Date Received: 07-02-2025
Date Published: 21-02-2025
##submissions.doi##: https://doi.org/10.1234/be7xzt07
Views
Downloads
How to Cite:
Evaluation of the Inhibitory Effect of Plasma Silver Nanoparticles on Streptococcus agalactiae Caused Disease in Tilapia and the Disinfection Efficiency in Experimental Treatment Protocols
Keywords
Nanosilver plasma, Streptococcus agalactiae, disinfection, experimental treatment
Abstract
Nanosilver plasma, a new material created through the electrochemical silver plasma method, is believed for its higher potent antimicrobial activity against different types of bacteria. However, its application in aquaculture has yet to be extensively researched. This study evaluated the efficacy of nanosilver plasma in eliminating pathogenic bacteria Streptococcus agalactiae in tilapia, aiming to lay the groundwork for its practical use in disease prevention and treatment in aquaculture. Nanosilver plasma was examined for its capacity to inhibit bacterial growth under in vitro conditions, its safety on fish and its disinfection capability in experimental treatments. The research results demonstrate that nanosilver plasma at concentrations of 0.25, 0.5, and 1 ppm inhibited 97.8%, 99.9%, and 100% of S. agalactiae, respectively, under in vitro conditions and was entirely safe for tilapia when used for soaking and sterilization. Nanosilver plasma at 0.5ppm exhibits antiseptic capabilities comparable to BKC (0.5ppm) and Glutandehyl (0.05ppm) in treating diseases caused by S. agalactiae in tilapia, alongside the antibiotic amoxicillin
(40 mg/kg fish) under experimental conditions.
References
Abdel‐Latif H.M., Dawood M.A., Menanteau‐Ledouble S. & El‐Matbouli M. (2020). The nature and consequences of co‐infections in tilapia: A review. Journal of Fish Diseases. 43(6): 651-664.
Bita S., Balouch A. & Mohammadian T. (2021). Determination of lethal concentration (LC50) of silver nanoparticles produced by biological and chemical methods in Asian seabass fish. International Journal of Aquatic Research and Environmental Studies. 1(2): 7-12.
Boyd C.E. (1982). Water quality management for pond fish culture. Elsevier Scientific Publishing Co.
Chen X. & Schluesener H.. (2008). Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicology letters. 176(1): 1-12.
Đặng Thị Hóa, Vũ Đức Mạnh, Tô Thị Ngọc Anh, Trần Thị Trinh, Đoàn Thị Nhinh, Kim Văn Vạn, Trương Đình Hoài (2023). Phân lập và đánh giá tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn Streptococcus agalactiae gây bệnh mù mắt trên ếch Thái Lan (Rana tigerina) nuôi tại một số tỉnh phía Bắc.
Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.
(3): 309-319.
Davoodbasha M., Kim S.-C., Lee S.-Y. & Kim J.-W. (2016). The facile synthesis of chitosan-based silver nano-biocomposites via a solution plasma process and their potential antimicrobial efficacy. Archives of biochemistry and biophysics. 605: 49-58.
Đỗ Hoàng Tùng (2023). Quy trình sản xuất dung dịch khử trùng trên cơ sở phức hợp nano bạc plasma và đồng chelat-chitosan, Công báo, Cục Sở hữu trí tuệ mã số VN 1-2023-01915. Cục Sở hữu trí tuệ.
Elgendy M.Y., Shaalan M., Abdelsalam M., Eissa A.E., El‐Adawy M.M., & Seida A.A. (2022). Antibacterial activity of silver nanoparticles against antibiotic‐resistant Aeromonas veronii infections in Nile Tilapia, Oreochromis niloticus (L.): in vitro and in vivo assay. Aquaculture Research. 53(3): 901-920.
Haenen O.L., Dong H.T., Hoai T.D., Crumlish M., Karunasagar I., Barkham, Swaine L. Chen, Ruth Zadoks, Andreas Kiermeier, Bing Wang, Esther Garrido Gamarro, Masami Takeuchi, Mohammad Noor Amal Azmai, Belén Fouz, Rolando Pakingking Jr., Zeng Wei Wei & Melba G. Bondad-Reantaso (2023).Bacterial diseases of tilapia, their zoonotic potential and risk of antimicrobial resistance. Reviews in Aquaculture. 15: 154-185.
Haleem A., Javaid M., Singh R.P., Rab S. & Suman R. (2023). Applications of nanotechnology in medical field: a brief review. Global Health Journal.
(2): 70-77.
