Công Nghệ Nano: Giải Pháp Kiểm Soát Bệnh Vibriosis Trên Tôm

Công nghệ nano đang trở thành một giải pháp đầy tiềm năng trong quản lý bệnh do Vibriosis trên tôm. Nhờ vào kích thước siêu nhỏ và khả năng tương tác mạnh mẽ với vi khuẩn, các hạt nano mang lại hiệu quả kháng khuẩn vượt trội, giúp kiểm soát mầm bệnh và giảm nguy cơ kháng thuốc trong nuôi trồng thủy sản. Trong số đó, các loại hạt nano như bạc, vàng, đồng và kẽm oxit đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi.

Hạt nano bạc (AgNP)

Theo các nhà nghiên cứu, hạt nano có tiềm nặng sử dụng làm thuốc kháng khuẩn trong thời gian dài, bởi có nhiều cơ chế hoạt động đồng thời để chống lại vi khuẩn, hạn chế tối đa vi khuẩn kháng thuốc. Trong đó hạt nano bạc (AgNP) là một trong những loại hạt nano phổ biến tiên phong nhất trong việc kiểm soát vi khuẩn Vibrio spp.

Các nghiên cứu cho thấy AgNP có khả năng ức chế mạnh mẽ V. alginolyticus, V. harveyi, V. parahaemolyticus và các loại vi khuẩn gây bệnh khác. Khi sử dụng AgNP ở nồng độ 5-20 μg/mL, vi khuẩn Vibrio bị ức chế gần như hoàn toàn. Ngoài ra, xử lý bằng AgNP có hiệu quả kiểm soát V. alginolyticus ở artemia, artemia bị nhiễm V. alginolyticus sau được xử lý bằng AgNP (10 μg/mL) có tỷ lệ sống sót cao hơn.

Một nghiên cứu khác cũng chứng minh được tính chất kháng khuẩn của AgNPs tỉ lệ thuận với kích thước của hạt: hạt nano có kích thước càng nhỏ thì tính kháng khuẩn càng cao. Với kích thước hạt lần lượt là 16,62 nm và 22,22 nm, AgNPs kích thước nhỏ hơn có hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn đối với vi khuẩn so với các hạt nano kích thước lớn. Những phát hiện này chứng minh rằng, AgNPs có tiềm năng là tác nhân kháng khuẩn để giảm sự phát triển của vi khuẩn ở các loài nuôi.

Cơ chế hoạt động của AgNP chủ yếu dựa trên việc phá vỡ màng tế bào vi khuẩn, làm thay đổi cấu trúc và khiến vi khuẩn mất khả năng sinh trưởng. Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng, V. parahaemolyticus và Salmonella typhimurium bị ức chế bởi AgNP với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) lần lượt là 3,12 và 12,5 μg/mL. Quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét cho thấy AgNP gây ra những thay đổi trong cấu trúc và hình thái của vi khuẩn, đồng thời cũng phá vỡ tính toàn vẹn của màng vi khuẩn. Với điện tích bề mặt dương, các hạt nano được liên kết tĩnh điện với điện tích âm của màng tế bào, thúc đẩy sự kết dính màng của các hạt nano vào vi khuẩn. Sự tương tác này gây ra những thay đổi rõ rệt về hình thái tế bào, bao gồm sự co lại của tế bào chất và sự phá vỡ màng tế bào.

Ngoài ra, AgNP còn giúp tăng tỷ lệ sống sót của động vật thủy sản như artemia khi bị nhiễm khuẩn.

Hạt nano vàng (AuNP)

Hạt nano vàng (AuNP) không chỉ ổn định mà còn có khả năng tăng cường hệ miễn dịch và chống lại vi khuẩn gây bệnh trên tôm.

Khi sử dụng AuNP với liều lượng 2 μg/g thức ăn, tỷ lệ sống sót của tôm thẻ chân trắng tăng lên 80% khi nhiễm V. parahaemolyticus. Một số nghiên cứu còn chỉ ra rằng AuNP chiết xuất từ tảo biển đỏ có tính kháng khuẩn chống lại V. harveyi và Staphylococcus aureus. Các As-AuNP sinh tổng hợp ở các nồng độ khác nhau, bao gồm 25, 50, 75 và 100 μg/mL, cho thấy hiệu quả kháng khuẩn mạnh đối với V. harveyi so với S. aureus. Vi khuẩn được xử lý bằng nồng độ As-AuNP cao nhất (100 μg/mL) cho thấy hoạt động rò rỉ protein tăng rõ rệt.

