Noori, Farzaneh
(2023).
« Porous polymeric host-matrices for highly dispersed metal subnanoparticles with antibacterial activity : mechanistic insights » Thèse.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en chimie.
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Résumé
Cette recherche doctorale était dédiée à l’élaboration de nouveaux matériaux à base d’argile et de cellulose, chargés en métaux et ayant une activité antibactérienne, pour résoudre le problème de résistance bactérienne avec les antibiotiques conventionnels. Ce travail de recherche présente une nouvelle approche qui relie la capacité de rétention des métaux à leur activité antibactérienne sur deux microorganismes (E. coli and B. subtilis), et a été couronné de deux publications. La première publication traite des interactions entre la matrice hôte de montmorillonite ou des dendrimères de polyols sur support de cellulose, avec des particules de métal comme CuNP, AgNP et leur forme cationique, ainsi que de leurs rôles dans l’activité antibactérienne. Des analyses approfondies du rôle de l’atome d’oxygène ont permis d’obtenir une deuxième publication en étendant le concept d’interaction Métal:Oxygène jusqu’aux fonctions carboxyméthyle de deux différents polymères, notamment la carboxyméthylcellulose (CMC) et le carboxyméthylamidon (CMS). Il fut observé que le CMS et la CMC étaient des bonnes matrices hôtes pour des particules métalliques sub-nanométriques dont le diamètre est plus petit que 1 nm. À ces fins, une combinaison de techniques instrumentales comme la spectroscopie photo électronique des rayons-X et la microscopie électronique à transmission était une stratégie judicieuse. Les résultats ont révélé que l’activité antibactérienne, exprimée en termes de diamètre de zone d’inhibition (IZD) dans la première publication et en termes de IZD et tests de viabilité dans le second article, augmente lorsque l’énergie de liaison des métaux avec les différents atomes diminue et lorsque la taille des particules de métal diminue. L’activité antibactérienne dépend du type de métal mais aussi de leur état d’oxydation. Les meilleures performances ont été enregistrées pour le cuivre cationique et métallique ainsi que pour Ag+. Il fut observé que l’activité antibactérienne des nanoparticules métalliques (MNPs) était plus grande quand la force de rétention était faible et quand la surface de contact avec les micro-organismes était grande. Le potentiel zêta, la taille des particules et les mesures de pH permettent d’affirmer qu’une force de répulsion plus grande entre les grains chargés en métaux réduit la granulométrie, améliore la dispersion en solution moins acide, augmente la surface de contact avec les micro-organismes et donc, améliore l’activité antibactérienne. Un judicieux compromis entre la rétention des métaux, leur libération par la matrice hôte dans le milieu de culture et leur caractère hydrophile s’est avéré être une exigence essentielle pour obtenir un effet virucide prononcé. Des interactions acide-base de Lewis compétitives sont impliquées entre les MNPs et les atomes d’oxygène de la matrice hôte, et peuvent expliquer l’efficacité antibactérienne des métaux dispersés. Ces découvertes permettent de sélectionner des candidats prometteurs pour la conception de matrices chargées en MNPs, efficaces pour traiter les infections dermiques (cutanées) et gastro-intestinales.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Organoargiles, Montmorillonite, Carboxyméthylcellulose, Carboxyméthylamidon, Particules métalliques sous-nanométriques, Spectroscopie photoélectronique par rayons X, Activité antibactérienne
| Type: |
Thèse ou essai doctoral accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Mateescu, Mircea A. |
| Mots-clés ou Sujets: |
Agents antibactériens / Nanoparticules métalliques / Organoargiles / Montmorillonite / Carboxyméthylcellulose / Carboxyméthylamidon |
| Unité d'appartenance: |
Faculté des sciences > Département de chimie |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
29 août 2023 08:24 |
| Dernière modification: |
29 août 2023 08:24 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/16908 |
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