Ученые из Университетского колледжа Лондона разработали антимикробное покрытие, которое активируется светом низкой интенсивности и убивает опасные бактерии, например, устойчивые к метициллину штаммы золотистого стафилококка и кишечную палочку.[1]
Покрытия, обладающие фотобактерицидными свойствами, которая активируются под действием потока белого света, новым словом в науке назвать нельзя. Однако, если раньше им требовался интенсивный свет (3000 люкс), подобный тому, который дают лампы в операционных залах, новый материал, созданный английскими учеными, успешно убивает бактерии в условиях низкой интенсивности, окружающего света (300 люкс).
Это дает возможность использовать его для покрытия экранов и клавиатур телефонов, любых поверхностей в больничных палатах, хирургических инструментов, а также внутренних частей катетеров и дыхательных трубок, которые являются основным источником инфекций, связанных со здравоохранением. Такие инфекции как правило возникают во время стационарного медицинского лечения, хирургических операций или посещения медицинских учреждений и представляют серьезную угрозу для здоровья.
Новое бактерицидное покрытие состоит из крошечных кластеров химически модифицированного золота, встроенных в полимер с кристаллическим фиолетовым – красителем, который обладает антибактериальными и противогрибковыми свойствами.
При воздействии света этот краситель создает активные формы кислорода, которые и убивают бактерии, повреждая их защитные мембраны и ДНК. А то, что ему необходимо для этого меньше света, чем обычно, обуславливается присутствием металла. Именно кластеры золота в новом покрытии являются ключом к образованию перекиси водорода под действием света и влажности. Учитывая, что они содержат только 25 атомов, применение этого драгоценного металла не делает новый материал слишком дорогим, что открывает возможности для его широкого применения.
Команда химиков, инженеров и микробиологов, которая разработала новое бактерицидное покрытие, экспериментально проверила, насколько хорошо оно убивает S. aureus и E. coli при различных условиях освещения.
Они обнаружили, что при внешнем освещении (между 200 — 429 люкс) к бактерицидное покрытие привело к значительному сокращению числа жизнеспособных бактерий. Для уничтожения золотистого стафилококка понадобилось 6 часов, а кишечной палочки – 24 часа. Если учесть, что перекись водорода, которую вырабатывает покрытие, работает путем химического воздействия на клеточную мембрану, такая разница во времени объяснима тем, что E.coli меет клеточную стенку с двойной мембранной структурой тогда как S. aureus имеет только один мембранный барьер.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Gi Byoung Hwang, He Huang, Gaowei Wu, Juhun Shin, Andreas Kafizas, Kersti Karu, Hendrik Du Toit, Abdullah M. Alotaibi, Layla Mohammad-Hadi, Elaine Allan, Alexander J. MacRobert, Asterios Gavriilidis, Ivan P. Parkin. Photobactericidal activity activated by thiolated gold nanoclusters at low flux levels of white light. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-15004-6