Một nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng, khi kết hợp với kháng sinh như cefotaxime (C-AuNP) có thể tăng hiệu quả kháng khuẩn đáng kể so với cefotaxime và AuNP tự do, giúp kiểm soát vi khuẩn tốt hơn so với việc chỉ dùng kháng sinh đơn thuần. Ngoài ra, AuNP còn có tác dụng bảo vệ tế bào bằng cách ngăn chặn tổn thương DNA và hạn chế quá trình phiên mã của vi khuẩn.

Các hạt nano khác

Bên cạnh bạc và vàng, các hạt nano khác như đồng (CuNP) và kẽm oxit (ZnO) cũng được đánh giá cao trong việc kiểm soát Vibrio spp. CuNP là một trong những loại hạt nano có chi phí thấp nhưng hiệu quả cao, giúp ức chế V. harveyi, V. parahaemolyticus và V. vulnificus. Cơ chế hoạt động của CuNP là phá vỡ màng tế bào vi khuẩn, các hạt nano oxit đồng được hấp thu vào bề mặt tế bào, làm phân huỷ thành tế bào và cuối cùng là hỏng màng tế bào, dẫn đến tăng tính thấm của màng tế bào và làm giảm khả năng sống của vi khuẩn trong dung dịch oxit đồng.

Bên cạnh đó, kẽm oxti (ZnO) cũng được FDA (Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) công nhận là an toàn và có hiệu quả cao trong việc kháng khuẩn ở nồng độ thấp. ZnO giúp kiểm soát V. harveyi và V. parahaemolyticus, đồng thời có khả năng ứng dụng rộng rãi trong thức ăn thủy sản.

Thách thức trong ứng dụng hạt nano

Mặc dù hạt nano mang lại nhiều lợi ích trong việc kiểm soát bệnh Vibriosis, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức lớn. Một trong những vấn đề quan trọng là nguy cơ tích lũy hạt nano trong môi trường nước và cơ thể sinh vật. Do kích thước siêu nhỏ, hạt nano có thể xâm nhập vào các mô sinh học, phần nào ảnh hưởng đến sức khỏe của động vật thủy sản.

Ngoài ra, chi phí sản xuất và ứng dụng hạt nano vẫn còn khá cao, khiến việc triển khai rộng rãi gặp nhiều khó khăn. Bên cạnh đó, cần có thêm các nghiên cứu về tính an toàn sinh học của hạt nano khi sử dụng trong nuôi trồng thủy sản để đảm bảo không gây tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

Kết luận

Việc ứng dụng hạt nano trong nuôi trồng thủy sản mở ra nhiều triển vọng trong quản lý bệnh Vibriosis. Nhờ vào khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ, các hạt nano giúp kiểm soát vi khuẩn gây bệnh mà không gây ra tình trạng kháng thuốc. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn và hiệu quả lâu dài, cần có thêm nhiều nghiên cứu về tính độc hại và khả năng tích lũy của hạt nano trong môi trường nuôi trồng. Với sự phát triển của công nghệ, hạt nano có thể trở thành một giải pháp thay thế tiềm năng cho kháng sinh, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nuôi trồng thủy sản.

(Theo Globalseafood)

Có thể bạn quan tâm: Dược Liệu: Kỷ Nguyên Mới Cho Ngành Nuôi Trồng Thuỷ Sản

InterTrade hỗ trợ tư vấn các giải pháp và sản phẩm chăn nuôi thuỷ sản thông qua số Hotline 0888 6465 567 hoặc liên hệ trực tiếp TẠI ĐÂY.

————————————————————–

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI CUNG ỨNG QUỐC TẾ – INTERTRADE

Địa chỉ: Tòa nhà MIOS 121 Hoàng Hoa Thám, phường 6, quận Bình Thạnh, TP. HCM

Hotline: 088 6465 567

Email: info@intertrade.vn

Website: www.intertrade.vn