Functionalized Ag-nanoparticles@Metal Organic Frameworks (MOFs) Composites for Enhanced Antibacterial Activities. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS_Thesis Final (SADAM) For E-PRINT SUBMISSION.pdf Restricted to Repository staff only until 14 January 2027. Download (2MB)

Arabic Abstract

لا تزال مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) السبب الرئيسي للوفاة البشرية في جميع أنحاء العالم، حيث يُقدر عدد الوفيات بنحو 4.95 مليون حالة وفاة في عام 2019، منها 1.27 مليون حالة وفاة تُعزى إلى مقاومة مضادات الميكروبات البكتيرية. وقد دفعت هذه القضية إلى البحث عن عامل مضاد للميكروبات جديد غير مضاد حيوي. ويبدو أن المواد النانوية تجذب اهتمامًا كبيرًا من العلماء في هذا الصدد، وخاصةً الأطر المعدنية العضوية (MOFs). وعلى الرغم من الاهتمام الكبير بالأطر المعدنية العضوية في التطبيقات المضادة للبكتيريا، إلا أن استخدامها محدود بسبب الحاجة إلى جرعات عالية واحتمالية سميتها. ولذلك، ركزت هذه الدراسة على تعزيز فعالية HKUST-1 بالأحماض الدهنية لتعزيز النشاط المضاد للبكتيريا بتركيزات منخفضة. كما استكشفت هذه الدراسة، ولأول مرة، الخصائص المضادة للبكتيريا لمركبي CU2(BPDC)2(BPY) وAg@CU2(BPDC)2(BPY) الجديدين ضد البكتيريا سالبة الجرام وموجبة الجرام التمثيلية. أظهرت جميع مركبات HKUST-1 المُصنّعة وظيفيًا بالأحماض الدهنية (FAs@HKUST-1 وFAs@EDA@HKUST-1) نشاطًا مضادًا للبكتيريا أفضل ضد جميع مركبات MOFs الأصلية والمركبات الوظيفية، وقد وُصفت جميعها باستخدام تحليل XRD وTGA وFTIR. أكدت هذه الدراسة إمكانات FAs@HKUST-1 وFAs@EDA@HKUST-1 وCU2(BPDC)2(BPY) وAg@CU2(BPDC)2(BPY) كمواد متقدمة للاستخدام كعوامل مضادة للبكتيريا غير حيوية. الكلمات المفتاحية مقاومة مضادات الميكروبات، الأطر العضوية المعدنية، HKUST-1، CU2(BPDC)2(BPY)، وAg@CU2(BPDC)2(BPY)

English Abstract

Antimicrobial resistance (AMR) remains the leading cause of human death worldwide, with an estimated 4.95 million deaths in 2019, of which 1.27 million were attributed to bacterial AMR. This issue has prompted the search for a new non-antibiotic antimicrobial agent. Nanomaterials appear to be attracting significant interest from scientists in this regard, particularly the metal-organic frameworks (MOFs). Despite the significant interest in MOFs for antibacterial applications, they are limited by the need for high doses and potential toxicity. Hence, the present study focused on functionalizing HKUST-1 with fatty acids to enhance antibacterial activity at low concentrations. It also, for the first time, explores and reports the antibacterial properties of the novel CU2(BPDC)₂(BPY) and Ag@CU2(BPDC)₂(BPY) composite against representative Gram-negative and Gram-positive bacteria. All the synthesized fatty acid-functionalized HKUST-1 (FAs@HKUST-1 and FAs@EDA@HKUST-1) showed better antibacterial activity against Escherichia coli and Bacillus cereus than pristine HKUST-1. On the other hand, the novel CU2(BPDC)₂(BPY) showed significant antibacterial activity against E. coli and B. cereus. Additionally, the Ag@CU2(BPDC)₂(BPY) composite exhibits greater antibacterial activity against E. coli than the pristine CU2(BPDC)₂(BPY). All pristine MOFs and functionalized composites were characterized by XRD, TGA, and FTIR analysis. The present study confirmed the potential of FAs@HKUST-1, FAs@EDA@HKUST-1, CU2(BPDC)₂(BPY), and Ag@CU2(BPDC)₂(BPY) as advanced materials for application as non-antibiotic antibacterial agents.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Research
Department:	College of Chemicals and Materials > Bioengineering
Committee Advisor:	Moataz, Dowaidar
Committee Co-Advisor:	Mahmoud Mohamed Mohamed, Abdelnaby
Committee Members:	Amjad Bajes, Khalil
Depositing User:	SADAM ABUBAKAR (g202315670)
Date Deposited:	15 Jan 2026 11:31
Last Modified:	15 Jan 2026 11:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144031