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研究与创新

环保的木质素纳米粒子'绿色银纳米管给战斗细菌

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北卡罗来纳州立大学的研究人员通过工程纳米粒子颗粒制定了一种有效和环境良性的方法,可以将银的抗微生物效力增加给木质素的核心,所有植物细胞中发现的普遍存在的物质。调查结果介绍了更好,更环保和更安全的纳米技术的想法,可以提高农业和个人护理中使用的抗菌产品的效率。

一项研究发表在自然纳米技术,NC州工程师奥林斯林瓦尔图及其同事表明,银离子注入木质素纳米粒子,其涂有带电的聚合物层,有助于它们粘附到靶微米上,有效地杀死宽血管细菌,包括大肠杆菌和其他有害的微生物。

环境良性纳米管(中心)攻击细菌(左)并中和它(右)。
环境良性纳米管(中心)攻击细菌(左)并中和它(右)。

随着纳米颗粒擦拭靶向细菌,它们耗尽银。由于其生物相容性木质素核心,剩余的颗粒在处理后容易降低,这限制了环境的风险。

“人们一直有兴趣使用银纳米粒子进行抗微生物目的,但由于在环境中使用的二手金属纳米粒子的长期效果,对其环境影响的担忧有疑虑,”Velev,化学和生物分子工程教授Velev说at NC State and the paper’s corresponding author. “We show here an inexpensive and environmentally responsible method to make effective antimicrobials with biomaterial cores.”

研究人员使用纳米粒子攻击大肠杆菌,一种导致食物中毒的细菌;假单胞菌铜绿假单胞菌,常见的疾病造成的细菌;拉尔塞尼亚,含有许多土壤传播病原体种类的细菌属;和葡萄球菌表皮,一种可造成有害生物膜对塑料的细菌 - 在人体中的塑料 - 在人体中。纳米颗粒对所有细菌有效。

该方法允许研究人员灵活地改变纳米粒子配方以靶向特异性微生物。亚历山大Richter,该论文的第一作者和NC州博士。候选人谁赢得了2015年Lemelson-Mit学生奖说,颗粒可以是降低风险农药产品,降低成本和最小化环境影响的基础。

“我们预计这种方法会产生广泛的影响,”里希特说。“我们可能包括较少的抗微生物成分而不会损失有效性,同时使用具有较低环境负担的廉价技术。我们现在正努力扩大过程在连续流动条件下合成颗粒。“

美国环境保护局,国家科学基金会和国家公联国家提供资金。来自赫尔大学的EPA的研究人员,Wageningen大学和大学伦敦大学参加了这项研究。

- Kulikowski -

编辑的注释:纸上的摘要跟随。

基于银灌注木质素核心的环保抗微生物纳米粒子

作者:Alexander P. Richter,Joseph S. Brown,Bhuvensh Bharti和奥林D. Velev,北卡罗来纳州立大学;Amy Wang,Sumit Gangwal,Keith Houck和Elaine A. Cohen Hubal,美国EPA;船体大学N. Paunov船;和Simeon D.Stoyanov,Wageningen大学和伦敦大学学院

发表:2015年7月13日,在线在线纳米技术

迪伊:10.1038 / nnano.2015.141

抽象的:银纳米粒子具有抗菌性质,但它们的使用是关注的原因,因为它们持续存在于环境中。在这里,我们表明木质素纳米颗粒用银离子注入并涂覆阳离子聚电解质层,形成可生物降解的和绿色替代的银纳米颗粒。聚电解质层促进颗粒对细菌细胞膜的粘附,与银离子一起可以杀死广谱的细菌,包括大肠杆菌假单胞菌铜绿假单胞菌和季胺抗性Ralstonia sp.。离子耗尽研究表明,由于银离子的解吸,这些纳米颗粒的生物活性是值限制的。与等效金属银纳米颗粒或硝酸银溶液相比,高通量生物活性筛选未透露颗粒的毒性增加。我们的结果表明,绿色化学原理的应用可以允许合成具有更高抗微生物活性和比金属银纳米颗粒更高的抗微生物活性和更小的环境冲击的纳米颗粒。

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