Antimicrobial Properties of Silver and Copper Nanoparticles Synthesized by Green Synthesis Method

These days, difficult-to-treat bacterial infections are occurring with increasing frequency. Antibiotic drug resistance poses a serious challenge in both medical and military contexts, threatening the effectiveness of therapies and the ability to combat infections in extreme conditions. Nanobiotechnology methods, particularly metal nanoparticles, could be a potential solution due to their unique biological, chemical, and physical properties, as well as the potent antimicrobial activity they exhibit. The presented research aimed to produce silver (AgNPs) and copper nanoparticles (CuNPs) by an environmentally friendly method without synthetic reducing agents (in contrast to classical methods of synthesizing nanoparticles) and to determine antimicrobial properties. For this purpose, the synthesis of silver and copper nanoparticles using coffee bean extract was carried out. Then the zeta potential and size distribution of the obtained nanoparticles were determined. The minimum inhibitory (MIC) and bactericidal or fungicidal concentrations (MBC/MFC) were determined on biological models (C. albicans, S. enterica, L. monocytogenes), the viability of microorganisms was analyzed, and the number of colony-forming units was determined. The results show that silver nanoparticles have a more potent antimicrobial effect, which was confirmed in all the tests carried out, as well as exhibiting more excellent colloidal stability compared to copper nanoparticles.

---

W dzisiejszych czasach trudne do leczenia infekcje bakteryjne występują coraz częściej. Oporność na antybiotyki stanowi poważne wyzwanie zarówno w kontekście medycznym, jak i wojskowym, zagrażając skuteczności terapii i zdolności do zwalczania infekcji w ekstremalnych warunkach. Metody nanobiotechnologiczne, w szczególności nanocząstki metali, mogą być potencjalnym rozwiązaniem ze względu na ich unikalne właściwości biologiczne, chemiczne i fizyczne oraz silną aktywność przeciwdrobnoustrojową, którą wykazują. Prezentowane badania miały na celu wytworzenie nanocząstek srebra (AgNPs) i miedzi (CuNPs) przyjazną dla środowiska metodą bez syntetycznych środków redukujących (w przeciwieństwie do klasycznych metod syntezy nanocząstek) oraz określenie ich właściwości przeciwdrobnoustrojowych. W tym celu przeprowadzono syntezę nanocząstek srebra i miedzi przy użyciu ekstraktu z ziaren kawy, a następnie określono potencjał zeta i rozkład wielkości otrzymanych nanocząstek. Na modelach biologicznych (C. albicans, S. enterica, L. monocytogenes) wyznaczono minimalne stężenia hamujące (MIC) oraz bakteriobójcze lub grzybobójcze (MBC/MFC), przeanalizowano żywotność mikroorganizmów oraz określono liczbę jednostek tworzących kolonie. Wyniki pokazują, że nanocząstki srebra mają silniejsze działanie przeciwdrobnoustrojowe, co zostało potwierdzone we wszystkich przeprowadzonych testach, a także wykazują większą stabilność koloidalną w porównaniu z nanocząstkami miedzi.