Kang S.J., MubarakAli D., Lee S.-Y. & Kim J.-W. (2023). Synthesis of pure alginate-nano silver biocomposites via solution plasma process and their potentials as antimicrobial agents. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology.
: 102867.
Khan M.S., Jabeen F., Qureshi N.A., Asghar M.S., Shakeel M. & Noureen A. (2015). Toxicity of silver nanoparticles in fish: a critical review. J Bio Environ Sci. 6(5): 211-227.
Kim Văn Vạn & Trương Đình Hoài (2021). Tác nhân gây bệnh đỏ mắt ở cá trắm đen (Mylopharyngodon piceus) và kết quả điều trị. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thú y. (18) 6: 52-58.
Ko Y.-B., Park Y.-H., MubarakAli D., Lee S.-Y. & Kim J.-W. (2023). Synthesis of antibacterial hydroxypropyl methylcellulose and silver nanoparticle biocomposites via solution plasma using silver electrodes. Carbohydrate Polymers. 302: 120341.
Kondeti V., Gangal U., Yatom S. & Bruggeman P.J. (2017). Ag+ reduction and silver nanoparticle synthesis at the plasma–liquid interface by an RF driven atmospheric pressure plasma jet: Mechanisms and the effect of surfactant. Journal of Vacuum Science & Technology A. 35(6).
Márquez J.C.M., Partida A.H., del Carmen M., Dosta M., Mejía J.C., & Martínez J.A.B. (2018). Silver nanoparticles applications (AgNPS) in aquaculture. International Journal of Fisheries and Aquatic Studies. 6(2): 5-11.
Mat Lazim Z., Salmiati S., Marpongahtun M., Arman N.Z., Mohd Haniffah M.R., Azman S., Yong E.L. & Salim M.R. (2023). Distribution of silver (Ag) and silver nanoparticles (AgNPs) in aquatic environment. Water. 15(7): 1349.
OECD (2006). OECD Guidelines for the Testing of Chemicals. Test No. 201: Freshwater Alga and Cyanobacteria, Growth Inhibition Test. Organization for Economic Cooperation and Development, Paris, France.
Rezvani E., Rafferty A., McGuinness C. & Kennedy J. (2019). Adverse effects of nanosilver on human health and the environment. Acta biomaterialia.
: 145-159.
Shuaib U., Hussain T., Ahmad R., Zakaullah M., Mubarik F.E., Muntaha S.T. & Ashraf, S. (2020). Plasma-liquid synthesis of silver nanoparticles and their antibacterial and antifungal applications. Materials Research Express. 7(3): 035015.
Thuy N.T.T., Bao N.T.T. & Tung D.H. (2022). Green Plasma Electrochemical Synthesized Colloidal Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Activity. Journal of Nanomaterials.
Trương Đình Hoài, Nguyễn Vũ Sơn, Nguyễn Thị Hoài, Nguyễn Thị Mai Phương & Nguyễn Thị Hậu (2014). Đặc điểm mô bệnh học của cá rô phi (Oreochromis niloticus) nhiễm Streptococcus sp. nuôi tại một số tỉnh miền Bắc Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Phát triển. 12(3): 360-371.
Trương Đình Hoài, Trần Thị Diễm Quỳnh, Đặng Thị Hoá, Đỗ Đình Hùng, Võ Văn Việt, Nguyễn Đức Chính, Nguyễn Thị Hương Giang, Đoàn Thị Nhinh, Ngô Phú Thoả & Kim Văn Vạn (2024). Đánh giá khả năng diệt khuẩn và hiệu quả điều trị của amoxicillin và amoxicillin kết hợp clavulanic acid với vi khuẩn Streptococcus agalactiae gây bệnh trên cá rô phi. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. 22(1): 25-36
Trương Đình Hoài, Xa Đức Bình, Mai Văn Thương, Nguyễn Văn Phúc, Nguyễn Hữu Vinh, Phạm Thị Lam Hồng & Đoàn Thị Nhinh (2024b). Phân lập và đánh giá tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn Streptococcus agalactiae gây bệnh trên cá rô đồng (Anabas testudineus). Tạp chí Khoa học Đại học Hạ Long. 12: 123-128
Weerasinghe J., Li W., Zhou R., Zhou R., Gissibl A., Sonar P., Ostrikov K. (2020). Bactericidal silver nanoparticles by atmospheric pressure solution plasma processing. Nanomaterials. 10(5): 874.
Wiegand I., Hilpert K. & Hancock R.E. (2008). Agar and broth dilution methods to determine the minimal inhibitory concentration (MIC) of antimicrobial substances. Nature protocols. 3(2): 163-175.