoff管的质量= 1.186通用

质量appendoff管包含收集snp = 1.2076克

搜集大量snp = 0.0214通用

的转换比例的Ag) = (0.0214 x 100) / 0.0324

= 66.05%

银纳米粒子的表征

粒度分析结果

根据图中,银纳米粒子的胶体溶液比例1:6包含大小不同的颗粒从204.6纳米到1204纳米。纳米颗粒的平均尺寸是418海里。的粒度分布曲线如图6所示。

红外光谱的结果

红外光谱测量的生物分子进行识别限制和高效稳定的金属纳米粒子合成。图7给出了谱分析获得的样本在4000 - 550 cm - 1的范围。

银纳米粒子显示的红外光谱谱带3500 - 3200 cm - 1之间的对应地伸展和H-bonded醇类和酚类化合物。峰值周围发现2260 - 2100 cm - 1显示一段为(- C = C -)债券对应于烯烃,峰值约1650 - 1580 cm - 1显示的债券(h)弯曲它对应于一级胺和峰值约690 - 500 cm - 1显示的债券(- C =碳氢键:碳氢键)弯曲又对应于烯烃

比较获得的山峰的红外光谱特征峰分析,各种官能团存在于样品被确认和列表在表5:

因此合成纳米颗粒被包围蛋白质和代谢物如萜类化合物官能团。从红外光谱的分析研究中我们证实,氨基酸残基的羰基化合物和蛋白质具有更强的金属结合的能力表明蛋白质可能从金属纳米粒子(例如;纳米银的限制),以防止聚集,从而稳定介质。这表明生物分子可能执行双重功能的形成和稳定的银纳米颗粒在水介质中。羰基化合物证明黄烷酮类和萜类化合物吸收金属纳米颗粒的表面。黄烷酮类和萜类化合物可以吸附在金属纳米颗粒的表面,可能通过羰基化合物相互作用或π-electrons在缺乏其他强劲切断代理足够的浓度。的存在还原糖溶液中可以负责减少金属离子和相应的金属纳米粒子的形成。萜类化合物也可能发挥作用在降低金属离子的氧化aldehydic组织分子羧酸。

XRD分析

XRD谱显示不同的衍射峰约380角。这些锋利的布拉格峰可能是由于覆盖剂稳定纳米颗粒。强烈的布拉格反射显示强大的x射线散射中心的结晶相,可能是由于限制代理。更广泛的山峰意味着更小的粒度和反映了影响由于实验条件的成核和生长晶体核。

XRD分析曲线是一个阴谋的强度,或计数在这种情况下,与2 -θ规模。垂直代表一个特定形式的银时,对应于多数的山峰,银色的特殊形式出现在样品分析说。样品分析显示87.78%的存在下Silver-3C如图8所示。

抗菌测试分析

显示抗菌活性物质可以防止微生物的生长。因此,当这种物质放在磁盘放置在固体琼脂凝胶接种微生物,它通过琼脂凝胶扩散,防止微生物的生长在磁盘上。该区域的直径抑制成正比样品的抗菌活性。因此,大的直径区引起的抑制物质,更多的是它具有抗菌活性。

表示在使用的各种样品盘子n为负控制(蒸馏水),E-Neem叶提取物、PCPositive控制(氨苄青霉素)、Ag) + E-Sample包含单核苷酸多态性和Ag-1mM硝酸银溶液。产生的抑制区不同样品对E。杆菌如图9所示。

直径的抑制区各种样本测量和读数都列在表6。

直径的比例增加的抑制区单核苷酸多态性与硝酸银溶液相比是21.57%。因此,有一个显著增加snp对大肠杆菌的抗菌活性。

产生的抑制区不同样品对年代。变形如图10所示。

直径的抑制区各种样本测量和读数都列在表7。

直径的比例增加的抑制区单核苷酸多态性与硝酸银溶液相比是12.94%。因此,有一个显著增加对S.mutans snp的抗菌活性。

制备新型牙科修复材料的snp

单核苷酸多态性与富士II新加坡政府投资公司。作为美学的原理特性之一是一个理想的填充材料,主要关心的是单核苷酸多态性是黑暗的颜色,可能会改变新加坡政府投资公司使用的颜色,灰色或黑色。这将是一个缺点,新加坡政府投资公司通常给牙齿颜色的产品。然而,随着数量的单核苷酸多态性被添加到新加坡政府投资公司少,没有明显的颜色变化后GIC的snp。

