Nano Bạc: Cơ Chế Diệt Khuẩn Và Ứng Dụng Trong Thủy Sản

Nano bạc là một trong những phát minh đột phá trong công nghệ nano, có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y tế, nông nghiệp đến nuôi trồng thủy sản. Với đặc tính kháng khuẩn mạnh mẽ, nano bạc ngày càng trở thành một giải pháp thay thế tiềm năng cho các phương pháp diệt khuẩn truyền thống, giúp kiểm soát dịch bệnh mà không gây ra tình trạng kháng thuốc như kháng sinh. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về nano bạc, cơ chế diệt khuẩn của nó cũng như những ứng dụng quan trọng trong nuôi trồng thủy sản và đời sống hàng ngày.

Nano Bạc là gì? Định nghĩa về Nano bạc (AgNPs)

Nano bạc bao gồm các hạt bạc siêu nhỏ có kích thước nano, sở hữu diện tích bề mặt lớn (từ 100 – 1500 m²/g), giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn. Nhờ đó, AgNPs có thể tiêu diệt hơn 650 loại vi khuẩn, nấm, bào tử và vi sinh vật gây bệnh mà không gây kích ứng da, đảm bảo an toàn cho cơ thể. Đây chính là ưu điểm vượt trội giúp công nghệ nano bạc trở thành giải pháp tối ưu trong xử lý nước và kiểm soát dịch bệnh. Đáng chú ý, hiệu quả kháng khuẩn của AgNPs còn phụ thuộc vào hình dạng hạt. Theo nghiên cứu, các hạt nano bạc hình chữ nhật có khả năng tiêu diệt vi khuẩn cao hơn so với dạng tam giác, giúp tối ưu hiệu quả trong ứng dụng thực tiễn.

Cơ chế diệt vi khuẩn của Nano bạc

Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc được giải thích bằng nhiều giả thuyết khoa học. Một trong những lý thuyết phổ biến nhất là cơ chế hấp phụ ion bạc lên bề mặt vi khuẩn. Khi tiếp xúc với vi khuẩn, các hạt nano bạc giải phóng ion Ag+, tạo ra sự tương tác tĩnh điện với màng tế bào vi khuẩn. Quá trình này làm thay đổi cấu trúc màng tế bào, gây rối loạn chức năng sinh lý của vi khuẩn và cuối cùng dẫn đến sự tiêu diệt của chúng

Bốn cơ chế hoạt động của Nano bạc:

• Ức chế trao đổi ion: Ngăn cản quá trình vận chuyển ion Na+ và Ca2+ qua màng tế bào vi khuẩn, làm gián đoạn hoạt động sống của chúng
• Phá vỡ màng tế bào: Nano bạc tạo ra phản ứng oxy hoá, phá huỷ cấu trúc tế bào vi khuẩn khiến chúng bị tiêu diệt.
• Tác động lên DNA: AgNPs làm rối loạn hoạt động oxy hoá và phosphoryl hoá, từ đó vô hiệu hoá vi khuẩn.
• Ức chế enzym quan trọng: Nano bạc tác động đến enzym chứa nhóm SH và -COOH, phá vỡ cân bằng áp suất thẩm thấu, hoặc tạo phức với axit nucleic dẫn đến làm thay đổi cấu trúc DNA làm chết vi khuẩn.

Ứng dụng Nano Bạc trong nuôi trồng thuỷ sản

Trong nuôi trồng thuỷ sản, nano bạc đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát dịch bệnh và cải thiện chất lượng nước ao nuôi. 

1. Cải thiện chất lượng nước

Nguồn nước sạch đóng vai trò quan trọng trong nuôi trồng thủy sản, nhưng ngày càng trở nên khan hiếm do nhu cầu sử dụng cao. Bên cạnh đó, sự dư thừa thức ăn, chất thải từ động vật nuôi, cũng như tồn dư hóa chất và kháng sinh đã gây ô nhiễm môi trường nước, ảnh hưởng đến sức khỏe thủy sản.

Hiện nay, giải pháp phổ biến để xử lý vấn đề này là lọc và thay nước thường xuyên. Tuy nhiên, mỗi hệ thống nuôi trồng thủy sản, dù ở quy mô vừa và nhỏ, vẫn tiêu tốn hàng trăm mét khối nước mỗi ngày, gây lãng phí tài nguyên.

Công nghệ nano đang mở ra hướng đi mới trong việc xử lý nước và kiểm soát dịch bệnh. Nhờ khả năng diệt khuẩn mạnh mẽ, hạt nano giúp loại bỏ vi khuẩn, virus, mầm bệnh và các tạp chất hữu cơ, mang lại môi trường nước sạch hơn. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp này, nhưng chi phí vẫn là một rào cản lớn. Vì vậy, khi áp dụng nano trong nuôi trồng thủy sản, cần cân nhắc giữa lợi ích kinh tế và hiệu quả xử lý môi trường.

