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北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种有效且无害环境的方法来对抗细菌，方法是将纳米级颗粒添加到木质素的核心中，木质素是一种在所有植物细胞中普遍存在的物质。这些发现为更好、更环保和更安全的纳米技术提供了思路，并可能提高用于农业和个人护理的抗菌产品的效率。
在一项研究发表在自然纳米技术北卡罗来纳州立大学的工程师Orlin Velev和他的同事们展示了银离子注入的木质素纳米颗粒，它们被涂上了带电的聚合物层，帮助它们粘附在目标微生物上，有效地杀死了广泛的细菌，包括大肠杆菌以及其他有害微生物。
当纳米颗粒消灭目标细菌时，它们的银就会耗尽。剩余的颗粒在处理后很容易降解，因为它们的生物相容性木质素核心，限制了对环境的风险。
“人们一直对将银纳米颗粒用于抗菌目的感兴趣，但由于使用过的金属纳米颗粒在环境中释放的长期影响，人们一直担心它们对环境的影响，”北卡罗来纳州立大学英威达化学和生物分子工程教授Velev说，他也是该论文的通讯作者。“我们在这里展示了一种廉价且对环境负责的方法，可以用生物材料核心制造有效的抗菌剂。”
研究人员使用纳米颗粒进行攻击大肠杆菌一种导致食物中毒的细菌;铜绿假单胞菌一种常见的致病细菌;Ralstonia，一种含有多种土壤传播病原体的细菌属;和表皮葡萄球菌这种细菌会在人体内的塑料(如导管)上形成有害的生物膜。纳米颗粒对所有细菌都有效。
该方法允许研究人员灵活地改变纳米颗粒配方，以针对特定的微生物。这篇论文的第一作者、北卡罗莱纳州博士候选人亚历山大·里克特说谁获得了2015年Lemelson-MIT学生奖他说，这些颗粒可以成为降低成本和最小化环境影响的降低风险农药产品的基础。
里克特说:“我们预计这种方法将产生广泛的影响。”“我们可能会在不影响效果的情况下使用更少的抗菌成分，同时使用一种成本低廉、环境负担较低的技术。我们现在正在努力扩大工艺规模，在连续流动条件下合成颗粒。”
研究经费由美国环境保护署、国家科学基金会和北卡罗莱纳州提供。来自美国环保署、赫尔大学、瓦赫宁根大学和伦敦大学学院的研究人员参与了这项研究。
- kulikowski -
编辑须知本文摘要如下。
作者: Alexander P. Richter, Joseph S. Brown, Bhuvensh Bharti and Orlin D. Velev，北卡罗莱纳州立大学;Amy Wang, Sumit Gangwal, Keith Houck和Elaine A. Cohen Hubal，美国环保局;赫尔大学的Vesselin N. Paunov;以及瓦赫宁根大学和伦敦大学学院的Simeon D. Stoyanov
发表: 2015年7月13日，《自然纳米技术》在线
DOI: 10.1038 / nnano.2015.141
摘要银纳米颗粒具有抗菌性能，但它们的使用一直是一个令人担忧的问题，因为它们会在环境中持续存在。在这里，我们展示了木质素纳米颗粒注入银离子并涂有阳离子聚电解质层，形成了一种可生物降解的绿色银纳米颗粒替代品。聚电解质层促进颗粒粘附在细菌细胞膜上，并与银离子一起，可以杀死广泛的细菌，包括大肠杆菌，铜绿假单胞菌和quaternary-amine-resistantRalstonia sp．离子损耗研究表明，由于银离子的解吸，这些纳米颗粒的生物活性是有时间限制的。与同等质量的金属银纳米颗粒或硝酸银溶液相比，高通量生物活性筛选并没有显示出颗粒的毒性增加。我们的研究结果表明，应用绿色化学原理可以合成具有生物可降解核心的纳米颗粒，具有更高的抗菌活性，比金属银纳米颗粒对环境的影响更小。