抗菌测试包含snp的新加坡政府投资公司的新产品

变形链球菌是一种革兰氏阳性的有机体,是主要的病原体在人类龋齿的形成。随着美国sobrinus,变异链球菌在蛀牙中起着重要作用,代谢蔗糖使用酶glucansucrase乳酸。变异链球菌生物是为数不多的专业配备受体,改善表面粘附的牙齿。因此修改后的新加坡政府投资公司包含snp对年代应该能够表现出抗菌活性。变形,防止细菌的粘附牙齿和防止复发的辅助龋齿。

各种样品用于琼脂扩散试验传统GIC, B-GIC合并单核苷酸多态性,n为负控制(蒸馏水)和PC-Positive控制(氨苄青霉素)。产生的抑制区不同样品对年代。变形如图11所示。

直径的抑制区各种样本测量和读数都列在表8。

琼脂扩散试验表明,有一个显著增加(2.79倍)的抗菌活动包含单核苷酸多态性同年代的新加坡政府投资公司。变形链球菌,相比传统的新加坡政府投资公司。因此,增加单核苷酸多态性赋予GIC抗菌活性。

溶解度测试新GIC的产品整合单核苷酸多态性

的一个主要因素,确定材料的耐久性口腔环境中使用的是它的化学稳定性。标准测试的溶解度在这项研究中使用的材料包括存储盘在测试媒体一段时间,结果被援引盘的减肥。溶解度的结果列在表4.9,随着溶解度下降%包含snp的新加坡政府投资公司相比传统的新加坡政府投资公司。

溶解度的变化不大(< 10%)从传统GIC GIC包含单核苷酸多态性。

材料测试显示高值的溶解度在柠檬汁。这个结果推断,酸橙汁有加强对这两个属性的影响比其他浸媒体如茶、咖啡和可口可乐。最大溶解度是石灰和可口可乐,因为柠檬含有柠檬酸和磷酸用于可乐饮料。柠檬酸被发现有更多的侵蚀潜在的釉质和牙本质。

结论

绿色合成的snp使用Azadirachta indica叶提取物进行了优化以Azadirachta indica叶提取物和1毫米的硝酸银溶液比(1:6)。混合物在室温下黑暗孵化24小时没有搅拌。单核苷酸多态性被成功合成的减少使用Azadirachta indica叶提取Ag) +硝酸银溶液中离子的转换效率为66.5%。紫外可见样本的分析给出了吸收最大在400 nm证实了snp的存在snp显示吸收最大值在420海里。粒度分析结果表明,单核苷酸多态性synthezised平均418纳米的大小。此外,声波降解法的样本减少了粒径纳米大小。XRD分析表明87.78%的Silver-3C示例和图表的广泛的山峰表明小尺寸粒子的存在。在E。杆菌,增加21.57%的抗菌活动获得了snp相比1毫米硝酸银溶液。的年代。mutans, a 12.94% increase in the antibacterial activity of SNPs from AgNO3 solution was noted. This confirms that SNPs show greater antibacterial activity for both gram positive and gram negative bacteria. The new GIC product was successfully synthezised by incorporating SNPs without leading to any changes in the tooth-like appearance of the GIC. A 2.8-fold increase in the antibacterial activity against S.mutans of the manipulated GIC in comparison with the conventional GIC was succesfully achieved. Solubility tests of the conventional GIC and improved GIC confirmed a slight decrease (< 10%) in solubility of improved GIC.

因此,新加坡政府投资公司新产品将snp被证明是比传统的GIC抗菌活性和溶解性特征

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