2. Sản xuất thức ăn

Nano bạc được sử dụng để bảo quản thức ăn thủy sản, giúp giảm thiểu nấm mốc và độc tố gây hại. Ngoài ra, nó còn giúp tăng cường hấp thụ dinh dưỡng và hỗ trợ hệ miễn dịch của vật nuôi, giúp tôm, cá phát triển khỏe mạnh và giảm nguy cơ mắc bệnh. 

3. Giảm Thất Thoát Chất Dinh Dưỡng

Khi thức ăn tiếp xúc với nước, một lượng lớn chất dinh dưỡng có thể bị thất thoát, làm giảm hiệu quả dinh dưỡng của thức ăn. Nano bạc giúp cải thiện khả năng giữ chất dinh dưỡng trong thức ăn, giúp tăng cường hiệu quả sử dụng thức ăn và giảm lãng phí.

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

4. Kiểm soát dịch bệnh

Trong nuôi trồng thủy sản, vi khuẩn, nấm và virus là những mầm bệnh chính gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng.Trước đây, người nuôi thường sử dụng kháng sinh và hóa chất để kiểm soát dịch bệnh, nhưng điều này làm tăng nguy cơ kháng kháng sinh và ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Nano bạc là một giải pháp thay thế hiệu quả nhờ khả năng diệt khuẩn mạnh, không làm vi khuẩn kháng thuốc và an toàn hơn cho môi trường.

Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ của hạt nano bạc (AgNPs) đối với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh trong nuôi trồng thủy sản. Cụ thể, thí nghiệm trên hai chủng vi khuẩn Lactococcus garvieae và Streptococcus iniae đã xác định được nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn (BC). Kết quả cho thấy MIC dao động từ 1,12 – 5 μg/ml đối với L. garvieae và 1,2 – 2,5 μg/ml đối với S. iniae. Giá trị trung bình của L. garvieae là 2,5 μg/ml, trong khi S. iniae chỉ đạt 2,1 μg/ml, chứng tỏ AgNPs có hiệu quả kháng khuẩn mạnh hơn đối với chủng S. iniae.

Bên cạnh đó, một nghiên cứu khác đã đánh giá tác động của AgNPs lên ký sinh trùng Ichthyophthirius multifiliis – tác nhân gây bệnh đốm trắng trên cá nước ngọt. Khi sử dụng AgNPs với nồng độ 10 – 15 μg/ml, hiệu quả tiêu diệt ký sinh trùng được ghi nhận rõ rệt, mở ra tiềm năng ứng dụng trong phòng và trị bệnh thủy sản.

Việc tổng hợp AgNPs từ các nguồn tự nhiên cũng mang lại kết quả tích cực. Một nghiên cứu đã chứng minh nano bạc chiết xuất từ cây hoa trà có khả năng kiểm soát vi khuẩn Vibrio harveyi – nguyên nhân gây bệnh trên tôm he Ấn Độ. Thí nghiệm trong ống nghiệm chỉ ra rằng nồng độ AgNPs 10 μg/ml có thể ức chế đến 70% sự phát triển của vi khuẩn này.

Ngoài ra, AgNPs còn được nghiên cứu để tổng hợp từ vi khuẩn Bacillus subtilis – một loại vi khuẩn không gây bệnh, nhằm kiểm soát vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus và Vibrio harveyi – hai tác nhân chính gây bệnh viêm ruột hoại tử ở tôm thẻ chân trắng. Kết quả cho thấy tỷ lệ sống của tôm tăng đến 90% khi sử dụng hợp chất nano này.

Không chỉ có tác dụng kháng khuẩn, nano bạc còn được chứng minh hiệu quả trong việc kiểm soát nấm gây hại trong nuôi trồng thủy sản. Một nghiên cứu khác đã cho thấy AgNPs có thể làm suy giảm đáng kể sự phát triển của nấm, giúp ngăn ngừa các bệnh do nấm gây ra trên thủy sản.

Gần đây, nano bạc cũng được ứng dụng trong lĩnh vực vắc-xin thế hệ mới nhằm chống lại vi khuẩn Listonella anguillarum ở cá chép và virus hội chứng đốm trắng (WSSV) trên tôm. Công nghệ này giúp tăng cường hàng rào bảo vệ cho vật nuôi, đồng thời giảm nguy cơ bất hoạt trong quá trình hoạt động của vắc-xin, mở ra triển vọng mới trong phòng chống dịch bệnh thủy sản.

Kết Luận

Nano bạc là một giải pháp tiềm năng trong nuôi trồng thủy sản, giúp kiểm soát dịch bệnh, xử lý nước và cải thiện chất lượng thức ăn cho vật nuôi. Với cơ chế diệt khuẩn hiệu quả và ứng dụng rộng rãi, nano bạc ngày càng được quan tâm và phát triển trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, cần sử dụng đúng cách để tối ưu lợi ích mà không gây tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

Tài liệu tham khảo: https://www.researchgate.net/publication/326019760_Silver_nanoparticles_applications_AgNPS_in_aquaculture

Có thể bạn quan tâm: Công Nghệ Nano: Giải Pháp Kiểm Soát Bệnh Vibriosis Trên Tôm

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